Obecná biologie

1 Obecná biologie
1.1 Znaky života
Metabolismus
Rozmnožování, schopnost vyvíjet se
Proměnlivost a dědičnost
Dráždivost, autoregulace
Vysoká organizovanost a stupňovité uspořádání
Živé soustavy jsou z termodynamického hlediska soustavy otevřené
1.2 Chemické složení živých organismů
Prvky
V živých organismech je zastoupena celá řada prvků, které nazýváme biogenní prvky. Ve velké míře jsou zastoupeny vodík(H), kyslík (O), uhlík (C), síra (S), dusík (N), fosfor (P), draslík (K), sodík (Na), chlór (Cl), hořčík (Mg), železo (Fe) (= makrobiogenní prvky). Některých prvků je v organismu menší množství, přesto však plní důležité funkce: zinek (Zn), mangan (Mn), kobalt (Co), molybden (Mo), selen (Se), bór (B) (= mikrobiogenní prvky).
Organické a anorganické látky
Atomy různých prvků tvoří společně molekuly. V živých organismech nacházíme molekuly látek anorganických a organických.
Anorganické látky: voda (H2O), ionty (K+, Na+, Mg2+, Cl-, Ca2+, ionty fosforečnanové a hydrogenuhličitanové) – mají velký význam pro udržení osmotického tlaku.
Osmotický tlak je tlak toku rozpouštědla pronikajícího přes semipermeabilní (polopropustnou) membránu do roztoku, ve kterém je vyšší koncentrace rozpuštěných molekul nebo iontů. Je závislý na teplotě a koncentraci roztoku.
Rozpouštědlo má tendenci pronikat přes polopropustné membrány do míst, kde je koncentrace osmoticky aktivních látek vyšší, a ředit je. Ve výsledku jsou tedy roztoky na obou stranách membrány stejně koncentrované. Osmotický tlak je jedna ze základních sil, které ovlivňují živé buňky, protože cytoplazmatická membrána je polopropustná.
V těle živočichů, v jejich extracelulární tekutině, se udržuje přesně daná koncentrace iontů. Extracelulární prostředí je tak k prostředí uvnitř buňky isotonické a buňky tak nejsou poškozovány nadměrným přísunem vody nebo naopak jejím přílišným úbytkem. Kromě iontů solí se na celkové osmolalitě prostředí podílí anionty proteinů. Koloidně-osmotický tlak proteinů se nazývá tlakem onkotickým.
Význam onkotického tlaku proteinů krevní plazmy tkví v umožnění vzniku a následné resorbce tkáňového moku. Na začátku kapilár je hydrostatický tlak (generovaný srdcem) ve vlásečnici větší než onkotický tlak bílkovin krevní plazmy. Krevní plazma se tímto tlakem filtruje do tkání jako tkáňový mok nesoucí živiny. Na konci kapilár hydrostatický tlak poklesne, onkotický tlak je relativně vyšší a tkáňový mok (voda a metabolity buněk) je nasáván zpět do krevního oběhu. Při poklesu koncentrace bílkovin v krvi se objevují otoky, protože onkotický tlak už nestačí k vyčerpání nadbytečného moku.
Organické látky:
Sacharidy:
Monosacharidy = cukry – glukóza, fruktóza, tvořeny jednou cukernou jednotkou.
Disacharidy – tvořeny dvěma cukernými jednotkami, sacharóza (cukr, který se běžně používá ke slazení), maltóza, laktóza.
Polysacharidy – tvořeny více než 10 cukernými jednotkami, celulóza (vláknina), glykogen (živočišný škrob), rostlinný škrob (v bramborách, obilí, …).
Sacharidy jsou jedny se základních přírodních látek v rostlinných i živočišných organismech. Rostliny a ostatní autofototrofní organismy je dokáží vyrábět procesem zvaným fotosyntéza z vody a oxidu uhličitého pomocí sluneční energie. Ostatní organismy jsou zavislé na jejich příjmu v potravě. Při krátkodobém nedostatku je mohou syntetizovat z aminokyselin a glycerolu.
Sacharidy mají v organismech důležité funkce:
zdroj a krátkodobá zásoba energie (glukóza, fruktóza)
zásobní látky (škrob, glykogen, inulin)
stavební materiál (celulóza, chitin)
složka některých složitějších látek (nukleových kyseliny, hormonů, koenzymů)
Aminokyseliny = stavební kameny bílkovin (proteinů), jsou v buňkách i volné, některé pak fungují například jako přenašeče nervového vzruchu (neurotransmitery) – glycin, kyselina glutamová; jiné neurotransmitery nebo hormony se od aminokyselin odvozují (vznikají jejich úpravou) – adrenalin, tyroxin, serotonin, acetylcholin.
Aminokyselina je v chemii obecně jakákoliv molekula obsahující karboxylovou (-COOH) a aminovou(-NH2) funkční skupinu. V biochemii se většinou tímto termínem rozumějí pouze alfa-aminokyseliny, tj. takové, ve kterých jsou obě skupiny navázány na stejném uhlíkovém atomu. V ještě užším smyslu (například v molekulární biologii) se tímto pojmem většinou rozumí biogenní alfa-L-aminokyseliny - 20 základních stavebních složek všech proteinů.
Až na nepatrné výjimky jsou všechny proteiny ve všech živých organismech sestaveny z pouhých 20 druhů aminokyselin. Posloupnost (sekvence) těchto aminokyselin určuje primární strukturu proteinu. Funkce proteinu závisí především na jeho te