Rakkude struktuuri ühtsus.
Iga lahtri sisu eraldatakse väliskeskkonnast spetsiaalse struktuuriga - plasmamembraan (plasmalemma). See isolatsioon võimaldab teil luua raku sees väga erilise keskkonna, erinevalt seda ümbritsevast. Seetõttu võivad rakus toimuda protsessid, mida kuskil ei esine, neid nimetatakse elulisi protsesse.
Elusraku sisekeskkonda, mida piirab plasmamembraan, nimetatakse tsütoplasma. See sisaldab hüaloplasma(põhiline läbipaistev aine) ja raku organellid, samuti mitmesugused mittepüsivad struktuurid - kaasamine. Siia kuuluvad ka mis tahes rakus olevad organellid ribosoomid, mille peal on valkude süntees.
Eukarüootsete rakkude struktuur.
Eukarüootid on organismid, mille rakkudel on tuum. Tuum- see on eukarüootse raku organell, millesse kromosoomidesse salvestatud pärilik teave salvestatakse ja millest see ümber kirjutatakse. Kromosoom on valkudega integreeritud DNA molekul. Tuum sisaldab tuum- koht, kus moodustuvad teised olulised valkude sünteesis osalevad organellid - ribosoomid. Kuid ribosoomid moodustuvad ainult tuumas ja nad töötavad (st sünteesivad valku) tsütoplasmas. Mõned neist asuvad vabalt tsütoplasmas ja mõned kinnituvad membraanidele, moodustades võrgusilma, mida nimetatakse endoplasmaatiline.
Ribosoomid- mittemembraansed organellid.
Endoplasmaatiline retikulum on membraanidega piiratud tuubulite võrgustik. Neid on kahte tüüpi: sile ja granuleeritud. Ribosoomid paiknevad granulaarse endoplasmaatilise retikulumi membraanidel, seega sünteesitakse ja transporditakse selles valke. Ja sujuv endoplasmaatiline võrk on süsivesikute ja lipiidide sünteesi ja transpordi koht. Sellel pole ribosoome.
Valkude, süsivesikute ja rasvade sünteesimiseks on vaja energiat, mida toodavad eukarüootses rakus raku "energiajaamad" - mitokondrid.
Mitokondrid- kahe membraaniga organellid, milles viiakse läbi rakuline hingamine. Orgaanilised ühendid oksüdeeruvad mitokondriaalsetel membraanidel ja keemiline energia koguneb spetsiaalsete energiamolekulide kujul (ATP).
Rakus on ka koht, kuhu orgaanilised ühendid võivad koguneda ja kust neid transportida - see on Golgi aparaat, lamedate membraankottide süsteem. See on seotud valkude, lipiidide, süsivesikute transpordiga. Golgi aparaadis moodustuvad ka rakusisese seedimise organellid - lüsosoomid.
Lüsosoomid- loomarakkudele iseloomulikud ühemembraanilised organellid sisaldavad ensüüme, mis suudavad lagundada valke, süsivesikuid, nukleiinhappeid, lipiide.
Rakk võib sisaldada organelle, millel pole membraanistruktuuri, näiteks ribosoomid ja tsütoskelett.
Tsütoskelett- See on raku lihas-skeleti süsteem, mis sisaldab mikrofilamente, ripsmeid, lippe, rakukeskust, mis toodab mikrotuubuleid ja tsentrioole.
On organelle, mis on iseloomulikud ainult taimerakkudele - plastiidid. Seal on: kloroplastid, kromoplastid ja leukoplastid. Fotosünteesi protsess toimub kloroplastides.
Ka taimerakkudes vakuoolid- Rakulised jäätmed, mis on vee ja selles lahustunud ühendite reservuaarid. Eukarüootsete organismide hulka kuuluvad taimed, loomad ja seened.
Prokarüootsete rakkude struktuur.
Prokarüootid- üherakulised organismid, mille rakkudes puudub tuum.
Prokarüootsed rakud on väikesed ja säilitavad geneetilise materjali ringikujulise DNA molekuli (nukleoidi) kujul. Prokarüootsete organismide hulka kuuluvad bakterid ja tsüanobakterid, mida varem nimetati sinivetikateks.
Kui aeroobse hingamise protsess toimub prokarüootides, kasutatakse selleks spetsiaalseid plasmamembraani väljaulatuvaid osi - mesosoomid. Kui bakterid on fotosünteesivad, toimub fotosünteesi protsess fotosünteesimembraanidel - tülakoidid.
Valkude süntees prokarüootides toimub ribosoomid. Prokarüootsetes rakkudes on vähe organelle.
Eukarüootsete rakkude organellide päritolu hüpoteesid.
Prokarüootsed rakud ilmusid Maale varem kui eukarüootsed rakud.
1) sümbiootiline hüpotees selgitab eukarüootse raku mõnede organellide – mitokondrite ja fotosünteetiliste plastiidide – tekkemehhanismi.
2) Invagineeriv hüpotees- väidab, et eukarüootse raku päritolu tuleneb asjaolust, et esivanemate vorm oli aeroobne prokarüoot. Selles olevad organellid tekkisid membraani osade sissetungi ja eraldumise tagajärjel, millele järgnes funktsionaalne spetsialiseerumine teiste organellide tuumale, mitokondritele ja kloroplastidele.
Eukarüootsed rakud lihtsamatest organismidest kõrgemate taimede ja imetajate rakkudeni, erinevad ehituse keerukuse ja mitmekesisuse poolest. Tüüpiline eukarüootne rakk ei eksisteeri, kuid ühiseid jooni saab eristada tuhandetest rakutüüpidest. Iga eukarüootne rakk koosneb tsütoplasmast ja tuumast.
Struktuur eukarüootne rakk.
Plasmalemma loomarakkude (rakuseina) moodustab membraan, mis on väljastpoolt kaetud 10–20 nm paksuse glükokalüksi kihiga. Plasmalemma täidab piiritlemise, tõkke, transpordi ja retseptori funktsioone. Tänu selektiivse läbilaskvuse omadusele reguleerib plasmalemma raku sisekeskkonna keemilist koostist. Plasmalemma sisaldab retseptori molekule, mis tunnevad selektiivselt ära teatud bioloogiliselt aktiivsed ained (hormoonid). Kihtides ja kihtides säilivad külgnevad rakud erinevat tüüpi kontaktide olemasolu tõttu, mida esindavad plasmalemma osad, millel on eriline struktuur. Seestpoolt külgneb kortikaalne (kortikaalne) kiht membraaniga tsütoplasma paksusega 0,1-0,5 mikronit.
Tsütoplasma. Tsütoplasmas on mitmeid moodustatud struktuure, millel on raku erinevatel eluperioodidel korrapärased struktuuri- ja käitumisjooned. Igal neist struktuuridest on oma funktsioon. Seetõttu võrreldi neid kogu organismi elunditega, millega seoses nad selle nime said organellid või organellid... Tsütoplasmasse ladestuvad mitmesugused ained - lisandid (glükogeen, rasvatilgad, pigmendid). Tsütoplasma on membraanidega läbi imbunud endoplasmaatiline retikulum.
Endoplasmaatiline retikulum (EMF)... Endoplasmaatiline retikulum on hargnenud kanalite ja õõnsuste võrgustik raku tsütoplasmas, mille moodustavad membraanid. Kanalite membraanidel on arvukalt ensüüme, mis tagavad raku elulise aktiivsuse. EMF -membraane on kahte tüüpi - siledad ja karedad. Membraanidel sile endoplasmaatiline retikulum rasvade ja süsivesikute ainevahetuses osalevad ensüümsüsteemid. Peamine funktsioon karm endoplasmaatiline retikulum- valgusüntees, mis toimub membraanide külge kinnitatud ribosoomides. Endoplasmaatiline retikulum on üldine rakusisene tsirkulatsioonisüsteem, mille kanalite kaudu aineid transporditakse raku sees ja rakust rakku.
Ribosoomid täidab valgusünteesi funktsiooni. Ribosoomid on sfäärilised osakesed läbimõõduga 15-35 nm, mis koosnevad kahest erineva suurusega alaühikust ning sisaldavad ligikaudu võrdsetes kogustes valke ja RNA-d. Tsütoplasmas asuvad ribosoomid paiknevad või on kinnitatud endoplasmaatilise retikulumi membraanide välispinnale. Sõltuvalt sünteesitud valgu tüübist võivad ribosoomid ühendada kompleksideks - polüribosoomid... Ribosoomid esinevad igat tüüpi rakkudes.
Golgi kompleks. Peamine struktuurielement Golgi kompleks on sile membraan, mis moodustab lapikute tsisternide või suurte vakuoolide või väikeste vesiikulite paketid. Golgi kompleksi tsisternid on ühendatud endoplasmaatilise retikulumi kanalitega. Endoplasmaatilise retikulumi membraanidel sünteesitud valgud, polüsahhariidid ja rasvad transporditakse kompleksi, kondenseeruvad selle struktuuride sees ja "pakendatakse" vabanemiseks valmis sekreedi kujul või kasutatakse rakus endas selle eluea jooksul.
Mitokondrid. Mitokondrite universaalne levik loomade ja taimede maailmas näitab selle olulist rolli mitokondrid puuris mängida. Mitokondrid on sfäärilise, ovaalse ja silindrilise kujuga, võivad olla filiformsed. Mitokondrite suurus on läbimõõduga 0,2-1 mikronit, pikkusega kuni 5-7 mikronit. Niitjate vormide pikkus ulatub 15-20 mikronini. Mitokondrite arv erinevate kudede rakkudes ei ole sama, neid on rohkem, kus sünteetilised protsessid on intensiivsed (maks) või energiakulud on suured. Mitokondri sein koosneb 2 membraanist - välisest ja sisemisest. Välimine membraan on sile ja vaheseinad - servad või kriistad - ulatuvad organoidi sisemusest sisemusse. Cristae membraanidel paikneb arvukalt energia metabolismis osalevaid ensüüme. Mitokondrite peamine ülesanne - ATP süntees.
Lüsosoomid- väikesed ovaalsed kehad läbimõõduga umbes 0,4 mikronit, mis on ümbritsetud ühe kolmekihilise membraaniga. Lüsosoomid sisaldavad umbes 30 ensüümi, mis on võimelised lõhustama valke, nukleiinhappeid, polüsahhariide, lipiide ja muid aineid. Ainete lagunemist ensüümide abil nimetatakse lüüs, seetõttu on organoid nime saanud lüsosoom... Arvatakse, et lüsosoomid moodustuvad Golgi kompleksi struktuuridest või otse endoplasmaatilisest retikulumist. Lüsosoomide funktsioonid : toitainete rakusisene seedimine, raku enda struktuuri hävimine selle surma käigus embrüonaalse arengu käigus, kui embrüonaalsed kuded asendatakse püsivatega ja mitmel muul juhul.
Centrioles. Rakukeskus koosneb kahest väga väikesest silindrilisest kehast, mis asuvad üksteise suhtes täisnurga all. Neid väikeseid kehasid nimetatakse tsentrioolid... Tsentriooli sein koosneb 9 paarist mikrotuubulitest. Centrioolid on võimelised ise kokku tulema ja kuuluvad tsütoplasma iseenesest reprodutseeruvate organellide hulka. Tsentrioolidel on rakkude jagunemisel oluline roll: nad alustavad jagunemise spindli moodustavate mikrotuubulite kasvu.
Tuum. Tuum on raku kõige olulisem komponent. See sisaldab DNA molekule ja täidab seetõttu kahte põhifunktsiooni: 1) geneetilise teabe salvestamine ja paljundamine, 2) raku ainevahetusprotsesside reguleerimine. Kadunud rakk tuum, ei saa eksisteerida. Tuum on samuti võimetu iseseisvaks eksisteerimiseks. Enamikul rakkudel on üks tuum, kuid ühes rakus võib täheldada 2-3 tuuma, näiteks maksarakkudes. On teada mitmetuumalisi rakke, millel on mitukümmend tuuma. Tuumade kuju sõltub raku kujust. Tuumad on sfäärilised, mitme labaga. Südamikku ümbritseb kest, mis koosneb kahest tavalise kolmekihilise struktuuriga membraanist. Välimine tuumamembraan on kaetud ribosoomidega, sisemine membraan on sile. Tuuma elutähtsas tegevuses mängib peamist rolli tuuma ja tsütoplasma vaheline ainevahetus. Tuuma sisu sisaldab tuumahla ehk karüoplasmat, kromatiini ja tuuma. Tuumahla koostis sisaldab erinevaid valke, sealhulgas enamikku tuuma ensüüme, vabu nukleotiide, aminohappeid, tuuma ja kromatiini aktiivsuse saadusi, mis liiguvad tuumast tsütoplasmasse. Kromatiin sisaldab DNA-d, valke ja on kromosoomide kokkukeritud ja tihendatud lõigud. Tuum on tuumamahlas paiknev tihe ümar keha. Nukleoolide arv on vahemikus 1 kuni 5-7 või rohkem. Tuumad esinevad ainult mittejagunevates tuumades, mitoosi käigus need kaovad ja pärast jagunemise lõppemist moodustuvad uuesti. Tuum ei ole iseseisev raku organoid; sellel puudub membraan ja see moodustub kromosoomipiirkonna ümber, milles rRNA struktuur on kodeeritud. Tuumades moodustuvad ribosoomid, mis seejärel liiguvad tsütoplasmasse. Kromatiin nimetatakse tuuma tükke, graanuleid ja retikulaarseid struktuure, mis on mõne värvainega intensiivselt värvunud ja erineva kujuga tuumast.
Rakk on kõigi struktuuri ja elutegevuse elementaarne üksus elus organismid(välja arvatud viirused, millest sageli räägitakse kui mitterakulistest eluvormidest), millel on oma ainevahetus, on võimeline iseseisvalt eksisteerima, ise taastootma ja arenema. Kõik elusorganismid kas mitmerakulised loomad, taimed ja seened, koosneb paljudest rakkudest või sama paljudest algloomad ja bakterid on üherakulised organismid... Nimetati bioloogia osa, mis tegeles rakkude struktuuri ja elulise aktiivsuse uurimisega tsütoloogia... Viimasel ajal on tavaks rääkida ka rakubioloogiast ehk rakubioloogiast.
Taime- ja loomarakkude eristavad tunnused
|
Märgid |
Taimerakk |
Loomapuur |
|
Plastid |
Kloroplastid, kromoplastid, leukoplastid |
Puudub |
|
Toidu meetod |
Autotroofne (fototroofne, kemotroofne) | |
|
ATP süntees |
Kloroplastides, mitokondrites |
Mitokondrites |
|
ATP lõhustamine |
Kloroplastides ja kõigis raku osades, kus on vaja energiat |
Raku kõikides osades, kus energiat on vaja |
|
Raku keskus |
Madalamates taimedes |
Kõigis rakkudes |
|
Tselluloosi rakusein |
Asub väljaspool rakumembraani |
Puudub |
|
Kaasamised |
Varuge toitaineid tärklise terade, valkude, õlitilkade kujul; vakuoolid rakumahlaga; soola kristallid |
Varu toitaineid terade ja tilkade kujul (valgud, rasvad, süsivesikud, glükogeen); ainevahetuse lõppsaadused, soolakristallid, pigmendid |
|
Suured rakumahlaga täidetud õõnsused – erinevate ainete (varu- või lõpptooted) vesilahus. Raku osmootsed reservuaarid. |
Kokkutõmbuvad, seedivad, eritavad vakuoolid. Tavaliselt väike. |
Üldised tunnused 1. Struktuurisüsteemide ühtsus - tsütoplasma ja tuum. 2. Ainevahetus- ja energiaprotsesside sarnasus. 3. Päriliku koodi põhimõtte ühtsus. 4. Universaalne membraanistruktuur. 5. Keemilise koostise ühtsus. 6. Rakkude pooldumise protsessi sarnasus.
Rakkude struktuur
Kõik rakulised eluvormid Maal saab jagada kaheks kuningriigiks nende koostisosade struktuuri alusel:
prokarüootid (eeltuumalised) on lihtsama ehitusega ja tekkisid evolutsiooni käigus varem;
eukarüootid (tuuma) - keerulisem, tekkis hiljem. Inimkeha moodustavad rakud on eukarüootsed.
Vaatamata vormide mitmekesisusele on kõigi elusorganismide rakkude korraldus allutatud ühtsetele struktuuripõhimõtetele.
Raku sisu eraldatakse keskkonnast plasmamembraaniga ehk plasmamembraaniga. Raku sees on täidetud tsütoplasma, milles asuvad mitmesugused organoidid ja raku kandjad, samuti geneetiline materjal DNA molekuli kujul. Iga raku organoid täidab oma erifunktsiooni ja üheskoos määravad nad kõik raku kui terviku elutähtsa aktiivsuse.
Prokarüootne rakk
Tüüpilise prokarüootse raku struktuur: kapsel, raku sein, plasmolemma, tsütoplasma,ribosoomid, plasmiid, jõid, flagellum,nukleoidne.
Prokarüootid (alates lat. pro- enne, enne ja Kreeka κάρῠον - tuum, pähkel) - organismid, millel ei ole erinevalt eukarüootidest moodustunud rakutuum ja muud sisemembraani organellid (välja arvatud fotosünteetiliste liikide lamedad tsisternid, näiteks tsüanobakterid). Ainus suur ringikujuline (mõnedel liikidel lineaarne) kaheahelaline molekul DNA, mis sisaldab põhiosa raku geneetilisest materjalist (nn nukleoidne) ei moodusta valkudega kompleksi histoonid(nn kromatiin). Prokarüootide hulka kuulub bakterid, kaasa arvatud tsüanobakterid(sinivetikad) ja arhaea... Prokarüootsete rakkude järeltulijad on organellid eukarüootsed rakud - mitokondrid ja plastiidid... Raku põhisisu, mis täidab kogu selle mahu, on viskoosne granuleeritud tsütoplasma.
Eukarüootne rakk
Eukarüootid on organismid, millel on erinevalt prokarüootidest formaliseeritud rakk tuum tsütoplasmast eraldatud tuumaümbrisega. Geneetiline materjal on ümbritsetud mitmete lineaarsete kaheahelaliste DNA molekulidega (olenevalt organismide tüübist võib nende arv tuuma kohta varieeruda kahest kuni mitmesajani), mis on seestpoolt raku tuuma membraanile kinnitatud ja enamus (v.a dinoflagellaadid) kompleks valkudega histoonid helistas kromatiin... Eukarüootsetes rakkudes on olemas sisemembraanide süsteem, mis lisaks tuumale moodustab mitmeid teisi organoidid (endoplasmaatiline retikulum, Golgi aparaat ja jne). Lisaks on valdaval enamusel püsiv rakusisene sümbionte- prokarüootid - mitokondrid, samuti vetikates ja taimedes plastiidid.
Eukarüootse raku struktuur
Loomaraku skemaatiline esitus. (Kui klõpsate mõnel lahtri komponentide nimetusel, liigute vastava artikli juurde.)
Loomaraku pinnakompleks
Koosneb glükokalüksist, plasmalemmast ja selle all paiknevast kortikaalsest kihist tsütoplasma... Plasmamembraani nimetatakse ka plasmalemmaks, väliseks rakumembraaniks. See on umbes 10 nanomeetri paksune bioloogiline membraan. Esiteks pakub see rakuvälise keskkonna suhtes piiritlevat funktsiooni. Lisaks esineb ta transpordifunktsioon... Rakk ei kuluta energiat oma membraani terviklikkuse säilitamiseks: molekulid säilitatakse sama põhimõtte kohaselt, mille järgi rasvamolekule koos hoitakse - hüdrofoobne see on termodünaamiliselt soodsam, kui molekulide osad asuvad üksteise vahetus läheduses. Glükokalüks on plasmamembraanis "ankurdatud" oligosahhariidide, polüsahhariidide, glükoproteiinide ja glükolipiidide molekul. Glükokalüks täidab retseptori ja markeri funktsioone. Plasma membraan loomad rakud koosnevad peamiselt fosfolipiididest ja lipoproteiinidest, millesse on põimitud valkude molekulid, eelkõige pinnaantigeenid ja retseptorid. Tsütoplasma kortikaalses (plasmamembraani kõrval) kihis on tsütoskeleti spetsiifilised elemendid - teatud viisil tellitud aktiini mikrokiud. Kortikaalse kihi (ajukoore) peamine ja kõige olulisem funktsioon on pseudopodiaalsed reaktsioonid: pseudopoodiate väljutamine, kinnitumine ja kokkutõmbumine. Sellisel juhul paigutatakse mikrofilamendid ümber, pikendatakse või lühendatakse. Raku kuju sõltub ka kortikaalse kihi tsütoskeleti struktuurist (näiteks mikrovillide olemasolust).
Loomade ja taimede kudesid moodustavad rakud on kuju, suuruse ja sisemise struktuuri poolest väga erinevad. Kuid need kõik näitavad sarnasusi elutähtsate protsesside põhitunnustes, ainevahetuses, ärrituvuses, kasvus, arengus ja muutumisvõimes.
Igat tüüpi rakud sisaldavad kahte peamist komponenti, mis on üksteisega tihedalt seotud - tsütoplasma ja tuum. Tuum on tsütoplasmast eraldatud poorse membraaniga ja sisaldab tuumamahla, kromatiini ja tuuma. Poolvedel tsütoplasma täidab kogu raku ja on läbi imbunud arvukate tuubulitega. Väljastpoolt on see kaetud tsütoplasmaatilise membraaniga. See on spetsialiseerunud organellide struktuurid, rakus püsivalt olemas ja ajutised koosseisud - kaasamine.Membraani organellid : välimine tsütoplasmaatiline membraan (HCM), endoplasmaatiline retikulum (EPS), Golgi aparaat, lüsosoomid, mitokondrid ja plastiidid. Kõigi membraanorganeelide struktuur põhineb bioloogilisel membraanil. Kõigil membraanidel on põhimõtteliselt ühtne struktuuriplaan ja need koosnevad kahekordsest fosfolipiidikihist, millesse valgumolekulid sukeldatakse erineva sügavusega paju erinevatest külgedest. Organoidmembraanid erinevad üksteisest ainult neis sisalduvate valkude komplektide poolest.
Eukarüootse raku ehituse skeem. A - loomset päritolu rakk; B - taimerakk: 1 - kromatiini ja tuumaga tuum, 2 - tsütoplasmaatiline membraan, 3 - rakusein, 4 - rakuseina poorid, mille kaudu naaberrakkude tsütoplasma suhtleb, 5 - töötlemata endoplasmaatiline retikulum, b - sile endoplasmaatiline võrk , 7 - pinotsüütiline vakuool, 8 - Golgi aparaat (kompleks), 9 - lüsosoom, 10 - rasvkanded sileda endoplasmaatilise retikulumi kanalites, 11 - rakukeskus, 12 - mitokondrid, 13 - vabad ribosoomid ja polüribosoomid, 14 - vakuool , 15 - kloroplast
Tsütoplasmaatiline membraan. Kõigis taimerakkudes, mitmerakulistes loomades, algloomades ja bakterites on rakumembraan kolmekihiline: välimine ja sisemine kiht koosnevad valgumolekulidest, keskmine koosneb lipiidimolekulidest. See piirab tsütoplasmat väliskeskkonnast, ümbritseb kõiki raku organelle ja kujutab endast universaalset bioloogilist struktuuri. Mõnes rakus moodustab välismembraan mitu membraani, mis tihedalt üksteise külge sobivad. Sellistel juhtudel muutub rakumembraan tihedaks ja elastseks ning võimaldab säilitada raku kuju, nagu näiteks euglena ja ripsmeliste kingade puhul. Enamikul taimerakkudel on lisaks membraanile ka paks tsellulooskest väljaspool - raku sein... See on tavalises valgusmikroskoobis selgelt nähtav ja täidab jäiga väliskihi tõttu tugifunktsiooni, mis annab rakkudele selge kuju.
Rakupinnal moodustab membraan piklikud väljakasvud - mikrovillid, voldid, väljaulatuvad osad ja väljaulatuvad osad, mis suurendab oluliselt neelavat või erituvat pinda. Membraanide väljakasvude abil ühendavad rakud üksteisega mitmerakuliste organismide kudedes ja organites, membraanide voldidel paiknevad mitmesugused ainevahetuses osalevad ensüümid. Eraldades raku keskkonnast, reguleerib membraan ainete difusiooni suunda ja kannab need samal ajal aktiivselt rakku (kogunemine) või väljapoole (vabanemine). Tänu nendele membraani omadustele on kaaliumi, kaltsiumi, magneesiumi, fosforioonide kontsentratsioon tsütoplasmas kõrgem ning naatriumi ja kloori kontsentratsioon madalam kui keskkonnas. Väliskeskkonnast välimise membraani pooride kaudu tungivad ioonid, vesi ja teiste ainete väikesed molekulid rakku. Suhteliselt suurte tahkete osakeste tungimine rakku toimub fagotsütoos(kreeka keelest "phago" - ma söön, "pitoe" - rakk). Sel juhul paindub osakestega kokkupuutekohas olev välismembraan raku sees, tirides osakese tsütoplasma sügavustesse, kus see läbib ensümaatilise lõhustamise. Tilgad vedelaid aineid sisenevad rakku sarnasel viisil; nende imendumist nimetatakse pinotsütoos(kreeka keelest "pino" - ma joon, "cytos" - rakk). Välisel rakumembraanil on ka muid olulisi bioloogilisi funktsioone.
Tsütoplasma 85% koosneb veest, 10% - valkudest, ülejäänud mahu moodustavad lipiidid, süsivesikud, nukleiinhapped ja mineraalsed ühendid; kõik need ained moodustavad konsistentsilt glütseriinile sarnase kolloidlahuse. Raku kolloidsel ainel on sõltuvalt selle füsioloogilisest olekust ja väliskeskkonna mõju iseloomust nii vedela kui ka elastse, tihedama keha omadused. Tsütoplasma läbivad erineva kuju ja suurusega kanalid, mida nimetatakse endoplasmaatiline retikulum. Nende seinad on membraanid, mis on tihedas kontaktis kõigi raku organellidega ning moodustavad koos nendega ühtse funktsionaalse ja struktuurse süsteemi rakusiseste ainete ainevahetuseks ja energiaks ning liikumiseks.
Torude seintes on väikseimad terad-graanulid, nn ribosoomid. Seda torukeste võrku nimetatakse granuleeritudks. Ribosoomid võivad hajutada tuubulite pinnale või moodustada viie kuni seitsme või enama ribosoomi kompleksid, nn. polüsoomid. Teised tuubulid ei sisalda graanuleid, need moodustavad sileda endoplasmaatilise retikulumi. Seintel on rasvade ja süsivesikute sünteesis osalevad ensüümid.
Tuubulite sisemine õõnsus on täidetud raku jääkproduktidega. Intratsellulaarsed tuubulid, moodustades keeruka hargnemissüsteemi, reguleerivad ainete liikumist ja kontsentratsiooni, eraldavad erinevaid orgaaniliste ainete molekule ja nende sünteesi etappe. Ensüümirikaste membraanide sise- ja välispindadel sünteesitakse valgud, rasvad ja süsivesikud, mida kasutatakse kas ainevahetuses või kogunevad tsütoplasmasse inklusioonidena või erituvad.
Ribosoomid leidub igat tüüpi rakkudes – bakteritest kuni mitmerakuliste organismide rakkudeni. Need on ümarad kehad, mis koosnevad peaaegu võrdses vahekorras ribonukleiinhappest (RNA) ja valkudest. Nende hulka kuulub kindlasti magneesium, mille olemasolu toetab ribosoomide struktuuri. Ribosoomid võivad olla seotud endoplasmaatilise retikulumi membraanidega, välise rakumembraaniga või asuvad vabalt tsütoplasmas. Neis toimub valkude süntees. Ribosoome leidub lisaks tsütoplasmale ka raku tuumas. Need moodustuvad tuumas ja sisenevad seejärel tsütoplasmasse.
Golgi kompleks taimerakkudes näeb see välja eraldi kehadena, mida ümbritsevad membraanid. Loomarakkudes esindavad seda organoidi tsisternid, tuubulid ja vesiikulid. Rakkude sekretsiooni saadused sisenevad endoplasmaatilise retikulumi tuubulitest Golgi kompleksi membraanitorudesse, kus need on keemiliselt ümber korraldatud, tihendatud ja seejärel tsütoplasmasse üle viidud ning kas rakk ise kasutanud või sealt eritunud. Golgi kompleksi tsisternides sünteesitakse polüsahhariide ja kombineeritakse neid valkudega, mille tulemusena moodustuvad glükoproteiinid.
Mitokondrid- väikesed vardakujulised kehad, piiratud kahe membraaniga. Mitokondrite sisemembraanist ulatuvad arvukad voldid - cristae -, mille seintel on erinevad ensüümid, mille abil sünteesitakse kõrge energiasisaldusega ainet - adenosiintrifosforhapet (ATP). Sõltuvalt raku aktiivsusest ja välismõjudest võivad mitokondrid liikuda, muuta nende suurust ja kuju. Ribosoomid, fosfolipiidid, RNA ja DNA on leitud mitokondrites. DNA olemasolu mitokondrites on seotud nende organellide paljunemisvõimega, moodustades raku jagunemise ajal ahenemise või pungade tekke, samuti osa mitokondriaalsetest valkudest sünteesiga.
Lüsosoomid- väikesed ovaalsed moodustised, mis on piiratud membraaniga ja hajutatud kogu tsütoplasmas. Leidub kõigis loomade ja taimede rakkudes. Need tekivad endoplasmaatilise retikulumi pikendustes ja Golgi kompleksis, siin on need täidetud hüdrolüütiliste ensüümidega ning seejärel eralduvad ja sisenevad tsütoplasmasse. Normaalsetes "tingimustes seedivad lüsosoomid osakesi, mis sisenevad rakku fagotsütoosi teel, ja surevate rakkude organelle. Lüüsiproduktid erituvad lüsosoomi membraani kaudu tsütoplasmasse, kus need lisatakse uutesse molekulidesse. Kui lüsosoomi membraan puruneb, sisenevad ensüümid tsütoplasma ja seedida selle sisu, põhjustades rakusurma.
Plastid leidub ainult taimerakkudes ja seda leidub enamikus rohelistes taimedes. Orgaanilised ained sünteesitakse ja kogunevad plastiididesse. Plastiide on kolme tüüpi: kloroplastid, kromoplastid ja leukoplastid.
Kloroplastid - rohelised plastiidid, mis sisaldavad rohelist pigmenti klorofülli. Neid leidub lehtedes, noortes vartes, valmimata viljades. Kloroplastid on ümbritsetud kahekordse membraaniga. Kõrgemates taimedes on kloroplastide sisemine osa täidetud poolvedela ainega, millesse plaadid asetatakse üksteisega paralleelselt. Plaatide paarismembraanid, ühinedes, moodustavad klorofülli sisaldavad virnad (joonis 6). Kõigis kõrgemate taimede kloroplastide virnas vahelduvad valgumolekulide ja lipiidimolekulide kihid ning nende vahel paiknevad klorofülli molekulid. See kihiline struktuur maksimeerib vabu pindu ja hõlbustab energia püüdmist ja ülekandmist fotosünteesi ajal.
kromoplastid - plastiidid, mis sisaldavad taimseid pigmente (punane või pruun, kollane, oranž). Need on koondunud lillede, varte, viljade, taimede lehtede rakkude tsütoplasmasse ja annavad neile sobiva värvi. Kromoplastid moodustuvad leukoplastidest või kloroplastidest pigmentide kuhjumise tulemusena karotenoidid.
Leukoplastid-värvitu plastiidid, mis paiknevad värvimata taimeosades: vartes, juurtes, sibulates jne. Mõnede rakkude leukoplastides kogunevad tärkliseterad, teiste rakkude leukoplastides - õlid ja valgud.
Kõik plastiidid pärinevad nende eelkäijatest - proplastiididest. Need sisaldavad DNA -d, mis kontrollib nende organellide paljunemist.
Raku keskus, või tsentrosoom, mängib olulist rolli rakkude jagunemisel ja koosneb kahest tsentrioolist . Seda leidub kõigis loomade ja taimede rakkudes, välja arvatud õitsemine, madalamad seened ja mõned lihtsamad. Jagunevate rakkude tsentrioolid osalevad lõhustumisvõlli moodustamises ja asuvad selle poolustel. Jagunevas rakus jaguneb esimesena rakukeskus, samal ajal moodustub akromatiini spindel, mis orienteerib kromosoome, kui need poolustele lahknevad. Üks tsentriool läheb tütarrakkudesse.
Paljudel taime- ja loomarakkudel on eriotstarbelised organellid: ripsmed, liikumisfunktsiooni täitmine (ripsmed, hingamisteede rakud), flagella(loomade ja taimede lihtsamad üherakulised isased paljunemisrakud jne). Kaasad - ajutised elemendid, mis tekivad rakku teatud eluetapis sünteetilise funktsiooni tagajärjel. Neid kas kasutatakse või võetakse kambrist välja. Lisandid on ka varutoitained: taimerakkudes - tärklis, rasvatilgad, plekid, eeterlikud õlid, paljud orgaanilised happed, orgaaniliste ja anorgaaniliste hapete soolad; loomarakkudes - glükogeen (maksarakkudes ja lihastes), rasvatilgad (nahaaluses koes); Mõned kandmised kogunevad rakkudesse jäätmetena - kristallide, pigmentide jne kujul.
vakuoolid - need on membraaniga piiratud õõnsused; ekspresseeritakse hästi taimerakkudes ja neid leidub algloomades. Need tekivad endoplasmaatilise retikulumi laienduste erinevates piirkondades. Ja järk -järgult sellest eraldada. Vakuoolid säilitavad turgorrõhku, need sisaldavad raku- või vaakumimahla, mille molekulid määravad selle osmootse kontsentratsiooni. Arvatakse, et sünteesi algproduktid - lahustuvad süsivesikud, valgud, pektiinid jne - kogunevad endoplasmaatilise retikulumi tsisternidesse. Need klastrid kujutavad endast tulevaste vakuoolide algeid.
Tsütoskelett . Üks eukarüootse raku eripära on luustiku moodustumine selle tsütoplasmas mikrotuubulite ja valguskiudude kimpude kujul. Tsütoskeleti elemendid on tihedalt seotud välise tsütoplasmaatilise membraani ja tuumaümbrisega ning moodustavad tsütoplasmas keerukaid kudumisi. Tsütoplasma tugielemendid määravad raku kuju, tagavad rakusiseste struktuuride liikumise ja kogu raku liikumise.
Tuum rakk mängib oma elus suurt rolli, selle eemaldamisega peatub rakk oma funktsioonid ja sureb. Enamikul loomarakkudel on üks tuum, kuid on ka mitmetuumalisi rakke (inimese maks ja lihased, seened, ripsmed, rohevetikad). Imetajate punased verelibled arenevad tuuma sisaldavatest eellasrakkudest, kuid küpsed punased verelibled kaotavad selle ega ela kaua.
Tuum on ümbritsetud pooridest läbi imbunud topeltmembraaniga, mille kaudu on see tihedalt seotud endoplasmaatilise retikulumi ja tsütoplasma kanalitega. Tuuma sees on kromatiin- kromosoomide spiraalsed lõigud. Rakkude jagunemise perioodil muutuvad need vardakujulisteks struktuurideks, mis on valgusmikroskoobi all selgelt eristatavad. Kromosoomid on kompleksne valkude kompleks, mille DNA -d nimetatakse nukleoproteiin.
Tuuma ülesanneteks on kõigi raku elutähtsate funktsioonide reguleerimine, mida ta teostab päriliku informatsiooni kandjate DNA ja RNA abil. Rakkude jagunemiseks valmistumisel kahekordistub DNA, mitoosi käigus kromosoomid lahknevad ja kanduvad edasi tütarrakkudesse, tagades päriliku informatsiooni järjepidevuse igas organismitüübis.
Karüoplasm - tuuma vedel faas, milles tuumastruktuuride jäätmed on lahustunud kujul
Tuum- tuuma isoleeritud, kõige tihedam osa. Tuum sisaldab keerulisi valke ja RNA -d, kaaliumi, magneesiumi, kaltsiumi, raua, tsingi ja ribosoomide vaba või seotud fosfaate. Tuum kaob enne rakkude jagunemise algust ja moodustub uuesti jagunemise viimases faasis.
Seega on rakul õrn ja väga keeruline organisatsioon. Laialdane tsütoplasmaatiliste membraanide võrgustik ja organellide struktuuri membraaniprintsiip võimaldavad eristada paljusid rakus samaaegselt toimuvaid keemilisi reaktsioone. Igal rakusisesel moodustisel on oma struktuur ja spetsiifiline funktsioon, kuid ainult nende koosmõjul on võimalik raku harmooniline elutegevus. Selle koostoime põhjal sisenevad rakku keskkonnast pärinevad ained ja sellest eemaldatakse jääkained. väliskeskkonda - nii toimub ainevahetus. Raku struktuurse korralduse täiuslikkus sai tekkida ainult pikaajalise bioloogilise evolutsiooni tulemusena, mille käigus muutusid järk-järgult tema poolt täidetavad funktsioonid keerukamaks.
Lihtsaimad üherakulised vormid on nii rakk kui ka organism koos kõigi oma eluliste ilmingutega. Mitmerakulistes organismides moodustavad rakud homogeenseid rühmi - kudesid. Kuded moodustavad omakorda elundeid, süsteeme ja nende funktsioone määrab kogu organismi üldine elutegevus.
Laadimine ...