Rakkude struktuur ja funktsioonid. Kuidas rakk töötab?

Rakk on organismi väikseim osa, mis on võimeline iseseisvalt eluprotsesse läbi viima. Inimese keha loob kahe raku, s.o sperma ja munaraku ühinemine. Kui see küpseb, pole enam võimalik täpselt kindlaks teha, kui palju erinevaid rakke see koosneb. Kuidas rakke ehitatakse ja kuidas need töötavad?

Meie keha väikseim osa on rakk. Lihtsalt inimkeha raku struktuur võib varieeruda sõltuvalt sellest, millist rolli see peaks mängima. Tüüpiline on täidetud paksu vedelikuga, mida nimetatakse tsütoplasmaks, millesse tuum on kinnitatud. Tsütoplasma ja tuum on ümbritsetud õhukese membraaniga. Kuid kõik lahtrid ei näe välja ühesugused. Need erinevad konstruktsiooni, funktsioonide ja suuruse poolest. Kuid nad kõik paljunevad jagamise teel. Reeglina ei ole nad omavahel juhuslikult segatud, vaid moodustavad rühmi, mida nimetatakse kudedeks.

Tuum on peaaegu iga raku keskosa. See on nagu tsütoplasmasse riputatud pall, mida ümbritseb poorne membraan. Tuuma sisemus on täidetud orgaaniliste ühenditega, peamiselt valkudega, moodustades poolvedela karüoplasma. See haruldane želee sisaldab muu hulgas deoksüribonukleiinhappe (DNA) ja ribonukleiinhappe (RNA) molekulid. DNA molekulid sarnanevad kahele spiraalis keerdunud ahelale. Need sisaldavad miljardeid andmeid meie keha struktuuri ja toimimise kohta. See on geneetiline kood, mille abil rakud saavad paljuneda ja teatud funktsioone üle võtta. See on nagu inimese maatriks. RNA omakorda sisaldab kodeeritud teavet spetsiifiliste valkude tootmise kohta, millest meie keha on valmistatud.

Plasma membraan kaitseb rakku

Seda ümbritsevat rakku nimetatakse plasmamembraaniks. Sellel on kolm kihti: keskmine on valmistatud lipiididest ehk rasvadest ja ülejäänud kaks valkudest. Plasma membraan on tugev, kuid kergelt poorne. See võimaldab rakkudesse siseneda selle eluks ja arenguks vajalikel ainetel ning väljast vabastada näiteks hormoone.

Mõned rakud (nt valged verelibled või leukotsüüdid) kasutavad oma membraane keha vaenlaste, näiteks bakterite vastu võitlemiseks. Baktereid puudutades sulatatakse membraan ja lukustatakse sissetungija spetsiaalsesse mulli (vakuuli). Vakuoolis seedivad rakuensüümid ehk hävitavad bakterid. Professionaalselt nimetatakse seda protsessi fagotsütoosiks.

Kuidas erinevad üksikud rakud?

Inimese kehas teevad omavahel koostööd sajad rakud, millel on sageli oluliselt erinev struktuur:

• mõned (nt nahk ja vererakud) elavad maksimaalselt paar nädalat, samas kui teised (nt närvi- ja luurakud) võivad elada nii kaua kui meie
• vööt- või skeletilihasrakkudel on mitu tuuma, samas kui erütrotsüütidel ehk punastel verelibledel neid üldse pole
• ainult närvirakud on varustatud projektsioonidega, tänu millele nad suhtlevad omavahel ja teiste, kaugete elunditega

Lahtri sisemuse ehitus

Rakku täitvat läbipaistvat želeesarnast vedelikku nimetatakse tsütoplasmaks. Niinimetatud organellid. Võib öelda, et need on raku siseorganid. Kui võrrelda rakku tehasega, on organellid selle üksikud osakonnad. Kõik teevad midagi muud, kuid nad teevad raku elus hoidmiseks koostööd. Organellide arv ja tüüp sõltuvad raku funktsioonist.

Tsütoplasma jagatakse membraanide abil osadeks, mis moodustavad ebaregulaarsete tuubulite ja vesiikulite võrgu. Seda süsteemi nimetatakse endoplasmaatiliseks retikulumiks. Mõnes kohas kinnituvad võrkkehale väikesed kehad, mida nimetatakse ribosoomideks. Nad kuuluvad kõige väiksematesse organellidesse. Nad toodavad valke, mis väljuvad rakust kaugemale ja mida kasutab kogu keha. Retikulumi külge kinnitamata ribosoomid, nn vabana toodavad nad valke raku enda kasutamiseks.

Niinimetatud agranulaarne (sile) retikulum, millel pole ribosoome. Siledas retikulumis, näiteks maksarakkudes, toimub lipiidide (rasvade) ja kolesterooli metabolism ning munandite, munasarjade ja neerupealiste rakkudes steroidhormoonide tootmine.

Golgi aparaat on moodustatud sileda võrkkesta osast. See näeb välja nagu üksteise otsa laotud plaatide hunnik. Membraaniga ümbritsetud vesiikulid eralduvad selle servadest. Vesiikulid liiguvad rakumembraanile, liituvad sellega, avanevad ja viskavad nende sisu rakust välja. See sisu koosneb erinevatest ainetest, mida rakk keha kasuks toodab. Näiteks kõhunäärme rakkudes on vesiikulites tsümogeen, mis eraldub Golgi aparaadist. Kui folliikul jõuab rakumembraanini, puruneb see ja vabastab tsümogeeni, mis muutub seedeensüümiks. Nii et Golgi aparaat on nagu kuller, mis pakib ja transpordib tema poolt toodetud aineid raku välisküljele.

Rakk: energia ja ensüümide tehas

Tsütoplasmas hajutatud organellide hulka kuuluvad ka mitokondrid. Nad näevad välja nagu mini-kurgid. Ühes kambris on neid kuni mitusada. Need on ümbritsetud kahe membraaniga ja täidetud vedelikuga, nn maatriks. Mitokondrid on rakulise hingamise keskused. Mitmete ensüümide osalusel mitokondrites muudetakse toitained energiaks. See toetab raku elu ja võimaldab sellel töötada. Seega on mitokondrid energiat andev elektrijaam. Kui rakk vajab palju kütust, kasvavad nad ja jagunevad, et rahuldada nõudmisi.Huvitav on see, et neil on oma tuumast sõltumatu DNA.

Lüsosoomid on ka organellid. Nad on mõnevõrra nagu mitokondrid, kuid ümbritsetud ühe membraaniga. Lüsosoomid sisaldavad ensüüme, mis seedivad muu hulgas kahjustatud organellid ja vakuoolides suletud bakterid. Kui rakk sureb, vabanevad ja seeduvad ka lüsosomaalsed ensüümid. Seda protsessi nimetatakse autolüüsiks.

Tüvirakud

Embrüonaalse arengu väga varajases staadiumis näevad kõik meie keha rakud välja ühesugused. Neil kõigil on võimalik välja töötada mis tahes spetsiaalne rakk, mida kasutatakse elundi, näiteks südame, maksa, naha ehitamiseks. Geneetilisest koodist tulenev impulss ja rakkude vastastikune mõju panevad diferentseerumata raku või vanemraku arenema näiteks rasva või lihasena. Teatud rakkude kogum, mida organism vajab tulevikus kudede taastamiseks, jääb siiski eristamata. Sellised rakud on meil näiteks luuüdis. Need on ainult umbes 100 päeva elavate punaliblede (erütrotsüütide) allikaks.

igakuine "Zdrowie"