Loomaraku koostis ja struktuur. Rakud: struktuur, keemiline koostis ja funktsioonid Keemilised ained, millest rakk koosneb

Kamber- elementaarne elusüsteem, keha peamine struktuurne ja funktsionaalne üksus, mis on võimeline ise uuenema, isereguleeruma ja taastootma.

Inimese raku elutähtsad omadused

Raku peamised elutähtsad omadused on: ainevahetus, biosüntees, paljunemine, ärrituvus, eritumine, toitumine, hingamine, orgaaniliste ühendite kasv ja lagunemine.

Raku keemiline koostis

Raku peamised keemilised elemendid: hapnik (O), väävel (S), fosfor (P), süsinik (C), kaalium (K), kloor (Cl), vesinik (H), raud (Fe), naatrium ( Na), lämmastik (N), kaltsium (Ca), magneesium (Mg)

Orgaaniline rakuaine

Ainete nimetused	Millistest elementidest (ainetest) need koosnevad?	Ainete funktsioonid
Süsivesikud	Süsinik, vesinik, hapnik.	Kõigi eluprotsesside peamised energiaallikad.
	Süsinik, vesinik, hapnik.	Need on osa kõigist rakumembraanidest ja toimivad kehas varuenergiaallikana.
	Süsinik, vesinik, hapnik, lämmastik, väävel, fosfor.	1. Lahtri peamine ehitusmaterjal; 2. kiirendada voolu keemilised reaktsioonid organismis; 3. keha varuenergiaallikas.
Nukleiinhapped	Süsinik, vesinik, hapnik, lämmastik, fosfor.	DNA – määrab rakuvalkude koostise ning pärilike tunnuste ja omaduste edasikandumise järgmistele põlvkondadele; RNA - antud rakule iseloomulike valkude moodustumine.
ATP (adenosiintrifosfaat)	Riboos, adeniin, fosforhape	Tagab energiavarustuse, osaleb nukleiinhapete ehitamisel

Inimese rakkude paljunemine (rakkude jagunemine)

Rakkude paljunemine sisse Inimkeha juhtub poolt kaudne jagunemine. Selle tulemusena saab tütarorganism sama kromosoomikomplekti, mis ema. Kromosoomid on keha pärilike omaduste kandjad, mis edastatakse vanematelt järglastele.

Paljunemisstaadium (jagamisfaasid)	Iseloomulik
Ettevalmistav	Enne jagunemist kahekordistub kromosoomide arv. Jagunemiseks vajalik energia ja ained salvestatakse.
	Jagunemise algus. Rakukeskuse tsentrioolid lahknevad rakupooluste suunas. Kromosoomid paksenevad ja lühenevad. Tuumaümbris lahustub. Jagunemisvõll moodustub raku keskmest.
	Dubleeritud kromosoomid asuvad raku ekvatoriaaltasandil. Iga kromosoomi külge on kinnitatud tihedad niidid, mis ulatuvad tsentrioolidest.
	Niidid tõmbuvad kokku ja kromosoomid liiguvad raku pooluste suunas.
Neljandaks	Jaotuse lõpp. Kogu raku ja tsütoplasma sisu on jagatud. Kromosoomid pikenevad ja muutuvad eristamatuks. Moodustub tuumamembraan, rakukehale tekib ahenemine, mis järk-järgult süveneb, jagades raku kaheks. Moodustub kaks tütarrakku.

Inimese raku struktuur

Loomarakul on erinevalt taimerakust rakukeskus, kuid puudub: tihe rakusein, rakuseinas olevad poorid, plastiidid (kloroplastid, kromoplastid, leukoplastid) ja rakumahlaga vakuoolid.

Rakulised struktuurid	Struktuursed omadused	Peamised funktsioonid
Plasma membraan	Bilipiidne (rasv) kiht, mida ümbritsevad uued valged kihid	Ainevahetus rakkude ja rakkudevahelise aine vahel
Tsütoplasma	Viskoosne poolvedel aine, milles paiknevad rakuorganellid	Raku sisekeskkond. Raku kõigi osade omavaheline seos ja toitainete transport
Tuum tuumaga	Keha, mis on piiratud tuuma ümbrisega, kromatiiniga (tüüp ja DNA). Tuum paikneb tuuma sees ja osaleb valkude sünteesis.	Lahtri juhtimiskeskus. Teabe edastamine tütarrakkudele jagunemise ajal kromosoomide abil
Raku keskus	Tsentrioolide (ja silindriliste kehadega) tihedama tsütoplasma ala	Osaleb rakkude jagunemises
Endoplasmaatiline retikulum	Torude võrk	Toitainete süntees ja transport
Ribosoomid	Valku ja RNA-d sisaldavad tihedad kehad	Nad sünteesivad valke
Lüsosoomid	Ensüüme sisaldavad ümarad kehad	Lagundada valgud, rasvad, süsivesikud
Mitokondrid	Sisemiste voltidega paksenenud kehad (cristae)	Need sisaldavad ensüüme, mille abil lagundatakse toitaineid ning energia salvestub spetsiaalse aine - ATP kujul.
Golgi aparaat	Lamedate membraankottide kaminaga	Lüsosoomide moodustumine

_______________

Teabeallikas:

Bioloogia tabelites ja diagrammides./ 2. väljaanne, - Peterburi: 2004.

Rezanova E.A. Inimese bioloogia. Tabelites ja diagrammides./ M.: 2008.

Rohkem, teised - vähem.

Aatomitasandil ei ole eluslooduse orgaanilise ja anorgaanilise maailma vahel erinevusi: elusorganismid koosnevad samadest aatomitest kui eluta looduse kehad. Kuid suhe erinevad keemilised elemendid elusorganismides ja sees maakoor varieerub suuresti. Lisaks võivad elusorganismid oma keskkonnast erineda keemiliste elementide isotoopse koostise poolest.

Tavapäraselt võib kõik raku elemendid jagada kolme rühma.

Makrotoitained

Tsink- on osa ensüümidest, mis osalevad alkohoolses kääritamises ja insuliinis

Vask- on osa oksüdatiivsetest ensüümidest, mis osalevad tsütokroomide sünteesis.

Seleen- osaleb keha regulatsiooniprotsessides.

Ultramikroelemendid

Ultramikroelemente on elusolendite organismides alla 0,0000001%, sealhulgas kuld, hõbe omab bakteritsiidset toimet, pärsib vee tagasiimendumist neerutuubulites, mõjutades ensüüme. Ultramikroelementide hulka kuuluvad ka plaatina ja tseesium. Mõned inimesed arvavad sellesse rühma ka seleeni, mille puudusel tekib vähk. Ultramikroelementide funktsioonid on siiani halvasti mõistetavad.

Raku molekulaarne koostis

Vaata ka

Wikimedia sihtasutus. 2010. aasta.

• Rooma õigus
• Venemaa Föderaalne Kosmoseagentuur

Vaadake, mis on "Raku keemiline koostis" teistes sõnaraamatutes:

Cells – hankige Akademikast Gulliver Toysi allahindluseks töötav kupong või ostke kasumiga rakke tasuta kohaletoimetamisega kaupluses Gulliver Toys.

Bakteriraku struktuur ja keemiline koostis- Bakteriraku üldine struktuur on näidatud joonisel 2. Bakteriraku sisemine struktuur on keeruline. Igal süstemaatilisel mikroorganismide rühmal on oma spetsiifilised struktuuriomadused. Raku sein... ... Bioloogiline entsüklopeedia

Punaste vetikate rakustruktuur- Punavetikate intratsellulaarse struktuuri ainulaadsus seisneb nii tavaliste rakukomponentide omadustes kui ka spetsiifiliste rakusiseste lisandite olemasolus. Rakumembraanid. IN rakumembraanid punane...... Bioloogiline entsüklopeedia

Hõbedane keemiline element- (Argentum, argent, Silber), keemia. Ag märk. S. kuulub metallide hulka inimesele teada tagasi iidsetesse aegadesse. Looduses leidub seda nii looduslikus olekus kui ka ühendite kujul teiste kehadega (väävliga, näiteks Ag 2S... ...

Hõbe, keemiline element- (Argentum, argent, Silber), keemia. Ag märk. S. on üks metallidest, mis on inimestele teada iidsetest aegadest. Looduses leidub seda nii looduslikus olekus kui ka ühendite kujul teiste kehadega (väävliga, näiteks Ag2S hõbedaga ... entsüklopeediline sõnaraamat F. Brockhaus ja I.A. Efron

Kamber- Sellel terminil on ka teisi tähendusi, vt Cell (tähendused). Inimese vererakud (HBC) ... Wikipedia

Põhjalik bioloogia juhend- Mõiste bioloogia pakkus välja silmapaistev prantsuse loodusteadlane ja evolutsionist Jean Baptiste Lamarck aastal 1802, et nimetada eluteadust kui loodusnähtust. Tänapäeval on bioloogia teaduste kompleks, mis uurib... ... Vikipeediat

Elav rakk

Rakk (bioloogia)- Rakk on kõigi elusorganismide (välja arvatud viirused, mida sageli nimetatakse mitterakulisteks eluvormideks) struktuuri ja elutegevuse elementaarne üksus, millel on oma ainevahetus, mis on võimeline iseseisvalt eksisteerima,... .. Vikipeedia

tsütokeemia- (tsüto + keemia) tsütoloogia osa, mis uurib keemiline koostis rakud ja selle komponendid, aga ka ainevahetusprotsessid ja keemilised reaktsioonid, mis on raku elutegevuse aluseks... Suur meditsiiniline sõnastik

Rakk on elusolendite väikseim struktuurne ja funktsionaalne üksus. Kõigi elusorganismide, sealhulgas inimese rakud on sarnase ehitusega. Rakkude ehituse, funktsioonide, nende üksteisega suhtlemise uurimine on aluseks sellise keerulise organismi kui inimese mõistmiseks. Rakk reageerib aktiivselt ärritustele, täidab kasvu- ja paljunemisfunktsioone; võimeline ise paljunema ja geneetilist teavet järglastele edasi andma; taastumisele ja keskkonnaga kohanemisele.
Struktuur. Täiskasvanud inimese kehas on umbes 200 tüüpi rakke, mis erinevad kuju, struktuuri, keemilise koostise ja ainevahetuse poolest. Vaatamata suurele mitmekesisusele on iga organi iga rakk lahutamatu elav süsteem. Rakk jaguneb tsütolemmaks, tsütoplasmaks ja tuumaks (joonis 5).
Tsütolemma. Igal rakul on membraan – tsütolemma (rakumembraan), mis eraldab raku sisu välisest (rakuvälisest) keskkonnast. Tsütolemma mitte ainult ei piira rakku väljastpoolt, vaid tagab ka selle otsese ühenduse väliskeskkonnaga. Tsütolemma täidab kaitsvaid, transpordifunktsioone

1 - tsütolemma (plasmamembraan); 2 - pinotsütootilised vesiikulid; 3 - tsentrosoom (rakukeskus, tsütokeskus); 4 - hüaloplasma;

1. - endoplasmaatiline retikulum (a - endoplasmaatilised retikulumi membraanid,
2. - ribosoomid); 6 - südamik; 7 - perinukleaarse ruumi ühendus endoplasmaatilise retikulumi õõnsustega; 8 - tuumapoorid; 9 - tuum; 10 - intratsellulaarne võrguaparaat (Golgi kompleks); 11 - sekretoorsed vakuoolid; 12 - mitokondrid; 13 - lüsosoomid; 14 - fagotsütoosi kolm järjestikust etappi; 15 - rakumembraani ühendus

(tsütolemmad) endoplasmaatilise retikulumi membraanidega

tajub väliskeskkonna mõjusid. Tsütolemma kaudu tungivad erinevad molekulid (osakesed) rakku ja väljuvad rakust oma keskkonda.
Tsütolemma koosneb lipiidide ja valgu molekulidest, mida hoiavad koos keerulised molekulidevahelised interaktsioonid. Tänu neile säilib membraani struktuurne terviklikkus. Tsütolemma alus koosneb ka liitiumikihtidest
polüproteiini iseloom (lipiidid kombinatsioonis valkudega). Umbes 10 nm paksusega on tsütolemma bioloogilistest membraanidest kõige paksem. Tsütolemmal, poolläbilaskval bioloogilisel membraanil, on kolm kihti (joonis 6, vt värvi). Välis- ja sisemine hüdrofiilne kiht on moodustatud lipiidimolekulidest (lipiidide kaksikkiht) ja nende paksus on 5-7 nm. Need kihid on enamiku vees lahustuvate molekulide jaoks mitteläbilaskvad. Välise ja sisemise kihi vahel on lipiidimolekulide vahepealne hüdrofoobne kiht. Membraani lipiidide hulka kuuluvad suur grupp orgaanilised ained, mis lahustuvad vees halvasti (hüdrofoobsed) ja lahustuvad hästi orgaanilistes lahustites. Rakumembraanid sisaldavad fosfolipiide (glütserofosfatiide), steroidseid lipiide (kolesterool) jne.
Lipiidid moodustavad ligikaudu 50% plasmamembraani massist.
Lipiidimolekulid on hüdrofiilsed ( veesõbrad) pead ja hüdrofoobsed (vettkartvad) otsad. Lipiidimolekulid paiknevad tsütolemmas nii, et välise ja sisemise kihi (lipiidide kaksikkiht) moodustavad lipiidimolekulide pead ning vahekihi moodustavad nende otsad.
Membraanvalgud ei moodusta tsütolemmas pidevat kihti. Valgud paiknevad lipiidikihtides, sukeldudes neisse erinevale sügavusele. Valgumolekulid on ebakorrapärase ümmarguse kujuga ja moodustuvad polüpeptiidide heeliksitest. Sel juhul sukeldatakse mittepolaarsete aminohapete (alaniin, valiin, glütsiin, leutsiin) rikkad valkude mittepolaarsed lõigud (ei kanna laenguid) lipiidmembraani sellesse ossa, kus on lipiidimolekulide hüdrofoobsed otsad. asub. Valkude polaarsed osad (laengut kandvad), mis on samuti rikkad aminohapete poolest, interakteeruvad lipiidimolekulide hüdrofiilsete peadega.
Plasmamembraanis moodustavad valgud peaaegu poole selle massist. On olemas transmembraansed (integraalsed), poolintegraalsed ja perifeersed membraanivalgud. Perifeersed valgud asuvad membraani pinnal. Integraalsed ja poolintegraalsed valgud on põimitud lipiidikihtidesse. Integraalsete valkude molekulid tungivad läbi kogu membraani lipiidikihi ja poolintegraalsed valgud on osaliselt sukeldatud membraanikihtidesse. Membraanvalgud jagunevad vastavalt nende bioloogilisele rollile kandevalkudeks (transportvalgud), ensüümvalkudeks ja retseptorvalkudeks.
Membraani süsivesikuid esindavad polüsahhariidahelad, mis on kinnitatud membraanivalkude ja lipiidide külge. Selliseid süsivesikuid nimetatakse glükoproteiinideks ja glükolipiidideks. Süsivesikute hulk tsütolemmas ja teistes bioloogilistes meemides
branes on väike. Süsivesikute mass plasmamembraanis on vahemikus 2 kuni 10% membraani massist. Süsivesikud asuvad rakumembraani välispinnal, mis ei puutu kokku tsütoplasmaga. Rakupinnal olevad süsivesikud moodustavad membraaniülese kihi – glükokalüksi, mis osaleb rakkudevahelises äratundmise protsessis. Glükokalüksi paksus on 3-4 nm. Keemiliselt on glükokalüks glükoproteiinide kompleks, mis sisaldab erinevaid valkude ja lipiididega seotud süsivesikuid.
Plasmamembraani funktsioonid. Tsütolemma üks olulisemaid funktsioone on transport. See tagab toitainete ja energia sisenemise rakku, ainevahetusproduktide ja bioloogiliselt aktiivsete materjalide (saladuste) eemaldamise rakust, reguleerib erinevate ioonide läbimist rakku ja sealt välja ning hoiab rakus sobivat pH-d.
Ainete sisenemisel ja sealt väljumisel on mitu mehhanismi: difusioon, aktiivne transport, ekso- või endotsütoos.
Difusioon on molekulide või ioonide liikumine kõrge kontsentratsiooniga piirkonnast madalama kontsentratsiooniga piirkonda, st. piki kontsentratsioonigradienti. Hapniku molekulid (02) ja difusiooni tõttu süsinikdioksiid(C02). Ioonid, glükoosi ja aminohapete molekulid, rasvhapped difundeeruvad aeglaselt läbi membraanide.
Ioonide difusiooni suuna määravad kaks tegurit: üks neist teguritest on nende kontsentratsioon ja teine ​​elektrilaeng. Ioonid liiguvad tavaliselt vastandlaengute piirkonda ja tõrjutuna sarnase laenguga piirkonnast difundeeruvad kõrge kontsentratsiooniga piirkonnast madala kontsentratsiooniga piirkonda.
Aktiivne transport on molekulide või ioonide liikumine läbi membraanide, kasutades energiat kontsentratsioonigradiendi vastu. Energia adenosiintrifosforhappe (ATP) lagunemise näol on vajalik, et tagada ainete liikumine madalama kontsentratsiooniga keskkonnast suurema sisaldusega keskkonda. Ioonide aktiivse transpordi näiteks on naatrium-kaaliumpump (Na+, K+ pump). KOOS sees Na+ ja ATP ioonid sisenevad membraani ning K+ ioonid tulevad väljastpoolt. Iga kahe rakku siseneva K+ iooni kohta eemaldatakse rakust kolm Na+ iooni. Selle tulemusena muutub raku sisu suhtes negatiivselt laetud väliskeskkond. Sel juhul tekib membraani kahe pinna vahel potentsiaalide erinevus.

Suurte nukleotiidide, aminohapete jne molekulide ülekandmine läbi membraani toimub membraani transportvalkude abil. Need on kandevalgud ja kanaleid moodustavad valgud. Kandjavalgud ühinevad transporditava aine molekuliga ja transpordivad selle läbi membraani. See protsess võib olla kas passiivne või aktiivne. Kanaleid moodustavad valgud moodustavad kitsad poorid, mis on täidetud koevedelikuga, mis tungivad läbi lipiidide kaksikkihi. Nendel kanalitel on väravad, mis avanevad lühikest aega vastuseks membraanil toimuvatele spetsiifilistele protsessidele.
Tsütolemma osaleb ka erinevat tüüpi makromolekulide ja suurte osakeste imendumises ja vabanemises raku poolt. Selliste osakeste membraani kaudu rakku sisenemise protsessi nimetatakse endotsütoosiks ja nende rakust eemaldamise protsessi nimetatakse eksotsütoosiks. Endotsütoosi käigus moodustuvad plasmamembraanil eendid või väljakasvud, mis nöörimisel muutuvad vesiikuliteks. Mullidesse kinni jäänud osakesed või vedelik kantakse rakku. Endotsütoosi on kahte tüüpi – fagotsütoos ja pinotsütoos. Fagotsütoos (kreeka keelest phagos – õgimine) on suurte osakeste – näiteks surnud rakkude jäänuste, bakterite – imendumine ja ülekandmine rakku. Pinotsütoos (kreeka keelest pino - jook) on vedela materjali, suurmolekulaarsete ühendite imendumine. Enamik raku poolt omastatud osakesi või molekule satub lüsosoomidesse, kus rakk osakesed seeditakse. Eksotsütoos on endotsütoosi pöördprotsess. Eksotsütoosi käigus vabaneb transpordi- ehk sekreteerivate vesiikulite sisu rakuvälisesse ruumi. Sel juhul mullid ühinevad plasmamembraan, avanevad seejärel selle pinnal ja vabastavad nende sisu rakuvälisesse keskkonda.
Rakumembraani retseptori funktsioonid viiakse läbi tänu suur hulk tundlikud moodustised - tsütolemma pinnal esinevad retseptorid. Retseptorid on võimelised tajuma erinevate keemiliste ja füüsikaliste stiimulite mõju. Retseptorid, mis on võimelised stiimuleid ära tundma, on tsütolemma glükoproteiinid ja glükolipiidid. Retseptorid jaotuvad ühtlaselt üle kogu rakupinna või võivad olla koondunud rakumembraani ükskõik millisele osale. On retseptoreid, mis tunnevad ära hormoonid, vahendajad, antigeenid ja erinevad valgud.
Rakkudevahelised ühendused tekivad külgnevate rakkude tsütolemma ühendamisel ja sulgumisel. Rakkudevahelised ühendused tagavad keemiliste ja elektriliste signaalide edastamise ühest rakust teise ning osalevad suhetes
rakud. Seal on lihtsad, tihedad, pilulaadsed, sünaptilised rakkudevahelised ühendused. Lihtsad ühendused tekivad siis, kui kahe naaberraku tsütolemmad on üksteisega lihtsalt kontaktis. Tihedate rakkudevaheliste ühenduste kohtades on kahe raku tsütolemma võimalikult lähedal, kohati ühinedes, moodustades justkui ühe membraani. Lõhede ristmikel (nexuses) on kahe tsütolemma vahel väga kitsas vahe (2-3 nm). Sünaptilised ühendused (sünapsid) on iseloomulikud närvirakkudele, mis võtavad üksteisega kontakti, kui signaal ( närviimpulss) on võimeline kanduma ühest närvirakust teise närvirakku ainult ühes suunas.
Funktsionaalsest vaatenurgast võib rakkudevahelised ühendused jagada kolme rühma. Need on lukustusühendused, kinnitus- ja sidekontaktid. Värava ristmikud ühendavad rakke väga tihedalt, muutes isegi väikestel molekulidel võimatuks nende läbimise. Kinnitusühendused seovad rakud mehaaniliselt naaberrakkude või rakuväliste struktuuridega. Rakkudevahelised sidekontaktid tagavad keemiliste ja elektriliste signaalide edastamise. Peamised suhtluskontaktide tüübid on vaheühendused ja sünapsid.

1. Millest keemilised ühendid(molekulid) kas tsütolemma on ehitatud? Kuidas paiknevad nende ühendite molekulid membraanis?
2. Kus asuvad membraanivalgud, millist rolli nad mängivad tsütolemma funktsioonides?
3. Nimetage ja kirjeldage ainete transportimise tüüpe läbi membraani.
4. Mille poolest erineb ainete aktiivne transport läbi membraanide passiivsest transpordist?
5. Mis on endotsütoos ja eksotsütoos? Mille poolest nad üksteisest erinevad?
6. Mis tüüpi rakkude omavahelisi kontakte (ühendusi) te teate?

Tsütoplasma. Raku sees, selle tsütolemma all, on tsütoplasma, millest eraldatakse homogeenne poolvedel osa - hüaloplasma ja selles sisalduvad organellid ja kandmised.
Hüaloplasma (kreeka keelest hyalmos - läbipaistev) on keeruline kolloidne süsteem, mis täidab raku organellide vahelise ruumi. Hüaloplasmas sünteesitakse valgud ja selles paikneb raku energiavaru. Hüaloplasma ühendab erinevaid rakustruktuure ja annab
nende keemiline interaktsioon moodustab maatriksi - sisekeskkond rakud. Väljastpoolt on hüaloplasma kaetud rakumembraaniga - tsütolemmaga. Hüaloplasma koostis sisaldab vett (kuni 90%). Hüaloplasmas sünteesitakse raku eluks ja toimimiseks vajalikud valgud. See sisaldab energiavarusid ATP molekulide, rasvade lisandite kujul ja glükogeen ladestub. Hüaloplasma sisaldab üldotstarbelisi struktuure - organelle, mis esinevad kõigis rakkudes, ja mittepüsivaid moodustisi - tsütoplasmaatilisi inklusioone. Organellide hulka kuuluvad granuleeritud ja mittegranulaarne endoplasmaatiline retikulum, sisemine võrguaparaat (Golgi kompleks), rakukeskus (tsütokeskus), ribosoomid, lüsosoomid. Siia kuuluvad glükogeen, valgud, rasvad, vitamiinid, pigment ja muud ained.
Organellid on rakustruktuurid, mis täidavad teatud elutähtsaid funktsioone. olulisi funktsioone. On membraanseid ja mittemembraanseid organelle. Membraanorganellid on suletud üksikud või omavahel ühendatud tsütoplasma osad, mis on hüaloplasmast eraldatud membraanidega. Membraansete organellide hulka kuuluvad endoplasmaatiline retikulum, sisemine retikulaarne aparaat (Golgi kompleks), mitokondrid, lüsosoomid ja peroksisoomid.
Endoplasmaatilise retikulumi moodustavad tsisternide, vesiikulite või torude rühmad, mille seinteks on 6-7 nm paksune membraan. Nende struktuuride kombinatsioon meenutab võrku. Endoplasmaatiline retikulum on struktuurilt heterogeenne. Endoplasmaatilist retikulumit on kahte tüüpi - teraline ja mittegranulaarne (sile).
Granuleeritud endoplasmaatilise retikulumi torude membraanidel on palju väikeseid ümaraid kehasid – ribosoome. Mittegranulaarse endoplasmaatilise retikulumi membraanide pinnal ei ole ribosoome. Granuleeritud endoplasmaatilise retikulumi põhifunktsioon on osalemine valkude sünteesis. Lipiidide ja polüsahhariidide süntees toimub mittegranulaarse endoplasmaatilise retikulumi membraanidel.
Sisemine retikulaarne aparaat (Golgi kompleks) asub tavaliselt raku tuuma lähedal. See koosneb lamestatud mahutitest, mis on ümbritsetud membraaniga. Tankide rühmade läheduses on palju väikeseid mullikesi. Golgi kompleks osaleb endoplasmaatilises retikulumis sünteesitud produktide kogunemises ja tekkivate ainete eemaldamises väljaspool rakku. Lisaks tagab Golgi kompleks rakuliste lüsosoomide ja peroksiimide moodustumise.
Lüsosoomid on sfäärilised membraanikotid (läbimõõt 0,2–0,4 µm), mis on täidetud aktiivsete kemikaalidega.

bioloogilised ained, hüdrolüütilised ensüümid (hüdrolaasid), mis lagundavad valke, süsivesikuid, rasvu ja nukleiinhapped. Lüsosoomid on struktuurid, mis teostavad biopolümeeride intratsellulaarset seedimist.
Peroksisoomid on väikesed 0,3-1,5 mikroni suurused ovaalse kujuga vakuoolid, mis sisaldavad ensüümi katalaas, mis hävitab vesinikperoksiidi, mis tekib aminohapete oksüdatiivse deaminatsiooni tulemusena.
Mitokondrid on raku energiajaamad. Need on organellid muna- või sfääriline läbimõõduga umbes 0,5 mikronit ja pikkusega 1–10 mikronit. Mitokondrid, erinevalt teistest organellidest, on piiratud mitte ühe, vaid kahe membraaniga. Välismembraanil on siledad kontuurid ja see eraldab mitokondrid hüaloplasmast. Sisemine membraan piirab mitokondrite sisu, selle peeneteralist maatriksit ja moodustab arvukalt volte - ribisid (cristae). Mitokondrite põhiülesanne on orgaaniliste ühendite oksüdeerimine ja vabaneva energia kasutamine ATP sünteesiks. ATP süntees toimub hapniku tarbimisel ja toimub mitokondrite membraanidel ja nende kristallide membraanidel. Vabanenud energiat kasutatakse ADP (adenosiindifosfaadi) molekulide fosforüülimiseks ja nende muundamiseks ATP-ks.
Raku mittemembraansed organellid hõlmavad raku tugiseadmeid, sealhulgas mikrokiud, mikrotuubulid ja vahefilamendid, rakukeskus ja ribosoomid.
Raku tugiaparaat ehk tsütoskelett annab rakule võime säilitada teatud kuju ja teostada ka suunatud liigutusi. Tsütoskeleti moodustavad valgufilamentid, mis tungivad läbi kogu raku tsütoplasma, täites tuuma ja tsütolemma vahelise ruumi.
Mikrokiud on ka 5-7 nm paksused valgufilamendid, mis paiknevad peamiselt sisemuses perifeersed osad tsütoplasma. Mikrofilamentide hulka kuuluvad kontraktiilsed valgud – aktiin, müosiin ja tropomüosiin. Paksemaid, umbes 10 nm paksuseid mikrokiude nimetatakse vahefilamentideks ehk mikrofibrillideks. Vahefilamendid on paigutatud kimpudesse ja neil on erinevates rakkudes erinev koostis. Lihasrakkudes on need ehitatud valkudest demiinist, epiteelirakkudes - keratiini valkudest, närvirakkudes neurofibrillidest moodustavatest valkudest.
Mikrotuubulid on umbes 24 nm läbimõõduga õõnsad silindrid, mis koosnevad valgu tubuliinist. Need on res-i peamised struktuursed ja funktsionaalsed elemendid
Nišš ja flagella, mille aluseks on tsütoplasma väljakasvud. Nende organellide põhiülesanne on toetamine. Mikrotuubulid tagavad nii rakkude endi liikuvuse kui ka ripsmete ja lipukate liikumise, mis on osade rakkude (epiteel) väljakasvud hingamisteed ja muud organid). Mikrotuubulid on osa rakukeskusest.
Rakukeskus (tsütotsenter) on tsentrioolide kogum ja neid ümbritsev tihe aine - tsentrosfäär. Rakukeskus asub raku tuuma lähedal. Tsentrioolid on õõnsate silindrite kujuga, mille läbimõõt on umbes

1. 25 mikronit ja kuni 0,5 mikronit pikk. Tsentriooli seinad on ehitatud mikrotuubulitest, mis moodustavad 9 kolmikut (kolmekordsed mikrotuubulid - 9x3).

Tavaliselt on mittejagunevas rakus kaks tsentriooli, mis asetsevad üksteise suhtes nurga all ja moodustavad diplosoomi. Kui rakk valmistub jagunema, kahekordistuvad tsentrioolid, nii et rakul on enne jagunemist neli tsentriooli. Mikrotuubulitest koosnevate tsentrioolide (diplosoomide) ümber on tsentrosfäär radiaalselt orienteeritud fibrillidega struktuuritu serva kujul. Tsentrioolid ja tsentrosfäär jagunevates rakkudes osalevad jagunemisspindli moodustamises ja paiknevad selle poolustel.
Ribosoomid on graanulid suurusega 15-35 nm. Need sisaldavad valke ja RNA molekule ligikaudu võrdses massisuhtes. Ribosoomid paiknevad vabalt tsütoplasmas või on fikseeritud granulaarse endoplasmaatilise retikulumi membraanidele. Ribosoomid osalevad valgumolekulide sünteesis. Nad korraldavad aminohapped ahelateks rangelt kooskõlas DNA-s sisalduva geneetilise teabega. Koos üksikute ribosoomidega sisaldavad rakud ribosoomide rühmi, mis moodustavad polüsoome, polüribosoome.
Tsütoplasmaatilised inklusioonid on raku valikulised komponendid. Need ilmuvad ja kaovad sõltuvalt raku funktsionaalsest seisundist. Inklusioonide peamine asukoht on tsütoplasma. Sellesse kogunevad kandmised tilkade, graanulite ja kristallide kujul. On troofilisi, sekretoorseid ja pigmendilisandeid. Troofiliste kandjate hulka kuuluvad glükogeeni graanulid maksarakkudes, valgugraanulid munades, rasvatilgad rasvarakkudes jne. Need toimivad toitainete reservidena, mida rakk kogub. Sekretoorsed kandmised moodustuvad näärmeepiteelirakkudes nende elu jooksul. Inklusioonid sisaldavad bioloogiliselt aktiivseid aineid, mis on kogunenud sekretoorsete graanulite kujul. Pigmendi lisandid
võivad olla endogeensed (kui need on moodustunud kehas endas - hemoglobiin, lipofustsiin, melaniin) või eksogeensed (värvid jne).
Küsimused kordamiseks ja enesekontrolliks:

1. Nimeta raku peamised struktuurielemendid.
2. Millised omadused on rakul kui elusolendite elementaarüksusel?
3. Mis on raku organellid? Rääkige meile organellide klassifikatsioonist.
4. Millised organellid osalevad rakus ainete sünteesis ja transpordis?
5. Selgitage Golgi kompleksi ehitust ja funktsionaalset tähtsust.
6. Kirjeldage mitokondrite ehitust ja funktsioone.
7. Nimetage mittemembraansed rakuorganellid.
8. Määratle kandmised. Too näiteid.

Raku tuum - vajalik element rakud. See sisaldab geneetilist (pärilikku) teavet ja reguleerib valgusünteesi. Geneetiline teave sisaldub desoksüribonukleiinhappe (DNA) molekulides. Kui rakk jaguneb, kandub see teave võrdsetes kogustes tütarrakkudesse. Tuumas on oma valgusünteesi aparaat, tuum juhib sünteetilisi protsesse tsütoplasmas. Paljundatakse DNA molekulidel erinevat tüüpi ribonukleiinhape: informatiivne, transport, ribosomaalne.
Tuum on tavaliselt sfäärilise või munaja kujuga. Mõnedel rakkudel (näiteks leukotsüütidel) on oakujuline, pulgakujuline või segmenteeritud tuum. Mittejaguneva raku tuum (interfaas) koosneb kestast, nukleoplasmast (karüoplasmast), kromatiinist ja tuumast.
Tuumaümbris (karüoot) eraldab tuuma sisu raku tsütoplasmast ja reguleerib ainete transporti tuuma ja tsütoplasma vahel. Karüoteka koosneb välimisest ja sisemisest membraanist, mis on eraldatud kitsa perinukleaarse ruumiga. Välimine tuumamembraan on otseses kontaktis raku tsütoplasmaga, endoplasmaatilise retikulumi tsisternide membraanidega. Tsütoplasma poole suunatud tuumamembraani pinnal paiknevad arvukad ribosoomid. Tuumaümbrisel on tuumapoorid, mis on suletud keerulise diafragmaga, mille moodustavad omavahel ühendatud valgugraanulid. Ainevahetus toimub tuumapooride kaudu
raku tuuma ja tsütoplasma vahel. Ribonukleiinhappe (RNA) molekulid ja ribosomaalsed subühikud lahkuvad tuumast tsütoplasmasse ning valgud ja nukleotiidid sisenevad tuuma.
Tuumaümbrise all on homogeenne nukleoplasm (karüoplasm) ja nukleool. Mittejaguneva tuuma nukleoplasmas, selle tuumavalgu maatriksis, on nn heterokromatiini graanulid (klombid). Graanulite vahel paiknevaid lahtise kromatiini piirkondi nimetatakse eukromatiiniks. Lahtist kromatiini nimetatakse dekondenseeritud kromatiiniks, selles toimuvad kõige intensiivsemalt sünteetilised protsessid. Rakkude jagunemise käigus kromatiin tiheneb, kondenseerub ja moodustab kromosoome.
Mittejaguneva tuuma kromatiin ja jaguneva tuuma kromosoomid on keemilise koostisega ühesugused. Nii kromatiin kui ka kromosoomid koosnevad DNA molekulidest, mis on seotud RNA ja valkudega (histoonid ja mittehistoonid). Iga DNA molekul koosneb kahest pikast parempoolsest polünukleotiidahelast (topeltheeliksist). Iga nukleotiid koosneb lämmastikalusest, suhkrust ja fosforhappe jäägist. Veelgi enam, alus asub topeltspiraali sees ja suhkru-fosfaadi skelett asub väljaspool.
Pärilik teave DNA molekulides registreeritakse selle nukleotiidide paigutuse lineaarses järjestuses. Pärilikkuse elementaarosake on geen. Geen on DNA osa, millel on spetsiifiline nukleotiidide järjestus, mis vastutab ühe konkreetse valgu sünteesi eest.
Jaguneva tuuma kromosoomi DNA molekulid on kompaktselt pakitud. Seega on ühe DNA molekuli, mis sisaldab lineaarses paigutuses 1 miljonit nukleotiidi, pikkus 0,34 mm. Ühe inimese kromosoomi pikkus venitatuna on umbes 5 cm. Histooni valkudega seotud DNA molekulid moodustavad nukleosoomid, mis on struktuuriüksused kromatiin. Nukleosoomid näevad välja nagu 10 nm läbimõõduga helmed. Iga nukleosoom koosneb histoonidest, mille ümber on keerdunud DNA osa, sealhulgas 146 nukleotiidipaari. Nukleosoomide vahel on DNA lineaarsed lõigud, mis koosnevad 60 nukleotiidipaarist. Kromatiini esindavad fibrillid, mis moodustavad umbes 0,4 μm pikkuseid silmuseid, mis sisaldavad 20 000 kuni 300 000 nukleotiidipaari.
Deoksüribonukleoproteiinide (DNP-de) tihenemise (kondenseerumise) ja keerdumise (superkerimise) tulemusena jagunevas tuumas on kromosoomid piklikud vardakujulised moodustised, mille kaks kätt on jagatud nii.
nimetatakse kitsenduseks – tsentromeeriks. Sõltuvalt tsentromeeri asukohast ja käte (jalgade) pikkusest eristatakse kolme tüüpi kromosoome: metatsentrilised, millel on ligikaudu identsed käed, submetatsentrilised, milles käte (jalgade) pikkus on erinev, ja akrotsentrilised kromosoomid. , milles üks käsi on pikk ja teine ​​väga lühike, vaevumärgatav.
Kromosoomide pind on kaetud erinevate molekulidega, peamiselt ribonukleoprogeididega (RNP). Somaatilistel rakkudel on igast kromosoomist kaks koopiat. Neid nimetatakse homoloogseteks kromosoomideks, nad on pikkuse, kuju, struktuuri poolest identsed ja kannavad samu geene, mis paiknevad samal viisil. Kromosoomide struktuurseid tunnuseid, arvu ja suurust nimetatakse karüotüübiks. Tavaline inimese karüotüüp sisaldab 22 paari somaatilisi kromosoome (autosoome) ja ühte paari sugukromosoome (XX või XY). Somaatilised rakud inimestel (diploididel) on topeltarv kromosoome – 46. Sugurakud sisaldavad haploidset (üksik) komplekti – 23 kromosoomi. Seetõttu on sugurakkudes DNA-d kaks korda vähem kui diploidsetes somaatilistes rakkudes.
Tuum, üks või mitu, on kõigis mittejagunevates rakkudes. Sellel on intensiivselt määrdunud ümar keha, mille suurus on võrdeline valgusünteesi intensiivsusega. Tuum koosneb elektrontihedast nukleolonemist (kreeka keelest neman - niit), milles eristatakse filamentseid (fibrillaarseid) ja granuleeritud osi. Filamentne osa koosneb paljudest läbipõimunud RNA ahelatest, mille paksus on umbes 5 nm. Granuleeritud (granuleeritud) osa moodustavad umbes 15 nm läbimõõduga terad, mis on ribonukleoproteiinide osakesed - ribosomaalsete subühikute prekursorid. Ribosoomid moodustuvad tuumas.
Raku keemiline koostis. Kõik inimkeha rakud on keemilise koostise poolest sarnased, sisaldavad nii anorgaanilisi kui orgaanilisi aineid.
Anorgaanilised ained. Raku koostises leidub üle 80 keemilise elemendi. Veelgi enam, kuus neist - süsinik, vesinik, lämmastik, hapnik, fosfor ja väävel - moodustavad umbes 99% raku kogumassist. Keemilisi elemente leidub rakus erinevate ühendite kujul.
Vesi on raku ainete hulgas esikohal. See moodustab umbes 70% raku massist. Enamik rakus toimuvaid reaktsioone saab toimuda ainult vesikeskkonnas. Paljud ained sisenevad rakku vesilahusena. Ainevahetusproduktid eemaldatakse rakust ka vesilahuses. Tänu
Vee juuresolekul säilitab rakk oma mahu ja elastsuse. TO anorgaanilised ained rakud sisaldavad lisaks veele ka sooli. Raku elutähtsate protsesside jaoks on olulisemad katioonid K+, Na+, Mg2+, Ca2+, samuti anioonid - H2PO~, C1, HCO Katioonide ja anioonide kontsentratsioon rakus sees ja väljaspool. Seega on raku sees alati üsna kõrge kaaliumiioonide kontsentratsioon ja madal naatriumiioonide kontsentratsioon. Vastupidi, rakku ümbritsevas keskkonnas, koevedelikus, on vähem kaaliumiioone ja rohkem naatriumioone. Elusrakus jäävad need kaaliumi- ja naatriumioonide kontsentratsioonide erinevused rakusisese ja rakuvälise keskkonna vahel konstantseks.
Orgaanilised ained. Peaaegu kõik rakumolekulid on süsinikuühendid. Kui selle väliskestas on neli elektroni, võib süsinikuaatom moodustada neli tugevat kovalentset sidet teiste aatomitega, luues suuri keerukaid molekule. Teised aatomid, mis rakus laialdaselt esinevad ja millega süsinikuaatomid kergesti ühinevad, on vesiniku-, lämmastiku- ja hapnikuaatomid. Neil, nagu süsinikul, pole suured suurused ja on võimelised moodustama väga tugevaid kovalentseid sidemeid.
Enamik orgaanilisi ühendeid moodustab suuri molekule, mida nimetatakse makromolekulideks (kreeka keeles makros – suured). Sellised molekulid koosnevad korduvatest ühenditest, millel on sarnane struktuur ja omavahel seotud - monomeerid (kreeka monos - üks). Monomeeridest moodustunud makromolekuli nimetatakse polümeeriks (kreeka polü – palju).
Suurem osa raku tsütoplasmast ja tuumast koosneb valkudest. Kõik valgud sisaldavad vesiniku, hapniku ja lämmastiku aatomeid. Paljud valgud sisaldavad ka väävli- ja fosforiaatomeid. Iga valgu molekul koosneb tuhandetest aatomitest. Olemas suur summa aminohapetest üles ehitatud mitmesugused valgud.
Loomarakkudes ja kudedes ning taimeorganismid leitakse üle 170 aminohappe. Igal aminohappel on karboksüülrühm (COOH), millel on happelised omadused, ja aminorühm (-NH2), millel on aluselised omadused. Molekulide piirkondi, mis ei ole hõivatud karboksü- ja aminorühmadega, nimetatakse radikaalideks (R). Lihtsamal juhul koosneb radikaal ühest vesinikuaatomist, kuid keerulisemates aminohapetes võib see olla keerukas struktuur, mis koosneb paljudest süsinikuaatomitest.
Tähtsamate aminohapete hulka kuuluvad alaniin, glutamiin ja asparagiinhape, proliin, leutsiin, tsüsteiin. Aminohapete omavahelisi ühendusi nimetatakse peptiidsidemeteks. Saadud aminohappeühendeid nimetatakse peptiidideks. Kahest aminohappest koosnevat peptiidi nimetatakse dipeptiidiks.
kolmest aminohappest - tripeptiid, paljudest aminohapetest - polüpeptiid. Enamik valke sisaldab 300-500 aminohapet. On ka suuremaid valgumolekule, mis koosnevad 1500 või enamast aminohappest. Valgud erinevad polüpeptiidahela koostise, arvu ja aminohapete vaheldumise järjekorra poolest. Just aminohapete vaheldumise järjestus on valkude olemasoleva mitmekesisuse juures ülimalt tähtis. Paljud valgumolekulid on pikad ja suure molekulmassiga. Seega on insuliini molekulmass 5700, hemoglobiin 65 000 ja vee molekulmass vaid 18.
Valkude polüpeptiidahelad ei ole alati piklikud. Vastupidi, need võivad mitmel viisil kõverduda, painutada või voltida. Erinevad füüsilised ja keemilised omadused valgud pakuvad nende poolt täidetavate funktsioonide tunnuseid: ehitus, mootor, transport, kaitse, energia.
Rakkudes sisalduvad süsivesikud on samuti orgaanilised ained. Süsivesikud sisaldavad süsiniku, hapniku ja vesiniku aatomeid. Seal on lihtsad ja komplekssed süsivesikud. Lihtsaid süsivesikuid nimetatakse monosahhariidideks. Komplekssed süsivesikud on polümeerid, milles monomeeride rolli mängivad monosahhariidid. Disahhariid moodustub kahest monomeerist, trisahhariid kolmest ja polüsahhariid paljudest. Kõik monosahhariidid on värvitud ained, vees hästi lahustuvad. Loomarakkudes on kõige levinumad monosahhariidid glükoos, riboos ja desoksüriboos.
Glükoos on raku peamine energiaallikas. Jagamisel muutub see süsinikmonooksiidiks ja veeks (C02 + + H20). Selle reaktsiooni käigus vabaneb energia (1 g glükoosi lagundamisel vabaneb 17,6 kJ energiat). Riboos ja desoksüriboos on nukleiinhapete ja ATP komponendid.
Lipiidid koosnevad samadest keemilistest elementidest nagu süsivesikud – süsinik, vesinik ja hapnik. Lipiidid ei lahustu vees. Kõige levinumad ja tuntumad lipiidid on egorasvad, mis on energiaallikaks. Rasvade lagundamisel vabaneb kaks korda rohkem energiat kui süsivesikute lagundamisel. Lipiidid on hüdrofoobsed ja on seetõttu osa rakumembraanidest.
Rakud sisaldavad nukleiinhappeid – DNA ja RNA. Nimetus "nukleiinhapped" pärineb ladinakeelsest sõnast "tuum", need. tuum, kus need esmakordselt avastati. Nukleiinhapped on üksteisega järjestikku ühendatud nukleotiidid. Nukleotiid on kemikaal
ühend, mis koosneb ühest suhkrumolekulist ja ühest orgaanilisest alusmolekulist. Orgaanilised alused võivad hapetega interakteerudes moodustada sooli.
Iga DNA molekul koosneb kahest ahelast, mis on spiraalselt üksteise ümber keerdunud. Iga ahel on polümeer, mille monomeerideks on nukleotiidid. Iga nukleotiid sisaldab ühte neljast alusest – adeniini, tsütosiini, guaniini või tümiini. Topeltheeliksi moodustumisel "ühendavad" ühe ahela lämmastikualused teise ahela lämmastiku alustega. Alused on üksteisele nii lähedal, et nende vahel tekivad vesiniksidemed. Ühendavate nukleotiidide paigutuses on oluline muster, nimelt: ühe ahela adeniini (A) vastu on alati teise ahela tümiin (T) ja ühe ahela guaniini (G) vastu - tsütosiin (C). Kõigis nendes kombinatsioonides näivad mõlemad nukleotiidid üksteist täiendavat. Sõna "lisand" ladina keel tähistab "täiendamist". Seetõttu on tavaks öelda, et guaniin on komplementaarne tsütosiiniga ja tümiin on komplementaarne adeniiniga. Seega, kui nukleotiidide järjekord ühes ahelas on teada, siis komplementaarprintsiip määrab kohe nukleotiidide järjekorra teises ahelas.
DNA polünukleotiidahelates moodustavad iga kolm järjestikust nukleotiidi kolmiku (kolme komponendi komplekti). Iga kolmik ei ole lihtsalt juhuslik kolmest nukleotiidist koosnev rühm, vaid kodageen (kreeka keeles on kodageen piirkond, mis moodustab koodoni). Iga koodon kodeerib (krüpteerib) ainult ühte aminohapet. Koodgeenide järjestus sisaldab (salvestatud) esmast teavet valkude aminohapete järjestuse kohta. DNA-l on ainulaadne vara- võime kahekordistada, mida ühelgi teisel teadaoleval molekulil ei ole.
RNA molekul on samuti polümeer. Selle monomeerid on nukleotiidid. RNA on üheahelaline molekul. See molekul on üles ehitatud samamoodi nagu üks DNA ahelatest. Ribonukleiinhape sisaldab sarnaselt DNA-ga kolmikuid – kolme nukleotiidi kombinatsioone ehk infoühikuid. Iga kolmik kontrollib väga spetsiifilise aminohappe lisamist valku. Ehitatavate aminohapete vaheldumise järjekorra määrab RNA kolmikute järjestus. RNA-s sisalduv teave on DNA-st saadud teave. Teabe edastamisel lähtutakse juba tuntud komplementaarsuse põhimõttest.

Iga DNA kolmik on seotud komplementaarse RNA kolmikuga. RNA tripletti nimetatakse koodoniks. Koodonjärjestus sisaldab teavet valkude aminohapete järjestuse kohta. See teave kopeeritakse DNA molekuli koodgeeni järjestuses salvestatud teabest.
Erinevalt DNA-st, mille sisaldus konkreetsete organismide rakkudes on suhteliselt konstantne, kõigub RNA sisaldus ja sõltub rakus toimuvatest sünteetilistest protsessidest.
Nende funktsioonide põhjal on ribonukleiinhappeid mitut tüüpi. Transfer RNA (tRNA) leidub peamiselt raku tsütoplasmas. Ribosomaalne RNA (rRNA) moodustab ribosoomide struktuuri olulise osa. Messenger RNA (mRNA) või maatriks-RNA (mRNA) leidub raku tuumas ja tsütoplasmas ning see kannab teavet valgu struktuuri kohta DNA-st ribosoomide valgusünteesi kohta. Kõik RNA tüübid sünteesitakse DNA-l, mis toimib omamoodi mallina.
Adenosiintrifosforhapet (ATP) leidub igas rakus. Keemilise struktuuri järgi klassifitseeritakse ATP nukleotiidideks. See ja iga nukleotiid sisaldavad ühte orgaanilise aluse (adeniini) molekuli, ühte süsivesikute (riboosi) molekuli ja kolme fosforhappe molekuli. ATP erineb tavalistest nukleotiididest oluliselt mitte ühe, vaid kolme fosforhappemolekuli olemasolu poolest.
Adenosiinmonofosforhape (AMP) on osa kogu RNA-st. Kui lisada veel kaks molekuli fosforhapet (H3P04), muutub see ATP-ks ja muutub energiaallikaks. See on ühendus teise ja kolmanda vahel

Oma botaanika ja zooloogia kursuse põhjal teate, et taimede ja loomade kehad on ehitatud rakkudest. Ka inimkeha koosneb rakkudest. Tänu rakuline struktuur organism, selle kasv, paljunemine, elundite ja kudede taastumine ning muud tegevusvormid on võimalikud.

Rakkude kuju ja suurus sõltuvad elundi poolt täidetavast funktsioonist. Peamine vahend raku struktuuri uurimiseks on mikroskoop. Valgusmikroskoop võimaldab vaadelda rakku ligikaudu kolme tuhandekordse suurendusega; elektronmikroskoop, mis kasutab valguse asemel elektronide voogu sadu tuhandeid kordi. Tsütoloogia uurib rakkude struktuuri ja funktsioone (kreeka keelest "cytos" - rakk).

Raku struktuur. Iga rakk koosneb tsütoplasmast ja tuumast ning väljastpoolt on see kaetud membraaniga, mis eraldab ühe raku naaberrakudest. Naaberrakkude membraanide vaheline ruum on täidetud vedelikuga rakkudevaheline aine. Peamine funktsioon membraanid on see, et nad liiguvad sellest läbi erinevaid aineid rakust rakku ja seega toimub ainete vahetus rakkude ja rakkudevahelise aine vahel.

Tsütoplasma- viskoosne poolvedel aine. Tsütoplasma sisaldab mitmeid raku väikseimaid struktuure - organoidid, mis täidavad erinevaid funktsioone. Vaatame tähtsamaid organelle: mitokondrid, tuubulite võrgustik, ribosoomid, rakukeskus ja tuum.

Mitokondrid- lühikesed paksendatud korpused sisemiste vaheseintega. Nad toodavad energiarikast ainet, mis on vajalik rakus toimuvate protsesside jaoks (ATP). On märgatud, et mida aktiivsemalt rakk töötab, seda rohkem sisaldab see mitokondreid.

Torude võrk tungib läbi kogu tsütoplasma. Nende tuubulite kaudu toimub ainete liikumine ja organellide vaheline side luuakse.

Ribosoomid- valku ja ribonukleiinhapet sisaldavad tihedad kehad. Need on valgu moodustumise koht.

Raku keskus moodustavad kehad, mis osalevad rakkude jagunemises. Need asuvad tuuma lähedal.

Tuum- see on keha, mis on raku oluline komponent. Rakkude jagunemise käigus muutub tuuma struktuur. Kui raku jagunemine lõpeb, naaseb tuum oma eelmisesse olekusse. Südamikus on spetsiaalne aine - kromatiin, millest enne rakkude jagunemist moodustuvad filamentsed kehad - kromosoomid. Rakke iseloomustab konstantne teatud kujuga kromosoomide arv. Inimkeha rakud sisaldavad 46 kromosoomi ja sugurakkudes 23.

Raku keemiline koostis. Inimkeha rakud koosnevad mitmesugustest anorgaanilise ja orgaanilise iseloomuga keemilistest ühenditest. Raku anorgaaniliste ainete hulka kuuluvad vesi ja soolad. Vesi moodustab kuni 80% raku massist. See lahustab keemilistes reaktsioonides osalevaid aineid: ülekandeid toitaineid, eemaldab rakust jääkained ja kahjulikud ühendid. Mängivad mineraalsoolad - naatriumkloriid, kaaliumkloriid jne oluline roll vee jaotuses rakkude ja rakkudevahelise aine vahel. Üksikud keemilised elemendid, nagu hapnik, vesinik, lämmastik, väävel, raud, magneesium, tsink, jood, fosfor, osalevad elutähtsate orgaaniliste ühendite loomisel. Orgaanilised ühendid moodustavad kuni 20-30% iga raku massist. Orgaaniliste ühendite hulgas kõrgeim väärtus sisaldavad süsivesikuid, rasvu, valke ja nukleiinhappeid.

Süsivesikud koosnevad süsinikust, vesinikust ja hapnikust. Süsivesikute hulka kuuluvad glükoos ja loomne tärklis – glükogeen. Paljud süsivesikud lahustuvad vees hästi ja on kõigi eluprotsesside peamised energiaallikad. 1 g süsivesikute lagunemisel vabaneb 17,6 kJ energiat.

Rasvad moodustavad samad keemilised elemendid nagu süsivesikud. Rasvad on vees lahustumatud. Need on osa rakumembraanidest. Rasvad toimivad ka keha varuenergiaallikana. 1 g rasva täielikul lagunemisel vabaneb 38,9 kJ energiat.

Oravad on raku peamised ained. Valgud on kõige keerulisemad looduses leiduvad orgaanilised ained, kuigi koosnevad suhteliselt väikesest hulgast keemilistest elementidest – süsinik, vesinik, hapnik, lämmastik, väävel. Väga sageli sisaldab valk fosforit. Valgu molekul on suur ja koosneb ahelast, mis koosneb kümnetest ja sadadest lihtsamatest ühenditest – 20 tüüpi aminohapetest.

Peamiselt toimivad valgud ehitusmaterjal. Nad osalevad rakumembraanide, tuuma, tsütoplasma ja organellide moodustamises. Paljud valgud toimivad keemiliste reaktsioonide kiirendajatena - ensüümid. Biokeemilised protsessid saavad rakus toimuda ainult spetsiaalsete ensüümide juuresolekul, mis kiirendavad ainete keemilisi muundumisi sadu miljoneid kordi.

Valkudel on mitmekesine struktuur. Ühes rakus on kuni 1000 erinevat valku.

Valkude lagunemisel organismis vabaneb energiat ligikaudu sama palju kui süsivesikute lagunemisel - 17,6 kJ 1 g kohta.

Nukleiinhapped aastal moodustuvad raku tuum. Nende nimi on sellega seotud (ladina keelest "tuum" - tuum). Need koosnevad süsinikust, hapnikust, vesinikust ning lämmastikust ja fosforist. Nukleiinhappeid on kahte tüüpi – desoksüribonukleiinhapped (DNA) ja ribonukleiinhapped (RNA). DNA-d leidub peamiselt rakkude kromosoomides. DNA määrab rakuvalkude koostise ja ülekande pärilikud tunnused ja vara vanematelt järglastele. RNA funktsioonid on seotud sellele rakule iseloomulike valkude moodustumisega.

Põhimõisted ja mõisted:

Raku keemiline koostis on tihedalt seotud selle elemendi ehituse ja toimimise iseärasustega. funktsionaalne üksus elus. Nagu morfoloogilises mõttes, on kõigi kuningriikide esindajate rakkude jaoks kõige tavalisem ja universaalsem protoplasti keemiline koostis. Viimane sisaldab umbes 80% vett, 10% orgaanilist ainet ja 1% sooli. Nende hulgas mängivad protoplasti moodustamisel juhtivat rolli valgud, nukleiinhapped, lipiidid ja süsivesikud.

Protoplasti keemiliste elementide koostis on äärmiselt keeruline. See sisaldab nii väikese molekulmassiga aineid kui ka suurte molekulidega aineid. 80% protoplasti massist moodustavad suure molekulmassiga ained ja ainult 30% moodustavad madala molekulmassiga ühendid. Samal ajal on iga makromolekuli jaoks sadu ja iga suure makromolekuli jaoks tuhandeid ja kümneid tuhandeid molekule.

Mis tahes raku koostis sisaldab enam kui 60 perioodilisuse tabeli elementi.

Esinemissageduse alusel võib elemendid jagada kolme rühma:

Anorgaanilised ained on madala molekulmassiga ning neid leidub ja sünteesitakse nii elusrakkudes kui ka elutus looduses. Rakus esindab neid aineid peamiselt vesi ja selles lahustunud soolad.

Vesi moodustab umbes 70% rakust. Molekulaarse polarisatsiooni eriomaduse tõttu mängib vesi raku elus tohutut rolli.

Veemolekul koosneb kahest vesinikuaatomist ja ühest hapnikuaatomist.

Molekuli elektrokeemiline struktuur on selline, et hapnikul on väike ülemäärane negatiivne laeng ja vesinikuaatomitel on positiivne laeng, see tähendab, et veemolekulil on kaks osa, mis tõmbavad ligi teisi vastupidiselt laetud osadega veemolekule. See toob kaasa molekulidevahelise seose suurenemise, mis omakorda määrab agregatsiooni vedela oleku temperatuuridel 0–1000C, hoolimata suhteliselt madalast molekulmassist. Samas tagavad polariseeritud veemolekulid soolade parema lahustuvuse.

Vee roll rakus:

· Vesi on raku keskkond; selles toimuvad kõik biokeemilised reaktsioonid.

· Vesi täidab transpordifunktsiooni.

· Vesi on anorgaaniliste ja mõnede orgaaniliste ainete lahusti.

· Vesi ise osaleb mõnes reaktsioonis (näiteks vee fotolüüs).

Sooli leidub rakus, tavaliselt lahustunud kujul, see tähendab anioonide (negatiivse laenguga ioonide) ja katioonide (positiivselt laetud ioonide) kujul.

Raku olulisemad anioonid on hüdroskiid (OH -), karbonaat (CO 3 2-), vesinikkarbonaat (CO 3 -), fosfaat (PO 4 3-), hüdrofosfaat (HPO 4 -), divesinikfosfaat (H 2 PO) 4 -). Anioonide roll on tohutu. Fosfaat tagab suure energiaga sidemete (kõrge energiaga keemilised sidemed) moodustumise. Karbonaadid tagavad tsütoplasma puhverdavad omadused. Puhvermaht on võime säilitada lahuse konstantset happesust.

Kõige olulisemate katioonide hulka kuuluvad prooton (H +), kaalium (K +), naatrium (Na +). Prooton osaleb paljudes biokeemilistes reaktsioonides ning selle kontsentratsioon määrab ka tsütoplasma sellise olulise omaduse nagu selle happesus. Kaaliumi- ja naatriumioonid tagavad rakumembraani sellise olulise omaduse nagu elektriimpulsi juhtivus.

Rakk on elementaarne struktuur, milles viiakse läbi kõik bioloogilise metabolismi peamised etapid ja mis sisaldab kõiki elusaine peamisi keemilisi komponente. 80% protoplasti massist moodustavad kõrgmolekulaarsed ained – valgud, süsivesikud, lipiidid, nukleiinhapped, ATP. Raku orgaanilisi aineid esindavad mitmesugused biokeemilised polümeerid, st molekulid, mis koosnevad paljudest lihtsamate, struktuurilt sarnaste lõikude (monomeeride) kordustest.

2. Orgaanilised ained, nende struktuur ja roll raku elus.