Rakuorganellid ja nende funktsioonid. Eukarüootsete rakkude struktuur. Rakuseina struktuur

Rakuorganellid (organellid) on raku püsivad osad, millel on spetsiifiline struktuur ja mis täidavad teatud funktsioone. Eristage membraanseid ja mittemembraanseid organelle. To membraani organellid Nende hulka kuuluvad tsütoplasmaatiline retikulum (endoplasmaatiline retikulum), lamellkompleks (Golgi aparaat), mitokondrid, lüsosoomid, peroksisoomid. Mittemembraansed organellid esindavad ribosoomid (polüribosoomid), rakukeskus ja tsütoskeleti elemendid: mikrotuubulid ja fibrillaarsed struktuurid.

Riis. kaheksa.Raku ultramikroskoopilise struktuuri skeem:

1 - granuleeritud endoplasmaatiline retikulum, mille membraanidel asuvad kinnitatud ribosoomid; 2 - agranulaarne endoplasmaatiline retikulum; 3 - Golgi kompleks; 4 - mitokondrid; 5 – arenev fagosoom; 6 - primaarne lüsosoom (akumulatsioonigraanul); 7 - fagolüsosoom; 8 - endotsüütilised vesiikulid; 9 - sekundaarne lüsosoom; 10 - jääkkeha; 11 - peroksisoom; 12 - mikrotuubulid; 13 - mikrokiud; 14 - tsentrioolid; 15 - vabad ribosoomid; 16 - transpordimullid; 17 - eksotsütootiline vesiikul; 18 - rasvade kandmised (lipiidide tilk); 19 - glükogeeni kandmised; 20 - karüolemma (tuumamembraan); 21 - tuumapoorid; 22 - nukleool; 23 - heterokromatiin; 24 - eukromatiin; 25 - tsiliumi basaalkeha; 26 - ripsmed; 27 - spetsiaalne rakkudevaheline kontakt (desmosoom); 28 - lõhe rakkudevaheline kontakt

2.5.2.1. Membraani organellid (organellid)

Endoplasmaatiline retikulum (endoplasmaatiline retikulum, tsütoplasmaatiline retikulum) - omavahel suhtlevate tuubulite, vakuoolide ja "tsisternide" kogum, mille seina moodustavad elementaarsed bioloogilised membraanid. Avastas K.R. Porter 1945. aastal. Endoplasmaatilise retikulumi (ER) avastamine ja kirjeldamine on tingitud elektronmikroskoobi tsütoloogiliste uuringute kasutuselevõtust praktikas. EPS-i moodustavad membraanid erinevad raku plasmalemmast väiksema paksuse (5-7 nm) ja suurema valkude kontsentratsiooniga, peamiselt ensümaatilise aktiivsusega. . EPS-i on kahte tüüpi(Joonis 8): kare (granuleeritud) ja sile (agranulaarne). Karm XPS Seda esindavad lamestatud mahutid, mille pinnal asuvad ribosoomid ja polüsoomid. Granuleeritud ER-i membraanid sisaldavad valke, mis soodustavad ribosoomide sidumist ja tsisterna lamenemist. Rough ER on eriti hästi arenenud valgusünteesile spetsialiseerunud rakkudes. Smooth ER moodustub tuubulite, tuubulite ja väikeste mullide põimumisel. Nende kahe sordi EPS-kanaleid ja paake ei eristata: ühte tüüpi membraanid lähevad teist tüüpi membraanideks, moodustades üleminekupiirkonnas nnülemineku- (mööduv) EPS.

Peaminegranulaarse ER funktsioonid on:

1) valkude süntees kinnitatud ribosoomidel(sekreteeritud valgud, rakumembraani valgud ja membraani organellide sisu spetsiifilised valgud); 2) valkude hüdroksüülimine, sulfatsioon, fosforüülimine ja glükosüülimine; 3) ainete vedu tsütoplasmas; 4) nii sünteesitud kui ka transporditavate ainete kuhjumine; 5) biokeemiliste reaktsioonide reguleerimine, seotud reaktsioonidesse sisenevate ainete, aga ka nende katalüsaatorite - ensüümide - lokaliseerimise korrapärasusega EPS-struktuurides.

Sujuv EPS mida iseloomustab ribosoomide subühikuid siduvate valkude (riboforiinide) puudumine membraanidel. Eeldatakse, et sile ER tekib krobelise ER väljakasvude moodustumise tulemusena, mille membraan kaotab ribosoome.

Sujuva EPS-i funktsioonid on: 1) lipiidide süntees, sealhulgas membraani lipiidid; 2) süsivesikute süntees(glükogeen jne); 3) kolesterooli süntees; 4) mürgiste ainete neutraliseerimine endogeenne ja eksogeenne päritolu; 5) Ca ioonide akumuleerumine 2+ ; 6) karüolemma taastamine mitoosi telofaasis; 7) ainete vedu; 8) ainete kuhjumine.

Reeglina on sile ER rakkudes vähem arenenud kui kare ER, samas on see palju paremini arenenud rakkudes, mis toodavad steroide, triglütseriide ja kolesterooli, samuti maksarakkudes, mis detoksifitseerivad erinevaid aineid.

Riis. 9. Golgi kompleks:

1 - lamestatud paakide virn; 2 - mullid; 3 - sekretoorsed vesiikulid (vakuoolid)

Üleminekuline (mööduv) EPS - see on granulaarse ER ülemineku koht agranulaarseks ER-ks, mis asub Golgi kompleksi tekkival pinnal. Siirde-ER tuubulid ja tuubulid lagunevad fragmentideks, millest moodustuvad vesiikulid, mis transpordivad materjali ER-st Golgi kompleksi.

Lamellkompleks (Golgi kompleks, Golgi aparaat) - raku organell, mis osaleb selle ainevahetusproduktide lõplikus moodustamises(saladused, kollageen, glükogeen, lipiidid ja muud tooted),samuti glükoproteiinide sünteesis. Organoid on oma nime saanud Itaalia histoloogi C. Golgi järgi, kes kirjeldas seda 1898. aastal. Moodustatud kolmest komponendist(joonis 9): 1) lamestatud paakide (kottide) virn; 2) mullid; 3) sekretoorsed vesiikulid (vakuoolid). Nende elementide akumulatsiooni tsooni nimetatakse diktüosoomid. Selliseid tsoone võib lahtris olla mitu (mõnikord mitukümmend või isegi sadu). Golgi kompleks asub raku tuuma lähedal, sageli tsentrioolide lähedal, harva hajutatud kogu tsütoplasmas. Sekretoorsetes rakkudes paikneb see raku apikaalses osas, mille kaudu eritub eksotsütoosi teel sekretsioon. 3–30 mahutit kõverate ketaste kujul, mille läbimõõt on 0,5–5 mikronit, moodustavad virna. Kõrvuti asetsevad mahutid on eraldatud 15-30 nm vahedega. Diktüosoomi sees olevad eraldi tsisternide rühmad eristuvad spetsiaalse ensüümide koostisega, mis määravad biokeemiliste reaktsioonide olemuse, eriti valkude töötlemise jne.

Diktüosoomi teine ​​koostisosa on vesiikulid on sfäärilised moodustised läbimõõduga 40-80 nm, mille mõõdukalt tihe sisu on ümbritsetud membraaniga. Mullid tekivad tsisternidest lõhustumisel.

Diktüosoomi kolmas element on sekretoorsed vesiikulid (vakuoolid) on suhteliselt suured (0,1-1,0 mikronit) sfäärilised membraanmoodustised, mis sisaldavad mõõduka tihedusega saladust ning läbivad kondenseerumist ja tihenemist (kondensatsioonivakuoolid).

Golgi kompleks on selgelt polariseeritud piki vertikaali. See eristab kaks pinda (kaks poolust):

1) cis-pind, või ebaküps pind, millel on kumer kuju, on suunatud endoplasmaatilise retikulumi (tuuma) poole ja on seotud sellest eralduvate väikeste transpordivesiikulitega;

2) transpind, või nõgusa plasmolemma poole jääv pind (joon. 8), mille küljelt eraldatakse Golgi kompleksi mahutitest vakuoolid (sekretoorsed graanulid).

PeamineGolgi kompleksi funktsioonid on: 1) glükoproteiinide ja polüsahhariidide süntees; 2) esmasaladuse muutmine, selle kondenseerimine ja pakendamine membraani vesiikulitesse (sekretoorsete graanulite moodustumine); 3) molekulide töötlemine(fosforüülimine, sulfatsioon, atsüülimine jne); 4) raku poolt eritatavate ainete kuhjumine; 5) lüsosoomide moodustumine; 6) rakus sünteesitavate valkude sorteerimine trans-pinnal enne nende lõplikku transporti (toodetud retseptorvalkude poolt, mis tunnevad ära makromolekulide signaalpiirkonnad ja suunavad need erinevatesse vesiikulitesse); 7) ainete vedu: transpordivesiikulitest tungivad ained cis-pinnalt Golgi kompleksi tsisternide virna ja lahkuvad selle trans-pinnalt vakuoolide kujul. Transpordimehhanismi selgitab kaks mudelit: a) eelmisest tsisternist tärkavate ja järgmise tsisterniga järjestikku ühinevate mullide liikumise mudel cis-pinnalt trans-pinnale; b) tsisternide liikumise mudel, mis põhineb tsisternide pideva neoformatsiooni kontseptsioonil, mis on tingitud mullide sulandumisest cis-pinnal ja sellele järgnevast lagunemisest tsisternide vakuoolideks, mis liiguvad trans-pinna suunas.

Ülaltoodud põhifunktsioonid lubavad väita, et lamellkompleks on eukarüootse raku kõige olulisem organell, mis tagab rakusisese ainevahetuse organiseerimise ja integratsiooni. Selles organoidis toimuvad kõigi raku poolt eritatavate saaduste, lüsosoomiensüümide, aga ka rakupinnaaparaadi valkude ja glükoproteiinide ning muude ainete moodustumise, küpsemise, sorteerimise ja pakendamise lõppfaasid.

Intratsellulaarse seedimise organellid. Lüsosoomid on väikesed vesiikulid, mis on piiratud elementaarmembraaniga, mis sisaldavad hüdrolüütilisi ensüüme. Lüsosoomi membraan, paksusega umbes 6 nm, teostab passiivset lahterdamist, hüdrolüütiliste ensüümide (üle 30 sordi) ajutiselt hüaloplasmast eraldamine. Terves olekus on membraan vastupidav hüdrolüütiliste ensüümide toimele ja takistab nende lekkimist hüaloplasmasse. Kortikosteroidhormoonid mängivad olulist rolli membraani stabiliseerimisel. Lüsosoomi membraanide kahjustus põhjustab raku iseseedimist hüdrolüütiliste ensüümide toimel.

Lüsosoomi membraan sisaldab ATP-st sõltuvat prootonpumpa, lüsosoomide sees oleva keskkonna hapestamise tagamine. Viimane aitab kaasa lüsosoomi ensüümide - happe hüdrolaaside - aktiveerimisele. Koos lüsosoomide membraan sisaldab retseptoreid, mis põhjustavad lüsosoomide seondumist transportvesiikulite ja fagosoomidega. Membraan tagab ka ainete difusiooni lüsosoomidest hüaloplasmasse. Mõnede hüdrolaasi molekulide seondumine lüsosoomi membraaniga viib nende inaktiveerimiseni.

Lüsosoome on mitut tüüpi:primaarsed lüsosoomid (hüdrolaasi vesiikulid), sekundaarsed lüsosoomid (fagolüsosoomid või seedetrakti vakuoolid), endosoomid, fagosoomid, autofagolüsosoomid, jääkkehad(joonis 8).

Endosoomid on membraani vesiikulid, mis kannavad endotsütoosi teel makromolekule rakupinnalt lüsosoomidesse.Ülekandmise käigus ei pruugi endosoomide sisu muutuda ega läbida osalist lõhustumist. Viimasel juhul tungivad hüdrolaasid endosoomidesse või ühinevad endosoomid otse hüdrolaasi vesiikulitega, mille tulemusena keskkond järk-järgult hapestub. Endosoomid jagunevad kahte rühma: varajane (perifeerne) ja hilised (perinukleaarsed) endosoomid.

Varajased (perifeersed) endosoomid moodustuvad endotsütoosi varases staadiumis pärast kinni jäänud sisuga vesiikulite eraldamist plasmalemmast. Need asuvad tsütoplasma perifeersetes kihtides ja iseloomustab neutraalne või kergelt aluseline keskkond. Nendes toimub ligandide lõhustamine retseptoritest, ligandide sorteerimine ja võimalik, et retseptorite tagasipöördumine spetsiaalsetes vesiikulites plasmamembraanile. Koos varajastes endosoomides, kom-

Riis. 10(A). Lüsosoomide moodustumise ja nende osalemise skeem rakusiseses seedimises.(B)Sekundaarsete lüsosoomide lõigu elektronmikrofoto (näidatud nooltega):

1 - väikeste vesiikulite moodustumine ensüümidega granuleeritud endoplasmaatilisest retikulumist; 2 - ensüümide ülekandmine Golgi aparaati; 3 - primaarsete lüsosoomide moodustumine; 4 - hüdrolaaside eraldamine ja kasutamine (5) ekstratsellulaarse lõhustamise ajal; 6 - fagosoomid; 7 - primaarsete lüsosoomide liitmine fagosoomidega; 8, 9 - sekundaarsete lüsosoomide (fagolüsosoomide) moodustumine; 10 - jääkkehade väljutamine; 11 - primaarsete lüsosoomide liitmine lagunevate rakustruktuuridega; 12 - autofagolüsosoom

kompleksid "retseptor-hormoon", "antigeen-antikeha", antigeenide piiratud lõhustamine, üksikute molekulide inaktiveerimine. Söötme hapestamise tingimustes (рН=6,0). varajastes endosoomides võib toimuda makromolekulide osaline lõhustumine. Järk-järgult, liikudes sügavale tsütoplasmasse, muutuvad varajased endosoomid hilisteks (perinukleaarseteks) endosoomideks, mis paiknevad tsütoplasma sügavates kihtides,ümbritsev südamikku. Nende läbimõõt ulatub 0,6-0,8 mikronini ja erinevad varajastest endosoomidest happelisema (pH=5,5) sisalduse ja sisu kõrgema ensümaatilise seedimise poolest.

Fagosoomid (heterofagosoomid) - membraani vesiikulid, mis sisaldavad raku poolt väljastpoolt püütud materjali, alluvad rakusisesele seedimisele.

Primaarsed lüsosoomid (hüdrolaasi vesiikulid) - vesiikulid läbimõõduga 0,2-0,5 mikronit, mis sisaldavad inaktiivseid ensüüme (joonis 10). Nende liikumist tsütoplasmas kontrollivad mikrotuubulid. Hüdrolaasi vesiikulid viivad läbi hüdrolüütiliste ensüümide transporti lamellkompleksist endotsüütide raja organellidesse (fagosoomid, endosoomid jne).

Sekundaarsed lüsosoomid (fagolüsosoomid, seedetrakti vakuoolid) - vesiikulid, milles rakusisene seedimine toimub aktiivselt hüdrolaaside toimel pH≤5 juures. Nende läbimõõt ulatub 0,5-2 mikronini. Sekundaarsed lüsosoomid (fagolüsosoomid ja autofagolüsosoomid) moodustub fagosoomi liitumisel endosoomi või primaarse lüsosoomiga (fagolüsosoomiga) või autofagosoomi liitmisel(membraani vesiikul, mis sisaldab raku enda komponente) primaarse lüsosoomiga(Joonis 10) või hiline endosoom (autofagolüsosoom). Autofagia tagab tsütoplasmaatiliste piirkondade, mitokondrite, ribosoomide, membraani fragmentide jne seedimise. Viimaste kadu rakus kompenseerib nende neoplasm, mis viib rakustruktuuride uuenemiseni ("noorenemiseni"). Nii et inimese närvirakkudes, mis on toiminud aastakümneid, uuendatakse enamik organelle 1 kuu jooksul.

Erinevaid lüsosoome, mis sisaldavad seedimata aineid (struktuure), nimetatakse jääkkehadeks. Viimased võivad tsütoplasmas püsida pikka aega või vabastada nende sisu eksotsütoosi teel väljaspool rakku.(joonis 10). Loomade kõige levinumad jääkkehad on lipofustsiini graanulid, mis on membraansed vesiikulid (0,3-3 μm), mis sisaldavad vähelahustuvat pruuni pigmenti lipofustsiini.

Peroksisoomid on kuni 1,5 µm läbimõõduga membraanilised vesiikulid, mille maatriks sisaldab umbes 15 ensüümi(joonis 8). Viimaste hulgas kõige olulisem katalaas, mis moodustab kuni 40% kogu organoidvalgust, samuti peroksidaas, aminohappe oksüdaas jne Peroksisoomid moodustuvad endoplasmaatilises retikulumis ja neid uuendatakse iga 5-6 päeva järel. Koos mitokondritega, Peroksisoomid on rakus oluline hapniku kasutamise keskus. Eelkõige laguneb katalaasi mõjul vesinikperoksiid (H 2 O 2), mis tekib aminohapete, süsivesikute ja muude rakuainete oksüdatsiooni käigus. Seega kaitsevad peroksisoomid rakku vesinikperoksiidi kahjustava toime eest.

Energia metabolismi organellid. Mitokondrid kirjeldas esimest korda R. Kelliker 1850. aastal putukate lihastes, mida nimetatakse sarkodeks. Hiljem uuris ja kirjeldas R. Altman neid 1894. aastal kui "bioplaste" ning 1897. aastal nimetas K. Benda neid mitokondriteks. Mitokondrid on membraani organellid, mis varustavad rakku (organismi) energiaga. ATP fosfaatsidemete kujul salvestatud energiaallikaks on oksüdatsiooniprotsessid. Koos mitokondrid osalevad steroidide ja nukleiinhapete biosünteesis, samuti rasvhapete oksüdatsioonis.

M

Riis. üksteist. Mitokondrite struktuuri skeem:

1 - välimine membraan; 2 - sisemine membraan; 3 - cristae; 4 - maatriks

H

Riis. 12. Elektrooniline foto mitokondritest (ristlõige)

Mitokondrite membraanidevaheline ruum, laius 10–20 nm, sisaldab vähesel määral ensüüme. Seda piirab seestpoolt mitokondrite sisemembraan, mis sisaldab transportvalke, hingamisahela ensüüme ja suktsinaatdehüdrogenaasi ning ATP süntetaasi kompleksi. Sisemembraani iseloomustab väike läbilaskvus väikestele ioonidele. See moodustab 20 nm paksused voldid, mis on kõige sagedamini mitokondrite pikiteljega risti ja mõnel juhul (lihased ja muud rakud) pikisuunas. Mitokondriaalse aktiivsuse suurenemisega suureneb voltide arv (nende kogupindala). Cristae peal onoksisoomid - seenekujulised moodustised, mis koosnevad 9 nm läbimõõduga ümarast peast ja 3 nm paksustest jalgadest. ATP süntees toimub pea piirkonnas. ATP oksüdatsiooni ja sünteesi protsessid mitokondrites on eraldatud, mistõttu kogu energia ATP-sse ei akumuleeru, hajudes osaliselt soojuse kujul. See dissotsiatsioon on kõige selgemini väljendunud näiteks pruunis rasvkoes, mida kasutatakse talvise talveuneseisundis olnud loomade kevadiseks “soojendamiseks”.

Mitokondrite sisekamber (sisemembraani ja kristallide vaheline ala) on täismaatriks (Joonis 11, 12), mis sisaldab Krebsi tsükli ensüüme, valgusünteesi ensüüme, rasvhapete oksüdatsiooniensüüme, mitokondriaalset DNA-d, ribosoome ja mitokondriaalseid graanuleid.

Mitokondriaalne DNA on mitokondrite geneetiline koostis. Sellel on ümmarguse kaheahelalise molekuli välimus, mis sisaldab umbes 37 geeni. Mitokondriaalne DNA erineb tuuma DNA-st vähese mittekodeerivate järjestuste sisalduse ja histoonsidemete puudumise poolest. Mitokondriaalne DNA kodeerib mRNA-d, tRNA-d ja rRNA-d, kuid see tagab vaid 5-6% mitokondriaalsete valkude sünteesi.(ioonide transpordisüsteemi ensüümid ja mõned ATP sünteesi ensüümid). Kõikide teiste valkude sünteesi ja ka mitokondrite dubleerimist kontrollib tuuma DNA. Enamik mitokondriaalseid ribosomaalseid valke sünteesitakse tsütoplasmas ja transporditakse seejärel mitokondritesse. Mitokondriaalse DNA pärandumine paljudel eukarüootsetel liikidel, sealhulgas inimestel, toimub ainult emaliini kaudu: isapoolne mitokondriaalne DNA kaob gametogeneesi ja viljastumise käigus.

Mitokondrite elutsükkel on suhteliselt lühike (umbes 10 päeva). Nende hävitamine toimub autofagia ja neoplasmi - lõhustumise (ligeerimise) teel. varasemad mitokondrid. Viimasele eelneb mitokondriaalne DNA replikatsioon, mis toimub rakutsükli mis tahes faasis tuuma DNA replikatsioonist sõltumatult.

Prokarüootidel ei ole mitokondreid ja nende funktsiooni täidab rakumembraan. Ühe hüpoteesi kohaselt tekkisid mitokondrid aeroobsetest bakteritest sümbiogeneesi tulemusena. On olemas oletus mitokondrite osalemise kohta päriliku teabe edastamises.

Kogu meie planeedi elu elementaarne ja funktsionaalne üksus on rakk. Sellest artiklist saate üksikasjalikult teada selle struktuuri, organellide funktsioonide kohta ja leiate ka vastuse küsimusele: "Mis vahe on taime- ja loomarakkude struktuuril?".

Raku struktuur

Teadust, mis uurib raku ehitust ja selle funktsioone, nimetatakse tsütoloogiaks. Vaatamata väikesele suurusele on neil kehaosadel keeruline struktuur. Sees on poolvedel aine, mida nimetatakse tsütoplasmaks. Siin toimuvad kõik elutähtsad protsessid ja asuvad koostisosad – organellid. Lisateavet nende funktsioonide kohta leiate allpool.

Tuum

Kõige olulisem osa on tuum. See on tsütoplasmast eraldatud membraaniga, mis koosneb kahest membraanist. Neil on poorid, et ained pääseksid tuumast tsütoplasmasse ja vastupidi. Sees on tuumamahl (karüoplasma), mis sisaldab tuuma ja kromatiini.

Riis. 1. Tuuma ehitus.

See on tuum, mis kontrollib raku elu ja talletab geneetilist teavet.

Tuuma sisemise sisu ülesanneteks on valgu ja RNA süntees. Nad moodustavad spetsiaalseid organelle - ribosoome.

Ribosoomid

Need paiknevad endoplasmaatilise retikulumi ümber, muutes selle pinna karedaks. Mõnikord paiknevad ribosoomid tsütoplasmas vabalt. Nende funktsioonide hulka kuulub valkude süntees.

TOP 4 artiklitkes sellega kaasa lugesid

Endoplasmaatiline retikulum

EPS võib olla kareda või sileda pinnaga. Kare pind moodustub sellel olevate ribosoomide tõttu.

EPS-i funktsioonide hulka kuulub valkude süntees ja ainete sisetransport. Osa moodustunud valkudest, süsivesikutest ja rasvadest siseneb endoplasmaatilise retikulumi kanalite kaudu spetsiaalsetesse säilitusmahutitesse. Neid õõnsusi nimetatakse Golgi aparaadiks, need on "paakide" virnadena, mis on tsütoplasmast eraldatud membraaniga.

golgi aparaat

Kõige sagedamini paikneb tuuma lähedal. Selle funktsioonide hulka kuulub valkude muundamine ja lüsosoomide moodustamine. See kompleks talletab aineid, mille rakk ise kogu organismi vajadusteks sünteesis ja sealt hiljem eemaldatakse.

Lüsosoomid on esitatud seedeensüümide kujul, mis on ümbritsetud membraaniga vesiikulites ja kantakse läbi tsütoplasma.

Mitokondrid

Need organellid on kaetud topeltmembraaniga:

• sile - väliskest;
• cristae - sisemine kiht, millel on voltid ja väljaulatuvad osad.

Riis. 2. Mitokondrite ehitus.

Mitokondrite funktsioonid on hingamine ja toitainete muundamine energiaks. Cristae sisaldab ensüümi, mis sünteesib toitainetest ATP molekule. See aine on universaalne energiaallikas erinevate protsesside jaoks.

Rakusein eraldab ja kaitseb sisemist sisu väliskeskkonnast. See säilitab oma kuju, tagab vastastikuse ühenduse teiste rakkudega ja tagab ainevahetuse protsessi. Membraan koosneb kahekordsest lipiidikihist, mille vahel on valgud.

Võrdlevad omadused

Taime- ja loomarakud erinevad üksteisest oma struktuuri, suuruse ja kuju poolest. Nimelt:

• taimeorganismi rakusein on tselluloosi olemasolu tõttu tiheda struktuuriga;
• taimerakus on plastiidid ja vakuoolid;
• loomarakus on tsentrioolid, mis on olulised jagunemisprotsessis;
• Loomaorganismi väliskesta on painduv ja võib võtta erinevaid vorme.

Riis. 3. Taime- ja loomarakkude ehituse skeem.

Järgmine tabel aitab kokku võtta teadmised rakulise organismi peamiste osade kohta:

Tabel "Rakkude struktuur"

Mida me õppisime?

Elusorganism koosneb rakkudest, millel on üsna keeruline struktuur. Väljast on see kaetud tiheda kestaga, mis kaitseb sisemist sisu väliskeskkonna mõjude eest. Sees on tuum, mis reguleerib kõiki käimasolevaid protsesse ja talletab geneetilist koodi. Tuuma ümber on tsütoplasma koos organellidega, millest igaühel on oma omadused ja omadused.

Teemaviktoriin

Aruande hindamine

Keskmine hinne: 4.3. Saadud hinnanguid kokku: 1075.

Organellid on raku püsivad komponendid, mis täidavad teatud funktsioone.

Sõltuvalt struktuuri omadustest jagatakse need membraanideks ja mittemembraanideks. Membraan organelle omakorda nimetatakse ühemembraaniliseks (endoplasmaatiline retikulum, Golgi kompleks ja lüsosoomid) või kaksikmembraanideks (mitokondrid, plastiidid ja tuum). Mittemembraanne organellid on ribosoomid, mikrotuubulid, mikrofilamendid ja rakukeskus. Loetletud organellidest on prokarüootidele omased ainult ribosoomid.

Tuuma ehitus ja funktsioonid. Tuum- suur kahemembraaniline organell, mis asub raku keskel või selle äärealal. Tuuma suurus võib varieeruda 3-35 mikroni piires. Tuuma kuju on sagedamini sfääriline või ellipsoidne, kuid leidub ka vardakujulisi, spindlikujulisi, ubakujulisi, labajalisi ja isegi segmenteeritud tuumasid. Mõned teadlased usuvad, et tuuma kuju vastab raku enda kujule.

Enamikul rakkudel on üks tuum, kuid näiteks maksa- ja südamerakkudes võib neid olla kaks ning paljudes neuronites - kuni 15. Skeletilihaskiud sisaldavad tavaliselt palju tuumasid, kuid need ei ole rakud täies tähenduses. sõna, kuna need tekivad mitme raku ühinemise tulemusena.

Tuum on ümbritsetud tuumaümbris, ja selle sisemine ruum on täidetud tuumamahl, või nukleoplasma (karüoplasma)), millesse kastetakse kromatiin ja nucleolus. Tuum täidab selliseid olulisi funktsioone nagu päriliku teabe säilitamine ja edastamine, samuti raku eluea juhtimine (joonis 2.30).

Tuuma roll päriliku teabe edastamisel on veenvalt tõestatud katsetes rohevetikaga acetabularia. Ühes hiiglaslikus rakus, mille pikkus ulatub 5 cm-ni, eristatakse mütsi, jalga ja risoid. Veelgi enam, see sisaldab ainult ühte risoidis asuvat tuuma. I. Hemmerling siirdas 1930. aastatel ühe rohelise värvusega acetabularia liigi tuuma teise liigi, pruuni värvusega risoidi, milles tuum eemaldati (joon. 2.31). Mõne aja pärast kasvatas siirdatud tuumaga taim uue kübara, nagu tuuma vetikadoonor. Samas risoidist eraldunud kübar või vars, mis ei sisaldanud tuuma, suri mõne aja pärast.

tuumaümbris Selle moodustavad kaks membraani - välimine ja sisemine, mille vahel on ruum. Membraanidevaheline ruum suhtleb krobelise endoplasmaatilise retikulumi õõnsusega ja tuuma välismembraan võib kanda ribosoome. Tuumaümbris on läbi imbunud arvukate pooridega, mis on kaetud spetsiaalsete valkudega. Ained transporditakse läbi pooride: tuumasse sisenevad vajalikud valgud (sh ensüümid), ioonid, nukleotiidid ja muud ained ning sealt väljuvad RNA molekulid, jääkvalgud ja ribosoomi subühikud.

Seega on tuumaümbrise funktsioonideks tuuma sisu eraldamine tsütoplasmast, samuti tuuma ja tsütoplasma vahelise ainevahetuse reguleerimine.

Nukleoplasm viitab tuuma sisule, millesse on sukeldatud kromatiin ja tuum. See on kolloidne lahus, mis keemiliselt meenutab tsütoplasmat. Nukleoplasma ensüümid katalüüsivad aminohapete, nukleotiidide, valkude jne vahetust. Nukleoplasma on tuumapooride kaudu ühendatud hüaloplasmaga. Nukleoplasma, nagu ka hüaloplasma, funktsioonid on tagada tuuma kõigi struktuurikomponentide omavaheline seotus ja mitmete ensümaatiliste reaktsioonide läbiviimine.

Kromatiin on nukleoplasmasse põimitud õhukeste filamentide ja graanulite kogum. Seda saab tuvastada ainult värvimise teel, kuna kromatiini ja nukleoplasma murdumisnäitajad on ligikaudu samad. Kromatiini filamentset komponenti nimetatakse eukromatiiniks ja granuleeritud komponenti heterokromatiiniks. Eukromatiin on nõrgalt tihendatud, kuna sellest loetakse pärilikku teavet, samas kui spiraalsem heterokromatiin on geneetiliselt inaktiivne.

Kromatiin on kromosoomide struktuurne modifikatsioon mittejagunevas tuumas. Seega on kromosoomid tuumas pidevalt olemas, ainult nende olek muutub sõltuvalt funktsioonist, mida tuum parajasti täidab.

Kromatiini koostis sisaldab peamiselt nukleoproteiine (desoksüribonukleoproteiinid ja ribonukleoproteiinid), aga ka ensüüme, millest olulisemad on seotud nukleiinhapete sünteesiga, ja mõningaid muid aineid.

Kromatiini funktsioonid seisnevad esiteks antud organismile spetsiifiliste nukleiinhapete sünteesis, mis suunavad spetsiifiliste valkude sünteesi, ja teiseks pärilike omaduste ülekandmises emarakust tütarrakkudele, milleks on kromatiini niidid. jagunemise käigus pakitakse kromosoomidesse.

nucleolus- mikroskoobi all selgelt nähtav sfääriline keha läbimõõduga 1-3 mikronit. See moodustub kromatiini piirkondades, mis kodeerivad teavet rRNA ja ribosoomivalkude struktuuri kohta. Tuum tuumas on sageli üks, kuid neis rakkudes, kus toimuvad intensiivsed elutähtsad protsessid, võib tuumakesi olla kaks või enam. Nukleoolide ülesanneteks on rRNA süntees ja ribosoomi subühikute kokkupanek, kombineerides rRNA-d tsütoplasmast tulevate valkudega.

Mitokondrid- kahemembraanilised ümmargused, ovaalsed või vardakujulised organellid, kuigi leidub ka spiraalseid organelle (spermatosoidides). Mitokondrid on kuni 1 µm läbimõõduga ja kuni 7 µm pikkused. Mitokondrite sees olev ruum on täidetud maatriksiga. Maatriks on mitokondrite peamine aine. Sellesse on sukeldatud ringikujuline DNA molekul ja ribosoomid. Mitokondrite välismembraan on sile ja paljudele ainetele mitteläbilaskev. Sisemembraanil on väljakasvud - cristae, mis suurendavad membraanide pindala keemiliste reaktsioonide toimumiseks (joonis 2.32). Membraani pinnal on arvukalt valgukomplekse, mis moodustavad niinimetatud hingamisahela, samuti ATP süntetaasi seenekujulisi ensüüme. Mitokondrites toimub hingamise aeroobne staadium, mille käigus sünteesitakse ATP-d.

plastiidid- suured kahemembraanilised organellid, mis on iseloomulikud ainult taimerakkudele. Plastiidide siseruum on täidetud strooma ehk maatriksiga. Stroomas on enam-vähem arenenud membraani vesiikulite süsteem - tülakoidid, mis kogutakse hunnikutesse - grana, samuti oma ringikujuline DNA molekul ja ribosoomid. Plastiide on neli peamist tüüpi: kloroplastid, kromoplastid, leukoplastid ja proplastidid.

Kloroplastid- need on rohelised plastiidid läbimõõduga 3-10 mikronit, mis on mikroskoobi all selgelt nähtavad (joonis 2.33). Neid leidub ainult taimede rohelistes osades – lehtedes, noortes vartes, õites ja viljades. Kloroplastid on enamasti ovaalse või ellipsoidse kujuga, kuid võivad olla ka topsikujulised, spiraalikujulised ja isegi labakujulised. Kloroplastide arv rakus on keskmiselt 10 kuni 100 tükki.

Kuid näiteks mõnes vetikas võib see olla üks, sellel on märkimisväärne suurus ja keeruline kuju - siis nimetatakse seda kromatofoor. Muudel juhtudel võib kloroplastide arv ulatuda mitmesajani, samas kui nende suurus on väike. Kloroplastide värvus on tingitud fotosünteesi peamisest pigmendist - klorofüll, kuigi need sisaldavad täiendavaid pigmente - karotenoidid. Karotenoidid muutuvad märgatavaks alles sügisel, kui vananevates lehtedes klorofüll hävib. Kloroplastide põhiülesanne on fotosüntees. Fotosünteesi valgusreaktsioonid toimuvad tülakoidmembraanidel, millele on fikseeritud klorofülli molekulid, ja tumedad reaktsioonid stroomas, mis sisaldab arvukalt ensüüme.

Kromoplastid. on kollased, oranžid ja punased plastiidid, mis sisaldavad karotenoidpigmente. Ka kromoplastide kuju võib oluliselt erineda: need on torujad, kerajad, kristalsed jne. Kromoplastid annavad värvi taimede õitele ja viljadele, meelitades ligi tolmeldajaid ning seemnete ja viljade levitajaid.

Leukoplastid- Need on valged või värvitud plastiidid, enamasti ümara või ovaalse kujuga. Need on levinud taimede mittefotosünteetilistes osades, nagu lehtede nahk, kartulimugulad jne. Need talletavad toitaineid, enamasti tärklist, kuid mõnes taimes võivad selleks olla valgud või õli.

Plastiidid tekivad taimerakkudes proplastiididest, mis on juba hariduskoe rakkudes ja on väikesed kahe membraaniga kehad. Varajases arengustaadiumis on eri tüüpi plastiidid võimelised üksteiseks muutuma: valguse käes muutuvad kartulimugula ja porgandijuure kromoplastid roheliseks.

Plastiide ja mitokondreid nimetatakse poolautonoomseteks rakuorganellideks, kuna neil on oma DNA molekulid ja ribosoomid, nad teostavad valgusünteesi ja jagunevad raku jagunemisest sõltumatult. Neid omadusi seletatakse päritoluga üherakulistest prokarüootsetest organismidest. Mitokondrite ja plastiidide "sõltumatus" on aga piiratud, kuna nende DNA sisaldab vabaks eksisteerimiseks liiga vähe geene, samas kui ülejäänud teave on kodeeritud tuuma kromosoomidesse, mis võimaldab tal neid organelle kontrollida.

Endoplasmaatiline retikulum(EPS) või endoplasmaatiline retikulum(ER) on ühemembraaniline organell, mis on membraaniõõnsuste ja -tuubulite võrgustik, mis hõlmab kuni 30% tsütoplasma sisaldusest. ER-tuubulite läbimõõt on umbes 25–30 nm. EPS-i on kahte tüüpi – kare ja sile. Karm XPS kannab ribosoome, sellel toimub valkude süntees (joon. 2.34).

Sujuv EPS ribosoomideta. Selle ülesandeks on lipiidide ja süsivesikute süntees, lüsosoomide moodustamine, samuti toksiliste ainete transport, ladustamine ja kõrvaldamine. See on eriti välja töötatud nendes rakkudes, kus toimuvad intensiivsed ainevahetusprotsessid, näiteks maksarakkudes - hepatotsüütides - ja skeletilihaskiududes. EPS-is sünteesitud ained transporditakse Golgi aparaati. ER-s monteeritakse ka rakumembraane, kuid nende moodustumine viiakse lõpule Golgi aparaadis.

golgi aparaat, või golgi kompleks- ühemembraaniline organoid, mis on moodustatud lamedate tsisternide, torukeste ja nende küljest lahtivõetud vesiikulite süsteemist (joonis 2.35).

Golgi aparaadi struktuuriüksus on diktüosoom- paakide virn, mille ühele poolusele tulevad ained EPS-st ja vastaspoolusest pakitakse need pärast teatud transformatsioone mullidesse ja saadetakse raku teistesse osadesse. Paakide läbimõõt on umbes 2 mikronit ja väikeste mullide läbimõõt on umbes 20-30 mikronit. Golgi kompleksi põhiülesanneteks on teatud ainete süntees ja EPS-ist tulevate valkude, lipiidide ja süsivesikute modifitseerimine (muutmine), membraanide lõplik moodustamine, samuti ainete transport läbi raku, rakkude uuenemine. selle struktuurid ja lüsosoomide moodustumine. Golgi aparaat sai oma nime itaalia teadlase Camillo Golgi auks, kes selle organoidi esmakordselt avastas (1898).

Lüsosoomid- väikesed kuni 1 mikroni läbimõõduga ühemembraanilised organellid, mis sisaldavad rakusisese seedimisega seotud hüdrolüütilisi ensüüme. Lüsosoomide membraanid on nende ensüümide jaoks halvasti läbilaskvad, mistõttu nende funktsioonide täitmine lüsosoomide poolt on väga täpne ja sihipärane. Seega osalevad nad aktiivselt fagotsütoosi protsessis, moodustades seedetrakti vakuoole, ja nälgimise või raku teatud osade kahjustamise korral seedivad nad neid teisi mõjutamata. Hiljuti on avastatud lüsosoomide roll rakusurma protsessides.

Vacuool- see on õõnsus taime- ja loomarakkude tsütoplasmas, mis on piiratud membraaniga ja täidetud vedelikuga. Algloomade rakkudes leidub seede- ja kontraktiilseid vakuoole. Esimesed osalevad fagotsütoosi protsessis, kuna nad lagundavad toitaineid. Viimased tagavad tänu osmoregulatsioonile vee-soola tasakaalu säilimise. Mitmerakulistel loomadel leidub peamiselt seedevakuoole.

Taimerakkudes on vakuoolid alati olemas, need on ümbritsetud spetsiaalse membraaniga ja täidetud rakumahlaga. Vakuooli ümbritsev membraan on keemilise koostise, struktuuri ja funktsioonide poolest sarnane plasmamembraaniga. rakumahl kujutab endast erinevate anorgaaniliste ja orgaaniliste ainete, sealhulgas mineraalsoolade, orgaaniliste hapete, süsivesikute, valkude, glükosiidide, alkaloidide jne vesilahust. Vakuool võib hõivata kuni 90% raku mahust ja suruda tuuma perifeeriasse. See rakuosa täidab säilitavaid, eritus-, osmootseid, kaitse-, lüsosomaalseid ja muid funktsioone, kuna see akumuleerib toitaineid ja jääkaineid, tagab veevarustuse ning säilitab raku kuju ja mahtu ning sisaldab ka ensüüme paljude rakkude lagundamiseks. raku komponendid. Lisaks võivad vakuoolide bioloogiliselt aktiivsed ained takistada paljudel loomadel neid taimi söömast. Paljudes taimedes toimub vakuoolide turse tõttu raku kasv venitamise teel.

Vakuoolid esinevad ka osade seente ja bakterite rakkudes, kuid seentes täidavad nad vaid osmoregulatsiooni funktsiooni, sinivetikatel aga säilitavad ujuvust ja osalevad õhust lämmastiku omastamise protsessides.

Ribosoomid- väikesed mittemembraansed organellid läbimõõduga 15-20 mikronit, mis koosnevad kahest allüksusest - suurest ja väikesest (joon. 2.36).

Eukarüootsed ribosoomi subühikud pannakse kokku tuumas ja transporditakse seejärel tsütoplasmasse. Prokarüootide, mitokondrite ja plastiidide ribosoomid on väiksemad kui eukarüootidel. Ribosoomi subühikud hõlmavad rRNA-d ja valke.

Ribosoomide arv raku kohta võib küündida mitmekümne miljonini: tsütoplasmas, mitokondrites ja plastiidides on nad vabas olekus, jämedal ER-l aga seotud olekus. Nad osalevad valkude sünteesis, eriti nad viivad läbi translatsiooniprotsessi - polüpeptiidahela biosünteesi mRNA molekulil. Vabadel ribosoomidel sünteesitakse hüaloplasma, mitokondrite, plastiidide ja ribosoomide omavalgud, krobelise ER-ga seotud ribosoomidel aga transleeritakse valgud rakkudest eritumiseks, membraanide kokkupanemiseks, lüsosoomide ja vakuoolide moodustamiseks.

Ribosoomid võivad paikneda hüaloplasmas üksikult või rühmadena koos mitme polüpeptiidahela samaaegse sünteesiga ühel mRNA-l. Neid ribosoomide rühmi nimetatakse polüribosoomid, või polüsoomid(Joon. 2.37).

mikrotuubulid- Need on silindrilised õõnsad mittemembraanilised organellid, mis tungivad läbi kogu raku tsütoplasma. Nende läbimõõt on umbes 25 nm, seina paksus 6-8 nm. Need koosnevad paljudest valgu molekulidest. tubuliin, mis moodustavad esmalt 13 helmeid meenutavat kiudu ja koonduvad seejärel mikrotuubuliks. Mikrotuubulid moodustavad tsütoplasmaatilise retikulumi, mis annab rakule kuju ja mahu, ühendab plasmamembraani raku teiste osadega, tagab ainete transpordi läbi raku, osaleb raku ja rakusiseste komponentide liikumises, samuti jagunemises. geneetilisest materjalist. Nad on osa rakukeskusest ja liikumisorganellidest - lipudest ja ripsmetest.

mikrokiud, või mikrofilament, on ka mittemembraansed organellid, kuid neil on niitja kuju ja neid ei moodusta tubuliin, vaid aktiin. Nad osalevad membraanitranspordi protsessides, rakkudevahelises äratundmises, raku tsütoplasma jagunemises ja selle liikumises. Lihasrakkudes annab aktiini mikrofilamentide interaktsioon müosiini filamentidega kontraktsiooni.

Mikrotuubulid ja mikrokiud moodustavad raku sisemise skeleti - tsütoskelett. See on kompleksne kiudude võrgustik, mis tagab plasmamembraanile mehaanilise toe, määrab raku kuju, raku organellide asukoha ja liikumise raku jagunemisel (joon. 2.38).

Rakukeskus- mittemembraanne organell, mis paikneb loomarakkudes tuuma lähedal; taimerakkudes see puudub (joon. 2.39). Selle pikkus on umbes 0,2–0,3 mikronit ja läbimõõt 0,1–0,15 mikronit. Rakukeskus koosneb kahest tsentrioolid, asetsevad üksteisega risti asetsevates tasapindades ja kiirgav sfäär mikrotuubulitest. Iga tsentriool koosneb üheksast mikrotuubulite rühmast, mis on kogutud kolmekaupa, st kolmikutena. Rakukeskus osaleb mikrotuubulite kokkupanemises, raku pärilikkusmaterjali jagunemises, aga ka vippude ja ripsmete moodustamises.

Liikumise organellid. Flagella ja ripsmed on plasmalemmaga kaetud rakkude väljakasvud. Need organellid põhinevad üheksal paaril mikrotuubulitel, mis paiknevad piki perifeeriat ja kahel vabal mikrotuubulil keskel (joonis 2.40). Mikrotuubulid on omavahel ühendatud erinevate valkudega, mis tagavad nende koordineeritud kõrvalekaldumise teljest – võnkumise. Kõikumised on energiast sõltuvad, see tähendab, et ATP makroergiliste sidemete energia kulub sellele protsessile. ATP lagunemine on funktsioon basaalkehad, või kinetosoomid, asub lipu ja ripsmete aluses.

Ripsmete pikkus on umbes 10-15 nm ja lipu pikkus 20-50 mikronit. Vippude ja ripsmete rangelt suunatud liikumise tõttu ei toimu mitte ainult üherakuliste loomade, spermatosoidide jne liikumist, vaid ka hingamisteed puhastatakse, munarakk liigub läbi munajuhade, kuna kõik need inimese osad keha on vooderdatud ripsmelise epiteeliga.

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. Tuumal on keeruline struktuur, mis muutub raku jagunemise ehk tsükli erinevates faasides. 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 keha sisekeskkonnas – veres, lümfis ja koevedelikus. Peamised protsessid rakus on oksüdatsioon, glükolüüs – süsivesikute lagunemine ilma hapnikuta. Rakkude läbilaskvus on selektiivne. Selle määrab reaktsioon kõrgele või madalale soolakontsentratsioonile, fago- ja pinotsütoosile. 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. libisevad - fibroblastid
3. flagellate tüüpi - spermatosoidid (ripsmed ja lipud)

Raku pooldumine:

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

Mitoosi käigus jaotub tuumaaine tütarrakkude vahel ühtlaselt, 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 ühtse süsteemina, on tuumastruktuuridel, nimelt kromosoomidel, selles 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 tugifunktsioone. 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. Rakk on kaetud rakumembraaniga, 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 sisaldus rakus on taimeorganismi peamine omadus. 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

Sellel tsütoplasmast membraaniga piiritletud õõnsuste süsteemil võib olla erinev kuju. Valkude, rasvade ja süsivesikute kogunemine neisse. Rasvade ja süsivesikute sünteesi rakendamine membraanidel. Moodustab lüsosoome.

Golgi aparaadi peamiseks konstruktsioonielemendiks on membraan, mis moodustab lamestatud tsisternide, suurte ja väikeste vesiikulite pakette. Golgi aparaadi tsisternid on ühendatud endoplasmaatilise retikulumi kanalitega. Endoplasmaatilise retikulumi membraanidel toodetud valgud, polüsahhariidid, rasvad kantakse üle Golgi aparaati, akumuleeruvad 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. Neis sisalduvad ensüümid kiirendavad keerukate molekulide jagamise reaktsiooni lihtsateks: valgud aminohapeteks, komplekssüsivesikud lihtsateks, lipiidid glütserooliks ja rasvhapeteks ning hävitavad ka surnud rakuosi, terveid rakke. Lüsosoomid sisaldavad enam kui 30 tüüpi ensüüme (valguloomulisi aineid, mis suurendavad keemilise reaktsiooni kiirust kümneid ja sadu tuhandeid kordi), mis võivad lagundada 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 toitainete rakusiseses seedimises. Lisaks võivad lüsosoomid hävitada raku enda struktuure, kui see sureb, embrüonaalse arengu käigus ja mitmel muul juhul.

Vacuoolid

Need on rakumahlaga täidetud õõnsused tsütoplasmas, reservtoitainete, kahjulike ainete kogunemise koht; 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 looma- kui ka taimerakkudel on membraani struktuur.
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

Lisaks taime- ja loomarakkude struktuuri ja elutähtsa aktiivsuse üldistele tunnustele on neil igaühel erilised eripärad.

Seega võime öelda, et taime- ja loomarakud on mõne olulise elemendi sisalduse ja mõnede eluprotsesside poolest sarnased ning neil on ka olulisi erinevusi struktuuris ja ainevahetusprotsessides.

Elu väikseimad ühikud. Paljud väga diferentseerunud rakud on aga selle võime kaotanud. Tsütoloogia kui teadus 19. sajandi lõpus. Tsütoloogide põhitähelepanu oli suunatud rakkude ehituse, nende jagunemisprotsessi üksikasjalikule uurimisele ning nende rolli väljaselgitamisele kõige olulisemate pärilikkuse ja arenguprotsessi füüsilise aluse andvate üksustena. Uute meetodite väljatöötamine. Algul...

Kuna "ilus mai, mis õitseb ainult üks kord ja mitte kunagi enam" (I. Goethe), ammendas end ja tõrjus kristlik keskaeg. 2. Rakk kui elustiku struktuurne ja funktsionaalne üksus. Raku koostis ja struktuur Kaasaegne rakuteooria sisaldab järgmisi sätteid: 1. Kõik elusorganismid koosnevad rakkudest. Rakk on struktuurne, funktsionaalne üksus elus, ...

0,05 - 0,10 kaltsiumi magneesiumi naatriumnud tsingi vask -jood fluor 0,04 - 2,00 0,02 - 0,02 - 0,03 0,02 - 0,02 - 0,03 0,01 - 0,015 0,0003 0,0003 0,0001 0,0001 0,0001 0,0001 rakusisaldus keemiliste ühenditega ( %) Anorgaanilised orgaanilised veeaminendid 70 - 80 - 80 - 80 - 80 - 80 - 80 - 80 - 80 - 1,0 - 80 1,0 - 1,0 - 80. Rasvad Nukleiinhapped 10 - 20 0,2 ...

Ja need kaks organoidi, nagu eespool märgitud, esindavad üht aparaati rakus moodustunud valkude sünteesiks ja transportimiseks. Golgi kompleks. Golgi kompleks on rakuorganoid, mis sai nime itaalia teadlase C. Golgi järgi, kes nägi seda esmakordselt närvirakkude tsütoplasmas (1898) ja nimetas seda võrguaparaadiks. Nüüd leidub Golgi kompleksi kõigis taimerakkudes ja ...