Raku ehitus ja talitlus (1)

3. Raku ehitus ja talitlus
3.1 rakuteooria kujunemine
Tsütoloogia uurib rakkude ehitust ja talitust
Teadlased:
Schleiden- kõik taimed on rakulise ehitusega
Baer- avastas imetajate munaraku
Schwanni- kõik organismid on rakulise ehitusega
Virchowil- iga uus rakk saab alguse üksnes olemas olevast rakust selle jagunemise teel. ( rakud tekivad ainult rakkudest, uued rakud tekivad ainult jagunemise teel, organismide kasv ja areng põhineb raku jagunemisel)
pani aluse tsütoloogia arengule. Rakkude ehitus ja talitlus on omavahel kooskõlas.
Mikroskoobid :
liitmikroskoop- jannsenid
mikroskoop ja valgusmikroskoop - hook
binokulaarne mikroskoop
stereomikroskoop
mikrotoom
elektronmikroskoop
radioaktiivseid isotoope
3.2 Rakkude mitmekesisus
Ehitusplaani alusel võib jagada eluslooduse kaheks – Üherakulised organismid ja Hulkraksed organismid
Üks pisemaid üherakulisi organisme on Mükoplasma, kutsub esile hingamisteede haigusi.
Suurim on lindude munarakud , jaanalinnu muna 15cm, 1,5kg .
Üherakulised organismid on väiksed sest, oluline on välismembraani pindala ja sisekeskkonna ruumala vaheline suhe, organismidel toimub aine-, energia- ja infovahetus ümbritseva keskkonnaga rakumembraani vahendusel.
Üherakulised organismid on iseloomuliku kujuga, amööbil puudub kindel kuju.
Hulkraksetel sõltub kuju raku ehitus ja kuju sellest, millisest koest nad pärinevad.
Taimeraku kuju määrab nende jäik rakukest (kuju ei muutu väga)
3.3 Päristuumne rakk
Kõik organismid jaotatakse kahte rühma- eeltuumsed e. prokarüoodid ja päristuumsed e. eukarüoodid.
Prokarüootide hulka kuuluvad bakterid , neil puudub membraaniga piiritletud tuum ning raku sisemuses on tunduvalt vähem erinevaid organelle ja membraanseid struktuure.
Eukarüoodid jaotatakse protistideks, taime-, seene- ja loomariigiks. Eukarüoodse rakk on ümbritsetud rakumembraaniga, sisemus on täidetud tsütoplasmaga, milles on erinevaid organelle. Enamikus rakkudes on üks tuum, reguleerib raku elutegevust.
Loomarakk ..
Tsütoplasma on pidevas liikumises ja seob kõik rakuorganellid ühtseks tervikuks. Tsütoplasma koosneb eelkõige veest, kus on lahustunud palju anorgaanilisi (kat/ anioonid , tagavad raku sisekeskkonna püsiva pH taseme) orgaanilis ühendeid ( valgud , sahhariidid )
Rakutuuma ümbris koosneb kahest membraanist, nendel paiknevad poorid, mille kaudu toimib ainete liikumine tuuma sisemusse ja sealt välja. Tuuma sisene plasma on karüoplasma. Sisaldab DNA-d, valke, RNA-d. Kromosoomid on tuuma kõige olulisem osa. Tuumas võib olla üks või mitu tuumakest, kus kromosoomidel toimub rRNA süntees ja ribosoomide moodustamine.
Rakutuum on enamasti ümar, rakutuum reguleerib kõiki rakus toimuvaid protsesse, kui tuum kõrvaldada, rakk sureb .
Kromosoomide arv ja kuju on ühe liigi piires muutumatu. Paarilisi kromosoome nimetatakse homoloogilisteks, sisaldavad samu pärilikke tunnuseid määravaid geene. ( erand sugukromod)
3.4 Rakumembraan
Rakumembraan hoiab rakku koos, eraldab sisekeskkonda väliskeskkonnast, kaitseb rakku kahjulikke mõjutuste eest ja ühendab omavahel rakke. Selle vahendusel toimub aine-, energia- ja infovahetus raku ja väliskeskkonna vahel.
Rakumembraan koosneb fosfolipiididest, valkudest ja kolesteroolist. Fosfolipiide kaks kihti, valgud nende vahel või peal. Tsütoplasmat läbivad membraanidest moodustunud kanalikesed, kust mööda liiguvad ained raku ühest otsast teise. Membraanidega on ümbritsetud ka tuum ja mitmed rakuorganellid.
Aktiivse transpordi jaoks kulutab rakk energiat. Passiivne transport ei kuluta energiat.
Passiivne transport on ained mis liiguvad läbi membraani difusiooni või osmoosi teel. Vesi, gaasid, etanool, kui membraani koostisse kuuluvate valkudel on kanalikesed ja selle kaudu toimub väikeste molekulide liikumine ja protsessiks ei kulutata energiat on see passiivne.
Membraani koostises olevad transportvalgud on ka aktiivse transpordis , läbi valgu käivad kindlald ühendid.
Retseptorvalk osaleb raku infovahetuses väliskeskkonnaga
3.5 Rakuorganellid
Raku tsütoplasmat läbib sileda -ja karedapinnaline tsütoplasmavõrgustik. Membraani „karedus“ tuleb sellel paiknevatest arvukatest ribosoomidest, neis toimib valkude süntees. Iga ribosoom koosneb kahest osast, mis on moodustunud valgu ja rRNA molekulidest.
Karedapinnalisel tsütoplasmavõrgustikul paiknevad valke sünteesivad organellid - ribosoomid .
Siledapinnalisel ensüümid, mis võtavad osa lipiidide ning sahhariidide sünteesist.
Iga ribosoom on kaheosaline (rRNA ja valk). Ribosoomid pannakse kokku tuumakestes. Mitokondris ja kloroplastides on ka ribosoomid. Valgu sünteesi ajal moodustuvad ribosoomid polüsoome- ühe mRNAga seotud ribosoomide kogumik.
Lüsosoomid ühekorde membraaniga ümbritsetud põiekesed, milles lõhustatakse mitmesuguseid aineid. Ühed lüsosoomid sisaldavad üksnes ensüümvalke, teised lagundavad aineid ja lõhustavad ensüüme.
Golgi kompleks koosneb üksteise kohal asetsevatest plaatjatest tsisternikestest, põiekestest ning neid ühendavatest kanalikestest. Golgi kompleksis jõuab lõpule valkude töötlemine ning nende pakkimine sekreedi -põiekestesse ja lüsosoomidesse. Golgi k. toimub valkude töötlemine, moodustuvad lüsosoomid, mis on membraaniga ümbritsetud põiekesed, milles lagundatakse mitmesuguseid aineid.
Mitokonder on ümbritsetud kahe membraaniga. Sisemembraan moodustab arvukalt kurda ja sopistusi, mida nim. harjakesteks. Mitokonderis on DNA ja RNA molekulid. DNA sisaldab geneetilist infot organellile vajalike RNA ja valkude sünteesiks. Valke sünteesitakse mitokondri sees olevates ribosoomides. Mitokondrite põhiülesandeks on raku varustamine energiaga, neis viiakse lõpule glükoosi ja teiste ainete lagundamise. Selleks läheb mitokondril vaja hapniku, protsessi käigus vabaneb süsihappegaas, vabaneb energia. Mida enam rakk energiat vajab, seda rohkem mitokondreid.
3.6 Tsütoskelett
Tsütoskelett paikneb tsütoplasmas, osaleb rakkude kuju püsimises, muutumises, nende liikumises ja organellide ümberpaiknemises. Tsütoskeleti koostisse kuuluvad valgud võimaldavad rakkudel muuta oma kuju.
Tsütoskelett koosneb niitjatest valkudest, vastavalt valguniidikeste läbimõõdule eristatakse fibrille, mikrofilamente ja mikrotuubleid. Muutused nende valkude struktuuris põhjustavad raku väliskuju ja organellide asukoha muutusi. Kui muutumiseks peavad valgud kas lühenema või pikenema, vajab palju energiat. Tsütoskelett moodustab tsütoplasmas võrkja struktuuri, ühendades omavahel rakumembraani, tuuma välismembraani, tsütoplasmavõrgustiku ja enamus organelle.
Raku jagunemisel on oluline tsentrosoom , mis koosneb kahest teineteise suhtes risti paiknevast silindrilisest tsentrioolist, kumbki tsentriool koosneb mikrotuublitest. Igas loomarakus ainult üks tsentrosoom, mis paikneb rakutuuma läheduses. Bakteritel, kõrgematel taimedel puudub.
Raku jagunemisel lähtuvad tsentrosoomidest valgulised fibrillid - kääviniidid. Need osalevad kromosoomide jaotamisel tütarrakkude vahel.