STRUKE:

stanica

ilustracija
STANICA, struktura životinjske stanice – 1. stanična membrana, 2. citoskelet, 3. mitohondrij, 4. ribosom, 5. glatki edoplazmatski retikulum, 6. hrapavi endoplazmatski retikulum, 7. jezgra, 8. jezgrica, 9. Golgijev aparat, 10. peroksisom, 11. centriol, 12. lizosom
ilustracija1ilustracija2

stanica, osnovna građevna, funkcionalna i reprodukcijska jedinica života; najniža organizacijska razina sa svojstvima živoga sustava. Život na Zemlji temelji se na staničnoj organizaciji; sva su živa bića građena od jedne ili više stanica.

Stanice su vrlo sitne, pa su prvi put uočene tek nakon izuma mikroskopa. Naziv stanica uveo je engl. prirodoslovac R. Hooke (1665), koji je mikroskopom vlastite izradbe promatrao tanke presjeke pluta i uočio stijenke mrtvih biljnih stanica. Približno istodobno, niz. prirodoslovac A. van Leeuwenhoek svojim je jednostavnim mikroskopom promatrao žive stanice, spermije i mikroorganizme, te otkrio do tada nepoznat mikrosvijet. Pošto su se svjetlosni mikroskopi i tehnike mikroskopiranja usavršili, škot. botaničar R. Brown (1831) otkrio je staničnu jezgru, češ. fiziolog J. Purkyně (1837) opisao je protoplazmu, a njem. prirodoslovci M. J. Schleiden (1838) i Th. Schwann (1839) zaključili su da su biljke i životinje izgrađene od stanica i tako postavili → staničnu teoriju. U drugoj pol. XIX. st. proučavala se dioba stanica, te su otkriveni kromosomi. Izum elektronskoga mikroskopa 1930-ih omogućio je upoznavanje sitnih (manjih od 0,5 μm) staničnih ultrastruktura: citoplazmatskih membranskih sustava i ribosoma. Uz elektronsku mikroskopiju napredovala je i svjetlosna mikroskopija, napose razvojem fluorescencijskoga mikroskopa i konfokalnoga laserskog mikroskopa, a računalna obradba slike i analiza podataka omogućile su prikaz proteinskih niti staničnoga kostura, diobenoga vretena i molekularnih biljega u staničnim membranama. Za biokemijske i fiziološke analize staničnih sastojaka primjenjuje se metoda staničnoga frakcioniranja, tj. izdvajanja pojedinih organela ili sitnijih dijelova stanice u frakcije. Kultura stanica omogućuje istraživanje živih stanica, koje rastu, dijele se i obavljaju svoju funkciju u hranidbenoj otopini, odvojeno od matičnoga organizma; djelovanje biološki aktivnih tvari (hormona, regulatora rasta, lijekova, otrovnih tvari) na stanicu lakše se prati u kulturi nego na razini organizma, u kojem postoji složeno međudjelovanje milijuna stanica. U istraživanju stanica primjenjuju se i radionuklidi, kojima se prati put i mjesto sinteze makromolekula u stanici. Istraživanjem stanica bave se → stanična biologija i → citologija.

Razlikuju se dva osnovna tipa stanica: prokariotske i eukariotske. Prokariotske stanice sitnije su (1 do 10 μm) i jednostavnije od eukariotskih. One izgrađuju prokariotske organizme, koji su jednostanični (bakterije i cijanobakterije ili modrozelene alge, a prema suvremenoj sistematici arhebakterije i prave bakterije). Svi ostali organizmi, jednostanični (praživotinje, jednostanične alge i gljive) ili mnogostanični (alge, gljive, biljke, životinje), izgrađeni su od eukariotskih stanica. One su veće (10 do 100 μm, iznimno još i veće) i složenije od prokariotskih stanica te sadrže organele u kojima se zbivaju metabolički procesi. (→ metabolizam)

Stanice se međusobno razlikuju po obliku i veličini, ali sve imaju sličan kem. sastav, organizaciju i metaboličke puteve. Žive sustave izgrađuju isti kem. elementi koji se nalaze i u neživoj prirodi. Najzastupljeniji su ugljik, vodik, dušik, kisik, fosfor, sumpor, kalcij, magnezij, natrij i željezo. Velik dio stanične mase čini voda (približno 70%). Stanice su izgrađene od četiriju osnovnih skupina org. molekula: bjelančevina, lipida, ugljikohidrata i nukleinskih kiselina. Svaka stanica omeđena je membranom, a u unutrašnjosti ima citoplazmu i DNA, u kojoj je pohranjena genetička informacija. Stanična membrana odvaja sadržaj stanice od okoliša (→ membrane; stanična membrana). Bakterije, stanice gljiva, algi i biljaka s vanj. strane membrane imaju staničnu stijenku, koja im daje čvrstoću i oblik. Citoplazma prokariotskih stanica jedinstven je prostor, u kojem se nalazi kružna molekula DNA, nukleoid, i mnoštvo raspršenih ribosoma. U nekih bakterija stanična membrana čini nabor, mezosom, kojim se povećava površina membrane potrebne za metaboličke procese. Mezosom je također važan za razdvajanje udvostručenih kromosoma tijekom diobe bakterije binarnim cijepanjem. U citoplazmi eukariotskih stanica nalaze se organele: jezgra, mitohondriji, endoplazmatski retikulum, Golgijev aparat, lizosomi, peroksisomi, a u biljnim stanicama još i plastidi te središnja vakuola. Kroz citoplazmu eukariotskih stanica pružaju se proteinske niti, koje čine stanični kostur (citoskelet); on daje stanici oblik i čvrstoću, a odgovoran je za gibanje organela i ameboidno gibanje cijelih stanica. U citoplazmi mišićnih stanica nalaze se posebno organizirane molekule proteina aktina i miozina, koji su odgovorni za stezanje i opuštanje mišića (→ mišićni sustav). Najveća je organela (promjera približno 5 μm) eukariotske stanice jezgra. U njoj se nalaze molekule DNA, koje su zajedno s bjelančevinama (histonskim i nehistonskim) organizirane u kromosome. Kromosomi se vide samo tijekom jezgrine diobe (→ mejoza; mitoza), a u stanicama koje se ne dijele oni poprimaju oblik vrlo tankih niti (kromatin). Cjelokupan plan građe i funkcije organizma zapisan je u genima. Jezgra iz citoplazme prima obavijesti koje gene i kada treba aktivirati ili utišati, kontrolira procese u stanici tako što iz nje u citoplazmu odlaze molekule glasničke RNA (mRNA), koje u obliku genetičkoga koda prenose zapis o strukturi bjelančevine što će se sintetizirati povezivanjem aminokiselina. U jezgri se opaža područje koje jače lomi svjetlost; naziva se jezgrica, a u njem se nalaze višestruke kopije gena za ribosomsku RNA. Jezgra je omeđena dvjema membranama, vanjskom i unutarnjom, koje zajedno čine ovojnicu. Na jezgrinoj su ovojnici pore omeđene bjelančevinama koje kontroliraju prolaz molekula iz citoplazme u jezgru i obratno. U jezgru ulaze bjelančevine koje se sintetiziraju u citoplazmi, a iz jezgre izlaze molekule RNA i nezrele podjedinice ribosoma. U životinjskim se stanicama kraj jezgre nalazi centrosom, organizacijsko središte mikrotubula; u većini slučajeva sadrži par centriola. Jezgrina ovojnica povezana je s endoplazmatskim retikulumom (ER), najvećim membranskim sustavom koji se prostire kroz citoplazmu. Razlikuju se hrapavi (zrnati) i glatki ER. Na površini hrapavoga ER-a vezani su ribosomi; to je mjesto sinteze membranskih i sekretornih bjelančevina te mnogih enzima i glikoproteina. U glatkom ER-u sintetiziraju se lipidi i steroidi, a ondje se također kemijski mijenjaju štetni spojevi (npr. amfetamin, morfin, kodein, fenobarbital), kako bi se lakše izlučili iz organizma. Poseban sustav membrana u stanici čini Golgijev aparat, koji se sastoji od plosnatih šupljina (cisterni) omeđenih membranom. On sakuplja, razvrstava i kemijski mijenja molekule koje u njega dospijevaju s njegove cis strane (ulazne strane), iz ER-a. Proizvodi Golgijeva aparata odvajaju se na njegovoj trans strani (izlaznoj strani) i to »zapakirani« u membranske mjehuriće, Golgijeve vezikule. Neki se mjehurići stapaju sa staničnom membranom i tako izlučuju svoj sadržaj u izvanstanični prostor. Posebnu skupinu membranskih mjehurića čine lizosomi, organele koje sadrže enzime kisele hidrolaze, a oni razgrađuju org. molekule, oštećene stanične dijelove te tvari i čestice koje ulaze u stanicu endocitozom. Oblikom su slični lizosomima peroksisomi, organele koje sadrže enzime uključene u različite metaboličke reakcije. Za održavanje stanične organizacije i pokretanje metaboličkih reakcija potrebna je energija, koja se oslobađa oksidacijom org. molekula iz hrane. Najveći dio energije oslobađa se u mitohondrijima, a pohranjuje se u kem. vezama molekule adenozin-trifosfata (ATP) ili srodnih molekula. Mitohondriji su sitne organele omeđene dvjema membranama, vanjskom i unutarnjom, a unutrašnjost im ispunjava matriks (matičnica). Matriks i unutar. membrana sadrže enzime i druge molekule nužne za proizvodnju ATP. Stanice biljaka i algi sadrže kloroplaste, organele u kojima se zbiva fotosinteza. Kloroplast je obavijen ovojnicom, koju čine vanjska i unutar. membrana, a kroz njegovu unutrašnjost, stromu, prostire se još jedan sustav membrana, tilakoidi. Taj membranski sustav sadrži pigment klorofil, koji apsorbira Sunčevu svjetlost. Tijekom fotosinteze Sunčeva svjetlosna energija pretvara se u kem. energiju, o kojoj ovisi život na Zemlji; taj je proces izvor kisika u Zemljinoj atmosferi, a sva hrana posredan je ili izravan proizvod fotosinteze. U biljnim stanicama, ovisno o njihovoj zadaći, postoje i drugi tipovi plastida: kromoplasti (daju boju cvjetovima i plodovima), leukoplasti (pohranjuju rezervne tvari, najčešće škrob), etioplasti (nalaze se u stanicama biljaka koje rastu u mraku), proplastidi (ishodišni oblik plastida u embrionalnim stanicama, koji se mogu razviti u bilo koji drugi oblik plastida tijekom razvoja biljke). Mitohondriji i kloroplasti autoreduplikativne su i semiautonomne organele. Oni sadrže vlastitu DNA, pa dio svojih bjelančevina i molekula RNA sintetiziraju sami. Njihova je dioba unutar stanice slična diobi bakterijske stanice. Djelomična samostalnost mitohondrija i kloroplasta objašnjava se njihovim podrijetlom od nekada samostalnih prokariotskih organizama, bakterija, odn. cijanobakterija. Biljne stanice sadrže i jednu veliku ili više manjih vakuola. To je membranom omeđen prostor ispunjen vodenom otopinom različitih tvari (hidrolitičkih enzima, pričuvnih tvari, metabolita, pigmenata). Vakuola može zauzimati i do 90% staničnoga volumena, a svojim pritiskom na staničnu stijenku (→ turgor) daje stanici čvrstoću i održava njezinu osmotsku ravnotežu. Kada voda osmozom ulazi u vakuolu, povećava se i volumen stanice, što omogućuje brzi produžni rast biljke.

U jednostaničnih organizama sve se funkcije (prehrana, razmnožavanje, kretanje, reagiranje na podražaj) obavljaju u jednoj stanici. Složeniji organizmi izgrađeni su od skupina stanica kojima je djelovanje usklađeno, a različite stanice specijalizirane su za izvršavanje određenih funkcija. U životinja se nalazi mnogo više različitih vrsta stanica nego u biljaka. Primjerice, ljudsko tijelo izgrađuje više od 200 različitih vrsta stanica, od kojih je svaka specijalizirana za neku posebnu funkciju (npr. pamćenje, vid, kretanje, probavu). (→ diferencijacija)

stanica. Hrvatska enciklopedija, mrežno izdanje. Leksikografski zavod Miroslav Krleža, 2018. Pristupljeno 22.10.2019. <http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=57770>.