Rakkude ehitus
- Rakuorganell - membraaniga ümbritsetud rakuosa, millel on iseseisev paljunemisvõime (tuum, mitokondrid jne). Üldistatult rakustruktuur ehk rakukomponent.
- Rakumembraan - koosneb valkudest, fosfolipiididest, oligosahhariididest ning kolesteroolist. Fosfolipiidid on kahekihilisena, valgud ja kolesterool hajusalt nende vahel, oligosahhariidid aga välispinnal (retseptoorne funktsioon). Kolesterool on tsükliline alkohol, kõigi biomembraanide koostiskomponent, mis oma jäikusega loob membraanis teatud stabiilsemad piirkonnad. Lisaks nimetatuile on rakumembraanis veel nn. antioksüdantsed ühendid: vitamiin E, ß-karoteen. Nende ülesandeks on kõrvaldada biomembraani ründavad vabad radikaalid, mis lõhuvad = sidemeid ja häirivad sellega membraani tööd. Membraan eraldab raku sisekeskkonda väliskeskkonnast, reguleerib raku ainevahetust ümbruskonnaga (sh. pino- ja fagotsütoos), kaitseb rakku väliskeskkonna mõjude eest, ühendab rakke omavahel, osaleb mõnede ainete sünteesil, retseptoorne funktsioon (hormoonid jt. bioaktiivsed ained seostuvad oligosahhariididega), liikumisfunktsioon (liikumine membraani abil - amööb), kindlustab raku laengu (raku välispind + ja sisepind - laenguga). Ainete liikumine läbi membraani toimub passiivselt või aktiivselt E abil. Passiivselt liiguvad vesi, gaasid ja teised väikesed molekulid difusiooni, osmoosi teel või transportvalkude abil. Selleks pole vaja täiendavat energiat. Aktiivtransport toimub ainult läbi transportvalkudes olevate kanalite. Erinevaid aineid transpordivad eri valgud. Energiat saadakse ATP-st. Makromolekule omastatakse fagotsütoosi (tahked osad) või pinotsütoosi (vedelad osad) teel, milles osaleb rakumembraan ja põiekesed tsütoplasmas.
|
osmoos |
difusioon |
passiivtarnsport |
aktiivtransport |
|
| osakeste liikumise suund | lahusti molekulid liiguvad madalamalt kontsentratsioonilt kõrgema kontsentratsiooni suunas - vastu kontsentratsioonigradientigradienti | piki kontsentratsioonigradienti - kõrgemalt madalama suunas | piki kontsentratsioonigradienti | vastu kontsentratsioonigradienti |
| kandjate olemasolu | - | - | on valgulised kandjad või kanalid | on ülispetsiifilised valgulised kandjad |
| E vajadus | pole vaja | pole vaja | pole vaja | on vaja |
| näited | vesi | gaasid | orgaanilised happed, steroidid, osa monosahhariide ja ravimeid | Na- ja K-ioonid |
- Endoplasmaatiline retiikulum e. võrgustik (ER) - membraaniga ümbritsetud ja omavahel ühendatud kanalid ja nende laiendid (tsisternid). Eristatakse siledat ja karedat retiikulumi. Kare - seal paiknevad ribosoomid (need muudavadki ER-i "karedaks"), mis osalevad valgusünteesil. Lisaks sellele toimub karedal ER-l ensüümide süntees, ainete transport, uute membraanide, vakuoolide ja mõnede organellide moodustumine. Sile ER koosneb harunevatest torukestest ja nende laienditest, kuid pole ribosoomidega kaetud. See osaleb glükogeeni, tselluloosi, eeterlike õlide, vaikude, steroidhormoonide jt ainete moodustumisel ja transpordil, on Ca -ioonide depooks. Kare ja sile ER lähevad üksteiseks pidevalt üle. Rakus karedat rohkem kui siledat.
- Ribosoomid - neid leidub karedal ER-l, tsütoplasmas, mitokondrites ja plastiidides. Ribosoom koosneb kahest allüksusest - väikesest ja suurest - mõlemad omakorda valgust ja rRNA-st. Ribosoomidel kulgeb valgusüntees. Ribosoomid sünteesitakse tuumas paiknevatel tuumakestes ja liiguvad selt läbi tuumamembraanis olevate pooride tsütoplasmasse. Osa neist liitub ER-ga moodustades kareda ER-i. Ribosoomide kogumikku nimetatakse polüsoomiks.
- Golgi kompleks - koosneb membraaniga ümbritsetud tsisternidest ja põiekestest ning neid ühendavatest kanalitest. Tsisternides moodustuvad ja kogunevad polüsahhariidid ja need erituvad sealt põiekeste abil, seal lõpetatakse valkude ümbertöötlemine ja pakkimine põiekestesse, samuti osaleb GK rakumembraani moodustamisel. Ained satuvad sinna ER-I kanalitest. Arv rakus mõni kuni mõnisada. GK on raku sisemebraanistiku ühtne element.
- Lüsosoomid - ühekihilise membraaniga ümbritsetud põiekesed, mis sisaldavad ensüüme. Ensüümid lõhustavad aktiivses olekus valke, lipiide jt. aineid ning rakustruktuure. Eristatakse primaarseid ja sekundaarseid lüsosoome. Primaarsed sisaldavad vaid mitteaktiivses olekus ensüüme, sekundaarsed aga lisaks aktiveeritud ensüümidele veel lagundatavaid aineid. Moodustuvad GK-st. Lüsosoomid kindlustavad mittevajalike rakustruktuuride lagundamise, funktsioneerivad organismi nälgimisel, konnakullese saba kadumisel, sünnitusjärgselt emaks mõõtmete vähenemisel.
- Mitokondrid - erineva kujuga kahekihilise membraaniga ümbritsetud oraganellid. Sisemine membraan sopistub sisse ja moodustab harjakesi ehk kristasid, mille vahele jääb vedel maatriks. Maatriksis on rõngasjas DNA ja ribosoomid (RNA), seal toimub rakuhingamine ja ATP süntees. Rakuhingamine - hapniku osalusel viiakse lõpule glükoosi lagundamine ja eraldub süsinikdioksiid ning vabaneb energia, mis salvestatakse ATP-sse. DNA-s on vajalik info mitokondrile omaste valkude sünteesimiseks. Mitokondrite arv sõltub raku aktiivsusest. Kristade membraanides on palju ensüüme, mis katalüüsivad erinevaid biokeemilisi reaktsioone. Mitokondrite eluiga u. 2 nädalat - uuenevad pidevalt pooldumise teel.
- Rakutuum - sisaldab ja säilitab raku pärilikku informatsiooni, kontrollib raku elutegevust. Kuju võib olla erinev. Eri rakkudes on arv erinev. Suurus sõltub raku mõõtmetest, vanusest ja aktiivsusest: suur tuum on suures, aktiivses ja nooremas rakus. Tuuma ümbritseb kahekihiline tuumamembraan, milles on ainevahetuseks poorid. Tuumamembraan koosneb 2-st membraanikihist, mille vahel on õõs. Ta eraldab tuumaplasma tsütoplasmast ja reguleerib pooride kaudu tuuma ainevahetust. Tuuma sees on DNA, karüoplasma ja tuumakesed.
- Tuumakesed - koosnevad valgust ja RNA-st, nende ülesandeks on rRNA süntees ja ribosoomide moodustamine.
- Kromosoomid - DNA, aluseliste valkude (histoonidega) ja RNA kompleksid. Need on mikroskoobis nähtavad vaid raku jagunemise ajal, muidu on need imepeenikeste pikkade niitidena - kromatiinina. Inimese suurima kromosoomi DNA molekuli pikkus on 7,3 cm. Histoonid kaitsevad DNA-d ja aitavad seda raku jagunemise ajal kokku pakkida. Lisaks on veel teisi valke. DNA ja histoonide kompleksi, kus DNA keerdub ümber 8-st histoonist koosneva struktuuri, nimetatakse nukleosoomseks fibrilliks. Üks selline fibrill moodustabki ühe kromosoomi. Kromosoomide kuju ja arv on liigiti erinev. Lähedastel liikidel on kromosoomide arv sageli kas sama või lähedane (näiteks: seentel 4-10, sammaltaimedel 7-11, putukatel 4-28, imetajatel 19-39 jne.) Inimese keharakus on 46 kromosoomi, sugurakkudes 23 kromosoomi. Keharakkude 46-st kromosoomist on 23 paarilised - homoloogilised. Neis on samu pärilikke tunnuseid määravad geenid. Inimese keharakkudes on 22 paari kromosoome, mis on mõlema soo rakkudes sarnased - autosoomid. Üks paar kromosoome on emas- ja isasorganismi rakkudes erinevad - sugukromosoomid. Naistel XX ja meestel XY. Eri liikidel on sugukromosoomid erinevad - näiteks putukatel XX ja X0, lindudel ja osal selgrootutest isastel XX ja emastel XY. Kromosoomid on rakus olemas kogu aeg, need on seostunud spetsiaalsete valkude abil tuumamembraaniga.
- Tsütoplasma -vesilahus rakuruumis. Üle poole on vesi anorgaaniliste ja orgaaniliste ainetega: aminohapped, valgud, süsivesikud, lipiidid, orgaanilised happed, mineraalsoolade ioonid, jne. On pidevas liikumises ja seob rakuorganellid ühtseks tervikuks. Selles lahustunud ainetel veel lisaks mitmed ülesanded: erinevate reaktsioonide lähteained, raku pH tagamine jne.
- Tsütoskelett - on raku tugi- ja liikumissüsteem. Tagab raku kindla kuju. Organellid on rakus pidevalt liikumises tänu tsütoskeletile. Samuti on tänu tsütoskeletile võimalik fago- ja pinotsütoos ning näiteks amööbi liikumine. See võrguline struktuur koosneb valgulistest fibrillidest, mis ühendavad rakumembraani, tuumamembraani, ER-i ja rakuorganelle. Liikumine toimub tänu valkude muutustele, mis põhjustavad fibrillide pikenemist või lühenemist, selleks kasutatakse ATP energiat. Tsütoskeleti hulka kuulub ka tsentrosoom, mis koosneb kahest ristiolevast tsentrioolist. Tsentriool koosneb 9x3 mikrotuubulist. Igas loomarakus on üks tsentrosoom tuuma läheduses. See osaleb kääviniitide moodustamisel raku jagunemise ajal. Kääviniidid kindlustavad kromosoomide jaotamise tütarrakkude vahel. Mikrotuubulitest koosneb ka vibur - 9x3+2 keskel. Tuubulite kokkutõmbumised põhjustavad viburi liikumist. Sarnase ehitusega on ka ripsmed, mis on viburitest lühemad, arv suurem ja töö koordineeritud.
- Vakuool - erinevate ainetega täidetud ühekihilise membraaniga ümbritsetud põiekesed. Varuainete säilitamiseks (näiteks lipiidide), rakule mittevajalike jääkainete ladestamiseks.