Fyziológia bunky

Neživá aj živá príroda tvoria jednotu s jednostrannou závislosťou živého na neživom. Neživé bez živého si môžeme jednoducho predstaviť, ale opačná predstava živého bez neživého je nereálna. Živá hmota (bioplazma) netvorí chemicky jednotnú látku, ani jednotnú zmes látok. Čerpá zo svojho prostredia iba tie prvky, ktoré sú pre jej existenciu nevyhnutné. Zloženie živej hmoty však na rôznych častiach organizmus nemusí byť rovnaké a môže sa meniť v závislosti od rôznych faktorov. Predstavuje zložitý koloidný systém. Z chemického hľadiska sa neživá aj živá hmota skladá z prvkov, ale nie všetky prvky sú obsiahnuté v živej hmote. Vyskytujú v nej len tie, ktoré živej hmote neškodia, ale naopak sú pre život nutné.

Voda je z anorganických látok zastúpená v bioplazme najvyššou mierou. Jej priemerné množstvo sa pohybuje od 60 do 80% hmotnosti organizmu. V rastlinných bunkách sa nachádza asi 75%, bunky cicavcov obsahujú 65% vody. Bielkoviny sú najvýznamnejšie a najcharakteristickejšie organické zlúčeniny živej hmoty. Bielkoviny v spojení s nukleovými kyselinami predstavujú chemické zlúčeniny, na ktoré je viazaný život. Približne 45–50% cytoplazmovej hmoty tvoria bielkoviny, a to buď ako štrukturálne, alebo ako katalyticky aktívne enzýmy. Nemenej významná je úloha bielkovín pri prenose informácie. Enzýmy sú vysokošpecifické biologické katalyzátory, vysokomolekulové látky bielkovinového charakteru, ktoré v nepatrnom množstve urýchľujú biochemické reakcie v živej bunke. Koenzýmy sú nízkomolekulové látky, ktoré v spojení s bielkovinovou časťou tvoria aktívnu formu enzýmu. Koenzýmy sa priamo zúčastňujú na katalytických procesoch, neplatí to ale pre aktivátory enzýmov, kde ide hlavne o ióny kovov (Cu, Mn, Mg, Zn a iné). Nukleové kyseliny sú základnými zložkami živej hmoty, bez ktorých neexistuje nijaký živý organizmus vo fylogenetickom rebríčku, od vírusov až po človeka. Napriek nízkemu percentuálnemu zastúpeniu v bunke v porovnaní s inými zložkami, spolu s bielkovinami sú nositeľmi genetickej kontinuity. Kyselina deoxyribonukleová (DNA) obsahuje vždy deoxyribózu, kyselina ribonukleová (RNA) obsahuje vždy ribózu. DNA sa vyskytuje predovšetkým v bunkovom jadre, ribonukleová kyselina sa vyskytuje tak v jadre (najmä v jadierku), ako aj v cytoplazme. Na stavbe nukleových kyselín sa zúčastňujú dusíkové bázy, ktoré sa odvodzujú od dvoch heterocyklických zlúčenín. Delíme ich na purínové (adenín, guanín) a pyrimidínové (cytozín, tymín, uracil). Cytozín sa vyskytuje v obidvoch typoch nukleových kyselín, tymín len v DNA a uracil len v RNA. Sacharidy sú organické zlúčeniny, ktoré sú dôležité pre bunky z viacerých aspektov. Nie sú základné stavebné zložky cytoplazmy, ale slúžia ako zdroj energie pre metabolické procesy v bunke, majú schopnosť utvárať podporné a ochranné štruktúry (tvorba medzibunkovej hmoty). Sú dôležitými zložkami životne dôležitých látok (nukleové kyseliny), zúčastňujú sa na osmotických procesoch v bunkách a v spojení s bielkovinami sú súčasťou membránových receptorov. Lipidy majú významnú úlohu v štruktúre a fyziológii bunky. Spolu s bielkovinami sú základnými zložkami všetkých biologických membrán a teda sú štruktúrnymi komponentmi bunkových organel. Sú dôležité pre bunku aj ako rezervné a energeticky bohaté látky. Lipidy sa rozdeľujú do niekoľkých skupín: jednoduché lipidy, steroidy, zložené (konjugované) lipidy a karotenoidy.