Sisu
Rakk on elusate asjade põhiline tugiplaat.
Rakud võivad üksteisest suuresti varieeruda vastavalt organismile, milles antud rakk leitakse, ja spetsialiseeritumates organismides selle raku spetsiifilise füsioloogilise funktsiooni suhtes. Kuid kõigil rakkudel on mõned ühised elemendid, sealhulgas raku membraan kui välispiir ja tsütoplasma raku sisemuses.
Prokarüootsetel rakkudel - arvan, et bakteritel - pole tuuma ega organelleid ning tsütoplasmas on seega kõik, mis sisemuses nähtav. Taimedes, loomades ja seentes leiduvate eukarüootsete rakkude tsütoplasmas on "kõik" väljaspool tuuma ja kõiki esinevaid organelleid.
Mis on tsütoplasmas?
Esiteks on kasulik eristada omavahel seotud termineid rakubioloogias.
Tsütoplasma Termin "keskkond" osutab üldiselt keskkonnale keerukamates rakkudes, mis asub raku sisemuses, kuid ei ole raku organellide osa.
Eukarüootsed rakud sisaldavad lisaks tuumas sisalduvale geneetilisele materjalile ka selliseid struktuure ja organelleid nagu mitokondrid ja Golgi kehad, millel on oma kahekordne plasmamembraan, mille ehitus ja sisu on sarnane rakumembraanile endaga.
Söödet, milles need organellid asuvad, peetakse tsütoplasmaks.
Tsütosoolseevastu on spetsiifiline tarretisesarnane aine, mis moodustab tsütoplasma ja välistab kõik, mis selle sees asub, isegi väiksemad komponendid, näiteks ensüümid.
“Tsütoplasmat” võib seega pidada “tsütosooliks koos mõnede lisanditega”, samas kui “tsütosool” tähendab “tsütoplasmat, välja arvatud organellid”.
Tsütoplasma koosneb peamiselt veest, sooladest ja valkudest.
Enamik neist valkudest on ensüümid, mis katalüüsib või aitab kaasa keemilistele reaktsioonidele. Ehkki tsütoplasmal ei saa öelda, et sellel oleks ükski ülitähtis funktsioon, toimib see füüsikalise keskkonnana molekulide transportimiseks ja töötlemiseks rakus, mis on elutähtsad hetkeks hetkeks.
Prokarüootsetes rakkudes puuduvad organellid (prantsuse keeles tähendab “väike elund”); nende rakkude geneetiline materjal ja muud ekstratsütoolsed komponendid “hõljuvad” tsütoplasmas vabalt.
Taime- ja loomarakud on seevastu praktiliselt alati osa mitmerakulistest organismidest ja on vastavalt keerukamad.
Tuum ei ole selle olulisuse tõttu tavaliselt teiste organellidega rühmitatud, kuid tuum on täpselt selline, nagu tuum, kahekordne plasmamembraan ja kõik.
Selle suurus varieerub, kuid selle läbimõõt võib olla vahemikus 10 kuni 30 protsenti kogu raku läbimõõdust.
See sisaldab organismi kromosoome koos struktuursete ja ensümaatiliste valkudega, mis on vajalikud kromosoomide jaoks, et nad saaksid replitseerida ja edastada teavet sugurakkudele, mis on mõeldud organismide moodustamiseks liigi järgmises põlvkonnas.
Organellid tsütoplasmas
Rakus olevad organellid on analoogsed inimkeha erinevate organite ja struktuuridega.
Inimestel ja muudel loomadel pole tsütosooli ega tsütoplasmat, kuid vedelikku, mis moodustab vereplasma ja täidab suure osa ruumist rakkude ja elundite vahel, võib pidada sama põhifunktsioonide komplektiks: eristuvad füüsilised tellingud, millele metaboolne ja võivad tekkida muud reaktsioonid.
Mitokondrid on ehk kõige intrigeerivamad organellid.
Arvatakse, et need olid kunagi iseseisvate bakteritena olemas juba enne eukarüootide tulekut, need "elektrijaamad" on aeroobse hingamise protsessid.
Need on piklikud, pigem nagu kitsad jalgpallid ja nende topeltmembraan sisaldab väga palju voldid, nn kristaeid, mis laiendavad mitokondrite funktsionaalset pinda kaugemale sellest, mida sile membraan võimaldaks.
See on oluline siin toimuvate reaktsioonide arvu ja ulatuse tõttu, nende hulgas tuntud trikarboksüülhappe tsükkel (tuntud ka kui Krebsi või sidrunhappe tsükkel).
Kuigi mitokondreid leidub taimedes, rõhutatakse nende rolli loomades sagedamini, kuna loomad ei osale fotosünteesis.
••• Teadmineendoplasmaatiline retikulum "Veevärk" on omamoodi veovõrk, mille kahekordne plasmamembraan on pidev kogu raku omaga ja ulatub sisemuse poole ("retikulum" tähendab "väikest võrku").
Karedal endoplasmaatilisel retikulumil (RER) on küljes palju ribosoome ehk miniatuurseid valguvabrikuid, mis annavad sellele oma nime, samas kui siledas endoplasmaatilises retikulaaris on vähe või puuduvad ribosoomid, mis pikkusest kinni võtaksid.
Vaakumid on nagu raku varjualused, mis on võimelised ladustama ensüüme, kütust ja muid aineid seni, kuni need on kasutamiseks valmis, nii nagu teie keha suudab talletada talle hiljem vajalikke elemente, näiteks vererakud ja glükogeen.
Golgi aparaat on nagu töötlemiskeskus ja tavaliselt kujutatakse seda rakuskeemides pannkoogitaoliste ketaste virnana.
Kui SER ja RER transpordivad ribosoomi aktiivsuse toorprodukte (s.o valke), siis Golgi aparaat täpsustab ja modifitseerib neid tooteid vastavalt sellele, kuhu nad füüsilises süsteemis lõpuks kokku satuvad.
Lüsosoomid on lahtrite hooldus- ja hävitamisfunktsioonide vajaduse ilming.
Need sisaldavad ensüüme, mis võivad metaboolsete funktsioonide ja reaktsioonide vältimatuid jäätmeid lüüsida või keemiliselt seedida.
Nii nagu tugevaid tööstuslikke happeid hoitakse spetsiaalsetes mahutites, eraldab rakk tsütoplasmas laiali hajutatud spetsiaalsetes vaakumites lüstosoomide poolt eraldatud kaustilised ensüümid.
Lõpuks kloroplastid on taimerakkude organellid, mis sisaldavad klorofülliks nimetatavat pigmenti, mille kaudu päikesevalgus muundatakse energiaks, mis võimaldab taimedel glükoosi sünteesida. Erinevalt loomadest ei saa taimed söömisega ilmselgelt kütust ja peavad seetõttu seda tootma.
Mikroskoobi all meenutavad need märkimisväärselt mitokondreid.
Tsütosool
Kirjeldatud tsütosool on peamiselt tsütoplasma, millest on eemaldatud organellid.
See on maatriks, geelilaadne aine, milles organellid ja lahustunud ained "hõljuvad". Tsütosool sisaldab tsütoskelett, mis on mikrotuubulid mis aitavad rakul säilitada oma kuju. Need mikrotuubulid on valgu struktuurid, mis on valmistatud eraldiseisvatest alamühikutest, mida nimetatakse tubuliinideks, mis on kokku pandud rakkude kahe vastasküljega paigutatud tsentrosoomiga tsentrites.
Lisaks tubuliinirikastele mikrotuubulitele kutsusid ka muud elemendid mikrokiud aitavad mikrotuubulitel tagada rakkude struktuurset terviklikkust.
Hoolimata nende nimest, mis võib-olla vihjab niiditaolisele iseloomule, koosnevad mikrofilamendid globaalsetest valkudest, mida nimetatakse aktiiniks, mida leidub ka lihasrakkude kontraktiilses aparaadis.
Taimedel on struktuurid, mida nimetatakse plasmodesmata väljudes nende rakkude tsütosooli ja läbi selle.
Need on ka väikesed torud, kuid erinevad mikrotuubulitest selle poolest, et need ühendavad erinevaid taimerakke üksteisega. Taimede mittemotiilsus muudab need "elusillad" eriti oluliseks, kuna need tagavad protsesside toimumise, mis muidu võivad toimuda tavapärase loomade liikumise ajal.
Mis on tsütoplasmas lahustunud
Mikroskoopia abil on raku funktsioneerimist soodustavad ained tsütoplasmas vähem hõlpsasti visualiseeritavad, eriti ensüümid.
Nii nagu veri sisaldab palju rohkem kui punaseid rakke ja trombotsüüte, mis annavad sellele selle värvi ja aluselise konsistentsi, sisaldab tsütosool mitmeid "vabalt ujuvaid" elemente ja molekule, mis on metaboolselt aktiivsed.
Tsütoplasmas võib olla palju kütuseallikaid, näiteks tärklis ja muud süsivesikud, eriti bakterirakkudes, kus puuduvad membraaniga seotud organellid.
Endoplasmaatilise retikulumi süsteemist ja muudest membraanilistest struktuuridest olemasoleva süsteemi puuduseks on see, et tsütoplasmas olevad materjalid saavad liikuda ainult lihtsa difusiooniga, mis tähendab, et need liiguvad kontsentratsioonigradientidest allapoole.
On selge, et olukordades, kus on vaja kiireid ainevahetuse muutusi, ei saa tsütoplasmas lahustunud esemeid kutsuda kiiresti reageerima.
Tsütosool sisaldab ka signaalmolekule, näiteks ioonide kaltsiumi, kaaliumi ja naatriumi. Need osalevad sageli raku retseptori aktiivsuse käivitamisel rakkude pindadel ja nendes asuvate organellide pindadel, käivitades biokeemiliste reaktsioonide kaskaadid.
Seotud lahtrite teemad: