Rakk (0)

1. Rakuteooria kujunemine
Rakuõpetus e. tsütoloogia uurib rakkude ehitust ja talitlust. Rakud on üli väikesed, neid saab vaadelda mikroskoobiga , üksikuid suuremaid saab vaadelda ka luubiga (näiteks amööb). Inimese suurim rakk on munarakk ja väikseim inimese punaverelible. Tänapäevane valgumikroskoop suurendab 1300x, kasutatakse valgust eseme nähtavaks tegemisel. Elektronmikroskoop suurendab sadu tuhandeid kordi, kasutatakse elektronvoogu, mida juhitakse elektronmagnetiga. On koostatud 1931 .a. sakslaste poolt.Ühe raku kihiline preparaat saadakse mikrotoobiga.
Esimesed mikroskoobid valmisid 15 saj. keskel (vennad Jannsenid). Robert Hooke vaatles taimset korgilõiku ja võttis kasutusele mõiste rakk. 2 Tartu ülikooliteadlast jõudsid järeldusele aga, et organismid on rakulise ehitusega.
1858 aastal ilmus esimene rakuteooria, milles on 3 põhiseisukohta:
a) kõik organismid on rakulise ehitusega.
b)iga uus rakk saab alguse üksnes olemasolevast rakust selle kujunemise teel.
c)rakkude ehitus ja talitlus on omavahel kooskõlas.
2. Rakkude mitmekesisus (mõõtmed ja kuju)
Valdav osa rakke on mikroskoopilised ning neid saab näha vaid mikroskoobis. Üks kõige pisemaid üherakulisi organisme on mütoplasma. Mõned mükoplasma vormid võivad inimorganismi sattudes esile kutsuda hingamisteede raskusi. Suurimad on lindude (nt. jaanalinnu) munarakud e. munarebud. Rebu suurus ja kaal on munast umbes kolmandik. Pikimad rakud on vöötlihasrakud. Arvestatavad on närvirakkude jätked. Nende läbimõõt on aga mikroskoopiline. Üherakulistel organismidel toimub kogu aine-, energia- ja infovahetus ümbritseva keskkonnaga rakumembraani vahendusel. Seetõttu on oluline raku välismembraani pindala ja sisekeskkonna ruumala vaheline suhe: mida suurem on rakk, seda väiksemaks see suhe jääb. Väike pindala ei toida rakku ära.
Üldise ehitusplaani alusel võime kogu eluslooduse jagada kaheks suureks rühmaks: üherakulisteks ja hulkrakseteks organismideks.Üherakulised on kõik bakterid (neil puudub tuum), ainuraksed (kingloom, viburlased, amööb). Osa vetikaid.
Eluslooduses on 5 riiki:
a)looma riik b)taimne riik c)seeneriik d) bakterid e) protistid
Protistide hulka kuuluvad vetikad, minaseened. Rakkude kuju on väga erinev, see on tingitud raku ülesandest. Näiteks närvid : võtavad vastu ärritusi, neil on lühikesed jätked ja pikk jätke, mis erutust edasi kannab. Munarakk on ümar kera, ta sisaldab vaheainet loote jaoks. Lihasrakud , eriti just silelihaskoerakud on välja venitatud aga samas võimelised kokku tõmbuma. Amööbil polegi kindlat kuju.
3. Pärisuumse raku ehitus ja talitlus
Vastavalt rakutuuma esinemisele jaotatakse kõik organismid kahte rühma:
a) eeltuumsed ehk prokarüoodid – nende hulka kuuluvad bakterid. Neil puudub membraaniga piiritletud tuum ning raku sisemuses on tunduvalt vähem erinevaid organelle ja membraanseid struktuure.
b)päristuumsed ehk eukarüoodid – jaotatakse prostistideks, taime-, seene- ja loomariigiks.
Viirused ei ole rakulise ehitusega, ei kuulu ei eel- ega päristuumsete hulka!
4. Rakutuum , selle ehitus ja ülesanded.
Rakutuum on üks põhjalikumalt uuritud rakustruktuure. Tuumaümbris koosneb kahest membraanist, milles paiknevad poorid , mille kaudu toimub ainete liikumine tuuma sisemusse ja sealt välja. Ehituselt on sarnased teiste rakumembraanidega. Tuumasisest plasmat nimetatakse karüoplasmaks. See on tihedam, kui rakuplasma . Ta nukleiinhappeid sisaldab DNA-d, valke, RNA-d ja mitmesuguseid madalmolekulaarseid ühendeid. Tuuma kõige olulisemad osad on kromosoomid . Enamikes rakkudes neid ei näe, sest kromosoomid on väga peenteks niitideks lahti keerdunud. Mikroskoobi abil võib näha ühte või mitut tuumakest –piirkonnad, kus kromosoomidelt toimub intensiivne rRNA süntees ja ribosoomide moodustumine. Rakutuum reguleerib kõiki rakus toimuvaid protsesse - kui rakk on ümar siis ka tuum on ümar. Kui rakk on välja venitatud siis ka tuum on välja venitatud.
5. Kromosoomid, koostis, ehitus, ülesanded.
CHROMIS –värv
SOMA - kehake
Kromosoomide arv ja kuju on ühe liigi piires enamasti muutumatu. Inimese iga keharaku tuumas on üldjuhul 46 kromosoomi. Mikroskoopilise sarnasuse alusel jagatakse need 23k paariks. Paarilisi kromosoome nimetatakse homoloogilisteks kromosoomideks, mis sisaldavad samu pärilikke tunnuseid määravaid geene. Erandi moodustavad mehe suguhormoodi (tähistatakse X ja Y), need on erineva suurusega, samuti ei ole geenide sisalduselt homoloogilised .
Näited erinevate liikide kromosoomide arvust: aedhernes/ oder -14 kromosoomi, kaer 42, tomat24, kana 78, küülik 44, lammas 54...
Kui inimese keharakkudes on 46 kromosoomi siis igas muna- ja seemnerakus on üksnes 23 kromosoomi.
6. Rakumembraan, ehitus, ülesanded.
Kõik rakud on ümbritsetud rakumembraaniga. Membraan katab ja kaitseb rakku. Ühendab rakud omavahel ja raku membraan toimetab aine energia ja info vahetust. Rakumembraan koosneb põhiliselt valkudest (molekulid paiknevad hajusalt kas membraani vahel või peal) ja fosfolipiididest (moodustavad 2 kihti). Nende massi suhe on membraanide koostises enamasti ühesugune. Loomaraku membraanid sisaldavad alati kolesterooli, peale selle on nii taimse- kui loomarakus oligosahhariide.
Kuidas toimub ainete transport läbi rakumembraani?
Rakumembraani läbivad mõlemas suunas anorgaanilised ja orgaanilised ained.Liikumises eristatakse passiivset ja aktiivset transporti. Aktiivseks ainete transpordiks kulutab rakk energiat (seda saadakse ATPst), passiivseks seda vaja ei ole. Passiivselt liiguvad ained kas osmoosi teel või difusiooni teel. Osmoosi puhul liigub vesi kui lahusti kõrgema konsentratsiooni poole, s.t. kui rkus on kõrge konsentratsioon siis liigub vesi raku sisse. Kui lisada taimele rohkesti väetist siis toimub vastupidine protsess. Vesi läheb rakust välja ja taim närbub. Diffusioon on oluline seetõttu, et ained segunevad, toimub ühtlustumine, molekulide soojusliikumise tõttu. Diffusiooni ja osmoosi puhul energiat ei vajata. Nii sisenevad rakku väikesed molekulid (vesi, gaasid nagu hapnik, süsihappegaas, piiritus jt.). Osa rakumolekuli koostisse kuuluvatest valkudest on varustatud kanalitega, mille kaudu ained liiguvad (poorid). Ka see on passiivne transport. Transpordi valgud membraani ehituses osalevad aktiivses transpordis . Nad juhivad rakku ainult kindlaid aineid. Veel tuntakse fogotsütoosi (ümbritsevast keskkonnast tahkete ainete aktiivne omastamine teatud tüüpi rakkude poolt rakumembraani sissesopistumise teel) ja pinotsütoosi (ümbritsevast keskkonnast vedelike aktiivne omastamine teatud tüüpi rakkude poolt rakumembraani sissesopistumise teel).
7. Raku tsütoplasma.
Raku sisemus on täidetud poolvedela aine- tsütoplasmaga. Peamiseks koostisaineks on vesi (60-90%). Selles on lahustunud paljud anorgaanilised (osalevad paljudes biokeemilistes reaktsioonides ja tagavad raku sisekeskkonna püsiva pH. ja orgaanilised ained. Enamis anorgaanilistest ainetest on katioonide ja anioonide kujul dissotseerunud olekus. Tsütoplasmas on hulgaliselt madalmolekulaarseid orgaanilisi ühendeid: aminohapped , nukleotiidid, mono - ja oligosahhariidid, orgaanilised happed , ... . Leiame ka mitmesuguseid ainevahetuse aineprodukte, pigmente, regulaatoraineid ja lahustunud gaase. Tsütoplasma on pidevas liikumises ja seob kõik rakuorganellid ühtseks tervikuks.
8. Rakuorganellid: tsütoplasmavõrgustik, ribosoomid , mitokondrid, lüsosoomid,
tsentrosoom , Golgi kompleks , tsütoskelett.
Tsütoplasma võrgustik- päristuumse raku tsütoplasmat läbiv membraanse ehitusega
kanalikeste ja tsisternikeste süsteem. Eristatakse sileda - ja karedapinnalist
tsütoplasmavõrgustikku.
Ribosoom - nii eel- kui ka päristuumse raku tsütoplasmas esinev organell , mis koosneb
rRNA ja valgu molekulidest. Ribosoomides toimub valgusüntees.
Mitokonder - membraanidest koosnev päristuumse raku organell, milles viiakse lõpule
glükoosi lagundamine. Varustab rakku ATP molekulidega.
Lüsosoom- ühekordse membraamiga ümbritsetud põieke, milles lagundatakse
mitmesuguseid makromolekule, oma otstarbe kaotanud rakustruktuure või fagotsüteeritud
aineosakesi.
Tsentrosoom- loomaraku tuuma läheduses paiknev üksik organell, mis koosneb kahest
üksteise suhtes risti paiknevast silindrilisest tsentrioolist. Osaleb rakujagunemise ajal
kääviniitide moodustamises.
Golgi kompleks- membraanidest koosnev päristuumse raku organell. Selles jõuab
lõpule valkude töötlemine ning nende pakkimine sekreedi põiekestesse ja lüsosoomidesse.
Tsütoskelett- päristuumse raku tsütoplasmat läbiv niitjate valkude võrgustik, mis on raku
tugi- ja liikumissüsteemiks.
9. Taimerakk
Päristuumsete organismide rakud saab ehituse ja talitluse alusel jaotada kolme suurde rühma: looma-, taime- ja seenerakud . Neid ühendab rakutuuma olemasolu ja suur osa sarnaseid rakustruktuure. Põhiliseks iseärasuseks on nendele ainuomaste organellide – plastiidide – esinemine. Taimeraku tsütoplasmas erinevad suured vakuoolid , mis teistel päristuumsetel organismidel puuduvad. Enamik taimerakke on lisaks rakumembraanile ümbritsetud tiheda rakukestaga.
Kõiki neid ühendab raku tuuma olemasolu ja suur osa sarnaseid rakustruktuure. Taimeraku ehituse eripära võrreldes teistega on:
(esiteks)Raku kest- Põhiline koostisaine on tselluloos . Noore taimeraku kest on küllalt suure veesisaldusega, suhteliselt õhuke ja elastne. Raku vananedes kest pakseneb kuni mõnekümne mikromeetrini, veesisaldus langeb ja poorid ahanevad. Mõne aja möödudes rakuplasma ja organellid hävinevad. Kestal on täita täita järgmised ülesanded:
a) tugifunktsioon – tugikoe rakud on juhtkimpudes ning moodustavad puidu ja niinekiud. Nad toestavad taime.
b)kaitse ülesanne - kest on vastupidav nii kliima teguritele, kui ka kaitsvale korgikihile. Selles kihis ei ole poore. Kestad on üksteise peal väga tihedalt kuid tüve sisemuses on lõved, mis võimaldavad gaasivahetuse.
(teiseks) teistest rakkudest on tsentraalvakuool. Need on ühekihilise membraaniga. Väiksemad või suuremad põiekesed tekivad võrgustiku membraanidest ja Golgi kompleksist.
TÄHTSUS:
a)on vee hoidlaks
b)kindlustavad raku siserõhu
c)võivad sisalda ainevahetuse jääkaineid, samas aga mürkaineid. Viljade vakoorid sisaldavad suhkruid ja orgaanilisi happeid . (neid on mõnus süüa ning on vitamiinirohked).
( kolmandaks ) teistest rakkudest on plastiidide olemasolu. Neid on kolme tüüpi:
a)kloroplastiidid – sisaldavad klorofülli, mis on pigment
b)kromoplastiidid – sisaldavad samuti pigmenti, kuid need pole rakulised
c)leukoplastiidid – on värvuseta, sisaldavad tärklist (kartuli leukoplastid)
Kromoplastist on tingitud õite, lillede ja lehtede värvused. Kloroplasti ehitus- sisemembraan ja välismembraan. Sisemembraan moodustab lamelle, mis on üksteise peal. Seal paikneb klorofüll. Sisemuses on strooma .
Mõisted:
Bakteritoksiin - mõnede bakterite poolt sünteesitav valguline mürkaine.
Biotehnoloogia- rakubioloogia haru, mis kasutab organismide elutegevusega seotud
protsesse inimtegevusele vajalike ainete tootmiseks.
Biotõrje- üht liiki isendite arvukuse piiramine teist liiki organismide abil. Rakendatakse
eelkõige taimekasvatuses kahjurputukate, aga ka umbrohu tõrjeks.
Eukarüoot- organism (ka organismitüüp), mida iseloomustab rakutuuma ja
membraansete organellide esinemine. Eukarüootide hulka kuuluvad
protistid, seened, taimed ja loomad.
Golgi kompleks- membraanidest koosnev päristuumse raku organell. Selles jõuab
lõpule valkude töötlemine ning nende pakkimine sekreedi põiekestesse
ja lüsosoomidesse.
Homoloogilised kromosoomid- kromosoomid, mis sisaldavad samu pärilikke tunnuseid
määravaid geene.
Hüüf- ühest või mitmest rakust koosnev seeneniit .
Karüoplasma- rakutuuma poolvedel sisus.
Kloroplast - membraanidest koosnev taimeraku organell, milles toimub fotosüntees.
Klorofülli sisaldav plastiid . Ovaalne kehake, tal on välismembraan ja
sisemembraan. Sisemembraanis on lamellide kogumik.
Kromoplast- membraanidest koosnev taimeraku organell, mis sisaldab kollaseid ja
punaseid pigmente ( karotinoide ). Kuulub plastiidide hulka.
Leukoplast- membraanidest koosnev taimeraku organell, milest pigmendid puuduvad.
Kuulub plastiidide hulka, sisaldab tihti varuaineid. Varutärklist sisaldavad
leukoplasti nimetatakse alümoplastiks.
Lüsosoom- ühekordse membraamiga ümbritsetud põieke, milles lagundatakse
mitmesuguseid makromolekule, oma otstarbe kaotanud rakustruktuure
või fagotsüteeritud aineosakesi.
Mikrotuubul - päristuumses rakus esinev valguline toruke, mis kuulub mõnede
organellide (tsentriooli, kääviniitide ja viburi) koostisse.
Mitokonder- membraanidest koosnev päristuumse raku organell, milles viiakse
lõpule glükoosi lagundamine. Varustab rakku ATP molekulidega.
Mükotoksiin- (seenetoksiin) mõnede seente poolt sünteesitav mürkaine.
Mütseel- hulkraksete seente keha moodustav seeneniitide (hüüfide) kogum.
Plasmiid - bakterirakus esinev väike DNA rõngasmolekul, milles sisalduvad geenid
on vajalikud kasvukeskkonna eripäraga seotud ensüümide sünteesiks.
Plastiid- membraanidest koosnev taimerakule omane organell. Pigmentide sisalduse
alusel eristatakse kloro-, kromo- ja leukoplaste.
Polüsoom- ühe mRNA molekuliga seotud ribosoomide kogum, mis sünteesivad
sama aminohappelise järjestusega valke.
Prokarüoot- organism (ka organismitüüp), mida iseloomustab rakutuuma ja membraansete
organellide puudumine. Prokarüootide rühma moodustavad bakterid.
Ribosoom- nii eel- kui ka päristuumse raku tsütoplasmas esinev organell, mis koosneb
rRNA ja valgu molekulidest. Ribosoomides toimub valgusüntees.
Rõngaskromosoom- bakteriraku kromosoom , mis koosneb rõngakujulisest DNA molekulist.
Spoor- (eos)-protistidel, seentel ja osal taimedel esinev paljunemisotstarbeline rakk.
Bakterirakus moodustub ebasobivate elutingimuste üleelamiseks, kuid ei ole
paljunemisotstarbeline.
Tsentraalvakuool- taimerakus esinev suur vakuool, mis moodustub pisemate vakuoolide
liitumisel.
Tsentriool - loomaraku tsentrosoomi osa, mis koosneb 27 valgulisest mikrotuubulist.
Tsentrosoom- loomaraku tuuma läheduses paiknev üksik organell, mis koosneb kahest
üksteise suhtes risti paiknevast silindrilisest tsentrioolist. Osaleb
rakujagunemise ajal kääviniitide moodustamises.
Tsütoloogia- (rakuteadus)- bioloogiateadus, mis uurib rakkude ehitust ja talitlust.
Tsütoplasma- raku poolvedel sisu, mis liidab kõik organellid ühtseks tervikuks.
Tsütoplasma võrgustik- päristuumse raku tsütoplasmat läbiv membraanse ehitusega
kanalikeste ja tsisternikeste süsteem. Eristatakse sileda- ja
karedapinnalist tsütoplasmavõrgustikku.
Tsütoskelett- päristuumse raku tsütoplasmat läbiv niitjate valkude võrgustik, mis on raku
tugi- ja liikumissüsteemiks.
Turgor - raku siserõhk, mis tingitud osmoosist. Selle tulemusena kujuneb taimede turgor.
Viljakeha- osale seeneliikidele iseloomulik hüüfidest moodustunud organ, milles
valmivad eosed.