Millest koosneb raku struktuur? Inimese raku struktuur

Elusorganismide keemiline koostis

Elusorganismide keemilist koostist saab väljendada kahel kujul: aatom- ja molekulaarne. Aatomi (elementaarne) koostis näitab elusorganismides sisalduvate elementide aatomite suhet. Molekulaarne (materjali) koostis peegeldab ainete molekulide suhet.

Keemilised elemendid on osa rakkudest ioonide ja anorgaaniliste ja orgaaniliste ainete molekulide kujul. Olulisemad anorgaanilised ained rakus on vesi ja mineraalsoolad, olulisemad orgaanilised ained on süsivesikud, lipiidid, valgud ja nukleiinhapped.

Vesi on kõigi elusorganismide peamine komponent. Enamiku elusorganismide rakkude keskmine veesisaldus on umbes 70%.

Raku vesilahuses olevad mineraalsoolad dissotsieeruvad katioonideks ja anioonideks. Olulisemad katioonid on K+, Ca2+, Mg2+, Na+, NHJ, anioonid Cl-, SO2-, HPO2-, H2PO-, HCO-, NO-.

Süsivesikud – orgaanilised ühendid, mis koosnevad ühest või mitmest lihtsuhkru molekulist. Loomarakkude süsivesikute sisaldus on 1-5% ja mõnes taimerakkudes ulatub see 70% -ni.

Lipiidid - rasvad ja rasvataolised orgaanilised ühendid, vees praktiliselt lahustumatud. Nende sisaldus erinevates rakkudes on väga erinev: 2-3 kuni 50-90% taimede seemnete ja loomade rasvkoe rakkudes.

Oravad on bioloogilised heteropolümeerid, mille monomeerideks on aminohapped. Valkude moodustumisel osaleb ainult 20 aminohapet. Neid nimetatakse fundamentaalseteks või põhilisteks. Osa aminohappeid ei sünteesita loomadel ega inimestel ning neid tuleb hankida taimsest toidust (neid nimetatakse asendamatuteks).

Nukleiinhapped. Nukleiinhappeid on kahte tüüpi: DNA ja RNA. Nukleiinhapped on polümeerid, mille monomeerideks on nukleotiidid.

Raku struktuur

Rakuteooria tekkimine

• Robert Hooke avastas rakud korgiosast 1665. aastal ja kasutas esmakordselt terminit "rakk".
• Anthony van Leeuwenhoek avastas üherakulised organismid.
• Matthias Schleiden 1838. aastal ja Thomas Schwann 1839. aastal sõnastasid rakuteooria aluspõhimõtted. Kuid nad arvasid ekslikult, et rakud tekivad primaarsest mittetsellulaarsest ainest.
• Rudolf Virchow tõestas 1858. aastal, et kõik rakud moodustuvad teistest rakkudest rakkude jagunemise teel.

Rakuteooria põhiprintsiibid

1. Rakk on kõigi elusolendite struktuuriüksus. Kõik elusorganismid koosnevad rakkudest (välja arvatud viirused).
2. Rakk on kõigi elusolendite funktsionaalne üksus. Rakul on kogu elutähtsate funktsioonide kompleks.
3. Rakk on kõigi elusolendite arenguüksus. Uued rakud tekivad ainult algse (ema)raku jagunemise tulemusena.
4. Rakk on kõigi elusolendite geneetiline üksus. Raku kromosoomid sisaldavad teavet kogu organismi arengu kohta.
5. Kõigi organismide rakud on keemilise koostise, struktuuri ja funktsioonide poolest sarnased.

Rakulise organisatsiooni tüübid

Elusorganismidest pole rakulist struktuuri ainult viirustel. Kõiki teisi organisme esindavad rakulised eluvormid. Rakukorraldust on kahte tüüpi: prokarüootne ja eukarüootne. Prokarüootide hulka kuuluvad bakterid, eukarüootide hulka kuuluvad taimed, seened ja loomad.

Prokarüootsed rakud on suhteliselt lihtsad. Tuum neil puudub, tsütoplasmas DNA paiknemise piirkonda nimetatakse nukleoidiks, ainuke DNA molekul on ringikujuline ega ole seotud valkudega, rakud on väiksemad kui eukarüootsed, rakuseinas on glükopeptiid – mureiin, membraani organellid puuduvad, nende ülesandeid täidavad plasmamembraani invaginatsioonid, ribosoomid on väikesed, Mikrotuubulid puuduvad, mistõttu tsütoplasma on liikumatu ning ripsmetel ja lipulitel on eriline struktuur.

Eukarüootsetel rakkudel on tuum, milles paiknevad kromosoomid - valkudega seotud lineaarsed DNA molekulid, tsütoplasmas paiknevad mitmesugused membraani organellid.

Taimerakud eristuvad paksu tselluloosist rakuseina, plastiidide ja suure keskvakuooli olemasoluga, mis nihutab tuuma perifeeriasse. Kõrgemate taimede rakukeskus ei sisalda tsentriole. Säilitav süsivesik on tärklis.

Seenerakkudel on kitiini sisaldav rakusein, tsütoplasmas tsentraalne vakuool ja plastiidid puuduvad. Ainult mõnel seenel on rakukeskuses tsentriool. Peamine varusüsivesik on glükogeen.

Loomarakud on reeglina õhukese rakuseinaga, ei sisalda plastiide ja tsentraalset vakuooli, rakukeskust iseloomustab tsentriool. Ladustav süsivesik on glükogeen.

Eukarüootse raku struktuur

Tüüpilisel eukarüootsel rakul on kolm komponenti: membraan, tsütoplasma ja tuum.

Rakumembraan

Väljaspool on rakku ümbritsetud membraaniga, mille aluseks on plasmamembraan ehk plasmalemma, mille tüüpiline struktuur ja paksus on 7,5 nm.

Rakumembraan täidab olulisi ja väga mitmekesiseid funktsioone: määrab ja hoiab raku kuju; kaitseb rakku kahjustavate bioloogiliste ainete tungimise mehaaniliste mõjude eest; võtab vastu palju molekulaarseid signaale (näiteks hormoonid); piirab raku sisemist sisu; reguleerib ainevahetust raku ja keskkonna vahel, tagades rakusisese koostise püsivuse; osaleb rakkudevaheliste kontaktide ja erinevate tsütoplasma spetsiifiliste väljaulatuvate osade (mikrovillid, ripsmed, lipud) moodustamises.

Loomarakkude membraanis olevat süsinikkomponenti nimetatakse glükokalüksiks.

Ainevahetus raku ja selle keskkonna vahel toimub pidevalt. Ainete rakku sisenemise ja rakust väljumise mehhanismid sõltuvad transporditavate osakeste suurusest. Väikesed molekulid ja ioonid transporditakse raku poolt otse läbi membraani aktiivse ja passiivse transpordi vormis.

Sõltuvalt tüübist ja suunast eristatakse endotsütoosi ja eksotsütoosi.

Tahkete ja suurte osakeste imendumist ja vabanemist nimetatakse vastavalt fagotsütoosiks ja pöördfagotsütoosiks; vedelaid või lahustunud osakesi nimetatakse pinotsütoosiks ja pöördpinotsütoosiks.

Tsütoplasma

Tsütoplasma on raku sisemine sisu ja koosneb hüaloplasmast ja erinevatest selles paiknevatest rakusisesest struktuurist.

Hüaloplasma (maatriks) on anorgaaniliste ja orgaaniliste ainete vesilahus, mis võib muuta oma viskoossust ja on pidevas liikumises. Tsütoplasma liikumise või voolamise võimet nimetatakse tsüklosiks.

Maatriks on aktiivne keskkond, milles toimuvad paljud füüsikalised ja keemilised protsessid ning mis ühendab kõik raku elemendid ühtseks süsteemiks.

Raku tsütoplasmaatilisi struktuure esindavad inklusioonid ja organellid. Inklusioonid on suhteliselt ebastabiilsed, leiduvad teatud tüüpi rakkudes teatud eluhetkedel, näiteks toitainete (tärklise terad, valgud, glükogeenitilgad) või rakust vabanevate toodetena. Organellid on enamiku rakkude püsivad ja olulised komponendid, millel on spetsiifiline struktuur ja mis täidavad elutähtsat funktsiooni.

Eukarüootse raku membraani organellide hulka kuuluvad endoplasmaatiline retikulum, Golgi aparaat, mitokondrid, lüsosoomid ja plastiidid.

Endoplasmaatiline retikulum. Kogu tsütoplasma sisemine tsoon on täidetud arvukate väikeste kanalite ja õõnsustega, mille seinad on plasmamembraaniga sarnased membraanid. Need kanalid hargnevad, ühenduvad üksteisega ja moodustavad võrgu, mida nimetatakse endoplasmaatiliseks retikulumiks.

Endoplasmaatiline retikulum on oma struktuuris heterogeenne. Seda on teada kahte tüüpi: teraline ja sile. Granuleeritud võrgu kanalite ja õõnsuste membraanidel on palju väikeseid ümaraid kehasid - ribosoome, mis annavad membraanidele krobelise välimuse. Sileda endoplasmaatilise retikulumi membraanid ei kanna oma pinnal ribosoome.

Endoplasmaatiline retikulum täidab palju erinevaid funktsioone. Granuleeritud endoplasmaatilise retikulumi põhifunktsiooniks on osalemine ribosoomides toimuvas valgusünteesis.

Lipiidide ja süsivesikute süntees toimub sileda endoplasmaatilise retikulumi membraanidel. Kõik need sünteesiproduktid kogunevad kanalitesse ja õõnsustesse ning transporditakse seejärel raku erinevatesse organellidesse, kus need tarbitakse või kogunevad tsütoplasmasse rakuliste inklusioonidena. Endoplasmaatiline retikulum ühendab raku peamisi organelle.

Golgi aparaat

Paljudes loomarakkudes, näiteks närvirakkudes, on see tuuma ümber paikneva keerulise võrgu kujul. Taimede ja algloomade rakkudes esindavad Golgi aparaati üksikud sirbi- või vardakujulised kehad. Selle organelli struktuur on taime- ja loomaorganismide rakkudes sarnane, hoolimata selle kuju mitmekesisusest.

Golgi aparaat sisaldab: membraanidega piiratud õõnsusi, mis paiknevad rühmadena (5-10); suured ja väikesed mullid, mis asuvad õõnsuste otstes. Kõik need elemendid moodustavad ühtse kompleksi.

Golgi aparaat täidab palju olulisi funktsioone. Raku sünteetilise tegevuse saadused – valgud, süsivesikud ja rasvad – transporditakse sinna läbi endoplasmaatilise retikulumi kanalite. Kõik need ained akumuleeruvad esmalt ning seejärel sisenevad suurte ja väikeste mullidena tsütoplasmasse ning neid kasutatakse kas rakus endas selle eluea jooksul või eemaldatakse sellest ja kasutatakse kehas. Näiteks imetajate kõhunäärme rakkudes sünteesitakse seedeensüüme, mis kogunevad organelli õõnsustesse. Seejärel tekivad ensüümidega täidetud mullid. Need erituvad rakkudest pankrease kanalisse, kust nad voolavad sooleõõnde. Selle organelli teine ​​oluline funktsioon on see, et selle membraanidel toimub rasvade ja süsivesikute (polüsahhariidide) süntees, mida rakus kasutatakse ja mis on membraanide osa. Tänu Golgi aparaadi aktiivsusele toimub plasmamembraani uuenemine ja kasv.

Mitokondrid

Enamiku looma- ja taimerakkude tsütoplasmas on väikesed kehad (0,2-7 mikronit) - mitokondrid (kreeka keeles "mitos" - niit, "chondrion" - tera, graanul).

Mitokondrid on selgelt nähtavad valgusmikroskoobis, millega saab uurida nende kuju, asukohta ja loendada nende arvu. Mitokondrite sisemist struktuuri uuriti elektronmikroskoobi abil. Mitokondri kest koosneb kahest membraanist - välisest ja sisemisest. Välismembraan on sile, ei moodusta volte ega väljakasvu. Sisemembraan, vastupidi, moodustab arvukalt voldid, mis on suunatud mitokondriõõnde. Sisemembraani volte nimetatakse cristae'ks (ladina keeles "crista" - hari, väljakasv).Kristade arv on erinevate rakkude mitokondrites erinev. Neid võib olla mitmekümnest kuni mitmesajani, eriti palju kristlasi on aktiivselt toimivate rakkude, näiteks lihasrakkude mitokondrites.

Mitokondreid nimetatakse rakkude "elektrijaamadeks", kuna nende peamine ülesanne on adenosiintrifosforhappe (ATP) süntees. See hape sünteesitakse kõigi organismide rakkude mitokondrites ja on universaalne energiaallikas, mis on vajalik raku ja kogu organismi elutähtsate protsesside jaoks.

Uued mitokondrid tekivad rakus juba olemasolevate mitokondrite jagunemisel.

Lüsosoomid

Need on väikesed ümarad kehad. Iga lüsosoom on tsütoplasmast eraldatud membraaniga. Lüsosoomi sees on ensüümid, mis lagundavad valke, rasvu, süsivesikuid ja nukleiinhappeid.

Lüsosoomid lähenevad tsütoplasmasse sattunud toiduosakesele, ühinevad sellega ning moodustub üks seedevakuool, mille sees on lüsosoomi ensüümidega ümbritsetud toiduosake. Toiduosakeste seedimise tulemusena tekkinud ained satuvad tsütoplasmasse ja rakk kasutab neid ära.

Lüsosoomid, millel on võime toitaineid aktiivselt seedida, osalevad elutegevuse käigus hukkuvate rakuosade, tervete rakkude ja elundite eemaldamises. Uute lüsosoomide moodustumine toimub rakus pidevalt. Lüsosoomides sisalduvad ensüümid sünteesitakse nagu kõik teised valgud tsütoplasma ribosoomidel. Seejärel liiguvad need ensüümid läbi endoplasmaatilise retikulumi Golgi aparaati, mille õõnsustes moodustuvad lüsosoomid. Sellisel kujul sisenevad lüsosoomid tsütoplasmasse.

Plastiidid

Plastiide leidub kõigi taimerakkude tsütoplasmas. Loomarakkudes plastiidid puuduvad. Plastiide on kolm peamist tüüpi: roheline - kloroplastid; punane, oranž ja kollane - kromoplastid; värvitu - leukoplastid.

Enamiku rakkude jaoks on vaja ka organelle, millel puudub membraani struktuur. Nende hulka kuuluvad ribosoomid, mikrofilamendid, mikrotuubulid ja rakukeskus.

Ribosoomid. Ribosoome leidub kõigi organismide rakkudes. Need on mikroskoopilised ümmargused kehad läbimõõduga 15-20 nm. Iga ribosoom koosneb kahest ebavõrdse suurusega osakesest, väikesest ja suurest.

Üks rakk sisaldab tuhandeid ribosoome, need paiknevad kas granulaarse endoplasmaatilise retikulumi membraanidel või asuvad vabalt tsütoplasmas. Ribosoomid sisaldavad valke ja RNA-d. Ribosoomide ülesanne on valkude süntees. Valgu süntees on keeruline protsess, mida ei vii läbi mitte üks ribosoom, vaid terve rühm, sealhulgas kuni mitukümmend ühendatud ribosoomi. Seda ribosoomide rühma nimetatakse polüsoomiks. Sünteesitud valgud kogunevad esmalt endoplasmaatilise retikulumi kanalitesse ja õõnsustesse ning transporditakse seejärel organellidesse ja rakukohtadesse, kus neid tarbitakse. Endoplasmaatiline retikulum ja selle membraanidel paiknevad ribosoomid kujutavad endast ühtset valkude biosünteesi ja transpordi aparaati.

Mikrotuubulid ja mikrokiud

Niidilaadsed struktuurid, mis koosnevad erinevatest kontraktiilsetest valkudest ja määravad raku motoorsed funktsioonid. Mikrotuubulid näevad välja nagu õõnsad silindrid, mille seinad koosnevad valkudest – tubuliinidest. Mikrokiud on väga õhukesed, pikad niidilaadsed struktuurid, mis koosnevad aktiinist ja müosiinist.

Mikrotuubulid ja mikrokiud läbivad kogu raku tsütoplasma, moodustades selle tsütoskeleti, põhjustades tsükloosi, organellide rakusisest liikumist, kromosoomide lahknemist tuumamaterjali jagunemisel jne.

Rakukeskus (tsentrosoom). Loomarakkudes on tuuma lähedal organell, mida nimetatakse rakukeskuseks. Rakukeskuse põhiosa koosneb kahest väikesest kehast - tsentrioolidest, mis asuvad tihendatud tsütoplasma väikesel alal. Iga tsentriool on kuni 1 µm pikkuse silindri kujuga. Tsentrioolid mängivad olulist rolli rakkude jagunemisel; nad osalevad jaoskonna spindli moodustamises.

Evolutsiooni käigus kohanesid erinevad rakud elama erinevates tingimustes ja täitma spetsiifilisi funktsioone. See eeldas nendes spetsiaalsete organellide olemasolu, mida nimetatakse spetsialiseerunud erinevalt ülalpool käsitletud üldotstarbelistest organoididest. Nende hulka kuuluvad algloomade kontraktiilsed vakuoolid, lihaskiudude müofibrillid, neurofibrillid ja närvirakkude sünaptilised vesiikulid, epiteelirakkude mikrovillid, mõnede algloomade ripsmed ja lipud.

Tuum

Tuum on eukarüootsete rakkude kõige olulisem komponent. Enamikul rakkudel on üks tuum, kuid leidub ka mitmetuumalisi rakke (paljudel algloomadel, selgroogsete skeletilihastes). Mõned väga spetsiifilised rakud kaotavad oma tuumad (näiteks imetajate punased verelibled).

Tuum on reeglina sfäärilise või ovaalse kujuga, harvem võib see olla segmenteeritud või fusiformne. Tuum koosneb tuumaümbrisest ja karüoplasmast, mis sisaldab kromatiini (kromosoome) ja nukleoole.

Tuumaümbris on moodustatud kahest membraanist (välimine ja sisemine) ja sisaldab arvukalt poore, mille kaudu toimub tuuma ja tsütoplasma vahel erinevate ainete vahetus.

Karüoplasma (nukleoplasm) on tarretisesarnane lahus, mis sisaldab erinevaid valke, nukleotiide, ioone, aga ka kromosoome ja tuuma.

Tuum on väike ümmargune keha, mis on intensiivselt värvunud ja leitud mittejagunevate rakkude tuumades. Tuuma ülesandeks on rRNA süntees ja selle ühendamine valkudega, s.o. ribosomaalsete subühikute kokkupanek.

Kromatiin on tükid, graanulid ja filamentsed struktuurid, mille moodustavad DNA molekulid kompleksis valkudega, mis on spetsiifiliselt värvitud teatud värvainetega. Erinevatel kromatiini DNA molekulide osadel on erinev helikaliseerumise aste ja seetõttu erinevad nad värvi intensiivsuse ja geneetilise aktiivsuse olemuse poolest. Kromatiin on geneetilise materjali olemasolu mittejagunevates rakkudes ja annab võimaluse selles sisalduvat teavet kahekordistada ja rakendada. Rakkude jagunemise käigus moodustuvad DNA spiraalid ja kromatiini struktuurid kromosoome.

Kromosoomid on tihedad, intensiivselt värvunud struktuurid, mis on geneetilise materjali morfoloogilise organisatsiooni üksused ja tagavad selle täpse jaotumise rakkude jagunemise ajal.

Kromosoomide arv iga bioloogilise liigi rakkudes on konstantne. Tavaliselt on keharakkude tuumades (somaatilised) kromosoomid paarikaupa, sugurakkudes pole need paaris. Ühte kromosoomide komplekti sugurakkudes nimetatakse haploidseks (n), samas kui somaatilistes rakkudes olevat kromosoomide komplekti nimetatakse diploidseks (2n). Erinevate organismide kromosoomid on erineva suuruse ja kujuga.

Teatud tüüpi elusorganismide rakkude kromosoomide diploidset komplekti, mida iseloomustab kromosoomide arv, suurus ja kuju, nimetatakse karüotüübiks. Somaatiliste rakkude kromosoomikomplektis nimetatakse paaritud kromosoome homoloogseteks, erinevatest paaridest pärinevaid kromosoome mittehomoloogseteks. Homoloogsed kromosoomid on suuruse, kuju ja koostise poolest identsed (üks pärineb ema, teine ​​isa organismist). Kariotüübi osana olevad kromosoomid jagunevad ka autosoomideks ehk mittesugukromosoomideks, mis on mees- ja naissoost indiviididel ühesugused, ja heterokromosoomideks ehk sugukromosoomideks, mis osalevad soo määramisel ning erinevad meestel ja naistel. Inimese karüotüüpi esindab 46 kromosoomi (23 paari): 44 autosoomi ja 2 sugukromosoomi (naistel on kaks identset X-kromosoomi, meestel X- ja Y-kromosoomid).

Tuum talletab ja rakendab geneetilist informatsiooni, juhib valkude biosünteesi protsessi ja valkude kaudu kõiki muid eluprotsesse. Tuum osaleb päriliku informatsiooni replikatsioonis ja jaotuses tütarrakkude vahel ning sellest tulenevalt ka rakkude jagunemise ja organismi arenguprotsesside reguleerimises.

Rakk on ühtne elussüsteem, mis koosneb kahest lahutamatult seotud osast – tsütoplasmast ja tuumast (värvitabel XII).

Tsütoplasma- see on sisemine poolvedel keskkond, milles asuvad raku tuum ja kõik organellid. Sellel on peeneteraline struktuur, mida läbivad arvukad õhukesed niidid. See sisaldab vett, lahustunud sooli ja orgaanilist ainet. Tsütoplasma põhiülesanne on ühineda üheks ning tagada raku tuuma ja kõigi organellide koostoime.

Väline membraanümbritseb rakku õhukese kilega, mis koosneb kahest valgukihist, mille vahel on rasvakiht. See on läbi imbunud arvukate väikeste pooridega, mille kaudu toimub ioonide ja molekulide vahetus raku ja keskkonna vahel. Membraani paksus on 7,5-10 nm, pooride läbimõõt on 0,8-1 nm. Taimedel moodustub selle peale kiudmembraan. Välismembraani põhiülesanneteks on piirata raku sisekeskkonda, kaitsta seda kahjustuste eest, reguleerida ioonide ja molekulide voolu, eemaldada ainevahetusprodukte ja sünteesitud aineid (saladusi), ühendada rakke ja kudesid (tulenevalt väljakasvudest ja voltidest). ). Välismembraan tagab suurte osakeste tungimise rakku fagotsütoosi teel (vt jaotisi "Zooloogia" - "Algloomad", jaotises "Anatoomia" - "Veri"). Sarnaselt neelab rakk vedeliku tilgad - pinotsütoosi (kreeka keelest "pino" - jook).

Endoplasmaatiline retikulum(EPS) on keerukas kanalite ja õõnsuste süsteem, mis koosneb membraanidest, mis tungivad läbi kogu tsütoplasma. EPS-i on kahte tüüpi – granuleeritud (kare) ja sile. Granuleeritud võrgu membraanidel on palju pisikesi kehasid - ribosoome; sujuvas võrgus pole ühtegi. EPS-i põhifunktsiooniks on osalemine peamiste rakus toodetud orgaaniliste ainete sünteesis, akumuleerumises ja transportimises. Valk sünteesitakse granuleeritud EPS-is ning süsivesikud ja rasvad sünteesitakse sujuvas EPS-is.

Ribosoomid- väikesed kehad, läbimõõduga 15-20 nm, mis koosnevad kahest osakesest. Igas lahtris on neid sadu tuhandeid. Enamik ribosoome paikneb granuleeritud ER membraanidel ja mõned asuvad tsütoplasmas. Need koosnevad valkudest ja r-RNA-st. Ribosoomide põhiülesanne on valkude süntees.

Mitokondrid- need on väikesed kehad, suurusega 0,2–0,7 mikronit. Nende arv rakus ulatub mitme tuhandeni. Sageli muudavad nad kuju, suurust ja asukohta tsütoplasmas, liikudes oma kõige aktiivsemasse ossa. Mitokondrite väliskate koosneb kahest kolmekihilisest membraanist. Välismembraan on sile, sisemembraan moodustab arvukalt väljakasvu, millel paiknevad hingamisteede ensüümid. Mitokondrite sisemine õõnsus on täidetud vedelikuga, milles asuvad ribosoomid, DNA ja RNA. Uued mitokondrid tekivad vanade jagunemisel. Mitokondrite peamine ülesanne on ATP süntees. Nad sünteesivad väikeses koguses valke, DNA-d ja RNA-d.

Plastiidid iseloomulik ainult taimerakkudele. Plastiide on kolme tüüpi – kloroplastid, kromoplastid ja leukoplastid. Nad on võimelised vastastikuseks üleminekuks üksteiseks. Plastiidid paljunevad lõhustumise teel.

Kloroplastid(60) on rohelist värvi ja ovaalse kujuga. Nende suurus on 4-6 mikronit. Pinnalt on iga kloroplast piiratud kahe kolmekihilise membraaniga - välimine ja sisemine. Selle sees on täidetud vedelik, milles on mitukümmend erilist, omavahel ühendatud silindrilist struktuuri - grana, aga ka ribosoomid, DNA ja RNA. Iga grana koosneb mitmekümnest lamedast membraankottist, mis on üksteise peale asetatud. Ristlõikes on see ümar kuju, selle läbimõõt on 1 mikron. Kogu klorofüll on kontsentreeritud granaatides, neis toimub fotosünteesi protsess. Saadud süsivesikud kogunevad esmalt kloroplasti, seejärel sisenevad tsütoplasmasse ja sealt edasi teistesse taimeosadesse.

Kromoplastid määrata lillede, viljade ja sügislehtede punane, oranž ja kollane värv. Need on mitmetahuliste kristallide kujul, mis paiknevad raku tsütoplasmas.

Leukoplastid värvitu. Neid leidub taimede värvimata osades (varred, mugulad, juured) ja neil on ümmargune või vardakujuline kuju (suurused 5-6 mikronit). Neisse ladestuvad varuained.

Raku keskus leidub loomade ja madalamate taimede rakkudes. See koosneb kahest väikesest silindrist - tsentrioolidest (läbimõõduga umbes 1 μm), mis asuvad üksteisega risti. Nende seinad koosnevad lühikestest torudest, õõnsus on täidetud poolvedela ainega. Nende peamine roll on spindli moodustamine ja kromosoomide ühtlane jaotumine tütarrakkude vahel.

Golgi kompleks sai nime Itaalia teadlase järgi, kes selle esimest korda närvirakkudest avastas. Sellel on mitmekesine kuju ja see koosneb membraanidega piiratud õõnsustest, nendest väljaulatuvatest torudest ja nende otstes paiknevatest vesiikulitest. Peamine ülesanne on endoplasmaatilises retikulumis sünteesitud orgaaniliste ainete kogunemine ja väljutamine, lüsosoomide moodustamine.

Lüsosoomid- ümmargused kehad läbimõõduga umbes 1 mikron. Pinnal on lüsosoom piiratud kolmekihilise membraaniga, selle sees on ensüümide kompleks, mis on võimeline lagundama süsivesikuid, rasvu ja valke. Rakus on mitukümmend lüsosoomi. Golgi kompleksis moodustuvad uued lüsosoomid. Nende põhiülesanne on seedida fagotsütoosi teel rakku sattunud toitu ja eemaldada surnud organellid.

Liikumise organoidid- lipukesed ja ripsmed - on rakkude väljakasvud ja neil on loomadel ja taimedes sama struktuur (nende ühine päritolu). Mitmerakuliste loomade liikumine on tagatud lihaste kontraktsioonidega. Lihasraku peamine struktuuriüksus on müofibrillid - õhukesed, üle 1 cm pikkused, 1 mikroni läbimõõduga filamendid, mis paiknevad kimpudena piki lihaskiudu.

Rakulised kandmised- süsivesikud, rasvad ja valgud - kuuluvad raku mittepüsivate komponentide hulka. Neid sünteesitakse perioodiliselt, akumuleeruvad tsütoplasmas varuainetena ja neid kasutatakse keha elutähtsa aktiivsuse protsessis.

Süsivesikud on kontsentreeritud tärkliseterades (taimedes) ja glükogeenis (loomadel). Neid leidub palju maksarakkudes, kartulimugulates ja teistes organites. Rasvad kogunevad tilkade kujul taimeseemnetesse, nahaaluskoesse, sidekoesse jne. Valgud ladestuvad teradena loomamunadesse, taimeseemnetesse ja muudesse organitesse.

Tuum- raku üks tähtsamaid organelle. See on tsütoplasmast eraldatud tuumaümbrisega, mis koosneb kahest kolmekihilisest membraanist, mille vahel on kitsas poolvedela aine riba. Tuumamembraani pooride kaudu toimub ainete vahetus tuuma ja tsütoplasma vahel. Tuuma õõnsus on täidetud tuumamahlaga. See sisaldab tuuma (üks või mitu), kromosoome, DNA-d, RNA-d, valke ja süsivesikuid. Tuum on ümmargune keha, mille suurus on 1 kuni 10 mikronit või rohkem; see sünteesib RNA-d. Kromosoomid on nähtavad ainult jagunevates rakkudes. Interfaasis (mittejagunevas) tuumas esinevad nad õhukeste pikkade kromatiini ahelate kujul (DNA-valgu ühendused). Need sisaldavad pärilikku teavet. Iga looma- ja taimeliigi kromosoomide arv ja kuju on rangelt määratletud. Somaatilised rakud, mis moodustavad kõik elundid ja koed, sisaldavad diploidset (topelt) kromosoomide komplekti (2 n); sugurakud (sugurakud) - haploidne (üksik) kromosoomide komplekt (n). Somaatilise raku tuumas olev diploidne kromosoomide komplekt luuakse paarilisest (identsest) homoloogsed kromosoomid. Erinevate paaride kromosoomid (mittehomoloogne) erinevad üksteisest kuju, asukoha poolest tsentromeerid Ja sekundaarsed kitsendused.

Prokarüootid- need on organismid, millel on väikesed primitiivselt paigutatud rakud, ilma selgelt määratletud tuumata. Nende hulka kuuluvad sinivetikad, bakterid, faagid ja viirused. Viirused on DNA või RNA molekulid, mis on kaetud valgukattega. Need on nii väikesed, et neid saab näha ainult elektronmikroskoobiga. Neil puuduvad tsütoplasma, mitokondrid ja ribosoomid, mistõttu nad ei ole võimelised sünteesima oma eluks vajalikku valku ja energiat. Olles elusrakku sattunud ja kasutades võõraid orgaanilisi aineid ja energiat, arenevad nad normaalselt.

Eukarüootid- organismid suuremate tüüpiliste rakkudega, mis sisaldavad kõiki peamisi organelle: tuum, endoplasmaatiline retikulum, mitokondrid, ribosoomid, Golgi kompleks, lüsosoomid jt. Eukarüootide hulka kuuluvad kõik muud taime- ja loomaorganismid. Nende rakkudel on sarnane struktuur, mis tõestab veenvalt nende päritolu ühtsust.

Meie keha rakud on struktuurilt ja funktsioonilt mitmekesised. Vere-, luu-, närvi-, lihas- ja muude kudede rakud erinevad väliselt ja sisemiselt suuresti. Peaaegu kõigil neil on aga loomarakkudele iseloomulikke ühiseid jooni.

Raku membraanne korraldus

Inimese raku struktuur põhineb membraanil. See moodustab sarnaselt konstruktoriga raku membraani organellid ja tuumaümbrise ning piirab ka kogu raku mahtu.

Membraan on valmistatud lipiidide kaksikkihist. Raku välisküljel paiknevad valgumolekulid lipiididel mosaiikmustris.

Membraani peamine omadus on selektiivne läbilaskvus. See tähendab, et mõned ained läbivad membraani, teised aga mitte.

Riis. 1. Tsütoplasmaatilise membraani ehituse skeem.

Tsütoplasmaatilise membraani funktsioonid:

• kaitsev;
• raku ja väliskeskkonna vahelise ainevahetuse reguleerimine;
• raku kuju säilitamine.

Tsütoplasma

Tsütoplasma on raku vedel keskkond. Organellid ja inklusioonid asuvad tsütoplasmas.

TOP 4 artiklitkes sellega kaasa loevad

Tsütoplasma funktsioonid:

• keemiliste reaktsioonide veereservuaar;
• ühendab kõik raku osad ja tagab nendevahelise vastasmõju.

Riis. 2. Inimese raku ehituse skeem.

Organoidid

• Endoplasmaatiline retikulum (ER)

Tsütoplasmasse tungiv kanalite süsteem. Osaleb valkude ja lipiidide metabolismis.

• Golgi aparaat

See asub südamiku ümber ja näeb välja nagu lamedad tankid. Funktsioon: valkude, lipiidide ja polüsahhariidide ülekandmine, sorteerimine ja akumuleerumine, samuti lüsosoomide moodustamine.

• Lüsosoomid

Nad näevad välja nagu mullid. Need sisaldavad seedeensüüme ning täidavad kaitse- ja seedefunktsioone.

• Mitokondrid

Nad sünteesivad ATP-d, ainet, mis on energiaallikas.

• Ribosoomid

Viige läbi valkude süntees.

• Tuum

Peamised komponendid:

• tuumamembraan;
• nucleolus;
• karüoplasma;
• kromosoomid.

Tuumamembraan eraldab tuuma tsütoplasmast. Tuumamahl (karüoplasma) on tuuma vedel sisekeskkond.

Kromosoomide arv ei näita kuidagi liigi organiseerituse taset. Seega on inimestel 46 kromosoomi, šimpansil 48, koertel 78, kalkunitel 82, küülikutel 44, kassidel 38.

Kerneli funktsioonid:

• raku kohta päriliku teabe säilitamine;
• päriliku teabe ülekandmine tütarrakkudele jagunemise ajal;
• päriliku teabe rakendamine sellele rakule iseloomulike valkude sünteesi kaudu.

Eriotstarbelised organoidid

Need on organellid, mis ei ole iseloomulikud kõigile inimese rakkudele, vaid üksikute kudede või rakurühmade rakkudele. Näiteks:

• meeste sugurakkude lipud , tagades nende liikumise;
• lihasrakkude müofibrillid nende vähendamise tagamine;
• närvirakkude neurofibrillid - niidid, mis tagavad närviimpulsside edasikandumise;
• fotoretseptorid silmad jne.

Kaasamised

Inklusioonid on mitmesugused rakus ajutiselt või püsivalt esinevad ained. See:

• pigmendi kandmised mis annavad värvi (nt melaniin on pruun pigment, mis kaitseb ultraviolettkiirte eest);
• troofilised kandmised , mis on energiavaru;
• sekretoorsed kandmised asub näärmerakkudes;
• ekskretoorsed lisandid , näiteks higipiisad higinäärmete rakkudes.

Riis. 3. Inimese erinevate kudede rakud.

Inimkeha rakud paljunevad jagunemise teel.

Mida me õppisime?

Inimese rakkude struktuur ja funktsioonid on sarnased loomarakkude omaga. Need on üles ehitatud üldpõhimõttel ja sisaldavad samu komponente. Erinevate kudede rakkude struktuur on väga unikaalne. Mõnel neist on spetsiaalsed organellid.

Test teemal

Aruande hindamine

Keskmine hinne: 4 . Kokku saadud hinnanguid: 671.

Ajaloolised avastused

1609 – valmistati esimene mikroskoop (G. Galileo)

1665 – avastati korkkoe rakuline struktuur (R. Hooke)

1674 – avastati bakterid ja algloomad (A. Leeuwenhoek)

1676 – kirjeldatakse plastiide ja kromatofoore (A. Leeuwenhoek)

1831 – avastati rakutuum (R. Brown)

1839 – formuleeriti rakuteooria (T. Schwann, M. Schleiden)

1858 – sõnastati väide “Iga rakk on rakust” (R. Virchow)

1873 – avastati kromosoomid (F. Schneider)

1892 – avastati viirused (D.I. Ivanovsky)

1931 – projekteeriti elektronmikroskoop (E. Ruske, M. Knol)

1945 – avastati endoplasmaatiline retikulum (K. Porter)

1955 – avastati ribosoomid (J. Pallade)

1. Kõik taime- ja loomaorganismid koosnevad rakkudest
   
2. iga rakk toimib teistest sõltumatult, kuid koos kõigiga
3. Kõik rakud tekivad elutu aine struktuurita ainest.

1. rakuline organisatsioon tekkis elu koidikul ja läbis pika evolutsioonitee prokarüootidest eukarüootideni, rakueelsetest organismidest ühe- ja mitmerakuliste organismideni.
2. uued rakud tekivad juba olemasolevatest jagunemisel
   
3. rakk on mikroskoopilineelussüsteem, mis koosneb tsütoplasmast ja membraaniga ümbritsetud tuumast (välja arvatud prokarüootid)
4. lahtris viiakse läbi:
   

• ainevahetus - ainevahetus;
• pöörduvad füsioloogilised protsessid - hingamine, ainete sissevõtmine ja vabastamine, ärrituvus, liikumine;
• pöördumatud protsessid – kasv ja areng.

Prokarüootsete ja eukarüootsete rakkude struktuuri tunnused.