Raku ehitus ja talitlus (13)

Raku ehitus ja talitlus.
Mõisted:
tsütoloogia- rakuteadus, mis uurib rakkude ehitust ja talitlust.
bakteritoksiin - mõnede bakterite poolt sünteesitav valguline mürkaine.
biotehnoloogia- rakendusbioloogia haru, mis kasutab organismide elutegevusega seotud protsesse inimestele vajalike ainete tootmiseks
biotõrje- üht liiki isendite arvukuse piiramine teist liiki organismide abil. Rakendatakse eelkõige taimekasvatuses kahjurputukate, aga ka umbrohu tõrjes.
eukarüoot- organism(ka organismitüüp), mida iseloomustab rakutuum ja membraansete organellide esinemine. Protistid , seened, taimed ja loomad.
eukarüootne rakk -(päristuumne) rakk (ka rakutüüp), mida iseloomustab rakutuuma ja membraansete organellide esinemine,
Golgi kompleks - membraanidest koosnev päristuumse raku organell . Selles jõuab lõpule valkude töötlemine ning nende pakkimine sekreedi põiekestesse ja lüsosoomidesse.
homoloogine kromosoom -kromosoomid, mis sisaldavad samu pärilikke tunnuseid määravaid geene.
hüüf-ühest või mitmest rakust koosnev seeneniit .
karüoplasma-rakutuuma poolvedel sisu.
kloroplast - membraanidest koosnev taimeraku organell, milles toimub fotosüntees. Klorofülli sisaldav plastiid .
klorofüll- taimerakkudes esinev roheline pigment , mis seob fotosünteesiks vajaliku valgusenergiat . Kuulub kloroplasti koostisesse.
plastiid-membraanidest koosnev taimerakule omane organell.Pigmentide sisalduse alusel eristatakse kloro, kromo ja leukoplaste.
plasmiid-bakterirakus esinev väike DNA rõngasmolekul, milles sisalduvad geenid on vajalikud kasvukeskkonna eripäraga seotud ensüümide sünteesiks.
kromoplast -membraanidest koosnev taimeraku organell, mis sisaldab kollaseid ja punaseid pigmente ( karotinoide ). Kuulub plastiidide hulka.
leukoplast-membraanidest koosnev taimeraku organell, milles pigmendid puuduvad.Kuulub plastiidide hulka, sisaldab tihti varuaineid.
lüsosoom-ühekordse membraaniga ümbritsetud põieke, milles lagundatakse mitmesuguseid makromolekule, oma otstarbe kaotanud rakustruktuure või fagotsüteeritud aineosakesi.
mikrotuubul -päristuumses rakus esinev valguline toru, mis kuulub mõnede organellide koostisesse.
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.
polüsoom- ühe mRNA molekuliga seotud ribosoomide kogum,mis sünteesivad sama aminohappelise järjestusega valke.
ribosoom-nii eel- kui päristuumse raku tsütoplasmas esinev organell, mis koosneb rRna ja valgu molekulidest.Ribosoomides toimub valgusüntees.
rõngaskromosoom- bakteriraku kromosoom, mis koosneb rõngakujulistest DNA molekulist.
spoor-(eos) protistidel. seentel ja osadel 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 mikrotuublist.
tsentrosoom-loomaraku tuuma läheduses paiknev üksik organell, mis koosneb kahest üksteise suhtes risti paiknevast silindrilisest tsentrioolist.Osaleb rakujagunemise ajal kääviniitide moodustamises.
tsütoplasma-raku poolvedel sisus , mis liidab kõik organellid ühtseks tervikuks.
tsütoplasmavõrgustik-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 on tingitud osmoosist.Selle tulemusena tekib taimede turgor.
tuumake-mikroskoobis eristatav rakutuuma piirkond, kus toimub ribosoomide moodustumine.
tuumapiirkond-bakteriraku tsütoplasma piirkond, kus paikneb rõngaskromosoom.
viljakeha -mõnedele seeneliikidele iseloomulik hüüfidest moodustunud organ, milles valmivad eosed.
fagotsütoos-ümbritsevast keskkonnast tahkete ainete aktiivne omastamine teatud tüüpi rakkude poolt rakumembraani sissesopistumise teel.
Taimerakk
Taimerakkude põhiliseks iseärasuseks on nendele ainuomaste organellide – plastiidide – esinemine. Taimerakkudes on ka vakuoolid ning nad on ümbritsetud tiheda rakukestaga.
Taimeraku kesta põhiline koostisaine on tselluloos . Noore taimeraku kest on suure veesisaldusega, suhteliselt õhuke ja elastne. See võimaldab rakul kasvada ja areneda. Kesta läbivad poorid , mis võimaldavad mitmetel ainetel kesta vabalt läbida. Raku vananedes kest pakseneb, selle veesisaldus väheneb ja poorid ahenevad .
Rakukest takistab taimeraku liikmist, on paljudele ainetele läbimatu ja paksenedes põhjustab raku sisemuse hävimise. Rakukesta üks põhilisi ülesandeid on raku ja kogu taime toestamine. Tugifunktsiooni täitmisel on oluline roll tugikoe rakkudel. Pljudel taimedel kuuluvad tugikoe rakud juhtkimpude ehitusse (sõnajalg-, paljasseemne- ja katteseemnetaimed). Juhtkimbud ulatuvad juurest varte ja lehtedeni, seega on terve taim toestatud. Rakukesta koostisesse kuuluvad tselluloos ja teised biopolümeerid, mis on vastupidavad mehaanilistele ja ka kliimateguriele – väljendub kaitsefunktsioon. Selle seisukohalt on oluline roll korkkoel. Selles puuduvad poorid ning seetõttu ei toimu ainevahetust. Selleks, et tüve sisemuses paiknevad koed saaksid osaleda gaasivahetuses, moodustuvad sptesiaalsed avad – lõved. Osadel taimelel moodustub veel ka teine kaitsekiht ehk korb . Juhtkoe osad – trahheed ja trahheiidid , on moodustunud rakukestadest. Ühinenud juhtkoe rakkude otsmised kestad lagunevad ja nii tekivad pikad torujad moodustused. Koos tugikoe rakkudega moodustunud juhtkimpude võrgustik ühendab taime kõiki organeid ja soodustab ainete liikumist. Rakukestad täidavad seega ka transportfunktsiooni.
Plastiidid on taimedele omased ovaalsed organellid, mis annavad taime eri osadele värvuse. Vastavalt pigmentidele eristatakse kloroplaste, kromoplaste ja leukoplaste. Kloroplastid sisaldavad rohelist pigmenti klorofülli, mis on oluline fotosünteesiprotsessis. Nad paiknevad enamasti lehtede rakkudes. Kromplastide pigmendid karotinoidid annavad taimedele kollase, oran˛i või punase värvuse. Neid leidub kroonlehtedes. Leukoplastides pigmendid puuduvad ning nemad sisaldavad mitmesuguseid varuaineid.
Kloroplast on oma ehituselt sarnane mitokondriga. Ta on ümbritsetud kahe membraaniga. Lamellid on kloroplastides paiknevad membraanidest moodustunud kotjad moodustised. Lamellide membraanides on klorofülli molekulid. Kloroplasti sisemuses on ka DNA, RNA ja valgu molekule. Kloroplastides sisaldub ka ribosoome, mis sünteesivad sellele organellile vajalikke valke. Kloroplastides toimub fotosüntees – suhrute moodustumine süsihappegaasist ja veest valgusenergia abil.
Vakuool on membraaniga ümbritetud põieke, mis sisaldab enamasti varu- ja jääkaineid. Ta moodustub Golgi kompleksi põiekestest või tsütoplasmavõrgustikust. Noortes rakkudes võib olla mitu vakuooli , ent vananedes nad ühinevad ja moodustavad tsentraalvakuooli. Vakuoolid täidavad rakus mitmeid ülesandeid. Nad on veemahutid, sisaldades ka mitmeid varuaineid. Vakuoolidesse võivad koguneda ka ainevahetuse jääkproduktid. Vakuoolides tekib ostmootne rõhk, mis avaldab survet tsütoplasmale ja rakumembraanile. Turgor ongi taime siserõhk. Veepuudusel kasutab taim ära vakuoolis olema vee, turgor langeb ning taim närbub.
Seened
Vaatamata seente mitmekesisusele on nad kõik heterotroofid ja kasutavad seetõttu elutegevuseks vajaliku energia saamiseks teiste organismide poolt sünteesitud orgaanilist ainet.
Enamik seeni on hulkraksed organismid, kelle keha koosneb seeneniitidest ehk hüüfidest (moodustunud pikkadest silindrikujulistest rakkudest). Mütseel on seeneniidikestest omavahel läbipõimunud niidistik. Seened paljunevad enamasti eoste abil. Need moodustuvad nii sugulisel kui ka mittesugulisel teel. Osal seeneliikidel arenevad eosed viljakehades. Põhiliselt kasutakakse söögiks kandseete hõimkonda kuuluvaid puravikke, riisikaid, pilvikuid ja šampinjone. Nende seente viljakeha osad on kübar ja jalg. Eosed valmivad kübara alaküljel paiknevate eoslehtede pindadel. Hallikud on toiduainete riknemist põhjustavad seened. Neist tuntum on kottseente hulka kuuluv pintselhallik, millest eraldati antibiootikum penitsiliin. Selle seene liike kasutatakse ka valge- ja sinihallitusjuustu valmistamisel. Hallitanud toit on enamikule loomadele mürgine, sest ta sisaldab hallikute poolt eritatud mükotoksiine. Lisaks hulkraksetele leidub ka mitmeid üherakulisi seeni, näiteks pärmseeni, kelle esindajat – pagaripärmi, kasutatakse taigna kergitamiseks . Samuti kasutatakse neid lahjade alkohoolsete jookide valmistamisel. Pagaripärm on ümara kujuga kottseen, mis paljuneb pungumise teel. Pärmseened võivad moodustada ka hüüfe.
Seeneraku tsütoplasmas on samad organellid, mis loomaraku ehituseski. Seened on heterotroofse toitumisega ning plastiidid neis puuduvad. Samuti ei esine neis vakuoole. Üherakulised pärmseened on ümarad, kuid hulkraksete seente hüüfe moodustavad rakud on pikad ja silindrikujulised. Nende otstes on avad, mille kaudu liiguvad tsütoplasma, selles paiknevad organellid ja rakutuumad ühest rakust teise. Mõnede seeneliikide rakkudel otsmised rakuvaheseinad puuduvad.
Seenerakk on ümbritsetud rakumembraaniga. Sellest väljapoole jääb rakukest, mis koosneb kitiinist ning on õhem ja elastsem kui taimeraku oma. See kaitseb ja toestab seenerakku nind annab talle kindla kuju. Enamik seeni toitub kogu keha pinnaga ning vesi jt ained liiguvad tsütoplasmasse osmoosi teel. Seeneraku keskosas asub rakutuum, millest väljpoole jäävad mitokondrid , tsütoplasmavõrgustik, Golgi kompleks, lüsosoomid ja ribosoomid .
Seened on ühed peamised surnud organismide lagundajad. Suur osa seeni hangib aga oma elutegevuseks vajalikke aineid teistest elusorganismidest. Sellega põhjustavad nad mitmesuguseid seenhaigusi. Seened suudavad lõhustada ka selliseid keemilisi ühendeid, mis teistele organismidele toiduks ei kõlba, kasutades näiteks tselluloosi ja ligniini ning põhjustades seeläbi mitmeid taimehaigusi. Seened kahjustavad ka puitu, põhjustavad nahahaigusi. Seentega seonduvaid protsesse rakendatakse toiduainete- ja farmaatsiatöstuses, meditsiinis, loomakasvatuses, keskkonnakaitses jm.
Bakterid
Bakteritel puudub membraaniga piiritletud rakutuum ja seetõttu moodustavad nad omaette eeltuumsete ehk prokarüootide rühma.
Enamik baktereid on ümbritsetud ühe rakumembraaniga. See koosneb valkudest ja lipiididest . Sellest väljapoole jääb kest, mis koosneb polüsahhariididest ja täidab peamiselt kaitseülesannet. Mõningatel bakteritel on kest kaetud karvakeste või viburitega. Nende abil kinnituvad bakterid kasvuks sobivatele pindadele ja seostuvad üksteisega. Vibureid kasutatakse peamiselt liikumiseks. Limakapsel on tarvis kaitseks ja liikumise hõlbustamiseks. Mitmed bakterid on ohtlikud, põhjustades tervisehäireid – patogeensed bakterid. Nende tõvestav toime tuleneb bakteritoksiinidest, mis on valdavalt valgulise ehitusega ja kaitsevad baktereid teiste organismide eest.
Bakteritel ei ole rakutuuma. Seda asendab tuumapiirkond, milles paikneb rõngjas kromosoom, mis koosneb ühest DNA molekulist, millel vabu otsi ei ole. Mistahes liiki bakteritel on vaid üks kormosoom . Plasmiid on väike DNA rõngas, mis sisaldab geene, mis on vajalikud bakteri kasvukeskkonna eripärast tulenevate ensüümide sünteesiks. Nad aitavad lagundada orgaanilisi aineid.
Päristuumne rakk
Vastavalt rakutuuma esinemisele jaotatakse kõik organismid kahte rühma: eeltuumsed – puudub membraaniga piiritletud tuum ning raku sisemuses on vähe erinevaid organelle (bakterid) ja päristuumsed (protistid, taime-, seene- ja loomariik). Iga rakk on ümbritsetud rakumembraaniga. Eukarütoorse ehk päristuumse raku sisemus on täidetud poolvedela tsütoplasmaga, milles leidub arvukalt mitmesuguseid organelle. Enamikus rakkudes on üks tuum, mis reguleerib kogu raku elutegevust.
PÄRISTUUMNE RAKK
Raku sisemus on täidetud tsütoplasmaga, mille peamiseks koostisaineks on vesi (60%-90%). Seal on palju madalmolekulaarseid orgaanilisi ühendeid: aminihappeid, nukleotiide , mono- ja oligosahhariide, orgaanilisi happeid jne. Tsütoplasma on pidevas liikumises ja seob kõik rakuorganellid ühtseks tervikuks.
Raku tuuma ümbris koosneb kahest membraanist. Neis paiknevad poorid, mille kaudu toimub ainete liikumine sisse ja välja. Tuumasisest plasmat nimetatakse karüoplasmaks. See sisaldab DNA-d, valke, RNA-d ja mitmesuguseid madalmolekulaarseid ühendeid. Kromosoomid on tuuma kõige olulisemad osad. Tuumakeseks nimetatakse piirkonda, kus kromosoomidelt toimub intensiivne rRNA süntees ja ribosoomide moodustumine. Rakutuum reguleerib kõiki rakus toimuvaid protsesse.
Kromosoomide arv ja kuju on ühe liigi piires enamasti muutumatu. Inimesel on näiteks 46 kromosoomi. Paarilisi kromosoome nimetatakse homoloogilisteks (sisaldavad samu pärilikke tunnuseid määravaid geene). Igas muna- ja seemnerakus on 23 kromosoomi. Enamikul organismidel ongi sugurakkdues kaks korda vähem kromosoome, kui keharakkudes, st igast paarist üks kromosoom.
Eukarüootsete rakkude kromosoomides on DNA seotud valkudega ( histoonid ). Need kaitsevad DNA-d ning aitavad kromosoome jagunemise ajal kokku pakkida . Nukleosoomse fibrilli moodustab DNA, mis on keerdunud ümber histoonide molekulidest koosnevate kerakeste.
JOONISED
Mitokonder
TAIMERAKK
Millised organellid on taimerakus?
Valgusmikroskoobiga võib näha taimerakus rakukesta, vakuoole, tsütoplasmat ja tuuma. Tuum ja tsütoplasma (1) moodustavad raku elusosa ja rakukest ning vakuoolid elutu osa - elusa osa elutegevuse produkti. Elektronmikroskoobis on lisaks nimetatuile näha veel teisigi rakuorganelle:
Rakukest (10) – on kõva ja moodustab taimele tugeva toese. Rakukest osaleb ainete neeldumisel ja liikumisel. Rakukesta moodustumisel osalevad Golgi kompleks ja membraanid. Ta koosneb tselluloosist, hemitselluloosidest ja pektiinainetest.
Rakumembraan (8) - koosneb valkudest ja fosfolipiididest, reguleerib raku ainevahetust ümbruskonnaga, osaleb erinevate ainete sünteesil.
Plasmodesmid - ülipeened tsütoplasmaniidid, mis seovad rakke omavahel. Nad seovad omavahel kõrvutiolevate rakkude rakumembraane läbi peenikeste kanalite rakukestas.
Endoplasmaatiline retiikulum e. võrgustik (ER või EPV)  - membraaniga ümbritsetud ja omavahel ühendatud kanalid ja nende laiendid (tsisternid). Eristatakse siledat ja karedat retiikulumi. Kare (7) - 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 (12) koosneb harunevatest torukestest ja nende laienditest, kuid pole ribosoomidega kaetud. See osaleb eeterlike õlide, vaikude jt ainete moodustumisel ja transpordil.
Ribosoomid (6) - neid leidub karedal ER-l, tsütoplasmas, mitokondrites ja plastiidides. Nad koosnevad valgust ja RNA-st. Ribosoomidel kulgeb valgusüntees.
Golgi kompleks (11) - koosneb membraaniga ümbritsetud tsisternidest ja põiekestest. Tsisternides moodustuvad ja kogunevad polüsahhariidid ja need erituvad sealt põiekeste abil.
Lüsosoomid (13) - ühekihilise membraaniga ümbritsetud põiekesed, mis sisaldavad ensüüme. Ensüümid lõhustavad aktiivses olekus valke, lipiide jt. aineid.
Mitokondrid (14) - erineva kujuga kahekihilise membraaniga ümbritsetud oraganellid. Sisemine membraan sopistub sisse ja moodustab kristasid, mille vahele jääb vedel maatriks . Maatriksis on DNA ja ribosoomid, seal toimub rakuhingamine ja ATP süntees.
Plastiidid (9) - kahekihilise membraaniga ainult taimedele omased organellid. Sisaldavad erinevaid pigmente. Jaotatakse 3 rühma: kloroplastid (rohelised), kromoplastid (kollased, oranzhid, punased), leukoplastid (värvitud). Taime elu jooksul võivad peaaegu kõik plastiidid üksteiseks üle minna. Sagedamini muutuvad leukoplastid kloroplastideks (idu moodustumisel), kloroplastid kromoplastideks (lehtede värvumine sügisel), ainult kromoplastid ei muutu enam teisteks plastiidideks.
Kloroplastid - sisaldavad kõige enam rohelist klorofülli ja vähem teisi pigmente. Peamine funktsioon on fotosüntees. Seetõttu paiknevad taimede maapealsetes osades, mis on päikesevalguses. Tänu neile on taimed rohelised. Kloroplastide sees on poolvedel strooma ja sisemembraani sopistused moodustavad tülakoide ja graane. Nendel paiknevadki pigmendid. Stroomas on DNA, ribosoomid, lipiiditilgad ja tärkliseterad. Tärklis tekib seal fotosünteesiproduktidest, muudetakse ensüümide abil glükoosiks ja transporditakse taimeosadesse, kus suhkruid vajatakse kasvuks või säilitatakse.
Leukoplastid - ei sisalda pigmente, on kloroplastidest väiksemad, esinevad sellistes taimeosades, millele ei lange päikesevalgust (juurtes, mugulates , seemnetes jm.). Stroomas on DNA, ribosoomid jm. Peamiseks ülesandeks on varuainete (tärklise, valkude, õlide) süntees ja ladestamine.
Kromoplastid - sisaldavad erinevaid karotinoide: punaseid, oranzhe ja kollaseid pigmente. Nad on kloroplastidest väiksemad ja esinevad kroonlehtedes, küpsetes viljades, sügiseste lehtede rakkudes.
Rakutuum (3) -  sisaldab ja säilitab raku pärilikku informatsiooni, kontrollib raku elutegevust. Kuju võib olla erinev. Tuuma ümbritseb kahekihiline tuumamembraan , milles on ainevahetuseks poorid (5). Tuuma sees on DNA, nukleoplasma ja tuumakesed (4). Tuumakesed koosnevad valgust ja RNA-st, nende ülesandeks on ribosoomide süntees.
Vakuool (2) - rakumahlaga täidetud õõs, mis on ümbritsetud ühekordse membraaniga. Tekivad ER-st Golgi kompleksi osalusel. Rakkude kasvades vakuoolide maht suureneb. Vakuoolidesse võivad ladestuda varuained lahustena, terakestena või tilkadena.
LOOMARAKK 
BAKTERIRAKK