Ingredience života

V současné době považujeme za živé ty entity, které jsou ohraničeny cytoplazmatickou membránou, obsahují nukleovou kyselinu (DNA) a ribozomy. (Z této definice se vymykají viry, s nimiž si lidé neví moc rady. Většinou se viry označují jako neživé organizmy.)

Tyto tři struktury jsou společné všem živým buňkám a nikdo doposud nenašel žádnou živou věc, která by jednu z těchto ingrediencí (v rámci celého životního cyklu) postrádala. Nutno ale podotknout, že se všechny tyto tři ingredience života v jednotlivých doménách liší. Cytoplazmatická membrána archeí je výrazně odlišná od membrány bakteriální či eukaryotické. Ribozomy se dají odlišit nejen jako ribozomy prokaryotní a eukaryotní, ale můžeme od sebe rozeznat i ribozom bakteriální a archeální.

Přes všechny rozdílnosti však funkce jednotlivých struktur zůstávají stejné ve všech doménách. V následujících odstavcích pouze zmíníme základní fakta o těchto strukturách. K získání hlubších poznatků o struktuře membrán, nukleových kyselin a ribozomů odkazujeme na učebnice obecné či molekulární biologie.

Cytoplazmatická membrána

Cytoplazmatická membrána je nedílnou součástí života z toho důvodu, že od sebe dokáže účinně oddělit dvě prostředí. V tomto případě je to prostředí vnitřní od prostředí vnějšího. Pakliže si má buňka udržet své životní funkce, je tato schopnost nutná. Enzymy zajišťující fyziologické pochody v buňce by se měly držet v nevelkých vzdálenostech a neměly by se rozptýlit do okolního prostředí. Biologické membrány, kam patří i cytoplazmatická membrána, jsou složeny z fosfolipidů, molekul s hydrofilní hlavičkou a hydrofobními nožičkami. Molekuly, které mají takto rozdílné konce, nazýváme amfipatické molekuly. Díky tomu mají také fosfolipidy schopnost se ve vodním prostředí samouspořádat do fosfolipidové dvojvrstvy, neboli do membrány. 

Cytoplazmatická membrána je zároveň membránou polopropustnou neboli semipermeabilní. Znamená to, že na ní probíhají osmotické jevy. Membrána propouští vodu a nepropouští osmoticky aktivní látky (ionty, cukry…). Pro tyto látky jsou do membrán vloženy bílkovinné přenašeče, protože buňka musí mít možnost s těmito molekulami manipulovat. 

Deoxyribonukleová kyselina 

Každý buněčný organizmus má svou vlastní DNA. Neznáme žádnou buňku, která by se tomuto pravidlu vymykala. Molekula DNA je obří knihovnou obsahující geny (předpisy) pro výrobu každé bílkoviny mateřské buňky. Molekula DNA nemá žádnou jinou funkci než tuto informační. Má-li se ale zachovat buněčná linie, musí si dceřiné buňky podržet celou genetickou výbavu (DNA), jakou měla mateřská buňka. To probíhá procesem zvaným replikace, kdy z jedné dvoušroubovice DNA vzniknou dvě naprosto totožné dvoušroubovice. Po rozdělení mateřské buňky na dvě buňky dceřiné každá z těchto dceřiných buněk získá jednu kopii dvoušroubovice DNA. Součástí DNA jsou také regulační místa, pomocí kterých buňka geny „zapíná“ a „vypíná“.

Je dobré mít na paměti, že každý organizmus má ve své DNA uchovány změny (mutace), které v této molekule proběhly v jeho přímých předcích. Každý organizmus zdědil DNA od svých rodičů, ti ji také zdědili a tímto způsobem bychom se mohli dostat za ideálních podmínek až k předkovi společnému pro všechny organizmy (tzv. LUCA – Last Universal Common Ancestor).

Ribozomy

Ribozomy patří mezi organely, nicméně se jedná spíš o velké molekulární stroje. Skládají se z velké a malé podjednotky, přičemž tyto podjednotky jsou poskládány z několika různých molekul rRNA a několika desítek bílkovin. Jednu z molekul rRNA (respektive DNA kódující 16S rRNA) Carl Woese použil k rozlišení domén života. Znamená to tedy, že se ribozomy v jednotlivých doménách poměrně výrazně liší. Funkce je však u všech organizmů stejná. Na ribozomech probíhá translace proteosyntézy – sekvence ribonukleotidů mRNA se překládá do sekvence aminokyselin. Vzhledem k tomu, že produkce bílkovin je základní fyziologický pochod obsahuje každá buňka ohromná množství ribozomů. Velikost ribozomů se pohybuje kolem dvaceti nanometrů.

Shrnutí

V současné době považujeme za živé entity, které jsou ohraničeny cytoplazmatickou membránou, obsahují nukleovou kyselinu (DNA) a ribozomy. Tyto tři struktury jsou společné všem živým buňkám. Cytoplazmatická membrána odděluje vnitřní a vnější prostředí buňky a je složena z fosfolipidů. DNA obsahuje geny pro výrobu bílkovin a ribozomy slouží k translaci proteosyntézy. Tyto struktury byly pravděpodobně přítomny i u posledního univerzálního společného předka všeho živého (LUCA).