RAKUTEOORIA: Selle teooria loojaks on saksa teadlane T. Schwann, kes M. Schleideni töödele toetudes L. Okeni , sisse 1838-1839 Koos tegi järgmised avaldused:

Tänapäevane rakuteooria:

eukarüootid (tuumaenergia) moodustavad ka ülikuningriigi. See ühendab seente, loomade, taimede kuningriike.

Teema: Raku ehitus ja funktsioonid

Raku struktuur. Tsütoplasma struktuurne süsteem

Raku struktuur

Inimkeha, nagu iga teinegi elusorganism, koosneb rakkudest. Nad mängivad meie kehas üht peamist rolli. Rakkude abil toimub kasv, areng ja paljunemine.

Tuletagem nüüd meelde selle määratlust, mida bioloogias tavaliselt nimetatakse rakuks.

Rakk on selline elementaarne üksus, mis osaleb kõigi elusorganismide ehituses ja toimimises, välja arvatud viirused. Sellel on oma ainevahetus ja see suudab mitte ainult iseseisvalt eksisteerida, vaid ka ise areneda ja paljuneda. Lühidalt võib järeldada, et rakk on iga organismi jaoks kõige olulisem ja vajalikum ehitusmaterjal.

Loomulikult ei näe te tõenäoliselt palja silmaga puuri. Aga abiga kaasaegsed tehnoloogiad inimesel on suurepärane võimalus mitte ainult uurida rakku ennast valgus- või elektronmikroskoobiga, vaid uurida ka selle struktuuri, eraldada ja kultiveerida üksikuid kudesid ning isegi dekodeerida raku geneetilist informatsiooni.

Ja nüüd, selle joonise abil, kaalume visuaalselt lahtri struktuuri:

Raku struktuur

Kuid huvitaval kombel selgub, et kõik rakud ei ole ühesuguse struktuuriga. Elusorganismi rakkude ja taimede rakkude vahel on teatav erinevus. Tõepoolest, taimerakkudes on plastiidid, membraan ja rakumahlaga vakuoolid. Pildil näete loomade ja taimede rakulist struktuuri ning näete nende erinevust:

Lisateavet taime- ja loomarakkude struktuuri kohta saate videot vaadates

Nagu näete, on rakud, kuigi neil on mikroskoopilised mõõtmed, kuid nende struktuur on üsna keeruline. Seetõttu liigume nüüd edasi raku struktuuri üksikasjalikuma uurimise juurde.

Raku plasmamembraan

Kuju andmiseks ja raku omalaadsest eraldamiseks paikneb inimraku ümber membraan.

Kuna membraanil on võime aineid osaliselt ise läbi lasta, satuvad selle tõttu vajalikud ained rakku ja sealt eemaldatakse jääkained.

Tavapäraselt võib öelda, et rakumembraan on ultramikroskoopiline kile, mis koosneb kahest monomolekulaarsest valgukihist ja bimolekulaarsest lipiidikihist, mis paikneb nende kihtide vahel.

Sellest võime järeldada, et rakumembraanil on oma struktuuris oluline roll, kuna see täidab mitmeid spetsiifilisi funktsioone. See täidab kaitse-, barjääri- ja ühendavat funktsiooni teiste rakkude vahel ja suhtlemisel keskkonnaga.

Ja nüüd vaatame joonisel membraani üksikasjalikumat struktuuri:

Tsütoplasma

Raku sisekeskkonna järgmine komponent on tsütoplasma. See on poolvedel aine, milles teised ained liiguvad ja lahustuvad. Tsütoplasma koosneb valkudest ja veest.

Raku sees toimub pidev tsütoplasma liikumine, mida nimetatakse tsüklosiks. Tsükloos on ringikujuline või võrkjas.

Lisaks ühendab tsütoplasma raku erinevaid osi. Selles keskkonnas paiknevad raku organellid.

Organellid on kindlate funktsioonidega püsivad rakustruktuurid.

Sellised organellid hõlmavad selliseid struktuure nagu tsütoplasmaatiline maatriks, endoplasmaatiline retikulum, ribosoomid, mitokondrid jne.

Nüüd proovime neid organelle lähemalt uurida ja teada saada, milliseid funktsioone nad täidavad.

Tsütoplasma

tsütoplasmaatiline maatriks

Raku üks peamisi osi on tsütoplasmaatiline maatriks. Tänu sellele toimuvad rakus biosünteesi protsessid ning selle komponendid sisaldavad energiat tootvaid ensüüme.

tsütoplasmaatiline maatriks

Endoplasmaatiline retikulum

Seespool koosneb tsütoplasmaatiline tsoon väikestest kanalitest ja erinevatest õõnsustest. Need kanalid, ühendudes üksteisega, moodustavad endoplasmaatilise retikulumi. Selline võrk on oma struktuurilt heterogeenne ja võib olla teraline või sile.


Endoplasmaatiline retikulum

raku tuum

Kõige olulisem osa, mis esineb peaaegu kõigis rakkudes, on rakutuum. Rakke, millel on tuum, nimetatakse eukarüootideks. Iga raku tuum sisaldab DNA-d. See on pärilikkuse aine ja kõik raku omadused on selles krüpteeritud.

raku tuum

Kromosoomid

Kui vaadata kromosoomi ehitust mikroskoobi all, siis näeme, et see koosneb kahest kromatiidist. Reeglina muutub kromosoom pärast tuuma jagunemist üksikkromatiidiks. Kuid järgmise jagunemise alguseks ilmub kromosoomi veel üks kromatiid.

Kromosoomid

Rakukeskus

Revideerides rakukeskus on näha, et see koosneb ema- ja tütartsentrioolidest. Iga selline tsentriool on silindriline objekt, seinad moodustavad üheksa tuubulite kolmikut ja keskel on homogeenne aine.

Sellise rakukeskuse abil toimub looma- ja madalamate taimerakkude jagunemine.

Rakukeskus

Ribosoomid

Ribosoomid on universaalsed organellid nii looma- kui ka taimerakkudes. Nende põhiülesanne on valkude süntees funktsionaalses keskuses.

Ribosoomid

Mitokondrid

Mitokondrid on samuti mikroskoopilised organellid, kuid erinevalt ribosoomidest on neil kahemembraaniline struktuur, mille välimine membraan on sile, sisemisel aga erineva kujuga väljakasvud, mida nimetatakse kristaks. Mitokondrid täidavad hingamis- ja energiakeskuse rolli

Mitokondrid

golgi aparaat

Kuid Golgi aparaadi abil toimub ainete kogunemine ja transportimine. Samuti toimub tänu sellele aparaadile lüsosoomide moodustumine ning lipiidide ja süsivesikute süntees.

Oma ehituselt meenutab Golgi aparaat üksikuid kehasid, mis on poolkuu või vardakujulised.

golgi aparaat

plastiidid

Kuid taimeraku plastiidid mängivad energiajaama rolli. Nad kipuvad muutuma ühest liigist teise. Plastiidid jagunevad sellisteks sortideks nagu kloroplastid, kromoplastid, leukoplastid.

plastiidid

Lüsosoomid

Seedetrakti vakuooli, mis on võimeline ensüüme lahustama, nimetatakse lüsosoomiks. Need on mikroskoopilised ümara kujuga ühemembraanilised organellid. Nende arv sõltub otseselt sellest, kui elujõuline on rakk ja milline on selle füüsiline seisund.

Kui lüsosoomi membraan hävib, suudab rakk end seedida.

Lüsosoomid

Raku toitmise viisid

Vaatame nüüd, kuidas rakke toidetakse:

Kuidas rakku toidetakse

Siinkohal tuleb märkida, et valgud ja polüsahhariidid kipuvad rakku tungima fagotsütoosi teel, vedelikutilgad aga pinotsütoosi teel.

Loomarakkude toitumismeetodit, mille käigus toitained sinna sisenevad, nimetatakse fagotsütoosiks. Ja sellist universaalset mistahes rakkude toitmise viisi, kus toitained sisenevad rakku juba lahustunud kujul, nimetatakse pinotsütoosiks.

Sa mõtlesid ise välja, millisesse kehaehitusse sa kuulud ja kuidas on paigutatud inimese lihased. On aeg "lihasesse vaadata"...

Alustuseks pidage meeles (kes unustas) või mõistke (kes ei teadnud), et meie kehas on kolme tüüpi lihaskoe: südamelihased, silelihased (lihased). siseorganid) kui ka skeleti.

Just skeletilihaseid käsitleme selle saidi materjali raames, sest. skeletilihaseid ja moodustab sportlase kuvandi.

Lihaskude on rakuline struktuur ja see on rakk kui üksus lihaskiud, peame nüüd kaaluma.

Kõigepealt peate mõistma mis tahes inimraku struktuuri:

Nagu jooniselt näha, on igal inimese rakul väga keeruline struktuur. Allpool annan üldised määratlused, mis leiate selle saidi lehtedelt. Lihaskoe pealiskaudseks uurimiseks raku tasandil piisab:

Tuum- raku "süda", mis sisaldab kogu pärilikku teavet DNA molekulide kujul. DNA molekul on polümeer, millel on kaksikheeliksi kuju. Heeliksid on omakorda nelja tüüpi nukleotiidide (monomeeride) kogum. Kõik meie keha valgud on kodeeritud nende nukleotiidide järjestusega.

Tsütoplasma (sarkoplasma)- lihasrakus) - võib öelda, et keskkond, kus tuum asub. Tsütoplasma on rakuvedelik (tsütosool), mis sisaldab lüsosoome, mitokondreid, ribosoome ja muid organelle.

Mitokondrid- organellid, mis tagavad raku energiaprotsessid, näiteks oksüdatsiooni rasvhapped ja süsivesikuid. Oksüdatsiooni käigus vabaneb energia. See energia on suunatud ühendamisele adenosiindifosfaat (ADP) ja kolmas fosfaatrühm, mille tulemusena moodustub Adensiintrifosfaat (ATP)- rakusisene energiaallikas, mis toetab kõiki rakus toimuvaid protsesse (veel). Pöördreaktsiooni käigus moodustub uuesti ADP ja vabaneb energia.

Ensüümid- spetsiifilised valgulised ained, mis toimivad keemiliste reaktsioonide katalüsaatoritena (kiirendajatena), suurendades seeläbi oluliselt keemiliste protsesside kiirust meie kehas.

Lüsosoomid- mingi ümara kujuga kestad, mis sisaldavad ensüüme (umbes 50). Lüsosoomide ülesanne on rakusiseste struktuuride lõhustamine ensüümide ja kõige selle abil, mida rakk väljastpoolt omastab.

Ribosoomid- kõige olulisemad rakukomponendid, mis moodustavad aminohapetest valgumolekuli. Valgu moodustumise määrab raku geneetiline informatsioon.

Rakusein (membraan)– tagab raku terviklikkuse ja suudab reguleerida rakusisest tasakaalu. Membraan on võimeline kontrollima vahetust keskkonnaga, st. selle üheks funktsiooniks on teatud ainete blokeerimine ja teiste transportimine. Seega jääb rakusisese keskkonna seisund muutumatuks.

Lihasrakk, nagu iga rakk meie kehas, sisaldab ka kõiki ülaltoodud komponente, kuid see on äärmiselt oluline, et te mõistaksite üldine struktuur konkreetselt lihaskiud, mida on artiklis kirjeldatud.

Selle artikli materjalid on kaitstud autoriõiguse seadusega. Kopeerimine ilma allika linki määramata ja autorit teavitamata on KEELATUD!

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 ühendada ja tagada raku tuuma ja kõigi organellide koostoime.

välimine membraanümbritseb rakku õhukese kilega, mis koosneb kahest valgukihist, mille vahel on rasvakiht. See on läbi imbunud arvukate väikeste pooridega, mille kaudu raku ja keskkonna vahel ioone ja molekule vahetatakse. Membraani paksus on 7,5-10 nm, pooride läbimõõt on 0,8-1 nm. Taimedel moodustub selle peale kiudtupp. 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 imab rakk vedelaid tilku – pinotsütoos (kreeka keelest "pino" - ma joon).

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

Ribosoomid- väikesed kehad, läbimõõduga 15-20 nm, mis koosnevad kahest osakesest. Neid on igas rakus sadu tuhandeid. Enamik ribosoome paikneb granulaarse ER membraanidel ja mõned asuvad tsütoplasmas. Need koosnevad valkudest ja rRNA-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. Välimine membraan on sile, sisemine moodustab arvukalt väljakasvu, millel paiknevad hingamisteede ensüümid. Sisemine õõnsus Mitokondrid on täidetud vedelikuga, milles on ribosoomid, DNA ja RNA. Uued mitokondrid tekivad vanade jagunemisel. Mitokondrite põhiülesanne on ATP süntees. Nad sünteesivad väikeses koguses valke, DNA-d ja RNA-d.

plastiidid ainulaadne taimerakkudele. Plastiide on kolme tüüpi – kloroplastid, kromoplastid ja leukoplastid. Nad on võimelised vastastikuseks üleminekuks üksteiseks. Plastiidid paljunevad jagunemise teel.

Kloroplastid(60) on roheline värv, ovaalne kuju. 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 - gran, aga ka ribosoomid, DNA ja RNA. Iga grana koosneb mitmest kümnest üksteise peale asetatud lamedast membraanikotist. Ristlõikel on see ümar kuju, selle läbimõõt on 1 µm. Kogu klorofüll on koondunud teradesse ja 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 värvus. Neil on mitmetahuliste kristallide kuju, mis paiknevad raku tsütoplasmas.

Leukoplastid värvitu. Neid leidub taimede värvimata osades (varred, mugulad, juured), neil on ümmargune või vardakujuline kuju (suurused 5-6 mikronit). Nad hoiavad reserve.

Rakukeskus leidub loomade ja madalamate taimede rakkudes. See koosneb kahest väikesest silindrist - tsentrioolidest (läbimõõduga umbes 1 mikron), mis asuvad üksteisega risti. Nende seinad koosnevad lühikestest torudest, õõnsus on täidetud poolvedela ainega. Nende peamine roll on jagunemisspindli 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 tuubulitest ja nende otstes paiknevatest mullidest. Peamine ülesanne on endoplasmaatilises retikulumis sünteesitud orgaaniliste ainete kogunemine ja väljutamine, lüsosoomide moodustamine.

Lüsosoomid- ümarad väikesed kehad läbimõõduga umbes 1 mikron. Pinnalt on lüsosoom piiratud kolmekihilise membraaniga, selle sees on ensüümide kompleks, mis suudab lagundada 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 organellid- lipukesed ja ripsmed - on rakkude väljakasvud ja neil on loomadel ja taimedes sama struktuur (nende ühine päritolu). Mitmerakuliste loomade liikumist tagavad lihaste kokkutõmbed. Lihasraku põhiline struktuuriüksus on müofibrillid – üle 1 cm pikad, 1 mikroni läbimõõduga õhukesed niidid, mis paiknevad piki lihaskiudu kimpudena.

Rakkude kandmised– Süsivesikud, rasvad ja valgud – on raku mittepüsivad komponendid. Neid sünteesitakse perioodiliselt, koguneb tsütoplasmasse varuainetena ja kasutatakse organismi eluea jooksul.

Süsivesikud on kontsentreeritud tärklise (taimedes) ja glükogeeni (loomadel) terades. Neid leidub palju maksarakkudes, kartulimugulates ja teistes organites. Rasvad kogunevad tilkade kujul taimeseemnetesse, nahaaluskoesse, sidekoesse jne. Valgud ladestuvad teradena loomamunadesse, taimede seemnetesse ja muudesse elunditesse.

Tuum raku üks tähtsamaid organelle. Seda eraldab tsütoplasmast tuumamembraan, mis koosneb kahest kolmekihilisest membraanist, mille vahel on kitsas poolvedela aine riba. Tuumaümbrise 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 ümar keha, mille suurus on 1 kuni 10 mikronit või rohkem; see sünteesib RNA-d. Kromosoomid on nähtavad ainult jagunevates rakkudes. Interfaasis (mittejagunevas) tuumas esinevad need õhukeste pikkade kromatiini filamentide 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 venitused.

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 teiste inimeste orgaanilist ainet 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.