Zhrnutie na Základy molekulárnej a bunkovej biológie

## Úvod Bunková biológia skúma štruktúru a funkciu buniek, ich interakcie s prostredím a mechanizmy udržiavania homeostázy. Toto učivo sa zameriava na prechod látok cez plazmatickú membránu, základné princípy osmotických javov, vlastnosti niektorých biomolekúl a základné vlastnosti vírusov a organel relevantných pre bunkovú fyziológiu. > Definícia: Plazmatická membrána je selektívne permeabilná dvojvrstva lipidov so zabudovanými proteínmi, ktorá reguluje pohyb látok medzi bunkou a vonkajším prostredím. ## Transport cez plazmatickú membránu ### Základné mechanizmy transportu - **Pasívny transport**: prebieha v smere koncentráčneho gradientu bez spotreby ATP. Sem patrí difundovanie malých nepolárnych molekúl, niektorých malých polárnych molekúl a uľahčená difúzia cez kanály alebo nosičové proteíny. - **Aktívny transport**: presun látok proti koncentráčnému gradientu s využitím energie (napr. ATP) — primárny aktívny transport. - **Vezikulárny transport**: endocytóza a exocytóza, ktoré vyžadujú energiu na tvorbu a premiestnenie vezíkúl. > Definícia: Uľahčená difúzia je pasívny prenos látok cez membránové transportné proteíny v smere ich koncentračného gradientu. ### Príklady a aplikácie - Kyslík prechádza z pľúc do červených krviniek pasívne v smere svojho koncentračného gradientu (difúzia alebo uvoľnenie viazaného O2 na hemoglobín). To znamená, že nevyžaduje aktívny transport ani ATP. - Steroidné hormóny (napr. estrogény, testosterón) sú lipofilné a difundujú cez lipidovú dvojvrstvu. ### Porovnanie priechodnosti membrány | Typ molekuly | Prechod cez membránu | |---|---:| | Veľké polárne molekuly | nízka priechodnosť | | Aminokyseliny | nesú sa pomocou transportérov | | Steroidné hormóny | vysoká priechodnosť (difúzia) | | Malé nepolárne a niektoré malé polárne molekuly | prechádzajú relatívne ľahko | ## Osmóza a tonicita (rastlinná bunka) - **Hypotonické prostredie** (nižšia koncentrácia rozpustenej látky vonku než v bunke): voda vstupuje do bunky, vnútorný tlak (turgor) narastá; rastlinná bunka sa zväčší, ale bunková stena zabraňuje prasknutiu. - **Hypertonické prostredie** (vyššia koncentrácia vonku): voda opúšťa bunku, bunka stráca vodu a protoplast podlieha plazmolýze. > Definícia: Plazmolýza je stav, keď sa protoplast oddeľuje od bunkovej steny v dôsledku straty vody pri vystavení hypertonickému prostrediu. Fun fact: V rastlinných pletivách vám tlak turgoru umožňuje udržiavať vzpriamené stonky bez potreby veľkého množstva lignínu. ## Membránové proteíny a ich funkcie - Špecifické (integrálne alebo periférne) proteíny v membráne umožňujú transport cukrov, aminokyselín a iónov pomocou kanálov a transportérov. - Membránové proteíny slúžia ako povrchové receptory, sprostredkovávajú bunkovú komunikáciu a interakcie. > Definícia: Transportný proteín je proteín zabudovaný v membráne, ktorý umožňuje selektívny prechod konkrétnych molekúl. ## Nucleové kyseliny a RNA - Zloženie báz v molekule môže indikovať jej typ. Ak sú pomery báz napr. 30 % adenínu, 30 % cytozínu, 20 % guanínu a 20 % uracilu, ide o jednovláknovú RNA alebo nukleovú kyselinu, pretože uracil sa vyskytuje v RNA (nie v DNA). - RNA často obsahuje tzv. minoritné bázy a môže tvoriť sekundárne štruktúry (napr. hairpin, stems) vďaka párovaniu zvyškov. ### Príklad: zloženie nukleovej kyseliny - Ak pozorujeme uracil namiesto tymínu, ide o RNA. ## Sacharidy a laktóza - **Laktóza** je disacharid zložený z glukózy a galaktózy. V prírode sa bežne nachádza v mlieku cicavcov. > Definícia: Disacharid je sacharid zložený z dvoch monosacharidov viazaných glykozidickou väzbou. ## Monoméry a príklady - Medzi monoméry patria jednoduché stavebné jednotky, napr. aminokyseliny a monosacharidy. - Príklady: kyselina glutámová (aminokyselina) a glukóza (monosacharid) sú monomérmi; RNA je polynukleotid, nie monomér. ## Vírusy: DNA vs RNA a mutačná rýchlosť - DNA vírusy (napr. vírusy spôsobujúce hepatitídu B, kiahne, herpes) majú zvyčajne nižšiu mutačnú rýchlosť než RNA vírusy. -