Bioloģijā šūna ir organismu pamatstruktūra. Visas šūnas rodas, daloties citām šūnām.
Šūnas ārējo vidi no citoplazmas šūnas iekšienē atdala šūnas membrāna. Dažu šūnu iekšienē šūnas daļas ir atdalītas no citām šūnas daļām. Šīs atsevišķās daļas sauc par organelām (līdzīgi kā mazi orgāni). Katra no tām šūnā veic dažādas darbības. Piemēram, kodols (kur atrodas DNS) un mitohondriji (kur tiek pārveidota ķīmiskā enerģija).
Šūnu tipi
Šūnas iedala divos pamatveidos: prokariotes un eikariotes.
- Prokariotes (piem., baktērijas) ir vienkāršas, tām nav atsevišķa kodola un citoplazmas organellu, kas būtu norobežotas ar membrānām.
- Eikariotes (piem., augu, dzīvnieku, sēņu šūnas) ir lielākas un sarežģītākas — tām ir kodols un vairākas membrānu atdalītas organellas, kas specializējas darbībās kā enerģijas ražošana, proteīnu sintēze un materiālu pārstrāde.
Galvenās šūnu daļas un organellas
- Šūnas membrāna — fosfolipīdu divslānis ar proteīniem, kas regulē vielu ieeju un izeju; veic arī signālu uztveri un šūnas saziņu ar apkārtējo vidi.
- Citoplazma — šķidrums ar organellām un vielām, kur notiek daudz bioloģisku reakciju.
- Kodols — satur ģenētisko materiālu (DNS), kontrolē šūnas funkcijas un replikāciju.
- Mitohondriji — ražo ATP, pārveidojot uztura vielu ķīmisko enerģiju tādā formā, ko šūna var izmantot.
- Ribosomas — proteīnu sintēzes vietas; ir brīvi citoplazmā vai piestiprinātas endoplazmatiskajam tīklam.
- Endoplazmatiskā tīkls (gluds un raupjš) — raupjais (ar ribosomām) veicina proteīnu sintēzi un transportu, gludais — lipidus, toksīnu detoksikāciju un kalcija uzkrāšanu.
- Golgi aparāts — pārstrādā, šķiro un iepako molekulas (piem., proteīnus) eksportam vai iekšējai izmantošanai.
- Lizosomas — satur enzīmus, kas sadala nevajadzīgas vai bojātas molekulas un organellas.
- Peroksisomas — oksidējoši organelli, kas sadala peroksīdus un dalībnieko taukskābju metabolisma procesā.
- Hloroplasti (augu šūnās) — fotosintēzes vieta, kur saules enerģija pārvēršas organiskajos savienojumos.
- Šūnas siena (augiem, sēnēm, dažiem prokariotiem) — dod formu un aizsardzību; augu šūnu sieniņu veido celuloze.
- Centrālā vakuola (augu šūnās) — uzglabā ūdeni, ietaupījumus un atbalsta turgoru (iekšējo spiedienu).
- Citokelets — mikrofilamenti, starpmolekulārie filamenti un mikrotubili, kas nodrošina formas uzturēšanu, intracelulāro transportu un šūnas kustību.
Šūnu funkcijas
- Metabolisms — vielmaiņa, kurā vielas tiek pārveidotas enerģijā un struktūrvienībās.
- Enerģijas ražošana — mitohondriji un (augu) hloroplasti ražo ATP vai organiskos savienojumus.
- Proteīnu sintēze — ribosomas un endoplazmatiskā tīkls veido proteīnus, kas nepieciešami šūnas struktūrai un darbībām.
- Transportēšana un sekrēcija — Golgi aparāts un vezikulas pārnes molekulas iekšpusē un ārpus šūnas.
- Detoksikācija un šķelšana — lizozomas un peroksisomas palīdz noārdīt nevajadzīgas molekulas.
- Saziņa un signālu pārvade — receptoru proteīni membrānā uztver ārējos signālus un pārveido tos iekššūnu atbildēs.
- Reprodukcija un diferenciācija — šūnas dalās un specializējas, veidojot audus un orgānus daudzšūnu organismos.
Šūnu dalīšanās un dzīves cikls
Šūnu dalīšanās nodrošina augšanu, audu atjaunošanos un dzimumšūnu ražošanu. Eikariotiskajās šūnās runā par šūnas ciklu (G1, S, G2 un M fāzes). M fāze ietver mitozes procesu — vienādas dvīņu šūnu veidošanos, un meiozi — ģenētiski atšķirīgu dzimumšūnu ražošanu. Prokariotu dalīšanās parasti notiek ar bināro dalīšanos.
Mērogi un piemēri
Šūnu izmēri ļoti atšķiras: baktērijas bieži vien ir 0,2–5 µm, eikariotu šūnas parasti 10–100 µm. Ir arī īpaši lieli šūnu tipi — piemēram, dzīvnieku olšūnas vai dažas augu īpašas šūnas.
Šūnas ir pamats visām dzīvības formām — no vienšūnu organismiem līdz sarežģītiem daudzšūnu organismiem. Izpratne par šūnu uzbūvi un funkcijām ir būtiska biomedicīnai, biotehnoloģijai un ekoloģijai.
