Živočišné buňky a jejich tvary

Buňky jsou stavebními kameny života – všechny živé organismy se z nich skládají. V učebnicích je často uveden jeden „typický“ příklad rostlinné nebo živočišné buňky, ve skutečnosti se však tvary buněk mohou značně lišit. Zejména živočišné buňky mají nejrůznější tvary a velikosti. Tvary rostlinných buněk si bývají navzájem dost podobné, protože mají pevnou buněčnou stěnu

Podíváním se na tvar a velikost buňky se můžeme dozvědět mnoho o tom, co buňka dělá, a mikroskopy jsou k tomu ideálním nástrojem.

Tvar pro daný úkol

Buňky mají různé tvary, protože dělají různé věci. Každý typ buněk má svou vlastní úlohu, která pomáhá našemu tělu správně fungovat, a jejich tvary jim pomáhají tyto úlohy efektivně plnit. Všechny následující typy buněk mají neobvyklé tvary, které jsou důležité pro jejich funkci.

Neurony jsou buňky mozku a nervového systému. Jejich úkolem je přenášet elektrické zprávy z mozku do zbytku těla a zpět (téměř jako elektrický drát), proto jsou to velmi dlouhé, tenké buňky. Musí se také spojovat s dalšími neurony, aby vytvořily komunikační sítě, takže mají mnoho dlouhých větví. Více se o neuronech dozvíte na jiném místě našich stránek.

Fotoreceptory (tyčinky a čípky) jsou buňky v oku, které detekují světlo. Jsou vlastně velmi specializovanou formou neuronu. Fotoreceptory musí co nejefektivněji sbírat světlo, proto mají specializovaný výběžek z buňky (nazývaný vnější segment), který je plný molekul pohlcujících světlo. Tyčinky, které jsou obzvláště dobré v detekci světla, mají větší výběžek. O vnějším segmentu je nyní známo, že je vysoce modifikovaným druhem primárního řasnatého tělíska, nedávno objevené organely. Více se o primárním řasnatém tělísku dočtete na jiném místě tohoto kontextu.

Imunitní buňky jsou buňky, které reagují, když je tělo infikováno (například bakterií). Aby mohly plnit svou úlohu, musí být schopny měnit tvar. Lymfocyty se například mohou potřebovat pohybovat tělesnou tkání, aby se dostaly k místu infekce, a proto změní svůj tvar, aby se protlačily kolem těsně zabalených buněk tkáně. Některé imunitní buňky (například neutrofily) pohlcují bakterie a viry, takže musí změnit svůj tvar, aby je mohly „spolknout“. Více informací o různých druzích imunitních buněk se dozvíte v souvislosti s tématem Boj s infekcí.

Mikroskopy na buňkách

V podstatě veškeré naše znalosti o tvaru buněk pocházejí z let nahromaděných experimentů pod mikroskopem. Neexistuje žádný jiný nástroj, který by nám umožnil podívat se na tvar buněk přímo. Pomocí světelné mikroskopie dokázali vědci pozorovat živé buňky a sledovat, jak se jejich tvar mění v čase. Byli také schopni sledovat buněčné procesy, které zahrnují změny tvaru, jako je mitóza

Vzhledem ke konstrukci elektronových mikroskopů nemohou živé buňky přežít v drsných podmínkách uvnitř mikroskopu, a proto je nelze sledovat přímo. Elektronové mikroskopy však mohou poskytnout informace s vysokým rozlišením o tvaru jednotlivých buněk, které byly připraveny k prohlížení, včetně malých oblastí buňky, které mají specifické tvary, jako je primární řasinka a mikroklky.

Buňky ve 3D

Buňky jsou trojrozměrné objekty se složitými tvary, ale obrazy generované většinou mikroskopů jsou dvojrozměrné. To ztěžuje pochopení celkového tvaru buněk a jejich vzájemné interakce. Nyní však několik mikroskopických technik umožňuje vytvářet trojrozměrné modely buněk nebo jejich částí. To se provádí tak, že se digitálně shromáždí několik dvojrozměrných snímků, které se pak pomocí počítačových programů zkombinují.

Doktorka Rebecca Campbellová a docent Tony Poole jsou dva vědci z Otagské univerzity, kteří používají snímky z mikroskopů k vytváření trojrozměrných modelů buněk, které studují. Rebecca používá vícenásobné snímky z konfokálního laserového skenovacího mikroskopu k sestavení 3D zobrazení celých neuronů a Tony sestavuje 3D model primárního řasinky. O práci Rebeccy a Tonyho se můžete dozvědět více na jiném místě tohoto kontextu.