Raku ehitus ja talitus konspekt (0)

1. RAKU EHITUS JA TALITUS
1.1. RAKUTEOORIA KUJUNEMINE
Tsütoloogia e. rakuteaduse sünniks võib lugeda XVII saj keskpaika - valgusmikroskoobi leiutamist Robert Hook ’i poolt.
MILLES SEISNEB RAKUTEOORIA?
* Kõik organismid on rakulise ehitusega (avastas Theor Schwann ).
* Iga uus rakk saab alguse üksnes olemasolevast rakust selle jagunemise teel (sõnastas Rudolf Virchow).
- rakud tekivad ainult rakkudest
- uued rakud tekivad üksnes jagunemise teel
- organismide kasv ja areng põhinevad rakkude jagunemisel
* Rakkude ehitus ja talitlus on omavahel kooskõlas.
- avaldub selles, et teatava talitusega organite ja kudede rakkudel on neile iseloomulik kuju ja ehitus
KUIDAS RAKKE UURITAKSE?
Tänapäeval kasut. tihti binokulaarseid mikroskoope, mis lubavad uurijal vaadelda preparaati kahe silmaga. Mõnikord on otstarbekas kasut. stereomikroskoopi – kasut. enamasti suuremate objektide uurimiseks. Valgusmikroskoobiga ei saa vaadelda väga väikesi rakustruktuure. Mikrotoomi abil saab preparaati üherakukihiliseks teha. Elektromikroskoobi abil saab vaadelda üliväikseid objekte. Rakkudes toimuvate biokeemiliste protsesside uurimiseks kasut. radioaktiivseid isotoope.
1.2. RAKKUDE MITMEKESISUS
Üldise ehitusplaani alusel võime kogu eluslooduse jagada kaheks suureks rühmaks: üherakulisteks ja hulkrakseteks organismideks. (Üherakulised on bakterid ja protistid; hulkraksed on taimed, seened ja loomad).
MIKS ON ÜHERAKULISED ORGANISMID ENAMASTI VÄGA VÄIKESED?
Üherakulistel organismidel toimug 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. Kui membraani suhteline pindala jääb liiga väikseks, häiruvad kõik nimetatud protsessid. Seetõttu ei saagi üherakulised organismid olla kuigi suured.
MISSUGUSE KUJUGA ON RAKUD?
Bakterid on oma väliskujult erinevad: valgusmikroskoobis näeme nii ümaraid, pulkjaid kui ka kruvikujulisi vorme. Mõned kaetud karvakestega, teistel viburid. On ka täiesti siledaid ja limakapsliga varustatud vorme.
Hulkraksetes organismides sõltub rakkude kuju ja ehitus sellest, millisest koest nad pärinevad. Iga koe rakkude siseehitus ja väliskuju on kooskõlas nende talitlusega.
- Epiteelkoe rakud paiknevad tihedalt üksteise kõrval, rakuvaheaine peaaegu puudub. Epiteelkude moodustab naha pindmise kihi ja ümbritseb siseorganeid.
- Lihaskoe rakud on pikliku kujuga ja sisaldavad valgulisi müofibrille, mis võimaldavad muuta rakkude mõõtmeid. Eristatakse skeletilihaste koostisesse kuuluvat vöötlihaskudet, siseelundite ehituses olevat silelihaskudet ja südamelihaskudet.
- Sidekoe rakud asetsevad hajusalt, enamasti ümbritseb neid palju rakuvaheainet. Siia alla kuuluvad nt luukude, rasvkude ja veri . Sidekude ühendab elundite koostisesse kuuluvad koed ühtseks tervikuks ja täidab ühtlasi ka kaitseülesannet.
- Närvikoe rakud ehk neuronid on varustatud pikkade jätketega. Närvikoest moodustunud pea- ja seljaaju ning nendest lähtuvad närvid ja närvisõlmed (ganglionid). Närvikoele on omane erutuvus ja erutuse juhtimine.
1.3. PÄRISTUUMNE RAKK
Vastavalt rakutuuma esinemisele jaotatakse kõik organismid kahte rühma: eeltuumsed e prokarüoodid ja päristuumsed e eukarüoodid. (Eeltuumseteks on bakterid; päristuumsed on protistid, taimed, seened, loomad).
Eeltuumsetel puudub membraaniga piiritletud tuum ning raku sisemuses on tunduvalt vähem erinevaid organelle ja membraanseid struktuure.
Päristuumsetel on iga rakk ümbritsetud rakumembraaniga ning raku sisemus on täidet. poolvedela tsütoplasmaga, mills leidub arvukalt mitmesuguseid organelle.
MILLISE KOOSTISEGA ON TSÜTOPLASMA?
Tsütoplasma peam. koostiseks on vesi, milles on lahust. palju orgaanilisi ja anorgaanilisi aineid. Anorgaanilised ained osalevad paljudes biokeemilistes reaktsioonides ja tagavad ka raku sisekeskkonna püsiva pH.
Tsütoplastama on hulgaliselt madalmolekulaarseid orgaanilisi ühendeid: aminohapped , nukleotiidid, mono - ja oligosahhariidid, orgaanilisi happeid jt. Selles on esitatud kõik biopolümeerid: polüsahhariidid, valgud ja nukleiidhapped.
Tsütoplasma on pidevas liikumises ja seob kõik rakuorganellid ühtseks tervikuks.
MILLINE ON RAKUTUUMA EHITUS JA ÜLESANNE?
Tuumaümbris koosneb kahest membraanist, milles paiknevad poorid , mille kaudu toimub ainete liikumine tuuma sisemusse ja seal välja.
Tuumasisest plasmat nim. karüoplasmaks, mis sisaldab DNA’d, valke, RNA’d ja mitmesuguseid madalmolekulaarseid ühendeid. Tuuma kõige olulisemad osad on kromosoomid .
Tuumas võib mikroskoobi abil näha ühte või mitut tuumakest – need on piirkonnad, kus kromosoomidelt toimub intensiivne rRNA süntees ja ribosoomide moodustumine.
Rakutuum reguleerig kõiki rakus toimuvaid protsesse. Tuuma kõrvaldamisega kaotab rakk jagunemisvõime, ainevahetus aeglustub ja mõne aja möödudes rakk hukub.
Enamasti on igas rakus üks tuum, erandina mõnes ka mitu.
KUI PALJU ON RAKUS KROMOSOOME JA MISSUGUNE ON NENDE EHITUS?
Kromosoomide arv ja kuju on ühe liigi piires enamasti muutumatu (nt inimese igas keharaku tuumas on üldjuhul 46 kromosoomi. Need võib mikroskoopilise sarnasuse alusel jagada 23 paariks. Paaris kromosoome nim. homogloogilisteks. Homoloogilised kromosoomid sisaldavad samu pärilikke tunnuseid määravad geenid .
1.4. RAKUMEMBRAAN
Kõik rakud om ümbritsetud membraaniga. Membraan eraldab raku sesekeskkonda väliskeskkonnast, kaitseb seda kahjulike mõjutuste eest ja ühendab rakke omavahel. Rakumembraani vahendusel toimub aine-, energia- ja infovahetus raku ja väliskeskkonna vahel.
MISSUGUSE EHITUSEGA ON RAKUMEMBRAAN?
Rakumembraan koosneb põhiliselt fosfolipiididest ja valkudest. (Nende suhe membraani koostises on enamasti ühesugune). Peale selle sisaldavad loomaraku membraanid alati kolesterooli.
Tsütoplasmat läbib membraanidest moodust. kanalite süsteem. Neid mööda liiguvad ained ühest otsast teise. Membraaniga on ümbrits. ka rakutuum ja mitmed organellid .
KUIDAS TOIMUB AINETE TRANSPORT LÄBI RAKUMEMBRAANI?
Ainete liikumises eristatakse passiivset ja aktiivset transporti. Aktiivseks ainete transpordiks kulutab rakk energiat, passiivseks seda vaja ei ole.
Mõned ained liiguvad läbi membraani difusiooni või osmoosi teel (vesi, gaasid, etanool ja teised väiksemad molekulid). Difusioon ja osmoos ongi passiivse transpordi peam. võimalused.
Osa rakumembraani koostisesse kuuluvatest valkudest on varust. kanalikestega, mille kaudu toim. väiksemate molekulide liikumine rakku ja sealt välja.
Membraani ehituses olevad transportvalgud osalevad ka ainete aktiivses transpordis. Lisaks transportvalkudele esineb rakumembraani ehituses mõningaid retseptorvalke – need osalevad raku infovahetuses väliskeskkonnaga, seovad rakku ümbritsevast keskkonnast erinevaid molekule (nt hormoone) ja vallandavad seejärel mitmesuguseid rakusiseseid keem. reaktsioone.
1.5. RAKUORGANELLID
Päristuumse raku tsütoplasmat läbib membraanse ehitusega kanalikeste ja tsisterinikeste süsteem, mis moodust. tsütoplastavõrgustiku. Mööda kanalikesi toimub ainete rakusisene liikumine. Lisaks transpordile on võrgustik seot . mitmete ainevahetuslike protsessidega.
MISSUGUSTE OMADUSTEDA ON TSÜTOPLASMAVÕRGUSTIK?
Eristatakse sileda - ja karedapinnalist tsütoplasmavõrgustikku. Karedapinnalisel paikn. valke sünteesivad organellid – ribosoomid. Siledapinnalise võrgustiku membraanidel paikn. ensüümid, mis võtavad osa lipiidide ning sahhariidide sünteesis – selle tulemusena moodustunud ained liiguvad mööda kanalikeste ja tsisternikeste süsteemi erinevatesse rakuosadesse.
MILLINE ON ROBOSOOMIDE EHITUS JA ÜLESANNE?
Iga ribosoom on kaheosaline. Mõlemad osad koosnevad rRNA ja valgu molekulidest. Ühes rakus ulatub ribosoomide arv tuhandeteni.
Riosoomid pannakse kokku rakutuumas olevates tuumakestes. Sünteesijärgselt liiguvad nad läbi tuumamembraani pooride tsütoplasmasse.
Ribosoomides toimub valkude süntees. Väljaspool ribosoome üheski rakus valke ei sünteesita.
Ühea mRNA molekuliga seot. ribosoomide kogumikke nim. polüsoomideks.
MISSUGUSED ORGANELLID ON MEMBRAANSE EHITUSEGA?
Tsütoplasmas leidub veel lüsosoome. Lüsosoomid on ühekordse membraaniga ümbritsetud põiekesed, milles lõhustatakse mitmesuguseid aineid. Ühed lüsosoomid sisaldavad üksnes ensüümvalke, teised lagundavad eineid ja neid lõhustavaid ensüüme.
Tsütoplasmevõrgustikuga on seot. ka Golgi kompleks , mille kaudu toimub valkude töötlemine ja milles moodustuvad lüsosoomid. Loomarakkudes on Golgi komplekse kuni kummekond, taimerakus võib aga nende arv ulatuda mõnesajani. Golgi kompleksi satuvad ainet tsütoplasmavõrgustiku kanalikestest. Golgi kompleksis jõuab lõpule valkude töötlemine ning nende pakkimine sekreedipõiekestesse ja lüsosoomidesse. Lisaks osaleb see ka rakumembraani uuendamises (taimerakkudes ka rakukesta moodustamises).
MILLINE ON MITOKONDRITE EHITUS JA FUNKTSIOON?
Iga mitokonder on ümbritsetud kahe membraaniga. Sisemembraan moodust. arvukalt kurde ja sopistusi, mida nim. harjakesteks. Organelli sisemuses leidum mitokondritele omaseid DNA ja RNA molekule.
Mitokondrite põhiülesandeks on raku varustamine energiaga. Neis viiakse lõpule glükoosi ja teiste ainete lagundamine. Selleks vajavad mitokondrid hapnikku, protsessi käigus eraldub süsihappegaas ning koos sellega vabanen energia, mis osaliselt kasut. ära makroergiliste ühendite sünteesiks.
1.6. Tsütoskelett
Päristuumsete rakud on mitmesuguse väliskujuga. Enamasti muutub see ka raku elu vältel. Kui ühe koe rakkude välisehitus on suht. sarnane, siis rakkude sisemuses on küllalt suured erinevused.
Lisaks organellide asukoha muutustele võivad rakud organismi piires ümberpaigutuda. Rakkude kuju püsimises või muutumises, nende liikumises ja organellide ümberpaiknemises osaleb tsütoplasmas paiknev tsütoskelett.
MILLISE EHITUSEGA ON TSÜTOSKELETT JA KUIDAS SEE TALITLEB ?
Tsütoskelett koosneb niitjatest valkudest. Ta moodust. tsütoplasmas võrkja struktuuri, mis ühendab omavahel rakumembraani, tuuma välismembraani, tsütoplasmavõrgustiku ja enamiku rakuorganellidega. Tsütoskeletti võib lugeda raku tugi- ja liikumissüsteemiks.
Vastavalt tsütoskeletti moodustuvate valguniidikeste läbimõõdule eristatakse fibrille, mikrofilamente ja mikrotuubuleid.
Selleks, et rakk muudaks oma kuju, peavad tsütoskeleti valgud kas lühenema või pikenema (selle tomumiseks on vaja täiendavat energiat).
MILLISED ORGANELLID SEOSTUVAD VEEL TSÜTOSKELETIGA?
Raku jagunemisel on oluline osa tsentrosoomil. Tsentrosoom koosneb kahest teineteise suhtes risti paiknevast silindrilisest tsentrioolist. Kumbki tsentriool koosneb mikrotuubulitest. (Igas loomarakus on ainult 1 tsentrosoom, mis paikneb rakutuuma läheduses; bakterite ja kõrgemate teimede rakkudes tsentrosoom puudub). Raku jabunemisel lähtuvad neist valgulised fibrillid – kääviniidid, mis osalevad kromosoomide või kromatiidide jaotamises tütarrakkude vahel.
Tsütoskeleti koostisesse kuuluvad valgud võimaldavad rakkudel muuta oma kuju. (nt vähkkasvaja rakkude kujunemine mõnest rakust)
1.7. TAIMERAKK
Päristuumsete organismide rakud saab ehituse ja talitluse alusel jaotada kolme suurde rühma: looma-, taime- ja seenerakud . Kõiki neid ühendab rakutuuma olemasolu ja suur osa sarnaseid rakustruktuure.
Taimerakkude peam. iseärasus on nendele ainuomaste organellide – plastiidide – esinemine. Lisaks arenevad taimerakkude tsütoplastas suured vakuoolid , mis teistel päristuumsetel organismidel puuduvad. Enamik taimerakke on lisaks rakumembraanile ümbrits. tiheda rakukestaga.
MISSUGUNE ON RAKUKESTA EHITUS?
Taime rakukesta põhiline koostisaine on tselluloos . Lisaks sellele on kesta ehituses mitmeid teisi biopolümeere (nt ligniini, pektiini jne) ja muid keeruka ehitusega orgaanilisi ühendeid.
Noore timeraku kest on küllalt suure veesisaldusega, suht. õhuke ja elastne ning seda läbivad arvukad poorid.
MIS TÄHTSUS ON RAKUKESTAL?
Kest takistab taimeraku liikumist, on paljudele ainetele läbimatu ja paksenedes põhjust. raku sisemise hävimise. (Need piiravad)
Rakukesta peam. ülesanne on raku ja kogu taime toestamine . Tugifunktsiooni täitmisel on eriti oluline roll tugikoe rakkudel.
Rakukesta koostisesse kuuluvad tselluloos ja teised biopolümeerid, mis on vastupidavad nii mehhaanilistele kui ka kliimateguritele. Suht. vähe on ka organisme, kes puitunud varret toituvad. Seega on rakukestal oluline roll taime kaitsefunktsiooni täitmisel. (Oluline roll korkkoel ).
Taimedes kannab aineid edasi juhtkude, mille osadeks on trahheed ja trahheiidi, mis on moodust. rakukestadest. Koos tugikoe rakkudega moodustunud juhtkimpude võrgustik ühendab kõiki taime organeid ja soodust. nendevahelist ainete liikumist. Sellega täidavad rakukestad transportfunktsiooni.
MISSUGUSED ON PLASTIIDIDE EHITUS JA MIS ÜLESANDEID NAD TÄIDAVAD?
Plastiidid on timedele omased ovaalsed organellid, mis annavad taimede eir osedele erineva värvuse. Vastavalt neis sisalduvatele pigmentidele eristatakse kolme rühma plastiide : rohelisi kloroplaste , kollaseid või punaseid kromoplaste ja värvusetuid leukoplaste.
Kloroplastid sisaldavad rohelist pigmenti klorofülli, mis on oluline fotosünteesiprotsessiks (paiknevad peam. taimelehtedes). Kromoplasties sisalduvad pigmendid karotinoidid annavad taimede viljadele kollase, oranži või punase värvuse (neid leidub ka õites). Leukoplastides pigmente ei ole ja tihti sisaldavad nad mitmesuguseid varuaineid (nt kartulimugula leukoplastidesse koguneb taime tärklisevaru).
MISSUGUNE ON KLOROPLASTI EHITUS?
Kloroplast on ehituselt mõnevõrra sarnane mitokondriga. Ta on ümbrits. kahe membraaniga. Tema sisemuses paiknevad membraanidest moodust. kotjad moodustised – lamellid . Lamellide membraanis on klorofülli molekulid. Lisaks on kloroplasti sesmuses DNA, RNA ja valgu molekule. Sarnaselt mitokondriga sisaldab ka kloroplast ribosoome, mis sünteesivad sellele organellile vajalikke valke.
Kloroplastis toimub fotosüntees – suhktute moodustumine süsihappegaasist ja veest valgusenergia abil.
MIS ÜLESANNE ON VAKUOOLIDEL?
Vakuoolid on membraaniga ümbritsetud põiekesed, mis sisaldavad enamasti mitmesuguseid varu- ja jääkaineid. Nad moodust. Golgi kompleksi põiekestest või tsütoplasmavõrgustikust.
Vakuoolid täidavad rakus erinevaid ülesandeid: nad on eelkõige taime veemahutid, mis võivad sisaldada mitmeid varuaineid; mõnedes taimeviljades esinevates vakuoolides on suhkruid, mis meelitavad loomi, kes nii seemneid edasi kannavad; vakuoolidesse võivad koguneda ainevahetuse jääkproduktid või ühendid, mis on taimtoidulistele loomadele ebameeldiva maitsega või isegi mürgised ( kaitsekohastumus ).
Rohelise varrega time toestab peam. raku siserõhk. Et vakuoolides on lahust. ainete konsentr. kõrgem kui ümbritsevas keskkonnas, siis tekib neis somootne rõhk, mis avaldab survet nii tsütoplasmale kui ka rakumembraanime ja –kestale. Taime siserõhku nim. taime turgoriks. Veepuudusel kasut. taim osaliselt ära vakuoolides oleva vee.
1.8. SEENED
Kõik seened on eukarüoodid, sest sarnaselt looma- ja taimerakkudega paikneb nende tsütoplastams üks või mitu rakutuuma (hulkraksed). Vaatamata seente suurele mitmeksisusele on nad kõik heterotroofid ja kasut. seetõttu elutegevuseks vajaliku energia saamiseks teiste organismide poolt sünteesitud orgaanilist ainet.
MISSUGUNE ON SEENE VÄLISEHITUS?
Enamik seeni on hulkraksed organismid, kelle keha koosneb seeneniitidest e hüüfidest, mis on moodust. pikkadest silindrikujulistest rakkudest. Hüüfide kasvades ja harunedes moodust. nad omavahel läbipõimunud seeneniidistiku e mütseeli.
Seened paljunevad enamasti eoste abil. Need moodust. nii sugulisel kui ka mittesugulisel teel. Osal seeneliikidel arenevad eosed sugulise paljunemise korral viljakehades.
Söögiks kasut. peam. kandseente hõimkonda kuuluvaid seeni (puravikke, riisikaid jt). Nende seente viljakeha peam. osad on kübra ja jalg, mis koosnevad tihedalt kokkupõimunud hüüfidest. Eosed valmisav kübara alaküljel paiknevate eoslehtede või torukeste pindadel.
Hallitus on moodust. enamasti mitmetest hallikute liikidest. Neist tuntuim on kottseente hulka kuuluv pintselallik, millest eraldati 1. antibiootikumi penitsiliin. Hallikud eritavad mürgiseid mükotoksiine.
Lisaks hulkraksetele on looduses palju mikroskoopilisi üherakulisi seeni. Neist enimtuntud on pärmseened.
MISSUGUSED ON SEENERAKU EHITUSLIKUD ISEÄRASUSED?
Seeneraku tsütoplasmast leiame samad organellid, mis esinevad loomaraku ehituses. Seente ei esine aga plastiide ega vakuoole.
Üherakulised pärmseened on ümarad, kuid hulkraksete seente hüüfe moodustavad rakud on pikad ja silindrikujulised. Mõnede seeneliikide rakkudel otsmised rahuvaheseinad puuduvad ja seetõttu koosneb seeneniit ühes hulktuumsest rakust.
Esinevad rakumembraan (sarnaneb taime- ja loomaraku omaga), rakukest (koosneb peam. kitiinist – kaitseb ja toetab), rakutuum, mitokondrid (varustavas seenerakku elutegevuseks vajaliku energiaga), tsütoplasmavõrgustik, Golgi kompleks ja lüsosoomid.
Seenele vajalike ainete süntees toim. ribosoomides, mille ehitus erineb taime- ja loomaraku ribosoomide omast.
MIS TÄHTSUS ON SEENTEL LOODUSES JA INIMTEGEVUSES?
Seened on koos bakteritega ühed peamised surnud organismide lagundajad. Seened hangivad suure osa eluks vajalikke aineid teistest organismidest ning võivad sellega põhjust. seenhaigusi.
Seened suudavad lõhustada ka selliseid keem. ühendeid, mis teistele organismidele toiduks ei kõlba (nt tselluloos) – äärmiselt olumile looduses toimuva aineringi seisukohalt.
Seened kahjust. tarbepuitu jms.
Seentega seond. protsesse rakendatakse toiduainete- ja farmaatsiatööstustes, meditsiinis, loomakasvatuses, kaskkonnakaitses jm.
1.9. BAKTERID
Bakteritel puudub membraanidega piiritletud rakutuum ja seetõttu moodustavad nad omaette eeltuumsete e prokarüootide rühma. Bakterid saavad elada üksikult ent tihti jäävad pärast pooldumist omavahel seotuks ja moodust. rakukogumikke või eri pikkusega ahelaid (vaatamata sellele on siiski üherakulised organismid).
MISSUGUSE EHITUSEGA ON BAKTERIRAKU ÜMBRISED?
Enamik baktereid on ümbrits. ühe rakumembraaniga, kuid osadel ka kaks membraani. Mambraan koosneb valkudest ja lipiididest ning on oma ehituse põhiplaanilt päristuumsete organismide rakumembraaniga sarnane.
Membraanist väljapoole jääb bakteritele iseloomuliku ehituse ja koostisega kest, mis koosneb peam. polüsahhariididest, ent ka valkudest ja lipiididest. Bakteri kest ei ole nii jäik kui taimedel ja võimaldab rakul kasvada. Kest täidab peam. kaitsefunktsiooni, mis üherakuliste organismide puhul on eriti oluline.
Mõnedel bakteritel on kest kaetud karvakestega, teistel aga varustatud viburiga, mis on valgulise koostisega, ent erinevad päristuumsete organismide karvakestest (ei koosne mikrotuubulitest). Karvakeste abil kinnituvad bakterid kasvuks sobivale pinnale ja seostuvad üksteisega. Vibureid kasut. nad aga liikumiseks.
Mõne bakteri kest eritab täiendavalt limakapsli, mis on nii kaitseks kui ka liikumise hõlbustamiseks.
Mitmed bakterid on teistele organismidele ohtlikud, sest nad põhjustavad mitmesuguseid tervisehäireid – selliseid baktereid nim. patogeenseteks. Nende tõvestav toime tuleneb väliskeskkonda eritatavatest mürkainetest – bakteritoksiinidest, mis on valdavalt valgulise ehitusega ja kaitsevad baktereid teiste organismide eest. Eri bakterite toksiinid põhjust. botulismi, teetanust, difteeriat, koolerat, düsteeriat jt haigusi.
MISSUGUSED ON BAKTERITE KROMOSOOMID?
Bakteritel ei ole rakutuuma ja seda asendab tuumapiirkond, milles paikneb rõngasjas kromosoom. See koosneb ühest DNA molekulist, millel vabu otsi ei ole.
Kõigli bakteritel on vaid üks kromosoom, milles geenide arv ulatub enamasti kuni 6000ni. Enne bakteri jagunemist rõngaskromosoom kahekordistub.
Lisaks rõngaskromosoomidele on bakteri tsütoplasmas tihti mõned väiksemad DNA rõngad, mida nim. plasmiidideks, millel on peam. ainevahetuslik tähtusus. Plasmiidid sisaldavad geene, mis on vajalikud bakteri kasvukeskkonna eripärast tulenevate ensüümide sünteesiks. Need aitavad lagundada orgaanilisi aineid ümbritsevad keskkonnas, mis on vajalik bakteri toitumiseks, aga tihti ka elutegevuseks kahjulike ainete lagundamiseks või nende toime vältimiseks. Mittevajalikud plasmiidid lagundatakse vastavate ensüümide poolt.
MISSUGUSED ORGANELLID KUULUVAD BAKTERIRAKU EHITUSSE?
Eeltuumse raku sisemuses puuduvad membraanidest koosnevad rakustruktuurid ja nendega ümbritsetud organellid. Seega ei ole bakteritel tsütoplasmavõrgustikku, Golgo kompleksi, kloroblaste ega mitokondreid. Lisaks puudub neil ka tsentrosoom ja tsütoskelett.
Sarnaselt päristuumsete organistmidega toimub ka bakteritel valgusüntees ribosoomides, mis on aga mõõtmetelt väiksemad ja sisaldavad vähem rRNA ja valgu molekule.
Mõne bakteri tsütoplasmas esinevad väikesemõõdulised gaasivakuoolid, mis on valgulise membraaniga ümbritsetud põiekesed. Gaasivakuoolid on iseloomulikud vesikeskkonnas elavatele bakteritele (aitavad vee pinnae või põhja liikuda ).
MILLISED ON BAKTERITE ELUTEGEVUSE ISEÄRASUSED?
Bakterid paljunevad pooldumisega. Sellele eelneb raku kasvamine ja varuainete süntees. Vahetult enne jagunemist toimub rõngaskromosoomide kahekordistumine – pärast seda on rakus kaks ühesuguse nukleotiidse järjestusega kromosoomi. Rakumembraan koos kestaga nöördub sisse ja moodustub kaks u ühe kromosoomi ning ligikaudu võrdse arvu plasmiide ja ribosoome.
Bakterib paljunevad suht. kiiresti.
Kui bakterid satuvad elutegevuseks mittesobivasse keskkonda, siis võib osa liike moodustada spoore . Selleks väljutab bakter kuni kolmangiku tsütoplastas olevast veest ning ka organellide arv väheneb. Lõpuks kattub ruumalalt vähenendu bakter tiheda kestaga. Spooridel elutegevuse tunnused peaaegu puuduvad, sest kogu ainevahetus on äärmiselt aeglustunud. Bakterid saavad spooride kujul täiendava vaa ja toitaineteta elada aastasadu . Spoorid taluvad hästi madalaid temperatuure , lühiajaliselt isegi keetmist. Kui spoor satub sobivasse kasvukeskkonda, siis bakter väljub spoorikestast ja alustab normaalset elutegevust.
1.10. BAKTERITE TÄHTSUS
Bakterid paljunevad ja evolutsioneeruvad väga kiiresti ning uusi liike tekib pidevalt juurde.
Asustavad elupaiku, mis on teiste organismide elutegevuseks kõlbmatud (- suudavad kiirelt kohastuda muutuvate keskkonnatingimustega).
MILLEST BAKTERID TOITUVAD?
Valdav osa bakteritest on heterotroofid ja kasut. seetõttu elutegevuseks vajaliku energia saamiseks teiste organismide poolt sünteesitud orgaanilisi aineid. Bakterid omastavad toitaineid osmoosi teel ümbritsevast keskkonnast. Vees lahust. ained liiguvad passiivse transpordiga läbi kesta ja rakumembraani tsütoplasmasse. Orgaaniliste ainete järk-järgulisel oksüdeerimisel vabanev energia salvest. ATP molekulidesse, mida bakterid saavad hiljem kasutada. Bakterid kasut. toitumiseks kõikvõimalikke orgaanilisi ühendeid.
Osa baktereid suudab lagundada selliseid aineid, mis enamikule heterotroofidele on kaustuskõlbmatud (nt tselluloos ja nafta). Bakterid eritavad väliskeskkonda ensüüme, mis biopolümeerid momomeerideks lagundavad. Alles seejärel saavad vees lahust. toitained läbida rakukesta ja –membraani.
MIS TÄHTSUS ON BAKTERITEL LOODUSES?
Et bakterid on kõikjal on neil äärmiselt tähtis roll ökosusteemis. Bakterite eriline tähtsus on mitmesuguste jääkainete ja surnud organismide lagundamisel. Koos teiste heterotroofsete organismidega (eelkõige seentega) moodustavad nad laguahela, milles oksüdeeritakse looduses leiduvad orgaanilised ained järk-järgule lihtsama ehitusega ühenditeks, mille lõpp-produktiks on anorgaanilised ühendid, mis on taimedele ja fotosünteesivatele bakteritele orgaaniliste ainete sünteesi lähteaineks.
Orgaanilise aine lagundajatena on bakteritel oluline osa mulla kujunemisel.
Bakterid osalevad kõigi peamiste keemiliste elementide – süsinuku, hapniku, lämmastiku, fosfori ja väävli – looduslikes ringetes.
MIS TÄHTSUS ON BAKTERITEL TEISTELE ORGANISMIDELE?
Bakterid ümbrits. kõiki organisme, elavad nende pinnal või sisemuses. Enamik neist ei kujuta inimestele ohtu ja on isegi kasulikud. Nii näiteks aitavad jämesooles elavad bakterid lagundada mitmeid orgaanilisi ühendeid, mida üksnes inimese seedeensüümid lõhustada ei suuda. Ühtlasi varust. bakterid organismi mõnede vitamiinidega.
Bakterid asustavad enamiku loomaliikide seedeelundkonda. (Oluline roll sõraliste seedekulglas – lagundavad tselluloosi).
Bakterite hulgas on ka patogeenseid liike, mis väikesearvuliste poulatsioonidena ei põhjusta tervisehäireid. Inimorganismi sisemised kaitsemehanismid hoiavad ära kahjulike bakterite massilise paljunemise.
KUIDAS KASUTAVAD INIMESED BAKTEREID IGAPÄEVAELUS?
Biotehnoloogia on rakendusbioloogia haru, mis kasutab mitmesuguste organismide elutegevusega seotud protsesse inimestele vajalike ainete tootmiseks. Bakteritega seonduvaid protsesse on edukalt rakendatud toiduainete-, farmaatsia - ja tekstiilitööstuses, energeetikas, loomakasvatuses, keskkonnakaitses, metallurgias ja medritsiinis.
Üks esmaseid bakterite rakendusvaldkondi on alnud toiduainete töötlemine ja alkoholi saamine (nt toiduainete hapendamine).
Taimekastavuses on olulisel kohal biotõrje, sest keemiatööstuse poolt toodetavad mürkained on tihti ka inimesele kahjulikud.
Suur osa bakteritega seonduvast biotehnoloost tegeleb mitmesuguste valguliste ensüümide tootmisega, mida vajavad toiduainete-, tekstiili- ja farmaatsiatööstused.
Suur osa antibiootukumidest saadakse seente ja bakterite kaasabil. Ka vitamiinide, aminohapeta ja hormoonide tootmine põhineb biotehnoloogia (nt insuliini tootmisel kasut. insenergeneeritliselt saadud bakteritüvesit.