Kuidas rakk moodustub. Raku struktuur elektronmikroskoobi all. Taime- ja loomarakkude sarnasused

Kõik maakera rakulised eluvormid võib neid moodustavate rakkude struktuuri alusel jagada kahte kuningriiki - prokarüootid (eeltuumad) ja eukarüootid (tuumad). Prokarüootsed rakud on struktuurilt lihtsamad, ilmselt tekkisid nad evolutsiooniprotsessis varem. Eukarüootsed rakud - keerukamad, tekkisid hiljem. Inimkeha moodustavad rakud on eukarüootsed.

Vaatamata vormide mitmekesisusele allub kõigi elusorganismide rakkude korraldus ühtsetele struktuuripõhimõtetele.

prokarüootne rakk

eukarüootne rakk

Eukarüootse raku struktuur

Loomade rakupinna kompleks

Sisaldab glükokalüks, plasmalemma ja selle all olev tsütoplasma kortikaalne kiht. Plasmamembraani nimetatakse ka plasmalemmaks rakumembraan. See on umbes 10 nanomeetri paksune bioloogiline membraan. Tagab peamiselt piiritleva funktsiooni rakuvälise keskkonna suhtes. Lisaks täidab see transpordifunktsiooni. Rakk ei raiska energiat oma membraani terviklikkuse säilitamisele: molekule hoitakse samal põhimõttel, mille järgi rasvamolekule koos hoitakse – on termodünaamiliselt soodsam, kui molekulide hüdrofoobsed osad paiknevad molekulide vahetus läheduses. üksteist. Glükokalüks koosneb oligosahhariidide, polüsahhariidide, glükoproteiinide ja glükolipiidide molekulidest, mis on "ankurdatud" plasmalemmas. Glükokalüks täidab retseptori ja markeri funktsioone. Loomarakkude plasmamembraan koosneb peamiselt fosfolipiididest ja lipoproteiinidest, mis on segatud valgumolekulidega, eelkõige pinnaantigeenide ja retseptoritega. Tsütoplasma kortikaalses (plasmamembraaniga külgnevas) kihis on tsütoskeleti spetsiifilised elemendid - teatud viisil järjestatud aktiini mikrofilamendid. Kortikaalse kihi (koore) peamine ja kõige olulisem funktsioon on pseudopodiaalsed reaktsioonid: pseudopoodide väljutamine, kinnitumine ja vähendamine. Sellisel juhul paigutatakse mikrokiud ümber, pikendatakse või lühendatakse. Raku kuju (näiteks mikrovilli olemasolu) sõltub ka kortikaalse kihi tsütoskeleti struktuurist.

Tsütoplasma struktuur

Tsütoplasma vedelat komponenti nimetatakse ka tsütosooliks. Valgusmikroskoobi all tundus, et rakk oli täidetud vedela plasma või sooliga, milles tuum ja muud organellid “hõljuvad”. Tegelikult ei ole. Eukarüootse raku siseruum on rangelt korrastatud. Organellide liikumist koordineeritakse spetsiaalsete transpordisüsteemide, nn mikrotuubulite, mis toimivad rakusiseste "teedena", ja spetsiaalsete valkude düneiinide ja kinesiinide abil, mis täidavad "mootorite" rolli. Eraldi valgumolekulid ei haju samuti vabalt kogu rakusisese ruumi ulatuses, vaid suunatakse nende pinnal olevate spetsiaalsete signaalide abil vajalikesse sektsioonidesse, mille tunnevad ära raku transpordisüsteemid.

Endoplasmaatiline retikulum

Eukarüootses rakus on üksteisesse sisenevate membraanide (torude ja paakide) süsteem, mida nimetatakse endoplasmaatiliseks retikulumiks (või endoplasmaatiliseks retikulumiks, EPR või EPS). Seda ER osa, mille membraanide külge on kinnitatud ribosoomid, nimetatakse granuleeritud(või karm) endoplasmaatilise retikulumi külge, toimub selle membraanidel valgusüntees. Need sektsioonid, mille seintel ei ole ribosoome, klassifitseeritakse sile(või agranulaarne) EPR, mis osaleb lipiidide sünteesis. Siseruumid siledad ja granuleeritud EPR ei ole isoleeritud, vaid lähevad üksteisesse ja suhtlevad tuumamembraani valendikuga.

golgi aparaat

Tuum

tsütoskelett

Tsentrioolid

Mitokondrid

Pro- ja eukarüootsete rakkude võrdlus

Kõige olulisem erinevus eukarüootide ja prokarüootide vahel pikka aega arvestati moodustunud tuuma ja membraani organellide olemasolu. Kuid 1970.–1980 sai selgeks, et see oli vaid tsütoskeleti korralduse sügavamate erinevuste tagajärg. Mõnda aega arvati, et tsütoskelett on iseloomulik ainult eukarüootidele, kuid 1990. aastate keskel. eukarüootse tsütoskeleti peamiste valkudega homoloogseid valke on leitud ka bakteritest.

Spetsiaalselt korrastatud tsütoskeleti olemasolu võimaldab eukarüootidel luua liikuvate sisemembraani organellide süsteemi. Lisaks võimaldab tsütoskelett endo- ja eksotsütoosi (eeldatakse, et just endotsütoosi tõttu tekkisid eukarüootsetesse rakkudesse rakusisesed sümbiontid, sealhulgas mitokondrid ja plastiidid). muud oluline funktsioon eukarüootne tsütoskelett - eukarüootse raku tuuma (mitoos ja meioos) ja keha (tsütotoomia) jagunemise tagamine (prokarüootsete rakkude jagunemine on korraldatud lihtsamalt). Erinevused tsütoskeleti ehituses seletavad ka teisi erinevusi pro- ja eukarüootide vahel - näiteks prokarüootsete rakkude vormide püsivust ja lihtsust ning vormi olulist mitmekesisust ja võimet seda muuta eukarüootidel, aga ka suhteliselt suured suurused viimane. Niisiis on prokarüootsete rakkude suurus keskmiselt 0,5–5 mikronit, eukarüootsete rakkude suurus keskmiselt 10–50 mikronit. Lisaks leidub ainult eukarüootide seas tõeliselt hiiglaslikke rakke, nagu massiivsed haide või jaanalindude munad (linnumunas on kogu munakollane üks tohutu muna), suurte imetajate neuroneid, mille protsesse tugevdab tsütoskelett, võib ulatuda kümnete sentimeetriteni.

Anaplaasia

Rakulise struktuuri hävimist (näiteks pahaloomuliste kasvajate korral) nimetatakse anaplaasiaks.

Rakkude avastamise ajalugu

Esimene inimene, kes rakke nägi, oli inglise teadlane Robert Hooke (meile tuntud tänu Hooke'i seadusele). Püüdes aastal mõista, miks korgipuu nii hästi ujub, hakkas Hooke uurima õhukesi korgilõike enda täiustatud mikroskoobi abil. Ta leidis, et kork oli jagatud paljudeks tillukesteks rakkudeks, mis meenutasid talle kloostrirakke, ja ta nimetas neid rakke rakudeks (inglise keeles cell tähendab "rakk, rakk, rakk"). Aastal nägi Hollandi meister Antony van Leeuwenhoek (Anton van Leeuwenhoek, -) esimest korda mikroskoobi abil veetilgas "loomi" - liikuvaid elusorganisme. Nii teadsid teadlased 18. sajandi alguseks, et suure suurendusega taimedel on rakuline struktuur ja nad nägid mõningaid organisme, mida hiljem hakati nimetama üherakulisteks. Organismide ehituse rakuteooria kujunes välja aga alles 19. sajandi keskpaigaks, pärast võimsamate mikroskoopide ilmumist ning rakkude fikseerimise ja värvimise meetodite väljatöötamist. Üks selle asutajaid oli Rudolf Virchow, kuid tema ideedes oli mitmeid vigu: näiteks eeldas ta, et rakud on omavahel nõrgalt seotud ja igaüks eksisteerib "iseenesest". Alles hiljem õnnestus tõestada rakusüsteemi terviklikkust.

Iga organismi struktuuriüksus on rakk. Selle struktuuri määratlust kasutati esmakordselt, kui ta uuris kudede struktuuri mikroskoobi all. Teadlased on nüüd leidnud suur hulk mitmesugused looduses leiduvad rakud. Ainsad organismid mitterakuline struktuur on viirused.

Lahter: määratlus, struktuur

Rakk on kõigi elusorganismide struktuurne ja morfofunktsionaalne üksus. Eristada ühe- ja mitmerakulisi organisme.

Enamikul rakkudel on järgmised struktuurid: integumentaarne aparaat, tuum ja tsütoplasma koos organellidega. Kaaned võivad olla esindatud tsütoplasmaatilise membraani ja rakuseinaga. Ainult eukarüootsel rakul on tuum ja organellid, mille määratlus erineb prokarüootse raku omast.

Mitmerakuliste organismide rakud moodustavad kudesid, mis omakorda on elundite ja organsüsteemide koostisosad. Nemad on erinevad suurused ning võivad erineda nii kuju kui ka funktsiooni poolest. Neid väikeseid struktuure saab eristada ainult mikroskoobiga.

bioloogias. Prokarüootse raku määratlus

Mikroorganismid, nagu bakterid, on prokarüootsete organismide peamine näide. Seda tüüpi rakud on oma ehituselt lihtsad, kuna bakteritel puudub tuum ja muu tsütoplasmaatilised organellid. Mikroorganismid on suletud spetsiaalsesse struktuuri - nukleoidi ja organellide ülesandeid täidavad mesosoomid, mis moodustuvad tsütoplasmaatilise membraani väljaulatumisel rakku.

Milliseid muid tunnuseid ütleb definitsioon, et ka ripsmete ja lippide olemasolu tunnusmärk bakterid. See lisa liikumisaparatuur erineb erinevad rühmad mikroorganismid: kellelgi on ainult üks flagellum, kellelgi kaks või enam. Ripslastel lippe ei ole, kuid ripsmed on olemas kogu raku perifeeria ulatuses.

Inklusioonid mängivad olulist rolli bakterite elus, kuna prokarüootsetel rakkudel pole organelle, mis suudaksid akumuleeruda vajalikke aineid. Inklusioonid asuvad tsütoplasmas ja tihendatakse seal. Vajadusel saavad bakterid neid kogunenud aineid oma vajadusteks kasutada, et säilitada normaalne elutegevus.

eukarüootne rakk

Evolutsiooniliselt arenenum kui prokarüootsed rakud. Neil on kõik tüüpilised organellid, samuti tuum - geneetilise teabe salvestamise ja edastamise keskus.

Mõiste "rakk" määratlus kirjeldab täpselt eukarüootide struktuuri. Iga rakk on kaetud tsütoplasmaatilise membraaniga, mida esindavad bilipiidkiht ja valgud. Ülal on glükokalüks, mis on moodustatud glükoproteiinidest ja täidab retseptori funktsiooni. Taimerakkudel on ka rakusein.

Eukarüootide tsütoplasma on esindatud kolloidse lahusega, mis sisaldab organelle, tsütoskeletti ja erinevaid kandjaid. Organoidide hulka kuuluvad endoplasmaatiline retikulum (sile ja kare), lüsosoomid, peroksisoomid, mitokondrid ja taimeplastiidid. Tsütoskeleti esindavad mikrotuubulid, mikrokiud ja vahepealsed mikrokiud. Need struktuurid moodustavad karkassi ja osalevad ka jagunemises. Keskel, mis on igal loomarakul, on selles protsessis otsene roll. Määramine, tsütoskeleti ja rakukeskuse leidmine selle paksuses on võimalik ainult võimsa kaasaegse mikroskoobi abil.

Tuum on kahe membraaniga struktuur, mille sisu on esindatud karüolümfiga. See sisaldab kromosoome, mis sisaldavad kogu raku DNA-d. Tuum vastutab keha geenide transkriptsiooni eest ning kontrollib ka jagunemise etappe mitoosi, amitoosi ja meioosi ajal.

mitterakulised eluvormid

Mõistet rakk võib kasutada peaaegu iga organismi struktuuri kirjeldamiseks, kuid on ka erandeid. Seega on viirused mitterakuliste eluvormide peamised esindajad. Nende korraldus on üsna lihtne, sest viirused on nakkusetekitajad, mille koostises on ainult kaks orgaanilist komponenti: DNA või RNA, aga ka valgukiht.

Baktereid ründavad ka bakteriofaagide rühma kuuluvad viirused. Nende keha on kujundatud nagu dodekaeedr ja nukleiinhappe "süstimine" sellesse bakterirakk toimub kaudaalse protsessi abil, mida esindavad kontraktiilne ümbris, sisemine varras ja basaalplaat.

Võime öelda, et elusorganismid on keeruline süsteem, mis toimib erinevaid funktsioone normaalseks eluks vajalik. Need koosnevad rakkudest. Seetõttu jagunevad nad mitmerakulisteks ja üherakulisteks. See on rakk, mis moodustab iga organismi aluse, sõltumata selle struktuurist.

Üherakulistel organismidel on ainult üks Esindatud on mitmerakulised elusorganismid erinevad tüübid rakud, mis erinevad oma funktsionaalse tähtsuse poolest. Tsütoloogia on rakkude uurimine, mis hõlmab bioloogiateadust.

Raku struktuur on peaaegu ühesugune kõigi nende tüüpide puhul. Need erinevad funktsiooni, suuruse ja kuju poolest. Keemiline koostis on tüüpiline ka kõigile elusorganismide rakkudele. Rakk sisaldab peamisi molekule: RNA-d, valke, DNA-d ning polüsahhariidide ja lipiidide elemente. Peaaegu 80 protsenti rakust koosneb veest. Lisaks sisaldab see suhkruid, nukleotiide, aminohappeid ja muid rakus toimuvate protsesside tooteid.

Elusorganismi raku struktuur koosneb paljudest komponentidest. Raku pind on membraan. See võimaldab rakul tungida ainult teatud ainetesse. Raku ja membraani vahel on vedelik. See on membraan, mis vahendab sisse metaboolsed protsessid raku ja interstitsiaalse vedeliku vahel.

Raku põhikomponent on tsütoplasma. See on viskoosne, poolvedel aine. See sisaldab organelle, mis täidavad mitmeid funktsioone. Nende hulka kuuluvad järgmised komponendid: rakukeskus, lüsosoomid, tuum, mitokondrid, endoplasmaatiline retikulum, ribosoomid ja Golgi kompleks.Kõik need komponendid kuuluvad tingimata raku struktuuri.

Kogu tsütoplasma koosneb paljudest tuubulitest ja õõnsustest, mis on endoplasmaatiline retikulum. Kogu see süsteem sünteesib, akumuleerib ja soodustab orgaanilisi ühendeid, mida rakk toodab. Endoplasmaatiline retikulum osaleb ka valkude sünteesis.

Lisaks sellele osalevad valkude sünteesis ribosoomid, mis sisaldavad RNA-d ja valku. Golgi kompleks mõjutab lüsosoomide teket ja akumuleerub.Need on spetsiaalsed õõnsused, mille otstes on vesiikulid.

Rakukeskus sisaldab kahte keha, mis on seotud rakukeskusega, mis asub otse tuuma lähedal.

Nii jõudsime järk-järgult raku struktuuri põhikomponendini – tuumani. See on kõige rohkem põhiosa rakud. See sisaldab tuuma, valke, rasvu, süsivesikuid ja kromosoome. Kogu tuuma sisemus on täidetud tuumamahlaga. Kogu teave pärilikkuse kohta sisaldub inimkeha rakkudes, mis tagab 46 kromosoomi olemasolu. Sugurakud koosnevad 23 kromosoomist.

Rakud sisaldavad ka lüsosoome. Nad puhastavad raku surnud osakestest.
Rakud sisaldavad lisaks põhikomponentidele ka mõningaid orgaanilisi ja anorgaanilisi ühendeid. Nagu juba mainitud, koosneb rakk 80 protsenti veest. Teine anorgaaniline ühend, mis on selle koostise osa, on soolad. Vesi mängib oluline roll raku elus. See on keemiliste reaktsioonide peamine osaleja, ainete kandja ja kahjulike ühendite eemaldamine rakust. Soolad aitavad kaasa vee õigele jaotumisele rakustruktuuris.

hulgas orgaanilised ühendid olemas: vesinik, hapnik, väävel, raud, magneesium, tsink, lämmastik, jood, fosfor. Need on üliolulised, et muutuda keerukateks orgaanilisteks ühenditeks.

Rakk on iga elusorganismi põhikomponent. Selle struktuur on keeruline mehhanism, millel ei tohiks olla tõrkeid. Vastasel juhul põhjustab see muutumatuid protsesse.

Rakk (tsellul) on elussüsteem, mis koosneb kahest osast - tsütoplasmast ja tuumast, mis on kõigi loomsete ja taimsete organismide ehituse, arengu ja elutegevuse aluseks (joon. 5, 6). Rakud koos ekstratsellulaarsete struktuuridega moodustavad kudesid. Kudede osaks olevate rakkude kontroll ja suhe on loodud närvisüsteem ja hormoonid. Rakkude adhesioon (adhesioon) tagab kudede struktuurse ja funktsionaalse ühtsuse. Rakustruktuuri areng fülogeneesis oli suur tähtsus orgaanilise elu arengus. Tänu raku struktuur võimalik on paljunemine, kasvamine ja pärilike omaduste ülekandmine uutele organismidele, elundite ja kudede taastamine (regeneratsioon). Iga koe rakkudel on erineva kujuga: plaadid, kuubikud, silindrid, kuulid, spindlid või isegi läbivad ilma selgete piirideta üksteise sisse (syncytium). Need vormid on sageli kujutatud rakkudest, mis on tihendatud (fikseeritud) kemikaalid. Tegelikult on elusrakkudel ebaühtlased kontuurid arvukate eendite ja protsessidega, mis on väga dünaamilised moodustised.

5. Fikseeritud raku submikroskoopilise struktuuri skeem. 1 - rakumembraan; 2 - hüaloplasma; 3 - rakusisesed niidid; 4 - lipoidgraanulid; 5 - ergastoplasma ja selles: 6 - alfa tsütomembraanid; 7- ribosoomid; 8 - südamikud; 9 - poorid tuumaümbrises; 10 - tuumaümbris; 11 - nukleool; 12 - intratsellulaarne võrguaparaat; 13 - mitokondrid; 14 tsentriooli.

6. Fikseeritud raku struktuuri skeem valgusmikroskoopias. 1 - rakumembraan; 2 - tsütoplasma; 3 - intratsellulaarne võrguaparaat; 4 - rakukeskus; 5 - mitokondrid; 6 - valgu graanulid; 7 - kestaga südamik; 8 - kromatiini tükid; 9 - tuum, 10 - vakuoolid; 11 - lipoidgraanulid.

Rakk koosneb tuumast ja tsütoplasmast. Tuum (tuum) on sfäärilise munakujulise kujuga ja sisaldab kromosoome, mis on raku jagunemise faasis hästi ekspresseeritud ja pole interfaasilistes tuumades nähtavad. Tuum koosneb: a) kromatiinist, mis on tükkide või niitide kujul. Tuumadeoksüribonukleiinhape (DNA) lokaliseerub kromatiinis ja on seotud ainult kromosoomidega, mis mitootilise jagunemise käigus spiraalselt kromoneemideks keerduvad. Interfaaside perioodil kromosoomid sirguvad ja nende peenemad niidid on nähtavad ainult elektronmikroskoopiaga; b) karüolümf (tuumamahl) - keskkond, kus paiknevad paistes despiraliseeritud kromosoomid, nukleoolid ja globuliinid; c) nukleoolid, mis sünteesivad ribonukleiinhapet (RNA), mis tungib läbi tuumaümbrise pooride tsütoplasmasse. Need koosnevad ribonukleoproteiinidest ja RNA graanulitest. Tuumad kaovad tuuma jagunemise käigus. Rakkudes, mis sünteesivad aktiivselt valke, on suured tuumad suurepärane sisu RNA; d) tuumaümbris, mis koosneb kahest membraanist, mis on torgatud läbi aukude, mille kaudu karüolümf suhtleb tsütoplasmaga.

Enamasti on rakkudes üks tuum, välja arvatud küpsed erütrotsüüdid, kus tuum puudub; on rakke kahe, kolme ja sadade tuumadega. Rakkude jagunemise vahelisel ajal on tuuma funktsioon aktiivsem. Keemiline struktuur tuum koosneb DNA-st, RNA-st, Mg, Na, K, Ca sooladest, nukleiinhapete prekursoritest-nukleotiididest ja tuumavalkudest: a) DNA-ga seotud histoonidest; b) globuliinid, mis on seotud nukleiinainevahetuse ja anaeroobse glükolüüsi tuumaensüümidega; c) RNA-ga seotud mittehistoonvalgud; d) lahustumatud valgud.

Tsütoplasma on aluseks, kus raku põhiaines, milleks on struktuuritu kerajas hüaloplasma, paiknevad erinevad organellid ja inklusioonid.

Organellid. Mikrotuubulid on kolmekihilised moodustised, mis toimivad teiste organellide ja rakusulgude tugielementidena. Ribosoomid on valgu, RNA, Mg soolade ja polüamiinide osakesed graanulite kujul, vabad ja kinnituvad ergastoplasmaatilise retikulumi membraanile. Ribosoomid sünteesivad valke. Ergastoplasmaatiline (endoplasmaatiline) retikulum koosneb vakuoleeritud elementidest erinevaid vorme. Ribosoomi graanulid on kinnitatud selle võrgu välismembraanile. Võrk on äärmiselt dünaamiline, seda on lihtne ümber ehitada välismõjud sfäärilisteks, sakkulaarseteks, lamellvormideks. Ergastoplasmaatiline retikulum osaleb valkude sünteesis ja rakusisese ergastuse juhtimises. Golgi kompleksil on võrgustruktuur, mis asub tuuma lähedal ja ümbritseb rakukeskust. Esindab ergastoplasmaatilise kompleksi sekretsiooniprodukte sisaldavaid lamestatud kotte või tsisterneid. Lüsosoomid on sfäärilised osakesed, mis sisaldavad umbes 12 hüdrolüütilist ensüümi. Mitokondrid on filamentsete moodustiste kujul, mis koosnevad kahekihilistest membraanidest. Mitokondrite keskosas on cristae (harjad), mis on sisemise kihi derivaadid. Mitokondrid osalevad ainete oksüdatsioonis. Rakukeskus asub tuuma lähedal ja on silindriliste torude kujul, mida nimetatakse tsentrioolideks. Rakkude mitootilise jagunemise ajal orienteeruvad tsentrioolid kromosoomid piki raku pooluseid. Tsütoplasma spetsiifilised struktuurid on mikrovillid, ripsmed, lipud, müofibrillid, neurofibrillid, tonofibrillid.

Lisandid. Ainevahetuse protsessis rakus ladestuvad erinevaid aineid valgu, lipiidi, süsivesikute, pigmendigraanulite tüüp.

Looma- ja taimerakud, nii mitme- kui ka ainuraksed, on oma ehituselt põhimõtteliselt sarnased. Rakkude struktuuri üksikasjade erinevused on seotud nende funktsionaalse spetsialiseerumisega.

Kõigi rakkude põhielemendid on tuum ja tsütoplasma. Tuumikul on keeruline struktuur, muutudes erinevad faasid raku pooldumine või jalgrattaga. Mittejaguneva raku tuum hõivab ligikaudu 10–20% selle kogumahust. See koosneb karüoplasmast (nukleoplasmast), ühest või mitmest tuumast (nukleoolist) ja tuumaümbrisest. Karüoplasma on tuumamahl ehk karüolümf, milles on kromatiini niidid, mis moodustavad kromosoome.

Raku peamised omadused:

• ainevahetus
• tundlikkus
• võime paljuneda

Rakk elab sisse sisekeskkond keha – veri, lümf ja koevedelik. Peamised protsessid rakus on oksüdatsioon, glükolüüs – süsivesikute lagunemine ilma hapnikuta. Rakkude läbilaskvus on selektiivne. Selle määrab reaktsioon kõrgele või madal kontsentratsioon soolad, fago- ja pinotsütoos. Sekretsioon – limalaadsete ainete (mutsiin ja mukoid) moodustumine ja sekretsioon rakkude poolt, mis kaitsevad kahjustuste eest ja osalevad rakkudevahelise aine moodustumisel.

Rakkude liikumise tüübid:

1. amööboid (valijalad) - leukotsüüdid ja makrofaagid.
2. libistades - fibroblastid
3. flagellate tüüpi - spermatosoidid (ripsmed ja lipud)

Raku pooldumine:

1. kaudne (mitoos, karüokinees, meioos)
2. otsene (amitoos)

Mitoosi ajal jaotub tuumaaine ühtlaselt tütarrakud, sest Tuuma kromatiin on koondunud kromosoomidesse, mis jagunevad kaheks kromatiidiks, lahknedes tütarrakkudeks.

Elusraku struktuurid

Kromosoomid

Tuuma kohustuslikud elemendid on kromosoomid, millel on spetsiifiline keemiline ja morfoloogiline struktuur. Nad osalevad aktiivselt rakus toimuvas ainevahetuses ja on otseselt seotud omaduste päriliku ülekandmisega ühelt põlvkonnalt teisele. Siiski tuleb meeles pidada, et kuigi pärilikkuse tagab kogu rakk as ühtne süsteem, tuumastruktuurid, nimelt kromosoomid, hõivavad eriline koht. Erinevalt raku organellidest on kromosoomid ainulaadsed struktuurid, mida iseloomustab pidev kvalitatiivne ja kvantitatiivne koostis. Nad ei saa üksteist vahetada. Raku kromosoomikomplekti tasakaalustamatus viib lõpuks selle surmani.

Tsütoplasma

Raku tsütoplasmal on väga keeruline struktuur. Õhukeste lõikude ja elektronmikroskoopia tehnika kasutuselevõtt võimaldas näha aluseks oleva tsütoplasma peenstruktuuri. On kindlaks tehtud, et viimane koosneb paralleelselt paiknevatest plaatide ja tuubulite kujul olevatest kompleksstruktuuridest, mille pinnal on kõige väiksemad 100–120 Å läbimõõduga graanulid. Neid moodustisi nimetatakse endoplasmaatiliseks kompleksiks. See kompleks sisaldab mitmesuguseid diferentseeritud organelle: mitokondrid, ribosoomid, Golgi aparaat, madalamate loomade ja taimede rakkudes - tsentrosoom, loomadel - lüsosoomid, taimedes - plastiidid. Lisaks leidub tsütoplasmas mitmeid raku ainevahetuses osalevaid inklusioone: tärklis, rasvatilgad, uurea kristallid jne.

Membraan

Rakku ümbritseb plasmamembraan (ladina keelest "membraan" - nahk, kile). Selle funktsioonid on väga mitmekesised, kuid peamine on kaitsev: see kaitseb raku sisemist sisu väliskeskkonna mõjude eest. Tänu erinevatele väljakasvudele, membraani pinnale tekkinud voltidele on rakud omavahel kindlalt seotud. Membraan on läbi imbunud spetsiaalsete valkudega, mille kaudu saavad liikuda teatud rakule vajalikud või sealt eemaldatavad ained. Seega toimub ainete vahetus läbi membraani. Veelgi enam, mis on väga oluline, ained lastakse läbi membraani valikuliselt, tänu millele säilib rakus vajalik kogum aineid.

Taimedel on plasmamembraan väljast kaetud tiheda tselluloosist (kiust) koosneva membraaniga. Kest täidab kaitse- ja viitefunktsioon. See toimib raku välimise raamina, andes sellele teatud kuju ja suuruse, vältides liigset turset.

Tuum

Asub raku keskel ja on eraldatud kahekihilise membraaniga. Sellel on sfääriline või piklik kuju. Kestal - karüolemmas - on poorid, mis on vajalikud ainete vahetamiseks tuuma ja tsütoplasma vahel. Tuuma sisu on vedel – karüoplasma, mis sisaldab tihedaid kehasid – tuumakesi. Need on granuleeritud - ribosoomid. Suurem osa tuumast - tuumavalgud - nukleoproteiinid, nukleoolides - ribonukleoproteiinid ja karüoplasmas - desoksüribonukleoproteiinid. Lahter on kaetud raku sein, mis koosneb mosaiikstruktuuriga valkude ja lipiidide molekulidest. Membraan tagab ainete vahetuse raku ja rakkudevahelise vedeliku vahel.

EPS

See on tuubulite ja õõnsuste süsteem, mille seintel on ribosoomid, mis tagavad valgusünteesi. Ribosoomid võivad vabalt paikneda ka tsütoplasmas. ER-i on kahte tüüpi – kare ja sile: karedal ER-l (või granuleeritud) on palju ribosoome, mis teostavad valgusünteesi. Ribosoomid annavad membraanidele kareda välimuse. Siledad ER-membraanid ei kanna oma pinnal ribosoome, need sisaldavad ensüüme süsivesikute ja lipiidide sünteesiks ja lagundamiseks. Smooth EPS näeb välja nagu õhukeste torude ja paakide süsteem.

Ribosoomid

Väikesed kehad läbimõõduga 15–20 mm. Viia läbi valgumolekulide süntees, nende kokkupanek aminohapetest.

Mitokondrid

Need on kahemembraanilised organellid, mille sisemembraanil on väljakasvud - cristae. Õõnsuste sisu on maatriks. Mitokondrid sisaldavad suurt hulka lipoproteiine ja ensüüme. Need on raku energiajaamad.

Plastiidid (omapärased ainult taimerakkudele!)

Nende sisu rakus peamine omadus taimne organism. Plastiide on kolme peamist tüüpi: leukoplastid, kromoplastid ja kloroplastid. Neil on erinevad värvid. Värvituid leukoplaste leidub taimede värvimata osade rakkude tsütoplasmas: varred, juured, mugulad. Näiteks on neid palju kartulimugulates, millesse kogunevad tärklise terad. Kromoplaste leidub lillede, viljade, varte ja lehtede tsütoplasmas. Kromoplastid annavad taimedele kollase, punase ja oranži värvi. Rohelisi kloroplaste leidub lehtede, varte ja muude taimeosade rakkudes, aga ka mitmesugustes vetikates. Kloroplastid on 4–6 µm suurused ja sageli ovaalse kujuga. Kõrgemates taimedes sisaldab üks rakk mitukümmend kloroplasti.

Rohelised kloroplastid on võimelised muutuma kromoplastideks, mistõttu lehed muutuvad sügisel kollaseks ja rohelised tomatid küpsedes punaseks. Leukoplastid võivad muutuda kloroplastideks (kartulimugulate rohestumine valguse käes). Seega on kloroplastid, kromoplastid ja leukoplastid võimelised vastastikuseks üleminekuks.

Kloroplastide põhiülesanne on fotosüntees, s.o. kloroplastides sünteesitakse valguses orgaanilised ained anorgaanilistest, muutes päikeseenergia ATP molekulide energiaks. Kõrgemate taimede kloroplastid on 5-10 mikroni suurused ja meenutavad kujult kaksikkumerat läätse. Iga kloroplast on ümbritsetud selektiivse läbilaskvusega topeltmembraaniga. Väljastpoolt on sile membraan ja sees on volditud struktuur. Kloroplasti peamine struktuuriüksus on tülakoid, lame kahe membraaniga kott, mis mängib fotosünteesi protsessis juhtivat rolli. Tülakoidmembraan sisaldab valke, mis on sarnased mitokondriaalsete valkudega, mis osalevad elektronide ülekandeahelas. Tülakoidid on paigutatud virnadesse, mis meenutavad müntide virnasid (10–150) ja neid nimetatakse granaks. Grana on keerulise struktuuriga: keskel on klorofüll, mida ümbritseb valgukiht; siis on lipoidide kiht, jälle valk ja klorofüll.

Golgi kompleks

See on õõnsuste süsteem, mis on tsütoplasmast piiritletud membraaniga, millel võib olla erineva kujuga. Valkude, rasvade ja süsivesikute kogunemine neisse. Rasvade ja süsivesikute sünteesi rakendamine membraanidel. Moodustab lüsosoome.

Põhiline struktuurielement Golgi aparaat - membraan, mis moodustab lamestatud paakide, suurte ja väikeste vesiikulite pakette. Golgi aparaadi tsisternid on ühendatud endoplasmaatilise retikulumi kanalitega. Endoplasmaatilise retikulumi membraanidel toodetud valgud, polüsahhariidid, rasvad kantakse üle Golgi aparaati, kogunevad selle struktuuridesse ja “pakendatakse” aine kujul, mis on valmis kas vabanemiseks või rakus endas selle eluea jooksul kasutamiseks. Lüsosoomid moodustuvad Golgi aparaadis. Lisaks osaleb see tsütoplasmaatilise membraani kasvus, näiteks rakkude jagunemise ajal.

Lüsosoomid

Tsütoplasmast ühe membraaniga eraldatud kehad. Nendes sisalduvad ensüümid kiirendavad keerukate molekulide jagamise reaktsiooni lihtsateks: valgud aminohapeteks, komplekssed süsivesikud lihtsaks, lipiididest glütserooliks ja rasvhapped, ja hävitada ka raku surnud osad, terved rakud. Lüsosoomid sisaldavad rohkem kui 30 tüüpi ensüüme (valgulisi aineid, mis suurendavad keemiline reaktsioon kümneid ja sadu tuhandeid kordi), mis on võimelised lagundama valke, nukleiinhappeid, polüsahhariide, rasvu ja muid aineid. Ainete lagunemist ensüümide abil nimetatakse lüüsiks, sellest ka organoidi nimi. Lüsosoomid moodustuvad kas Golgi kompleksi struktuuridest või endoplasmaatilisest retikulumist. Lüsosoomide üks peamisi funktsioone on osalemine rakusiseses seedimises. toitaineid. Lisaks võivad lüsosoomid hävitada raku enda struktuure, kui see sureb, embrüonaalse arengu käigus ja mitmel muul juhul.

Vacuoolid

Need on tsütoplasmas olevad õõnsused, mis on täidetud rakumahl, tagavara kogunemise koht toitaineid, kahjulikud ained; need reguleerivad veesisaldust rakus.

Rakukeskus

See koosneb kahest väikesest kehast - tsentrioolidest ja tsentrosfäärist - tsütoplasma tihendatud alast. Mängib olulist rolli rakkude jagunemisel

Rakkude liikumise organellid

1. Lipud ja ripsmed, mis on rakkude väljakasvud ja millel on loomadel ja taimedes sama struktuur
2. Müofibrillid - üle 1 cm pikkused õhukesed niidid läbimõõduga 1 mikron, mis on paigutatud kimpudesse piki lihaskiudu
3. Pseudopoodia (teostab liikumisfunktsiooni; nende tõttu toimub lihaste kokkutõmbumine)

Taime- ja loomarakkude sarnasused

Taime- ja loomarakkude omadused on sarnased järgmiste omadustega:

1. Sarnane struktuurisüsteemi struktuur, s.o. tuuma ja tsütoplasma olemasolu.
2. Ainete ja energia vahetusprotsess on teostuspõhimõttelt sarnane.
3. Nii loomas kui ka sees taimerakk on membraanistruktuuriga.
4. Rakkude keemiline koostis on väga sarnane.
5. Taime- ja loomarakkudes toimub sarnane rakkude jagunemise protsess.
6. Taimerakul ja loomal on pärilikkuse koodi edastamise põhimõte sama.

Olulised erinevused taime- ja loomarakkude vahel

Välja arvatud ühiseid jooni taime- ja loomarakkude struktuur ja eluiga, on olemas spetsiaalsed eristavad tunnused igaüks neist.

Seega võime öelda, et taime- ja loomarakud on mõne sisu poolest sarnased olulised elemendid ja mõned eluprotsessid ning neil on ka olulised erinevused struktuuris ja ainevahetusprotsessides.