BUNKA Základná jednotka živých organizmov Funkcie: výmena látok rast pohyb rozmnožovanie a dedičnosť
Celé naše telo je tvorené bunkami
Zloženie: bunková membrána cytoplazma - nachádzajú sa v nej organely (bunkové jadro, mitochondrie, endoplazmatické retikulum, Golgiho komplex, ribozómy, lyzozómy, glykogénové zrnká...)
Bunková membrána Bunková membrána vymedzuje bunku oddeľuje ju od vonkajšieho prostredia a chráni ju, Skladá saz dvoch vrstiev lypidov (tukov), medzi ktorými sú prítomné molekuly bielkovín Táto štruktúra jej dáva jej výnimočné funkcie a vlastnosti: 1. je polopriepustná = do vnútra bunky vpustí len určité látky voľný prístup má v podstate len VODA a iné malé molekuly. 2. má polotekutý charakter - jednotlivé molekuly lypidov a bielkovín sa medzi sebou voľne pohybujú (plávajú)
Čo to je? Membránový transport je súbor biologických procesov, ktoré umožňujú látkam rôzneho typu prekonať bariéru bunkovej membrány alebo jadrového obalu.
Pre iné, nedostupné latky, ktoré nemôžu prejsť cez membránu bunky, musí byť prenos zabezpečený iným spôsobom prostredníctvom bielkovín (pumpami, prenášačmi, kanálmi). prenášač zmení tvar, aktivitu a formu tak, aby zabezpečil prenos danej molekuly.
Rozlišujeme 2 základné typy prenosu látok: pasívny transport nevyžaduje spotrebu energie aktívny transport vyžaduje spotrebu energie (ATP) Uľahčená difúzia
Pasívny transport: Nevyžaduje spotrebu energie (ATP) Prebieha na báze DIFÚZIE a OSMÓZY Difúzia: je fyzikálny proces, pri ktorom sa vyrovnáva rozdiel v koncentrácii rozpustenej látky vo vnútri bunky a mimo nej. Rýchlosť a rozsah difúzie závisí od rozdielu koncentrácií medzi rozpúšťadlom a roztokom. Difúziou môžu vnikať do bunky len také látky, pre ktoré je cytoplazmatická membrána priepustná - t.j. látky, ktoré môžu cez ňu voľne prechádzať (napr. alkohol, močovina, mnohé liečivá, jedy a farbivá).
Uľahčená difúzia predstavuje pohyb molekúl cez biomembránu pomocou špecifických bielkovinových (proteinových) prenášačov zabudovaných v membráne. Takýmto spôsobom sa prenáša napr. GLUKÓZA, pretože je nerozpustná v tukoch a je príliš veľká.
Uľahčená difúzia Glukózové prenášače GLUT 1,2,3,5
Uľahčená difúzia Transport Laktátu MCT 1,4
Osmóza - predstavuje transport rozpúšťadla (vody) cez plazmatickú membránu. Voda na základe fyzikálnych zákonov prechádza z miesta menšej koncentrácie rozpustenej látky do miesta s vyššou koncentráciou. Tento proces je jednosmerný, tzn. že bunka môže vodu osmoticky nasávať alebo strácať podľa toho, aký je rozdiel v koncentrácii roztoku v bunke a vo vonkajšom prostredí.
Difúzia cez membránu Osmóza cez membránu
2.2 Osmotické hodnoty prostredia Bunka vodu osmoticky nasáva alebo stráca v závislosti od koncentrácie osmotických častíc mimo bunky alebo v bunke. Osmotické hodnoty prostredia: Izotonické Hypertonické Hypotonické
2.2.1 Izotonické prostredie (gr. iso rovnaký, tonos napínanie) rovnaká osmotická hodnota ako bunka nedochádza k prúdeniu vody Izotonický nápoj Pre tých, ktorí vypijú cca 0,8-1L tekutiny/hod
2.2.2 Hypertonické prostredie (gr. hyper nad) vyššia koncentrácia osmoticky aktívnych častíc bunka stráca vodu, zmenšuje objem Hypertonický nápoj Pre tých, čo sa menej potia V chladnom prostredí
2.2.3 Hypotonické prostredie (gr. hypo pod) nižšia koncentrácia osmoticky aktívnych častíc bunka nasáva vodu, zväčšuje objem Hypotonický nápoj používaný pri aeróbnych aktivitách, keď sa športovec veľmi potí pot je pri týchto aktivitách málo koncentrovaný, hlavnou zložkou je voda v horúcom prostredí
Aktívny transport Vyžaduje spotrebu energie (ATP) Aktívny transport sa uskutočňuje proti KONCENTRAČNÉMU SPÁDU, tzn. látka môže byť prenesená z miesta z nižšou koncentráciou na miesto s vyššou koncentráciou, ale pri spotrebe energie. Transportovaná látka sa špecificky viaže na prenášač (transportná bielkovina) zabudovaného do membrány a je pomocou neho prenesená. Aktívny transport umožňuje prenos glukózy, aminokyselín a niektorých iónov.
Primárny aktívny transport - Primárne aktívny transport prebieha proti smeru elektrochemického gradientu a vyžaduje preto energiu (ATP). Sekundárny aktívny transport - Tento systém pre svoje fungovanie nepotrebuje energiu priamo a je preto de facto pasívny. Pracuje však vždy v spojení s iným systémom, ktorý energiu spotrebúva. Ak tieto systémy transportujú dve látky rovnakým smerom, označuje sa ako symport, ak každá smeruje na opačnú stranu membrány, antiport
Antiport v antiporte sa presúvajú dva druhy iónov alebo rozpustených látok v opačnom smere cez membránu príkladom je sodíkovo-kalciový výmenník alebo antiportér, ktorý umožní trom iónom sodíku vstup do bunky na transportovanie jedného kalcia von
Symport obe molekuly sú transportované v rovnakom smere symport využíva klesajúci pohyb jedného druhu rozpustených látok z vyššej koncentrácie do nižšej a stúpajúci pohyb z nižšej do vyššej (proti smeru elektrochemickému spádu). príkladom je glukózový symporter SGLT1, ktorý spoločne transportuje jednu molekulu glukózy do bunky na každé dva ióny sodíka, ktoré sú transportované do bunky SGLT1- v tenkom čreve, priedušnici, srdci, mozgu, semenníku a prostate. Tiež aj v S3 segmente proximálneho kanálika v každom nefróne v obličkách. Jeho mechanizmus sa využíva v glukózovej rehydratačnej terapii
Významným príkladom aktívneho transportu je Sodíkovo - draslíková pumpa.
Sodíkovo - draslíková pumpa. Transmembránový proteín, presúva ióny draslíku (K) a sodíku (Na) cez bunkovú membránu, Spotrebúva pritom ATP (fosforilácia bunkovej memb.), Deje sa proti koncentračnému gradientu, Platí, že za každé dva ióny draslíka presunuté dovnútra bunky prenesie sodíkovo-draslíková pumpa tri ióny sodíku von z bunky vytvára sa v bunke záporný potenciál (rozdiel elektrického potenciálu medzi vonkajšou a vnútornou stranou biologickej membrány).
Medzi mechanizmy aktívneho transportu patria ENDOCYTÓZA A EXOCYTÓZA. Endocytóza - proces, pri ktorom dochádza k štrukturálnej prestavbe plazmatickej membrány. Poznáme 2 formy endocytózy: pinocytóza a fagocytóza Pinocitóza-látky prijímajú vo forme roztokov. K príjmu látok dochádza preliačením plazmatickej membrány dovnútra bunky a vzniká priehlbina, ktorá sa zväčšuje, až dôjde k jej odtrhnutiu odškrtením vo forme malého mechúrika pinocytovej vakuoly s transportovanou látkou.
Fagocytóza - prijímajú sa do bunky pevné látky. Pomocou mikrofilamentov vytvára bunka panôžky (pseudopódie), ktorými obalí častice a uzavrie ich vznikom fagocytovej vakuoly.
Exocytóza - proces výdaja väčších molekúl, ktoré nemôžu prejsť cez plazmatickú membránu difúziou. Takéto molekuly prechádzajú do vonkajšieho prostredia vo forme mechúrikov vezikúl. Transportované vezikuly sa postupne spájajú s cytoplazmatickou membránou a po ich následnom splynutí sa ich obsah vylúči do vonkajšieho prostredia. Týmto spôsobom sú transportované aj polysacharidy bunkových stien rastlinných buniek, ale aj odpadové látky.