Jagab kõik rakud (või elusorganismid) kahte tüüpi: prokarüootid Ja eukarüootid. Prokarüootid on tuumavabad rakud või organismid, mille hulka kuuluvad viirused, prokarüootsed bakterid ja sinivetikad, milles rakk koosneb otseselt tsütoplasmast, milles asub üks kromosoom. DNA molekul(mõnikord RNA).
Eukarüootsed rakud neil on tuum, mis sisaldab nukleoproteiine (histooni valk + DNA kompleks), aga ka teisi organoidid. Eukarüootide hulka kuulub suurem osa teadusele teadaolevatest kaasaegsetest ühe- ja mitmerakulistest elusorganismidest (sealhulgas taimed).
Eukarüootsete granoidide ehitus.
|
Organoidne nimi |
Organoidne struktuur |
Organoidi funktsioonid |
|---|---|---|
|
Tsütoplasma |
Raku sisekeskkond, milles paiknevad tuum ja teised organellid. Sellel on poolvedel, peeneteraline struktuur. |
|
|
Ribosoomid |
Väikesed sfäärilise või ellipsoidse kujuga organoidid läbimõõduga 15–30 nanomeetrit. |
Need tagavad valgumolekulide sünteesi protsessi ja nende kokkupanemise aminohapetest. |
|
Mitokondrid |
Organellid, millel on palju erinevaid kujundeid - sfäärilistest kuni niitjateni. Mitokondrite sees on 0,2–0,7 µm voldid. Mitokondrite väliskest on kahemembraanilise struktuuriga. Välismembraan on sile ja sisemisel on ristikujulised väljakasvud hingamisteede ensüümidega. |
|
|
Endoplasmaatiline retikulum (ER) |
Tsütoplasmas olev membraanide süsteem, mis moodustab kanaleid ja õõnsusi. Neid on kahte tüüpi: granuleeritud, millel on ribosoomid, ja sile. |
|
|
Plastiidid(ainult taimerakkudele iseloomulikud organellid) on kolme tüüpi: |
Topeltmembraanilised organellid |
|
|
Leukoplastid |
Värvusetud plastiidid, mida leidub taimede mugulates, juurtes ja sibulates. |
Need on täiendav reservuaar toitainete säilitamiseks. |
|
Kloroplastid |
Organellid on ovaalse kujuga ja rohelist värvi. Need on tsütoplasmast eraldatud kahe kolmekihilise membraaniga. Kloroplastid sisaldavad klorofülli. |
Nad muudavad päikeseenergia abil orgaanilisi aineid anorgaanilistest. |
|
Kromoplastid |
Kollase kuni pruuni värvusega organellid, milles akumuleerub karoteen. |
Edendada kollase, oranži ja punase värvi osade ilmumist taimedes. |
|
Lüsosoomid |
Organellid on ümmarguse kujuga, läbimõõduga umbes 1 mikron, mille pinnal on membraan ja sees on ensüümide kompleks. |
Seedimisfunktsioon. Nad seedivad toitaineosakesi ja eemaldavad raku surnud osad. |
|
Golgi kompleks |
Võib olla erineva kujuga. Koosneb membraanidega piiritletud õõnsustest. Õõnsustest ulatuvad välja torukujulised moodustised, mille otstes on mullid. |
|
|
Raku keskus |
See koosneb tsentrosfäärist (tsütoplasma tihe osa) ja tsentrioolidest - kahest väikesest kehast. |
Täidab olulist funktsiooni rakkude jagunemisel. |
|
Rakulised kandmised |
Süsivesikud, rasvad ja valgud, mis on raku mittepüsivad komponendid. |
Varu toitained, mida kasutatakse rakkude funktsioneerimiseks. |
|
Liikumise organoidid |
Lipud ja ripsmed (väljakasvud ja rakud), müofibrillid (niititaolised moodustised) ja pseudopoodid (või pseudopoodid). |
Nad täidavad motoorset funktsiooni ja tagavad ka lihaste kokkutõmbumise protsessi. |
Raku tuum on raku peamine ja kõige keerulisem organell, seega kaalume seda
Kamber- elementaarne elusüsteem, keha peamine struktuurne ja funktsionaalne üksus, mis on võimeline ise uuenema, isereguleeruma ja taastootma.
Inimese raku elutähtsad omadused
Raku peamised elutähtsad omadused on: ainevahetus, biosüntees, paljunemine, ärrituvus, eritumine, toitumine, hingamine, orgaaniliste ühendite kasv ja lagunemine.
Raku keemiline koostis
Raku peamised keemilised elemendid: hapnik (O), väävel (S), fosfor (P), süsinik (C), kaalium (K), kloor (Cl), vesinik (H), raud (Fe), naatrium ( Na), lämmastik (N), kaltsium (Ca), magneesium (Mg)
Orgaaniline rakuaine
|
Ainete nimetused |
Millistest elementidest (ainetest) need koosnevad? |
Ainete funktsioonid |
|
Süsivesikud |
Süsinik, vesinik, hapnik. |
Kõigi eluprotsesside peamised energiaallikad. |
|
Süsinik, vesinik, hapnik. |
Need on osa kõigist rakumembraanidest ja toimivad kehas varuenergiaallikana. |
|
|
Süsinik, vesinik, hapnik, lämmastik, väävel, fosfor. |
1. Lahtri peamine ehitusmaterjal; 2. kiirendada keemiliste reaktsioonide kulgu organismis; 3. keha varuenergiaallikas. |
|
|
Nukleiinhapped |
Süsinik, vesinik, hapnik, lämmastik, fosfor. |
DNA – määrab rakuvalkude koostise ning pärilike tunnuste ja omaduste edasikandumise järgmistele põlvkondadele; RNA - antud rakule iseloomulike valkude moodustumine. |
|
ATP (adenosiintrifosfaat) |
Riboos, adeniin, fosforhape |
Tagab energiavarustuse, osaleb nukleiinhapete ehitamisel |
Inimese rakkude paljunemine (rakkude jagunemine)
Rakkude paljunemine inimkehas toimub kaudse jagunemise teel. Selle tulemusena saab tütarorganism sama kromosoomikomplekti, mis ema. Kromosoomid on keha pärilike omaduste kandjad, mis edastatakse vanematelt järglastele.
|
Paljunemisstaadium (jagunemise faasid) |
Iseloomulik |
|
Ettevalmistav
|
Enne jagunemist kahekordistub kromosoomide arv. Jagunemiseks vajalik energia ja ained salvestatakse. |
|
|
Jagunemise algus. Rakukeskuse tsentrioolid lahknevad rakupooluste suunas. Kromosoomid paksenevad ja lühenevad. Tuumaümbris lahustub. Jagunemisvõll moodustub raku keskmest. |
|
|
Dubleeritud kromosoomid asuvad raku ekvatoriaaltasandil. Iga kromosoomi külge on kinnitatud tihedad niidid, mis ulatuvad tsentrioolidest. |
|
|
Niidid tõmbuvad kokku ja kromosoomid liiguvad raku pooluste suunas. |
|
Neljandaks
|
Jaotuse lõpp. Kogu raku ja tsütoplasma sisu on jagatud. Kromosoomid pikenevad ja muutuvad eristamatuks. Moodustub tuumamembraan, rakukehale tekib ahenemine, mis järk-järgult süveneb, jagades raku kaheks. Moodustub kaks tütarrakku. |
Inimese raku struktuur
Loomarakul on erinevalt taimerakust rakukeskus, kuid puudub: tihe rakusein, rakuseinas olevad poorid, plastiidid (kloroplastid, kromoplastid, leukoplastid) ja rakumahlaga vakuoolid.
|
Rakulised struktuurid |
Struktuursed omadused |
Peamised funktsioonid |
|
Plasma membraan |
Bilipiidne (rasv) kiht, mida ümbritsevad uued valged kihid |
Ainevahetus rakkude ja rakkudevahelise aine vahel |
|
Tsütoplasma |
Viskoosne poolvedel aine, milles paiknevad rakuorganellid |
Raku sisekeskkond. Raku kõigi osade omavaheline seos ja toitainete transport |
|
Tuum tuumaga |
Keha, mis on piiratud tuuma ümbrisega, kromatiiniga (tüüp ja DNA). Tuum paikneb tuuma sees ja osaleb valkude sünteesis. |
Lahtri juhtimiskeskus. Teabe edastamine tütarrakkudele jagunemise ajal kromosoomide abil |
|
Raku keskus |
Tsentrioolide (ja silindriliste kehadega) tihedama tsütoplasma ala |
Osaleb rakkude jagunemises |
|
Endoplasmaatiline retikulum |
Torude võrk |
Toitainete süntees ja transport |
|
Ribosoomid |
Valku ja RNA-d sisaldavad tihedad kehad |
Nad sünteesivad valke |
|
Lüsosoomid |
Ensüüme sisaldavad ümarad kehad |
Lagundada valgud, rasvad, süsivesikud |
|
Mitokondrid |
Sisemiste voltidega paksenenud kehad (cristae) |
Need sisaldavad ensüüme, mille abil lagundatakse toitaineid ning energia salvestub spetsiaalse aine - ATP kujul. |
|
Golgi aparaat |
Lamedate membraankottide kaminaga |
Lüsosoomide moodustumine |
_______________
Teabeallikas:
Bioloogia tabelites ja diagrammides./ 2. väljaanne, - Peterburi: 2004.
Rezanova E.A. Inimese bioloogia. Tabelites ja diagrammides./ M.: 2008.
Inimene, nagu kõik elusolendid, koosneb rakkudest, mis on omavahel ühendatud ühendavate struktuuridega.
Rakud ise käituvad nagu elusolendid, kuna täidavad samu elulisi funktsioone nagu mitmerakulised organismid: nad söövad oma elatise tagamiseks, kasutavad energiaks hapnikku, reageerivad teatud stiimulitele ja neil on võime paljuneda.
Lüsosoomid- organellid, mis vastutavad tsütoplasmasse sisenevate ainete seedimise eest.
Ribosoomid- organellid, mis sünteesivad valke aminohapete molekulidest.
Raku- või tsütoplasmaatiline membraan– rakku ümbritsev poolläbilaskev struktuur. Tagab side raku ja rakuvälise keskkonna vahel.
Tsütoplasma- aine, mis täidab kogu raku ja sisaldab kõiki rakukehi, sealhulgas tuuma.
Microvilli– tsütoplasmaatilise membraani voldid ja punnid, tagades ainete läbipääsu sellest.
tsentrosoom– osaleb mitoosis või rakkude jagunemises.
Tsentrioolid- tsentrosoomi keskosad.
Vacuoolid- väikesed vesiikulid tsütoplasmas, mis on täidetud rakuvedelikuga.
Tuum– üks raku põhikomponente, kuna tuum on pärilike omaduste kandja ning mõjutab bioloogilise pärilikkuse paljunemist ja edasikandumist.
Tuumaümbris– poorne membraan, mis reguleerib ainete liikumist tuuma ja tsütoplasma vahel.
Nucleolid- ribosoomide moodustumisel osalevad tuuma sfäärilised organellid.
Intratsellulaarsed filamendid- tsütoplasmas sisalduvad organellid.
Mitokondrid- organellid, mis osalevad paljudes keemilistes reaktsioonides, näiteks rakuhingamises.
Kuidas me energiat saame: katabolism ja anabolism 21.11.03 Raku toitumisfunktsioonid on suunatud meile toidu ja energiaga varustamisele. 1 rakk + mitoos = 2 rakku 21.11.03 Seda tüüpi matemaatilised valemid on lihtne viis meeles pidada vajaliku raku jagunemise protsessi tähtsust Raku- või tsütoplasmaatiline membraan 21.11.03 Tsütoplasmaatiline membraan (ümbris) on õhuke struktuur, mis eraldab raku sisu keskkonnast. Rakud, koed, elundid, süsteemid ja seadmed 21.11.03 Inimkeha koosneb elementidest, mis töötavad koos kõigi elutähtsate funktsioonide tõhusaks täitmiseks. Stanley L. Milleri eksperiment orgaaniliste ühendite päritolu kohta 18.11.03 Maa tekkis umbes 5 miljardit aastat tagasi. Kui selle pind oli piisav, paiskus atmosfääri suures koguses tuhka ja gaase (vesinik, mõõt). Kõrge temperatuur aitas kaasa tohutute pilvede tekkele, mis Vanematelt lastele tänu kromosoomidele 21.11.03 Rakkude tuumas toimub raku jagunemise alguses mitmesuguseid muutusi: membraan ja tuumad kaovad; sel ajal Mitokondrid 21.11.03 Mitokondrid on ümmargused või piklikud organellid, mis on jaotunud kogu tsütoplasmas Raku tuum 21.11.03 Tuum, üks igas inimese rakus, on selle põhikomponent, kuna see on organismKõik maakera rakulised eluvormid võib neid moodustavate rakkude struktuuri alusel jagada kaheks superkuningriigiks – prokarüootid (eeltuumad) ja eukarüootid (tuuma). Prokarüootsed rakud on struktuurilt lihtsamad, ilmselt tekkisid nad evolutsiooni käigus varem. Eukarüootsed rakud on keerulisemad ja tekkisid hiljem. Inimkeha moodustavad rakud on eukarüootsed.
Vaatamata vormide mitmekesisusele allub kõigi elusorganismide rakkude korraldus ühistele struktuuripõhimõtetele.
Prokarüootne rakk
Eukarüootne rakk
Eukarüootse raku struktuur
Loomaraku pinnakompleks
Sisaldab glükokalüks, plasmamembraanid ja selle all asuv tsütoplasma kortikaalne kiht. Plasmamembraani nimetatakse ka plasmalemmaks, raku välismembraaniks. See on bioloogiline membraan, paksusega umbes 10 nanomeetrit. Tagab peamiselt piiritleva funktsiooni rakuvälise keskkonna suhtes. Lisaks täidab see transpordifunktsiooni. Rakk ei raiska energiat oma membraani terviklikkuse säilitamiseks: molekule hoitakse koos samal põhimõttel, mille järgi rasvamolekule koos hoitakse – on termodünaamiliselt soodsam, kui molekulide hüdrofoobsed osad paiknevad vahetus läheduses. üksteisele. Glükokalüks on oligosahhariidide, polüsahhariidide, glükoproteiinide ja glükolipiidide molekulid, 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 spetsiifilised tsütoskeleti elemendid - teatud viisil järjestatud aktiini mikrofilamendid. Kortikaalse kihi (koore) peamine ja kõige olulisem funktsioon on pseudopodiaalsed reaktsioonid: pseudopoodide väljutamine, kinnitumine ja kokkutõmbumine. Sellisel juhul paigutatakse mikrokiud ümber, pikendatakse või lühendatakse. Raku kuju (näiteks mikrovilli olemasolu) sõltub ka kortikaalse kihi tsütoskeleti struktuurist.
Tsütoplasmaatiline struktuur
Tsütoplasma vedelat komponenti nimetatakse ka tsütosooliks. Valgusmikroskoobis tundus, et rakk oli täidetud vedela plasma või sooliga, milles tuum ja muud organellid “hõljusid”. Tegelikult pole see tõsi. 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. Ka üksikud valgumolekulid ei difundeeru vabalt kogu rakusisese ruumi ulatuses, vaid suunatakse nende pinnal olevate spetsiaalsete signaalide abil vajalikesse sektsioonidesse, mille tunnevad ära raku transpordisüsteemid.
Endoplasmaatiline retikulum
Eukarüootses rakus eksisteerib üksteisesse läbivate membraaniosade (torude ja tsisternide) süsteem, mida nimetatakse endoplasmaatiliseks retikulumiks (või endoplasmaatiliseks retikulumiks, ER või EPS). Seda ER osa, mille membraanide külge on kinnitatud ribosoomid, nimetatakse granuleeritud(või karm) endoplasmaatiline retikulum, selle membraanidel toimub valgusüntees. Need sektsioonid, mille seintel ei ole ribosoome, klassifitseeritakse sile(või agranulaarne) ER, mis osaleb lipiidide sünteesis. Sileda ja granuleeritud ER siseruumid ei ole isoleeritud, vaid lähevad üksteisesse ja suhtlevad tuumaümbrise valendikuga.
Golgi aparaat
Tuum
Tsütoskelett
Tsentrioolid
Mitokondrid
Pro- ja eukarüootsete rakkude võrdlus
Kõige olulisemaks erinevuseks eukarüootide ja prokarüootide vahel on pikka aega peetud 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. Bakterites on avastatud ka eukarüootide tsütoskeleti peamiste valkudega homoloogseid valke.
Spetsiaalselt struktureeritud tsütoskeleti olemasolu võimaldab eukarüootidel luua liikuvate sisemembraani organellide süsteemi. Lisaks võimaldab tsütoskelett esineda endo- ja eksotsütoosi (oletatakse, et just tänu endotsütoosile tekkisid eukarüootsetes rakkudes rakusisesed sümbiontid, sealhulgas mitokondrid ja plastiidid). Eukarüootse tsütoskeleti teine oluline ülesanne on tagada eukarüootse raku tuuma (mitoos ja meioos) ja keha (tsütotoomia) jagunemine (prokarüootsete rakkude jagunemine on korraldatud lihtsamalt). Erinevused tsütoskeleti struktuuris seletavad ka teisi erinevusi pro- ja eukarüootide vahel – näiteks prokarüootsete rakkude vormide püsivust ja lihtsust ning kuju ja selle muutmise olulist mitmekesisust eukarüootsetes rakkudes, samuti viimase suhteliselt suur suurus. Seega on prokarüootsete rakkude suurus keskmiselt 0,5–5 mikronit, eukarüootsete rakkude keskmine suurus on 10–50 mikronit. Lisaks leidub ainult eukarüootide hulgas tõeliselt hiiglaslikke rakke, nagu haide või jaanalindude massiivsed 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 avastas, et kork oli jagatud paljudeks pisikesteks rakkudeks, mis meenutasid talle kloostrirakke, ja nimetas need rakud rakkudeks (inglise keeles cell tähendab "rakk, rakk, rakk"). Samal aastal nägi Hollandi meister Anton van Leeuwenhoek (-) esimest korda mikroskoobi abil veetilgas “loomi” – liikuvaid elusorganisme. Nii teadsid teadlased juba 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 keskel, pärast võimsamate mikroskoopide ilmumist ning rakkude fikseerimise ja värvimise meetodite väljatöötamist. Üks selle asutajatest oli Rudolf Virchow, kuid tema ideed sisaldasid mitmeid vigu: näiteks eeldas ta, et rakud on üksteisega nõrgalt ühendatud ja kõik eksisteerivad "omaette". Alles hiljem õnnestus tõestada rakusüsteemi terviklikkust.
Vaata ka
- Bakterite, taimede ja loomade rakustruktuuri võrdlus
Lingid
- Molecular Biology Of The Cell, 4. trükk, 2002 – ingliskeelne molekulaarbioloogia õpik
- Tsütoloogia ja geneetika (0564-3783) avaldab autori valikul artikleid vene, ukraina ja inglise keeles, tõlgituna inglise keelde (0095-4527)