• Mis on eukarüootne rakk?
• Eukarüootsete rakkude tüübid
• Eukarüootsete rakkude funktsioonid
• Eukarüootse raku osad
• Erinevus eukarüootse raku ja prokarüootse raku vahel

Selgitame, mis on eukarüootne rakk, olemasolevaid tüüpe, nende osi ja funktsioone. Samuti selle erinevused prokarüootse rakuga.

Eukarüootseid rakke iseloomustab täpselt määratletud tuum.

Mis on eukarüootne rakk?

Seda nimetatakse eukarüootseks rakuks (kreeka sõnast eukarüoot, sidumine eu "Tõsi" ja karyon "Pähkel, tuum") kõigile neile rakkudele, mille tsütoplasmas võib leida membraani, mis piirab raku tuum, mis sisaldab suuremat osa nende geneetilisest materjalist (DNA). Selle poolest erineb see prokarüootne rakk, palju primitiivsem ja mille geneetiline materjal on hajutatud tsütoplasma. Lisaks on erinevalt prokarüootidest eukarüootsetel rakkudel organellid või organellid, spetsiaalsed rakusisesed struktuurid, mida saab tuvastada membraanide sees ja mis on piiritletud membraanidega (näiteks rakud). mitokondrid ja kloroplastid).

Eukarüootsete rakkude tekkimine oli oluline samm elu arengus, mis pani aluse palju suuremale bioloogilisele mitmekesisusele, sealhulgas rakkude tekkele. rakud spetsialiseerunud mitmerakulistele organisatsioonidele. Sellest tekkis kuningriigid: protistid, seened, taimed, Y loomad. The elusolendid eukarüootsetest rakkudest koosnevaid aineid nimetatakse eukarüootideks.

Kuigi teadusringkonnad ei kahtle eukarüootsete rakkude väljanägemise asjakohasuses, pole nende tekkele veel suudetud väga selget seletust anda. Kõige aktsepteeritud teooria tõstatab võimaliku sümbiogeneesi kahe prokarüoodi vahel, see tähendab protsessi sümbioos ühe vahel bakter ja arhea, mis väga tihedalt koos eksisteerides oleks põlvkondade vahetumisel moodustanud sama organismi, nii sõltuvat, et nad on üksteisest muutunud. Selle teooria eukarüootsete rakkude tekke kohta tõstatas Ameerika evolutsioonibioloog Lynn Margulis 1967. aastal ja seda tuntakse kui "Endosümbiootiline teooria" või "Serial Endosümbioosi teooria".

Eukarüootsete rakkude tüübid

Eukarüootseid rakke on erinevat tüüpi, kuid põhimõtteliselt tunnustatakse neid nelja, millest igaühel on erinev struktuur ja protsessid:

• Köögiviljarakud. Neil on rakusein (koosneb tselluloosist ja valk), mis katab teie plasmamembraan ning annab neile jäikuse, kaitse ja vastupidavuse. Lisaks on taimerakkudel kloroplastid, st organellid, mis sisaldavad protsessi läbiviimiseks vajalikku klorofülli. fotosüntees; ja suur keskvakuool, mis säilitab raku kuju ja kontrollib liikumine selle molekulid tsütoplasmas.
• Loomarakud. Neil ei ole kloroplaste (kuna nad ei fotosünteesi) ega rakuseina. Kuid erinevalt taimerakkudest on neil tsentrioolid (raku jagunemises osalevad organellid) ja väiksemad, kuid rikkalikumad vakuoolid, mida nimetatakse vesiikuliteks. Rakuseina puudumise tõttu võivad loomarakud võtta suurel hulgal muutuvaid vorme ja isegi neelata teisi rakke.
• Seene rakud. Nad meenutavad loomarakke, kuigi erinevad neist kitiinist koosneva rakuseina olemasolu poolest (mida loomarakkudel ei ole). Teine eristav tunnus on see, et seenerakkudel on väiksem rakkude spetsialiseerumine kui loomarakkudel. Kuigi see pole just kõige sagedasem, leidub ainurakseid seeni, nt pärm.
• Protistlikud rakud. Eukarüootsed rakud on sageli osa mitmerakulised organismid. Siiski on protiste, mis on lihtsad ühe- või mitmerakulised eukarüootsed organismid, mis ei moodusta kudesid. Kuigi ainuraksed eukarüootid on lihtsamad olendid kui loomad ja taimed, muudab see, et nad koosnevad ühest rakust, mis peab täitma kõiki organismi funktsioone, raku keerulise organisatsiooni. Lisaks võivad need ulatuda makroskoopiliste suurusteni. Mõned näited seda tüüpi organismidest on euglena ja paramecia.

Eukarüootsete rakkude funktsioonid

Eukarüootsetel rakkudel on kaks peamist funktsiooni: toitmine ja paljunemine.

Eukarüootsed rakud, nagu ka prokarüootid, täidavad olulisi funktsioone:

• Toitumine. See hõlmab toitainete lisamist raku sisemusse ja nende muundamist teisteks aineteks, mida kasutatakse rakustruktuuride moodustamiseks ja asendamiseks ning samuti raku struktuuri saamiseks. Energia vajalik kõigi selle funktsioonide täitmiseks. Sõltuvalt nende toitumisest võivad rakud olla autotroofid (nad teevad ise toit alates anorgaaniline materjal selliste protsesside abil nagu fotosüntees) või heterotroofid (need peavad sisaldama orgaaniline materjal sest nad ei ole võimelised seda tootma). Raku kõigi keemiliste tegevuste summa on selle ainevahetus.
• Suurendama. See hõlmab üksikute rakkude suuruse suurenemist organismis, rakkude arvu või mõlemas. Kasv võib organismi erinevates osades olla ühtlane või mõnes osas suurem kui teistes, mistõttu keha proportsioonid muutuvad kasvu käigus.
• Reageerimine stiimulitele. Rakud suhtlevad neid ümbritseva keskkonnaga, saades erinevaid stiimuleid (nt variatsioone temperatuuri, niiskus või happesus) ja igale neist vastavate reaktsioonide väljatöötamine (nt kokkutõmbumine või translatsioon). Seda võimet reageerida keskkonna stiimulitele nimetatakse ärrituvuseks.
• Paljundamine. See on uute rakkude (või tütarrakkude) moodustumine esialgsest rakust (või tüvirakust). Rakkude paljunemisprotsesse on kahte tüüpi: mitoos Y meioos. Mitoosi kaudu tekib tüvirakkust kaks identset tütarrakku, see tähendab sama koguse geneetiline materjal ja identset pärilikku teavet. Teisest küljest sünnib tüvirakust meioosi kaudu neli üksteisest geneetiliselt erinevat tütarrakku, millel on ka pool algraku geneetilisest materjalist. Mitoos sekkub kudede kasvu ja paranemise protsessidesse ning aseksuaalselt paljunevate elusolendite paljunemisse. Meioosil on veel üks eesmärk: see tekib ainult sugurakke.
• Kohanemine. Rakkude võime areneda paljude põlvkondade jooksul ja kohaneda oma keskkonnaga võimaldab neil muutuvas maailmas ellu jääda. Kohanemised on päritud omadused, mis suurendavad organismi võimet ellu jääda konkreetses keskkonnas. Kohanemised võivad olla struktuursed, füsioloogilised, biokeemilised, käitumuslikud või nende nelja kombinatsioon. Kõik bioloogiliselt edukad organismid on evolutsiooniprotsesside kaudu toimunud koordineeritud kohanemiste kompleks.

Ainevahetuse, kasvu, stiimulitele reageerimise, paljunemise ja kohanemise funktsioone täidavad kõik nii prokarüootsetesse kui ka eukarüootsetesse organismidesse kuuluvad rakud. Need ei ole aga ainsad rakufunktsioonid: on ka teisi funktsioone, mis sõltuvad igast rakutüübist ja koest või organismist, kuhu need kuuluvad. Näiteks, neuronid (mis on osa närvikoest) on võimelised suhtlema elektriliste impulsside kaudu.

Eukarüootse raku osad

Rakutuum on keskne organell, mida piirab topeltpoorne membraan.

Eukarüootsete rakkude peamised komponendid on:

• Raku- või plasmamembraan. See on topeltbarjäär, mis koosneb lipiidid Y valk mis piirab rakku, et isoleerida seda ümbritsevast keskkonnast. Plasmamembraanil on selektiivne läbilaskvus: see võimaldab ainult siseneda ained vajalik tsütoplasmasse ja ka ainevahetusjääkide väljutamiseks. See struktuur esineb kõigis eukarüootsetes rakkudes ja isegi prokarüootides.
• Raku sein. See on jäik struktuur, mis asub väljaspool plasmamembraani ja annab rakule kuju, toe ja kaitse. Rakusein esineb ainult köögiviljarakud ja seentes, kuigi selle koostis on mõlema rakutüübi vahel erinev: taimedes koosneb see tselluloosist ja valkudest, seentes aga kitiinist. Kuigi see struktuur kaitseb rakku, takistab see selle kasvu ja piirab seda fikseeritud struktuuridega.
• Raku tuum. See on keskne organell, mida piirab topeltpoorne membraan, mis võimaldab materjali vahetada tsütoplasma ja selle sisemuse vahel. Tuumas asub raku geneetiline materjal (DNA), mis on organiseeritud kromosoomid. Lisaks on tuumas spetsiaalne piirkond, mida nimetatakse tuumaks, kus transkribeeritakse ribosomaalne RNA, mis hiljem muutub ribosoomide osaks. Tuum on kõigis eukarüootsetes rakkudes.
• Ribosoomid. Need on struktuurid, mille moodustavad RNA ja valgud, milles toimub valgusüntees. Ribosoome leidub igat tüüpi rakkudes, isegi prokarüootides (kuigi need on väikesed). Mõned ribosoomid on tsütoplasmas vabad ja teised on kinnitunud kareda endoplasmaatilise retikulumi külge.
• Tsütoplasma. See on vesikeskkond, milles asuvad raku erinevad organellid. Tsütoplasma koosneb tsütosoolist, organellivabast vesiosast, mis sisaldab lahustunud aineid, ja tsütoskeletist, niitide võrgustikust, mis annab rakule kuju.

Lisaks tuuma olemasolule on eukarüootse raku üheks iseloomulikuks tunnuseks membraaniga ümbritsetud organellide või subtsellulaarsete sektsioonide olemasolu, millel on spetsiifilised funktsioonid. Mõned on:

• Lüsosoomid. Need on vesiikulid, mis on täidetud ensüümid seedesüsteemid, mis esinevad ainult loomarakkudes. Rakkude seedimise protsessid toimuvad lüsosoomides, mida katalüüsivad neis sisalduvad ensüümid.
• Mitokondrid. Need on organellid, kus toimub protsess rakuhingamine. Neid ümbritseb topeltmembraan, mis võimaldab rakul saada oma funktsioonide täitmiseks vajalikku energiat. Mitokondrid esinevad igat tüüpi eukarüootsetes rakkudes ja nende arv varieerub sõltuvalt nende vajadustest: suure energiavajadusega rakkudes on tavaliselt rohkem mitokondreid.
• Kloroplastid Need on organellid, milles toimub fotosüntees, ja kujutavad endast keerukat membraanide süsteemi. Nende organellide põhikomponendiks on klorofüll, roheline pigment, mis osaleb fotosünteesiprotsessis ja võimaldab sellel jäädvustada päikesevalgus. Kloroplastid on unikaalsed fotosünteetilistele rakkudele, seega leidub neid kõikides taimedes ja vetikates, kelle värvi Iseloomuliku rohelise annab klorofülli olemasolu.
• Vacuool. Nad on teatud tüüpi suur sapipõie, mis salvestab Vesi, mineraalsoolad ja muud ained ning mida leidub ainult taimerakkudes. Vakuool hoiab raku kuju ja pakub rakule tuge, lisaks osaleb ainete rakusiseses liikumises. Loomarakkudel on vakuoolid, kuid need on väiksemad ja suuremas koguses.
• Tsentrioolid. Need on torukujulised struktuurid, mida leidub eranditult loomarakkudes. Nad osalevad eraldamises kromosoomid rakkude jagunemise protsessi käigus.
• Endoplasmaatiline retikulum. See on membraanisüsteem, mis jätkub raku tuumaga ja ulatub läbi kogu raku. Selle funktsioon on seotud peamiselt raku välispinnaks mõeldud ühendite sünteesiga. Endoplasmaatiline retikulum jaguneb karedaks ja siledaks, olenevalt ribosoomide olemasolust või puudumisest selle pinnal: kare retikulum sisaldab ribosoome ja vastutab peamiselt eksporditavate valkude sünteesi eest, samas kui sile retikulum on peamiselt seotud metaboolsete radadega. a lipiidid.
• Golgi aparaat. See on organell, mis koosneb lamestatud ketaste ja kottide komplektist, mida nimetatakse tsisteriteks. Golgi aparaadi funktsioon on seotud valkude ja muu muutmise ja pakkimisega biomolekulid (süsivesikute ja lipiididena) sekretsiooniks või transpordiks.

Erinevus eukarüootse raku ja prokarüootse raku vahel

Prokarüootsed rakud on lihtsamad ja väiksemad kui eukarüootsed rakud.

Peamised erinevused nende kahe tüüpi rakkude vahel on järgmised:

• Põhiline kohalolek. Kõige olulisem erinevus seisneb selles, et prokarüootides on geneetiline materjal dispergeeritud tsütoplasmas piirkonnas, mida nimetatakse nukleoidiks, mitte tuuma sees, nagu see on eukarüootide puhul.
• DNA tüüp. Prokarüootidel on üks ümmargune DNA-molekul, mis ei ole valkudega seotud, mistõttu nimetatakse seda sageli "paljaks, ringikujuliseks DNA-ks". Eukarüootide geneetiline materjal on omalt poolt lineaarse kujuga ja seotud valkudega, moodustades kromatiini (või kromosoome, kui rakk hakkab raku jagunema). Igal eukarüootse organismi liigil on iseloomulik arv kromosoome.
• Suurus. Eukarüootsed rakud on oluliselt suuremad (10-100 µm) kui tavalised prokarüootsed rakud (0,2-2,0 µm).
• põhiseadus. Enamik eukarüootseid organisme on mitmerakulised, samas kui kõik prokarüootid on üherakulised. Siiski tasub meeles pidada, et on olemas mõned üherakulised eukarüootsed organismid, nagu paramecia ja pärm.
• Paljundamine. Prokarüootid paljunevad aseksuaalselt (binaarse lõhustumise teel), samas kui eukarüootidel on mõlemad seksuaalne paljunemine (meioosi teel, tekitades sugurakke või sugurakke) nagu aseksuaalne (eest mitoos).
• Rakulised organellid. Eukarüootsed rakud kujutavad endast spetsiifiliste membraanide ja funktsioonidega organelle, nt mitokondrid, lüsosoomid või kloroplastid.