Bioloogia KT: raku ehitus ja talitlus (0)

Bioloogia KT: raku ehitus ja talitlus
1. Rakuteooria kujunemine
Tsütoloogia – rakuteadus, selle arengu eelduseks oli mikroskoobi areng.
Esimene mikroskoobilaadne vahend – vennad Jannsenid (1590). Mikroskoobi mõiste võttis kasutusele Faber (1625), raku mõiste Hook (1665), Leeuwenhock sai 300-400x suurenduse rakkude uurimiseks, kirjeldas esmakordselt bakterit , avastas inimese vererakud, andis protistide esmakirjalduse, avastas spermatosoidi, Brown tähtsustas tuuma kui raku elu juhti, von Baer avastas munaraku.
Rakuteooria rajajad olid Schleiden (uuris taimerakku) ja Scwann (uuris loomarakku), hiljem lisas 4. postulaadi Wirchow.
Rakuteooria:

Kõik organismid koosnevad rakkudest.

Rakk tekib olemasoleva raku jagunemise tulemusena.

Organismide kasv ja areng põhineb rakkude jagunemisel.

Rakkude ehitus ja talitlus on omavahel seotud (kooskõlas).
Loomorganismide ehituses on 4 peamist koetüüpi:

• Epiteelkude – katab ja kaitseb, seega on rakud tihedalt üksteise kõrval
  
• Lihaskude – rakud fibrillaarsed, kokkutõmmetel liikumine
  
• Sidekude – nt luukude, veri , rasvkude, enamasti palju rakuvaheainet, rakud hajusalt
  
• Närvikude – jätketega , edastab närviimpulsse
  

Rakkude uurimismeetodid :
Mikroskoopia (valgus- ja elektronmikroskoop), tsütohistokeemia (rakkude-kudede värvimine), preparaatide lõikamine mikrotoomiga, diferentseeriv tsentrifuugimine , koekultuuride meetod.
2. Rakkude mitmekesisus
3. Eukarüootne rakk
Eukarüoodid jaotatakse protistideks, taimeriigiks, loomariigiks, seeneriigiks.
Rakumembraan .
Koosneb fosfolipiidide kaksikkihist, mille vahele jäävad eri valgud ja nendega seotud oligosahhariidid (stabiliseerivad valke). Valke on kahte tüüpi: transportvalgud ja retseptorvalgud . Transpordi liigid:

• Passiivne transport – ei vaja lisaenergiat, nii liigub nt vesi, väiksed ioonid. Toimub dissotseerumiseni (kontsentratsioonide tasakaaluni).
  
• Aktiivne transport – vajab lisaenergiat
  
• Fagotsütoos – eriti suurte ainete, nt valgumolekulide ja alkoholi transport. Rakumembraan sopistub sisse, aine satub põiekesse.
  

Retseptorvalgud tegelevad signaali, erutuse vastuvõtmise ja juhtimisega.
Rakumembraani ülesanded: aine-, energia- ja infovahetus, raku kooshoidmine, kaitse.
Rakutuum.
Tuumal on 2 membraani. Tuumas sisaldub DNA (lahtikeerdunult e kromatiinina, paljunemisel keerdub kokku kromatiidideks). Tuumake – piirkond, kus toimub rRNA süntees ja ribosoomide alaüksuste moodustumine, tuumakesel membraan puudub. Karüoplasma – peamiseks koostisosaks vesi, lisaks selles lahustunud orgaanilised ja anorgaanilised ained, DNA, RNA. Tuuma ülesandeks on raku elutegevuse juhtimine, pärilikkusinfo säilitamine.
Homoloogilised kromosoomid – paarilised kromosoomid, sisaldavad samu pärilikke tunnuseid määravaid geene.
Inimese rakkudes on 46 kromosoomi, v.a. sugurakkudes , kus neid on 23.
Tsütoplasma.
Rakuvaheaine . Koosneb veest ja selles lahustunud orgaanilistest ja anorgaanilistest ainetest. Ülesandeks rakk üheks siduda, raku siseainevahetus.
Tsütoplasmavõrgustik ehk endoplastiline retiikulum (ER).
Erinevate suurustega torukeste ja tsisternikeste süsteem. Jaguneb kaheks:

• Karedapinnaline ER – kaetud ribosoomidega, seal toimub valkude biosüntees ja transport Golgi kompleksi.
  
• Siledapinnaline ER – toimub sahhariide ja lipiidide süntees ja transport.
  

Ribosoom.
Kaheosaline – suurem ja väiksem alaüksus, mõlemad osad koosnevad ribosoomi- RNAst (rRNA) ja valgu molekulidest. Ribosoomid pannakse kokku tuumakestes.
Ülesanne: valkude süntees. Polüsoom – ühe mRNA molekuliga seotud sama valgu molekule sünteesivate ribosoomide kogum.
Ribosoomid paiknevad ER-i pinnal, neil puudub membraan.
Golgi kompleks e lamellooskompleks.
Üksteise kohal asetsevad plaatjad tsisternikesed, põiekesed ja neid ühendavad kanalid. Kõik need on ümbritsetud membraaniga. Torude sisepinnal on alati lüütilisi e lagundavaid ensüüme.
Ülesandeks: valkude töötlemine, pakkimine, transport, olla membraani varuaineks (vajadusel eraldub põieke ), lüsosoomide moodustumine.
Lüsosoomid.
Membraaniga ümbritsetud põiekesed, milles lõhustatakse mitmesuguseid aineid. Eraldunud Golgi kompleksist.

• Primaarne lüsosoom – sisaldab ainult ensüüme
  
• Sekundaarne lüsosoom – sisaldab lagundatavat ainet
  
• Telolüsosoom – sisaldab transporditavat ainet
  

Mitokonder .
Ümara või pulkja kujuga. See on ümbritsetud kahe membraaniga, sisemine moodustab korrapäraseid sopistusi ehk harjakesi ehk kristasid, välimine on sile. Membraanide vahele jääb plasma – maatriks, milles leidub vett, lahustunud aineid, RNAd , ribosoome.
Ülesandeks raku varustamine energiaga (viiakse lõpule glükoosi jm lagundamine, selleks vajatakse hapnikku).
Tsütoskelett .
Valguliste eri suurusega torukeste (jämedamat tuubulid, peenemad fibrillid), süsteem, mis hoiab paigal rakustruktuurid .
4. Loomaraku eripärad .
Tsentrosoom.
Koosneb kahest teineteise suhtes risti paiknevast silindrilisest tsentrioolist, kumbki tsentriool koosneb üheksast mikrotuubulist. Need on vajalikud raku jagunemisel, neist lähtuvad kääviniidid osalevad kromosoomide või kromatiidide jaotamises tütarrakkude vahel.
5. Taimeraku eripärad.
Täiskasvanud taimerakk on alati kandiline .
Rakukest .
Peamiselt polüsahhariidist tselluloosist ning ka ligniinist koosnev taimerakku kattev kest. Noorel rakul on see õhuke ja elastne, lastes kasvada. Kestas on palju poore.
Ülesanded: rakkude ja taime toetamine , kaitse, transport.
Plasmodesmid e tsütoplasmaväädid.
Avaused rakukestades, mis ühendavad taimerakke, et orgaanilised ained saaksid liikuda rakust rakku.
Osmoregulatoorne vakuool (suur keskvakuool).
Koosneb veest ja selles lahustunud ainetest, nt sahhariididest ( kaitsevad taime külmumise eest). Vedelik liigub vajadusel rakus sinna, kus ainete kontsentratsioon on liiga suur. Moodustuvad Golgi kompleksi põiekestest või tsütoplasmavõrgustikust.
Ülesanne: rakusisese rõhu ehk turgori ehk osmootse rõhu reguleerimine, varuaineks olemine, kaitse ärakuivamise eest.
Osmoos – lahusti liikumine lahustunud aineosakeste vahele
Difusioon – aineosakeste liikumine lahusti vahele
Plastiidid e plastid .
Ovaalsed organellid , mis annavad taime osadele värvuse.

• Proplastid – algsed plastiidid, mis kujunevad taimeraku kasvades erinevateks plastiidideks
  
• Leukoplastid – värvusetud, pigmentideta. Peamine varuainete (tärklise) säilitamise koht. (Amüloplast – tärklist sisaldav plastiid )
  
• Kromoplast – kollakad-punakad pigmendid , nt karotninoidid.
  
• Kloroplast – rohelise pigmendi klorofülliga (Chl), mis osaleb fotosünteesis. Kloroplastis toimub fotosüntees . See on ovaalne , suletud, kahe membraaniga, sisemine neist moodustab ebakorrapäraselt sopistusi, välimine on sile. Lamell – üksik sopistus. Graan – sopistuse kogumik. Klorofüll paikneb lamellidel. Sisemuses on strooma ehk plasma, mis sisaldab ribosoome, RNAd, DNAd.
  

Plastiidid võivad teisteks plastiidideks üle minna.
6. Taimekoed .
Jagunevad meristeem - ehk algkudedeks ning püsikudedeks.
Meristeemkudede rakud on väiksed, ümarad, püsivalt poolduvad . Asuvad juure, varre, punga kasvukuhikutes ( tipmine meristeem), kõrresõlmedes (vahemeristeem), hajusalt lehtedes (hajus meristeem), varre ja juure juhtkimpudes (külgmine meristeem e kambium), vigastatud kohtades (haavakambium).
Püsikoed.
Kattekude . Jaguneb epidermiks ja peridermiks.

• Epiderm : noorte/üheaastaste taimede kattekude, puitumata, ühekihiline, rakuvaheruumideta, rakkude vahel on õhulõhed.
  
• Periderm e korkkude : puitunud taimedel epidermi asemel. Surnud, puitunud, korgistunud, mitmekihiline .
  

Põhikude e parenhüüm .
Asub peridermi all. Rakud on elusad, tselluloosse seinaga. Jaguneb vastavalt asukohale:

• Assimilatsioonikude – taime maapealsetes rohelistes osades, koosneb sammas- ja kobekoest (vastavalt tihedalt ja hõredalt), fotosünteesi toimumise koht.
  
• Säilituskude – plastiidideks leukoplastid, asub nt juurtes, mugulates jm.
  
• Aerenhüüm – sisaldab ka gaasivakuoole, asub nt õhujuurdes ja veetaimedes
  

Juhtkude.

• Floeem (juhtkimbu niineosa ) – pikad ja torujad elusrakud – sõeltorud ja saaterakud. Mööda niineosa liigub orgaaniline aine allapoole (sümplastiline transport) – laskuv vool.
  
• Ksüleem (juhtkimbu puiduosa ) – surnud, torujad, – trahheed ( pikemad ) ja trahheiidid (lühemad, tippudest ahenenud). Mööda puiduosa liigub anorgaaniline aine ülespoole (apoplastiline transport) – tõusev vool.
  

Tugikoed.

• Kollenhüüm – noortel/üheaastastel taimedel, paksenenud seintega rakud. Rakud on elusad, kasvamisvõimelised, puitumata.
  
• Sklerenhüüm, jaguneb niinekiududeks, puidukiududeks ja kivisrakkudeks.
  

• Niinekiud – pole puitunud, on elus, toestavad sõeltorusid ja saaterakke.
  
• Puidukiud – otstest teritunud, puitunud kestadega, surnud, ühtlaselt paksenenud rakud
  
• Kivisrakud – nt kirsikivi kest, pirni südamik
  

Erituskoed.
Toodavad vedelaid või tahkeid aineid, mille ülesandeks on üldiselt kaitse.

• Piimanäärmed, nt võilillel
  
• Nektaariumid (ligimeelitamiseks)
  
• Näärmekarvad
  

7. Seeneraku eripärad.
Rakud on üldiselt silinderjad (v.a. pärm). Esineb nii membraan kui rakukest, mille peamine koostisosa on kitiin .
Jagunevad:

• Ikkesseened, nt hallitusseened
  
• Kottseened , nt pärmseen (eosed paiknevad kotikeses)
  
• Kandseened, nt puravikud , taelad (kasvavad puudel), pilvikud jne
  

Mütseel – seeneniidistik
Hüüf – seeneniit, milles on palju osaliselt ühendatud rakke
Seened on heterotroofid – saavad vajaliku juba olemasolevast orgaanilisest ainest. Heterotroofid jagunevad biotroofideks (vajavad elus toitu, jagunevad omakorda sümbiontideks, kes ei kahjusta toiduallikat, ning parasiitideks, kes kahjustavad toiduallikat) ning saprotroofideks (saavad toitained surnud orgaanilisest ainest).
Seened põhjustavad inimestel 3 tüüpi haigusi:

• Seenhaigusi e mükoosi (seened, kes elavad nahal ja küüntel)
  
• Mükotoksikoos (seente toksiinide poolt põhjustatud)
  
• Mürgitus (mürgiste seente söömine)