Puuri

Tänapäevaste kontseptsioonide kohaselt on iga rakk elu universaalne struktuuriline ja funktsionaalne üksus. Kõigi elusorganismide rakkudel on sarnane struktuur. Rakud paljunevad ainult jagunemise teel.

Rakk (tsellula) on elutegevuse elementaarne korrastatud üksus. See täidab äratundmise, ainevahetuse ja energia, paljunemise, kasvu ja regenereerimise ning muutuvate sise- ja väliskeskkonna tingimustega kohanemise funktsioone. Rakud on oma kuju, struktuuri, keemilise koostise ja funktsioonide poolest mitmekesised. Inimkehas on lamedaid, kerakujulisi, munajaid, kuubikujulisi, prismakujulisi, püramiidseid ja tähtrakke. Rakkude suurus ulatub mõnest mikromeetrist (väike lümfotsüüt) kuni 200 mikromeetrini (munarakk).

Iga raku sisu eraldab keskkonnast ja naaberrakkudest tsütolemma (plasmolemma), mis tagab raku seose rakuvälise keskkonnaga. Raku koostisosad, mis paiknevad tsütolemma sees, on tuum ja tsütoplasma, mis koosneb hüaloplasmast ning selles paiknevatest organellidest ja inklusioonidest.

[ 1 ], [ 2 ]

Tsütolemma

Tsütolemma ehk plasmalemma on 9-10 nm paksune rakumembraan. See täidab jagunemis- ja kaitsefunktsioone ning tajub retseptorite olemasolu tõttu keskkonnamõjusid (vastuvõtufunktsioon). Tsütolemma, mis täidab vahetus- ja transpordifunktsioone, kannab ümbritsevast keskkonnast rakku mitmesuguseid molekule (osakesi) rakku ja vastupidises suunas. Rakku sisenemise protsessi nimetatakse endotsütoosiks. Endotsütoos jaguneb fagotsütoosiks ja pinotsütoosiks. Fagotsütoosi käigus rakk püüab kinni ja neelab suuri osakesi (surnud rakkude, mikroorganismide osakesi). Pinotsütoosi ajal moodustab tsütolemma eendeid, mis muutuvad vesiikuliteks, mis hõlmavad koevedelikus lahustunud või suspendeeritud väikeseid osakesi. Pinotsütootilised vesiikulid segavad neis olevad osakesed rakku.

Tsütolemma osaleb ka ainete rakust eemaldamises - eksotsütoos. Eksotsütoos toimub vesiikulite, vakuoolide abil, mille käigus rakust eemaldatud ained liiguvad esmalt tsütolemmasse. Vesiikulite membraan sulandub tsütolemmaga ja nende sisu satub rakuvälisesse keskkonda.

Retseptori funktsioon toimub tsütolemma pinnal glükolipiidide ja glükoproteiinide abil, mis on võimelised ära tundma keemilisi aineid ja füüsikalisi tegureid. Rakuretseptorid suudavad eristada selliseid bioloogiliselt aktiivseid aineid nagu hormoonid, mediaatorid jne. Tsütolemma vastuvõtt on rakkudevahelise interaktsiooni kõige olulisem lüli.

Tsütolemmas, mis on poolläbilaskev bioloogiline membraan, eristatakse kolme kihti: välimist, vahepealset ja sisemist. Tsütolemma välimine ja sisemine kiht, igaüks umbes 2,5 nm paksune, moodustavad elektrontiheda lipiidi kaksikkihi (kaksikkihi). Nende kihtide vahel on lipiidimolekulide elektronvalguse hüdrofoobne tsoon, mille paksus on umbes 3 nm. Lipiidi kaksikkihi igas monokihis on erinevaid lipiide: välimises - tsütokroom, glükolipiidid, mille süsivesikute ahelad on suunatud väljapoole; sisemises monokihis, mis on suunatud tsütoplasma poole - kolesterooli molekulid, ATP süntetaas. Valgumolekulid asuvad tsütolemma paksuses. Mõned neist (integraalsed või transmembraansed) läbivad kogu tsütolemma paksuse. Teised valgud (perifeersed või välised) asuvad membraani sisemises või välimises monokihis. Membraanvalgud täidavad mitmesuguseid funktsioone: mõned on retseptorid, teised on ensüümid ja teised on erinevate ainete kandjad, kuna nad täidavad transpordifunktsioone.

Tsütolemma välispind on kaetud õhukese fibrillaarse glükokalüksi kihiga (7,5 kuni 200 nm). Glükokalüks moodustub glükolipiidide, glükoproteiinide ja teiste süsivesikute ühendite külgahelatest. Polüsahhariidide kujul olevad süsivesikud moodustavad hargnevaid ahelaid, mis on ühendatud tsütolemma lipiidide ja valkudega.

Mõnede rakkude pinnal olev tsütolemma moodustab spetsiaalseid struktuure: mikrovillid, ripsmed, rakkudevahelised ühendused.

Mikrovillid (mikrovillid) on kuni 1-2 µm pikad ja kuni 0,1 µm läbimõõduga. Need on sõrmetaolised tsütolemmaga kaetud väljakasvud. Mikrovillide keskel asuvad paralleelsete aktiinfilamentide kimbud, mis on kinnitunud tsütolemma külge mikrovillide ülaosas ja külgedel. Mikrovillid suurendavad rakkude vaba pinda. Leukotsüütides ja sidekoe rakkudes on mikrovillid lühikesed, sooleepiteelis pikad ja neid on nii palju, et nad moodustavad nn harjasäärise. Aktiinifilamentide tõttu on mikrovillid liikuvad.

Ripsmed ja flagellad on samuti liikuvad, nende liikumine on pendlikujuline, laineline. Hingamisteede, seemnejuha ja munajuhade ripsepiteeli vaba pind on kaetud kuni 5-15 μm pikkuste ja 0,15-0,25 μm läbimõõduga ripsmetega. Iga ripsme keskel on aksiaalne filament (aksoneem), mis on moodustatud üheksast omavahel ühendatud perifeersest topeltmikrotuubulist, mis ümbritsevad aksoneemi. Mikrotuubuli algne (proksimaalne) osa lõpeb basaalkeha kujul, mis asub raku tsütoplasmas ja koosneb samuti mikrotuubulitest. Flagellid on oma ehituselt sarnased ripsmetega, nad teostavad koordineeritud võnkliikumisi mikrotuubulite üksteise suhtes libisemise tõttu.

Tsütolemma osaleb rakkudevaheliste ühenduste moodustumisel.

Rakkudevahelised ühendused moodustuvad rakkudevahelistes kokkupuutepunktides, need tagavad rakkudevahelise interaktsiooni. Sellised ühendused (kontaktid) jagunevad liht-, hambulisteks ja tihedateks ühendusteks. Lihtühendus on naaberrakkude tsütolemmade koondumine (rakkudevaheline ruum) 15-20 nm kaugusel. Hambulises ühenduses sisenevad (kiiluvad) ühe raku tsütolemma eendid (hambad) teise raku hammaste vahele. Kui tsütolemma eendid on pikad, sisenevad sügavale teise raku samade eendite vahele, siis nimetatakse selliseid ühendusi sõrmetaolisteks (interdigitatsioonid).

Spetsiaalsetes tihedates rakkudevahelistes ühenduskohtades on naaberrakkude tsütolemmad nii lähedal, et nad ühinevad. See loob nn blokeerivatsooni, mis on molekulidele mitteläbilaskev. Kui tsütolemma tihe ühendus tekib piiratud alal, moodustub adhesioonipunkt (desmosoom). Desmosoom on kuni 1,5 μm läbimõõduga suure elektrontihedusega ala, mis täidab ühe raku mehaanilise ühendamise funktsiooni teisega. Sellised kontaktid on levinumad epiteelirakkude vahel.

Samuti esineb tühimikutaolisi ühendusi (nexusi), mille pikkus ulatub 2-3 µm-ni. Sellistes ühendustes paiknevad tsütolemmad üksteisest 2-3 nm kaugusel. Ioonid ja molekulid läbivad selliseid kontakte kergesti. Seetõttu nimetatakse nexusi ka juhtivateks ühendusteks. Näiteks müokardis kandub ergastus ühelt kardiomüotsüüdilt teisele nexuste kaudu.

[ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]

Hüaloplasm

Hüaloplasma (hüaloplasma; kreeka keelest hyalinos - läbipaistev) moodustab ligikaudu 53-55% tsütoplasma kogumahust, moodustades keerulise koostisega homogeense massi. Hüaloplasma sisaldab valke, polüsahhariide, nukleiinhappeid ja ensüüme. Ribosoomide osalusel sünteesitakse hüaloplasmas valke ja toimuvad mitmesugused vahepealsed vahetusreaktsioonid. Hüaloplasma sisaldab ka organelle, inklusioone ja rakutuuma.

[ 6 ], [ 7 ]

Rakuorganellid

Organellid (organellae) on kõikide rakkude jaoks kohustuslikud mikrostruktuurid, mis täidavad teatud elutähtsaid funktsioone. Eristatakse membraanseid ja mittemembraanseid organelle. Membraansed organellid, mis on ümbritsevast hüaloplasmast membraanide abil eraldatud, hõlmavad endoplasmaatilist retiikulum'i, sisemist võrgustikuaparaati (Golgi kompleksi), lüsosoome, peroksisoome ja mitokondreid.

Raku membraani organellid

Kõik membraanorganellid on ehitud elementaarmembraanidest, mille organiseerimispõhimõte on sarnane tsütolemmade struktuuriga. Tsütofüsioloogilised protsessid on seotud membraanide pideva adhesiooni, sulandumise ja eraldumisega, samas kui võimalik on ainult topoloogiliselt identsete membraanimonokihide adhesioon ja ühinemine. Seega on mis tahes organelli membraani väliskiht, mis on suunatud hüaloplasma poole, identne tsütolemma sisemise kihiga ja organelli õõnsuse poole suunatud sisemine kiht on sarnane tsütolemma väliskihiga.

Raku membraani organellid

Raku mittemembraansed organellid

Raku mittemembraansete organellide hulka kuuluvad tsentrioolid, mikrotuubulid, filamentid, ribosoomid ja polüsoomid.

Raku mittemembraansed organellid

Ainete ja membraanide transport rakus

Ained ringlevad rakus, olles pakitud membraanidesse ("raku sisu liikumine anumates"). Ainete sorteerimine ja liikumine on seotud spetsiaalsete retseptorvalkude olemasoluga Golgi kompleksi membraanides. Transport läbi membraanide, sealhulgas läbi plasmamembraani (tsütolemma), on elusrakkude üks olulisemaid funktsioone. Transporti on kahte tüüpi: passiivne ja aktiivne. Passiivne transport ei nõua energiakulu, aktiivne transport on energiast sõltuv.

Ainete ja membraanide transport rakus

Rakutuum

Tuum (s. karyon) esineb kõigis inimese rakkudes peale erütrotsüütide ja trombotsüütide. Tuuma ülesanneteks on päriliku informatsiooni säilitamine ja edastamine uutele (tütar)rakkudele. Need funktsioonid on seotud DNA olemasoluga tuumas. Tuumas toimub ka valkude - ribonukleiinhappe, RNA ja ribosomaalsete materjalide - süntees.

Rakutuum

[ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ]

Rakkude jagunemine. Rakutsükkel

Organismi kasv toimub rakkude arvu suurenemise tõttu jagunemise teel. Inimese kehas on rakkude jagunemise peamised meetodid mitoos ja meioos. Nende rakkude jagunemise meetodite käigus toimuvad protsessid kulgevad samamoodi, kuid viivad erinevate tulemusteni.

Rakkude jagunemine: rakutsükkel

[ 12 ], [ 13 ], [ 14 ], [ 15 ]