Käsitöö

Keha suhe keskkonnaga. Bioloogiline evolutsioon Raku ja keskkonna interaktsiooni rakendamine

Kutsume teid tutvuma materjalide ja.

: tselluloosmembraan, membraan, tsütoplasma koos organellidega, tuum, rakumahlaga vakuoolid.

Plastiidide olemasolu on taimeraku peamine omadus.

Rakuseina funktsioonid- määrab raku kuju, kaitseb keskkonnategurite eest.

Plasma membraan- õhuke kile, mis koosneb interakteeruvatest lipiidide ja valkude molekulidest, piiritleb sisemise sisu väliskeskkonnast, tagab vee, mineraalide ja mineraalide transpordi orgaaniline aine osmoosi ja aktiivse ülekande teel ning eemaldab ka jääkaineid.

Tsütoplasma- raku sisemine poolvedel keskkond, milles paiknevad tuum ja organellid, tagab nendevahelisi ühendusi, osaleb põhilistes eluprotsessides.

Endoplasmaatiline retikulum- hargnevate kanalite võrgustik tsütoplasmas. Ta osaleb valkude, lipiidide ja süsivesikute sünteesis, ainete transpordis. Ribosoomid - kehad, mis asuvad EPS-il või tsütoplasmas, koosnevad RNA-st ja valgust, osalevad valkude sünteesis. EPS ja ribosoomid on üks aparaat valkude sünteesiks ja transportimiseks.

Mitokondrid- tsütoplasmast kahe membraaniga eraldatud organellid. Nendes oksüdeeritakse orgaanilisi aineid ja sünteesitakse ensüümide osalusel ATP molekule. Sisemembraani pinna suurenemine, millel ensüümid paiknevad kristlaste tõttu. ATP on energiarikas orgaaniline aine.

Plastiidid(kloroplastid, leukoplastid, kromoplastid), nende sisaldus rakus on taimeorganismi põhitunnus. Kloroplastid on plastiidid, mis sisaldavad rohelist pigmenti klorofülli, mis neelab valgusenergiat ja kasutab seda süsihappegaasist ja veest orgaaniliste ainete sünteesimiseks. Kloroplastide eraldamine tsütoplasmast kahe membraaniga, arvukad väljakasvud - graanulid sisemembraanil, milles asuvad klorofülli molekulid ja ensüümid.

Golgi kompleks- tsütoplasmast membraaniga piiritletud õõnsuste süsteem. Valkude, rasvade ja süsivesikute kogunemine neisse. Rasvade ja süsivesikute sünteesi rakendamine membraanidel.

Lüsosoomid- väikesed kehad, mis on tsütoplasmast eraldatud ühe membraaniga. Nendes sisalduvad ensüümid kiirendavad keeruliste molekulide lagunemisreaktsiooni lihtsateks: valgud aminohapeteks, komplekssüsivesikud lihtsateks, lipiidid glütserooliks ja rasvhapeteks ning hävitavad ka surnud rakuosi, terveid rakke.

Vacuoolid- rakumahlaga täidetud õõnsused tsütoplasmas, reservtoitainete, kahjulike ainete kogunemise koht; need reguleerivad veesisaldust rakus.

Tuum- raku põhiosa, mis on väljastpoolt kaetud kahe membraaniga, mida läbib poorid tuumaümbris. Ained sisenevad südamikku ja eemaldatakse sealt läbi pooride. Kromosoomid on päriliku teabe kandjad organismi omaduste, tuuma põhistruktuuride kohta, millest igaüks koosneb ühest DNA molekulist koos valkudega. Tuum on DNA, i-RNA, r-RNA sünteesi koht.

Kättesaadavus välimine membraan, tsütoplasma organellidega, tuumad kromosoomidega.

Väline ehk plasmamembraan- piiritleb raku sisu keskkonnast (teised rakud, rakkudevaheline aine), koosneb lipiidi- ja valgu molekulidest, tagab rakkudevahelise side, ainete transpordi rakku (pinotsütoos, fagotsütoos) ja rakust välja.

Tsütoplasma- raku sisemine poolvedel keskkond, mis tagab ühenduse tuuma ja selles paiknevate organellide vahel. Põhilised eluprotsessid toimuvad tsütoplasmas.

Raku organellid:

1) endoplasmaatiline retikulum (EPS)- hargnevate tuubulite süsteem, osaleb valkude, lipiidide ja süsivesikute sünteesis, ainete transportimises rakus;

2) ribosoomid- rRNA-d sisaldavad kehad paiknevad EPS-il ja tsütoplasmas, osalevad valkude sünteesis. EPS ja ribosoomid on üks aparaat valkude sünteesiks ja transpordiks;

3) mitokondrid- raku "elektrijaamad", mis on tsütoplasmast piiritletud kahe membraaniga. Sisemine moodustab cristae (voldid), mis suurendavad selle pinda. Cristae'il olevad ensüümid kiirendavad orgaaniliste ainete oksüdatsioonireaktsioone ja energiarikaste ATP molekulide sünteesi;

4) Golgi kompleks- tsütoplasmast membraaniga piiritletud õõnsuste rühm, mis on täidetud valkude, rasvade ja süsivesikutega, mida kas kasutatakse elutähtsates protsessides või eemaldatakse rakust. Rasvade ja süsivesikute süntees viiakse läbi kompleksi membraanidel;

5) lüsosoomid- ensüümidega täidetud kehad kiirendavad valkude lõhenemise reaktsioone aminohapeteks, lipiidide glütserooliks ja rasvhapeteks, polüsahhariidid monosahhariidideks. Lüsosoomides hävivad surnud rakuosad, terved rakud ja rakud.

Rakkude kandmised- varutoitainete kogunemine: valgud, rasvad ja süsivesikud.

Tuum on raku kõige olulisem osa. See on kaetud kahemembraanilise membraaniga, millel on poorid, mille kaudu mõned ained tungivad tuuma, teised aga tsütoplasmasse. Kromosoomid on tuuma peamised struktuurid, päriliku teabe kandjad organismi omaduste kohta. See edastatakse emaraku jagunemise käigus tütarrakkudele ja sugurakkudega - tütarorganismidele. Tuum on DNA, mRNA, rRNA sünteesi koht.

Harjutus:

Selgitage, miks organelle nimetatakse spetsiaalseteks rakustruktuurideks?

Vastus: organelle nimetatakse spetsiaalseteks rakustruktuurideks, kuna need täidavad rangelt määratletud funktsioone, pärilikku teavet hoitakse tuumas, ATP-d sünteesitakse mitokondrites, fotosüntees toimub kloroplastides jne.

Kui teil on tsütoloogia kohta küsimusi, võite abi küsida

Rakku sisenev või selle poolt väljapoole vabanev ainevahetus, samuti erinevate signaalide vahetus mikro- ja makrokeskkonnaga toimub läbi raku välismembraani. Nagu teate, on rakumembraan lipiidide kaksikkiht, millesse on põimitud mitmesugused valgumolekulid, mis toimivad spetsiaalsete retseptoritena, ioonkanalid, seadmed, mis kannavad või eemaldavad aktiivselt erinevaid kemikaale, rakkudevahelisi kontakte jne Tervetes eukarüootsetes rakkudes on fosfolipiidid membraanis asümmeetriliselt jaotunud: välispind koosneb sfingomüeliinist ja fosfatidüülkoliinist, sisepind koosneb fosfatidüülseriinist ja fosfatidüületanoolamiinist. Selle asümmeetria säilitamine nõuab energiakulu. Seetõttu rikastatakse rakukahjustuse, nakatumise, energianälja korral membraani välispind talle ebatavaliste fosfolipiididega, mis saab teistele rakkudele ja ensüümidele signaaliks rakku kahjustada, reageerides sellele sobivalt. Kõige olulisemat rolli mängib fosfolipaasi A2 lahustuv vorm, mis lõhustab arahhidoonhapet ja loob ülaltoodud fosfolipiididest lüsovorme. Arahhidoonhape on piirav lüli põletikuliste vahendajate, nagu eikosanoidide, loomisel ning kaitsvad molekulid – pentraksiinid (C-reaktiivne valk (CRP), amüloidvalkude prekursorid) – kinnituvad membraanis olevate lüsovormide külge, millele järgneb membraani aktiveerimine. komplementsüsteemi klassikalise raja ja raku hävitamise teel.

Membraani struktuur aitab säilitada raku sisekeskkonna omadusi, selle erinevusi väliskeskkonnast. Selle tagab rakumembraani selektiivne läbilaskvus, mehhanismide olemasolu selles aktiivne transport... Nende rikkumine otsese kahjustuse, näiteks tetrodotoksiini, ouabaiini, tetraetüülammooniumi või vastavate "pumpade" ebapiisava energiavarustuse tagajärjel põhjustab raku elektrolüütide koostise rikkumist, ainevahetuse muutumist selles. , spetsiifiliste funktsioonide rikkumine – kokkutõmbumine, ergastusimpulsi läbiviimine jne. Inimese raku ioonikanalite (kaltsium, naatrium, kaalium ja kloriid) häired võivad olla geneetiliselt põhjustatud ka nende kanalite struktuuri eest vastutavate geenide mutatsioonidest. Niinimetatud kanalopaatiad on närvi-, lihas- ja seedesüsteemi pärilike haiguste põhjuseks. Liigne vee tarbimine rakusisene võib viia selle purunemiseni – tsütolüüsini – membraani perforatsiooni tõttu komplemendi aktiveerimise ajal või tsütotoksiliste lümfotsüütide ja looduslike tapjarakkude rünnaku tõttu.

Rakumembraani on ehitatud palju retseptoreid – struktuure, mis koos vastavate spetsiifiliste signaalmolekulidega (ligandidega) edastavad signaali raku sisemusse. See toimub mitmesuguste regulatiivsete kaskaadide kaudu, mis koosnevad ensümaatiliselt aktiivsetest molekulidest, mis aktiveeruvad järjestikku ja aitavad lõpuks kaasa erinevate rakuprogrammide elluviimisele, nagu kasv ja proliferatsioon, diferentseerumine, liikuvus, vananemine ja rakusurm. Regulatiivsed kaskaadid on üsna arvukad, kuid nende arv pole veel täielikult kindlaks määratud. Raku sees eksisteerib ka retseptorite süsteem ja nendega kombineeritud regulatsioonikaskaadid; nad loovad spetsiifilise reguleeriva võrgustiku kontsentratsioonipunktidega, jaotuspunktidega ja edasiste signaaliteede valikuga, olenevalt raku funktsionaalsest seisundist, selle arenguastmest ja teistelt retseptoritelt tulevate signaalide samaaegsest toimest. Selle tagajärjeks võib olla signaali pärssimine või võimendamine, selle suund mööda teistsugust regulatsiooniteed. Nii retseptori aparaat kui ka signaali ülekandeteed läbi regulatsioonikaskaadide, näiteks tuuma, võivad olla häiritud geneetilise defekti tagajärjel, mis ilmneb kaasasündinud defektina organismi tasandil või somaatilise mutatsiooni tagajärjel. teatud tüüpi rakud. Neid mehhanisme võivad kahjustada nakkusetekitajad, toksiinid ja need võivad muutuda ka vananemisprotsessi käigus. Selle viimane etapp võib olla raku funktsioonide, selle proliferatsiooni ja diferentseerumise protsesside rikkumine.

Rakkude pinnal on ka molekule, mis mängivad olulist rolli rakkudevahelise interaktsiooni protsessides. Need võivad hõlmata raku adhesioonivalke, koega kokkusobivuse antigeene, koespetsiifilisi, diferentseeruvaid antigeene jne. Muutused nende molekulide koostises põhjustavad rakkudevaheliste interaktsioonide katkemist ja võivad põhjustada selliste rakkude elimineerimiseks sobivate mehhanismide aktiveerumist. kuna need kujutavad endast teatud ohtu organismi terviklikkusele infektsioonide, eriti viiruslike, reservuaarina või kasvaja kasvu potentsiaalsete initsiaatoritena.

Raku energiavarustuse rikkumine

Raku energiaallikaks on toit, mille lagundamisel lõplikeks aineteks vabaneb energia. Peamine energiatootmiskoht on mitokondrid, milles hingamisahela ensüümide abil oksüdeeritakse aineid. Oksüdatsioon on peamine energiatarnija, kuna glükolüüsi tulemusena ei eraldu samast kogusest oksüdatsioonisubstraatidest (glükoosist) oksüdatsiooniga võrreldes rohkem kui 5% energiast. Umbes 60% oksüdatsiooni käigus vabanevast energiast koguneb oksüdatiivse fosforüülimise teel kõrge energiasisaldusega fosfaatidesse (ATP, kreatiinfosfaat), ülejäänu hajub soojusena. Tulevikus kasutab rakk suure energiasisaldusega fosfaate sellisteks protsessideks nagu pumpade töö, süntees, jagunemine, liikumine, sekretsioon jne. On kolm mehhanismi, mille kahjustamine võib põhjustada energiavarustuse häireid. rakk: esimene on ensüümide sünteesi mehhanism energiavahetus, teine on oksüdatiivse fosforüülimise mehhanism, kolmas on energiakasutuse mehhanism.

Elektronide transpordi katkemine mitokondrite hingamisahelas või ADP oksüdatsiooni ja fosforüülimise lahtiühendamine koos prootonipotentsiaali kadumisega - liikumapanev jõud ATP tekkimine, viib oksüdatiivse fosforüülimise nõrgenemiseni nii, et suurem osa energiast hajub soojuse kujul ja väheneb kõrge energiasisaldusega ühendite hulk. Adrenaliini mõjul toimuvat oksüdatsiooni ja fosforüülimise lahtiühendamist kasutavad homöotermiliste organismide rakud soojuse tootmise suurendamiseks, säilitades samal ajal jahutamisel püsiva kehatemperatuuri või tõstes seda palaviku ajal. Türotoksikoosi korral täheldatakse olulisi muutusi mitokondrite struktuuris ja energia metabolismis. Need muutused on algselt pöörduvad, kuid pärast teatud tunnust muutuvad nad pöördumatuks: mitokondrid killustuvad, lagunevad või paisuvad, kaotavad kriidid, muutudes vakuoolideks ja lõpuks kogunevad ained nagu hüaliin, ferritiin, kaltsium, lipofustsiin. Skorbuudiga patsientidel ühinevad mitokondrid, moodustades kondriosfäärid, mis võib olla tingitud peroksiidühendite põhjustatud membraanikahjustusest. Mitokondrite märkimisväärne kahjustus tekib ioniseeriva kiirguse mõjul, normaalse raku muundumisel pahaloomuliseks.

Mitokondrid on võimas kaltsiumioonide depoo, kus selle kontsentratsioon on mitu suurusjärku kõrgem kui tsütoplasmas. Kui mitokondrid on kahjustatud, vabaneb kaltsium tsütoplasmasse, põhjustades proteinaaside aktiveerumist koos rakusiseste struktuuride kahjustusega ja vastava raku talitlushäirega, näiteks kaltsiumi kontraktuurid või isegi "kaltsiumisurma" neuronites. Mitokondrite funktsionaalse võime rikkumise tagajärjel suureneb järsult vabade radikaalide peroksiidühendite moodustumine, millel on väga kõrge reaktsioonivõime ja mis seetõttu kahjustavad raku olulisi komponente - nukleiinhapped, valgud ja lipiidid. Seda nähtust täheldatakse niinimetatud oksüdatiivse stressi all ja sellel võivad olla negatiivsed tagajärjed raku olemasolule. Seega kaasneb mitokondrite välismembraani kahjustusega membraanidevahelises ruumis sisalduvate ainete, eelkõige tsütokroom C ja mõnede teiste bioloogiliselt aktiivsete ainete vabanemine tsütoplasmasse, mis käivitavad ahelreaktsioonid, mis põhjustavad programmeeritud rakusurma – apoptoosi. Kahjustades mitokondrite DNA-d, moonutavad vabade radikaalide reaktsioonid teatud hingamisahela ensüümide tekkeks vajalikku geneetilist informatsiooni, mis tekivad mitokondrites. See toob kaasa oksüdatiivsete protsesside veelgi suurema katkemise. Üldiselt on mitokondrite enda geneetiline aparaat võrreldes tuuma geneetilise aparaadiga vähem kaitstud kahjulike mõjude eest, mis võivad selles kodeeritud geneetilist informatsiooni muuta. Selle tulemusena esineb mitokondriaalne düsfunktsioon kogu elu jooksul, näiteks vananemise ajal, raku pahaloomulise transformatsiooni ajal, aga ka pärilike mitokondriaalsete haiguste taustal, mis on seotud mitokondriaalse DNA mutatsiooniga munas. Praegu on kirjeldatud enam kui 50 mitokondriaalset mutatsiooni, mis põhjustavad närvi- ja lihassüsteemi pärilikke degeneratiivseid haigusi. Need edastatakse lapsele eranditult emalt, kuna spermatosoidide mitokondrid ei kuulu sügoodi ja seega ka uue organismi koosseisu.

Geneetilise teabe säilitamise ja edastamise rikkumine

Rakutuum sisaldab suuremat osa geneetilisest informatsioonist ja tagab seega selle normaalse funktsioneerimise. Selektiivse geeniekspressiooni abil koordineerib see raku tööd interfaasis, salvestab geneetilist informatsiooni, taasloob ja edastab raku jagunemise protsessis geneetilist materjali. Tuumas toimub DNA replikatsioon ja RNA transkriptsioon. Erinevad patogeensed tegurid nagu ultraviolett- ja ioniseeriv kiirgus, vabade radikaalide oksüdatsioon, kemikaalid, viirused võivad kahjustada DNA-d. Arvutatakse, et soojaverelise looma iga rakk 1 päeva jooksul. kaotab üle 10 000 baasi. Sellele tuleks lisada kopeerimisaja rikkumised. Kui see kahjustus püsib, ei suudaks rakk ellu jääda. Kaitse seisneb võimsate parandussüsteemide olemasolus, nagu näiteks ultraviolettkiirguse endonukleaas, reparatiivne replikatsiooni- ja rekombinatsiooniparandussüsteem, mis asendab DNA kahjustusi. Reparatiivsete süsteemide geneetilised defektid põhjustavad haiguste teket, mis on põhjustatud suurenenud tundlikkusest DNA-d kahjustavate tegurite suhtes. See on kseroderma pigmentosa, aga ka mõned kiirenenud vananemise sündroomid, millega kaasneb suurenenud kalduvus pahaloomuliste kasvajate tekkeks.

DNA replikatsiooni, informatsioonilise RNA (mRNA) transkriptsiooni, geneetilise informatsiooni translatsiooni nukleiinhapetest valkude struktuuri reguleerimise süsteem on üsna keeruline ja mitmetasandiline. Lisaks regulatsioonikaskaadidele, mis käivitavad üle 3000 teatud geene aktiveeriva transkriptsioonifaktori toime, on olemas ka mitmetasandiline regulatsioonisüsteem, mida vahendavad väikesed RNA molekulid (segavad RNA-d; RNAi). Inimese genoom, mis koosneb ligikaudu 3 miljardist puriini ja pürimidiini alusest, sisaldab ainult 2% valgusünteesi eest vastutavatest struktuurgeenidest. Ülejäänud tagavad regulatoorsete RNA-de sünteesi, mis samaaegselt transkriptsioonifaktoritega aktiveerivad või blokeerivad struktuursete geenide tööd DNA tasemel kromosoomides või mõjutavad messenger-RNA (mRNA) translatsiooni tsütoplasmas polüpeptiidimolekuli moodustumisel. . Geneetilise informatsiooni rikkumine võib esineda nii struktuursete geenide kui ka DNA regulatoorse osa tasandil koos vastavate ilmingutega erinevate pärilike haiguste näol.

Viimasel ajal on palju tähelepanu pälvinud muutused geneetilises materjalis, mis toimuvad organismi individuaalse arengu käigus ja on seotud DNA teatud osade ja kromosoomide inhibeerimise või aktiveerimisega nende metüleerimise, atsetüülimise ja fosforüülimise tõttu. Need muutused püsivad pikka aega, mõnikord - kogu organismi eluea jooksul alates embrüogeneesist kuni vanaduseni ja neid nimetatakse epigenoomiliseks pärilikkuseks.

Muudetud geneetilise informatsiooniga rakkude paljunemist takistavad ka mitootilise tsükli kontrollimise süsteemid (tegurid). Nad interakteeruvad tsükliinist sõltuvate proteiinkinaaside ja nende katalüütiliste subühikutega – tsükliinidega – ning blokeerivad raku täieliku mitootilise tsükli läbimise, peatades jagunemise presünteetilise ja sünteetilise faasi piiril (plokk G1/S) kuni DNA valmimiseni. parandada ja kui see ei ole võimalik, käivitada programmeeritud surmarakud. Nende tegurite hulka kuulub p53 geen, mille mutatsioon põhjustab kontrolli kaotuse transformeeritud rakkude proliferatsiooni üle; seda esineb peaaegu 50% inimeste vähijuhtudest. Teine mitootilise tsükli läbimise kontrollpunkt on G2 / M piiril. Siin kontrollitakse kromosomaalse materjali õiget jaotumist mitoosi või meioosi tütarrakkude vahel, kasutades mehhanismide kompleksi, mis kontrollivad raku spindlit, tsentrit ja tsentromeere (kinetokoore). Nende mehhanismide ebatõhusus põhjustab kromosoomide või nende osade jaotumise rikkumist, mis väljendub kromosoomi puudumises ühes tütarrakkudes (aneuploidsus), lisakromosoomi olemasolus (polüploidsus), kromosoomide eraldumises. kromosoomi osa (deletsioon) ja selle ülekandmine teise kromosoomi (translokatsioon) ... Selliseid protsesse täheldatakse väga sageli pahaloomuliste degenereerunud ja transformeerunud rakkude paljunemisel. Kui see juhtub sugurakkudega meioosi ajal, põhjustab see kas loote surma embrüonaalse arengu varases staadiumis või kromosomaalse haigusega organismi sündi.

Kontrollimatu rakkude proliferatsioon kasvaja kasvu ajal toimub mutatsioonide tulemusena geenides, mis kontrollivad rakkude proliferatsiooni ja mida nimetatakse onkogeenideks. Rohkem kui 70 praegu teadaoleva onkogeeni hulgas kuulub enamik neist rakkude kasvuregulatsiooni komponentidesse, osa on esindatud geeniaktiivsust reguleerivate transkriptsioonifaktorite, aga ka rakkude jagunemist ja kasvu pärssivate teguritega. Veel üks prolifereeruvate rakkude liigset laienemist (levikut) piirav tegur on kromosoomide otste lühenemine – telomeerid, mis ei suuda puhtsteerilise interaktsiooni tulemusena täielikult replitseerida, mistõttu pärast iga raku jagunemist lühenevad telomeerid. teatud osa alustest. Seega ammendavad täiskasvanud organismi vohavad rakud pärast teatud arvu jagunemisi (tavaliselt 20–100, olenevalt organismi tüübist ja vanusest) telomeeride pikkuse ning edasine kromosoomi replikatsioon peatub. Seda nähtust ei esine sperma epiteelis, enterotsüütides ja embrüonaalsetes rakkudes telomeraasi ensüümi olemasolu tõttu, mis taastab telomeeri pikkuse pärast iga jagunemist. Telomeraas on enamikus täiskasvanud organismide rakkudes blokeeritud, kuid kahjuks aktiveerub see kasvajarakkudes.

Tuuma ja tsütoplasma vaheline ühendus, ainete transport mõlemas suunas toimub tuumamembraanis olevate pooride kaudu spetsiaalsete energiatarbimisega transpordisüsteemide osalusel. Seega transporditakse tuumasse energia- ja plastilised ained, signaalmolekulid (transkriptsioonifaktorid). Pöördvool viib tsütoplasmasse mRNA ja transport-RNA (tRNA) molekulid, rakus valkude sünteesiks vajalikud ribosoomid. Sama ainete transporditee on omane eelkõige viirustele, nagu HIV. Nad edastavad oma geneetilise materjali peremeesraku tuuma koos selle edasise kaasamisega peremeesgenoomi ja äsja moodustunud viiruse RNA ülekandmisega tsütoplasmasse uute viirusosakeste valkude edasiseks sünteesiks.

Sünteesiprotsesside rikkumine

Valkude sünteesi protsessid toimuvad tankides endoplasmaatiline retikulum, mis on tihedalt seotud tuumamembraani pooridega, mille kaudu ribosoomid, tRNA ja mRNA sisenevad endoplasmaatilisesse retikulumi. Siin viiakse läbi polüpeptiidahelate süntees, mis hiljem omandavad lõpliku vormi agranulaarses endoplasmaatilises retikulumis ja lamellkompleksis (Golgi kompleksis), kus nad läbivad translatsioonijärgse modifikatsiooni ja kombineerimise süsivesikute ja lipiidide molekulidega. Värskelt moodustunud valgumolekulid ei jää sünteesikohta, vaid keerulise reguleeritud protsessi abil, mis on nn. valgu kinees, kantakse aktiivselt üle sellesse raku eraldatud ossa, kus nad täidavad oma ettenähtud funktsiooni. Sel juhul on väga oluline etapp ülekantud molekuli struktureerimine sobivaks ruumiliseks konfiguratsiooniks, mis suudab täita oma olemuslikku funktsiooni. Selline struktureerimine toimub spetsiaalsete ensüümide abil või spetsiaalsete valgumolekulide - chaperonide maatriksil, mis aitavad vastmoodustunud või välismõjul muutunud valgu molekulil omandada õige kolmemõõtmelise struktuuri. Kahjuliku mõju korral rakule, kui on võimalik valgu molekulide struktuuri rikkumine (näiteks kehatemperatuuri tõus, nakkusprotsess, mürgistus), chaperonide kontsentratsioon rakus suureneb järsult. Seetõttu nimetatakse selliseid molekule ka stressivalgud, või kuumašoki valgud... Valgu molekuli struktureerimise rikkumine viib keemiliselt inertsete konglomeraatide moodustumiseni, mis ladestuvad rakus või väljaspool seda amüloidoosi ajal, Alzheimeri tõve jne korral on defektsed. Selline olukord tekib nn prioonhaiguste korral (lammaste skreipi, lehmade marutaudi, kuru, Creutzfeldt-Jakobi tõbi inimestel), kui ühe närviraku membraanivalgu defekt põhjustab järgneva inertsete masside kuhjumise sisemusse. rakk ja selle elutegevuse häirimine.

Sünteesiprotsesside rikkumine rakus võib toimuda selle erinevates etappides: RNA transkriptsioon tuumas, polüpeptiidide translatsioon ribosoomides, translatsioonijärgne modifikatsioon, vedela molekuli hüpermetüleerimine ja glükosüülimine, valkude transport ja jaotumine rakus ning nende eritumine. Sel juhul võib täheldada ribosoomide arvu suurenemist või vähenemist, polüribosoomide lagunemist, granulaarse endoplasmaatilise retikulumi tsisternide laienemist, ribosoomide kadumist selle poolt, vesiikulite ja vakuoolide moodustumist. Nii et kahvatu kärbseseenega mürgituse korral kahjustub ensüüm RNA polümeraas, mis häirib transkriptsiooni. Difteeriatoksiin, inaktiveerides pikenemisfaktorit, häirib translatsiooniprotsesse, põhjustades müokardi kahjustusi. Mõne spetsiifilise valgumolekuli sünteesi rikkumise põhjuseks võivad olla nakkusetekitajad. Näiteks herpesviirused pärsivad MHC antigeeni molekulide sünteesi ja ekspressiooni, mis võimaldab neil osaliselt immuunkontrolli vältida, katkubatsillid pärsivad ägedate põletikumediaatorite sünteesi. Ebatavaliste valkude ilmumine võib peatada nende edasise lagunemise ja viia inertse või isegi mürgise materjali kuhjumiseni. Sellele võib teatud määral kaasa aidata ka lagunemisprotsesside rikkumine.

Lagunemisprotsesside häirimine

Samaaegselt valgu sünteesiga rakus toimub selle lagunemine pidevalt. Normaalsetes tingimustes on sellel oluline regulatiivne ja kujundav tähendus, näiteks ensüümide, valguhormoonide ja mitootilise tsükli valkude mitteaktiivsete vormide aktiveerimisel. Rakkude normaalne kasv ja areng nõuab täpselt kontrollitud tasakaalu valkude ja organellide sünteesi ja lagunemise vahel. Kuid valgusünteesi käigus tekib sünteesiaparaadi töös esinevate vigade, valgumolekuli ebanormaalse struktureerimise, keemiliste ja bakteriaalsete mõjurite poolt tekitatud kahju tõttu pidevalt üsna suur hulk defektseid molekule. Mõnede hinnangute kohaselt moodustab nende osakaal kõigist sünteesitud valkudest umbes kolmandiku.

Imetajate rakkudel on mitu peamist Valkude lagundamise viisid: lüsosomaalsete proteaaside (pentidhüdrolaaside), kaltsiumist sõltuvate proteinaaside (endopeptidaaside) ja proteasoomisüsteemi kaudu. Lisaks on olemas ka spetsiaalsed proteinaasid, näiteks kaspaasid. Peamine organell, milles eukarüootsetes rakkudes ainete lagunemine toimub, on lüsosoom, mis sisaldab arvukalt hüdrolüütilisi ensüüme. Lüsosoomides ja fagolüsosoomides esinevate endotsütoosi ja erinevat tüüpi autofagia protsesside tõttu hävivad nii defektsed valgumolekulid kui terved organellid: kahjustatud mitokondrid, plasmamembraani alad, mõned ekstratsellulaarsed valgud, sekretoorsete graanulite sisu.

Valkude lagunemise oluline mehhanism on proteasoom – kompleksse struktuuriga multikatalüütiline proteinaasi struktuur, mis paikneb tsütosoolis, tuumas, endoplasmaatilises retikulumis ja rakumembraanil. See ensüümisüsteem vastutab kahjustatud valkude ja ka tervete valkude lõhustamise eest, mis tuleb raku nõuetekohaseks toimimiseks eemaldada. Sel juhul on hävitatavad valgud eelnevalt kombineeritud spetsiifilise polüpeptiidi ubikvitiiniga. Kuid mitte-üldlevinud valgud võivad proteasoomides osaliselt hävida. Valgu molekuli lagunemine proteasoomides lühikesteks polüpeptiidideks (töötlemine) koos nende järgneva esitlemisega koos MHC I tüüpi molekulidega on oluline lüli keha antigeense homöostaasi immuunkontrolli rakendamisel. Proteasoomi funktsiooni nõrgenemisega toimub kahjustatud ja mittevajalike valkude kogunemine, mis kaasneb rakkude vananemisega. Tsükliinist sõltuvate valkude lagunemise rikkumine viib rakkude jagunemise rikkumiseni, sekretoorsete valkude lagunemiseni - tsüstofibroosi tekkeni. Ja vastupidi, proteasoomi funktsiooni suurenemine kaasneb keha kurnatusega (AIDS, vähk).

Valkude lagunemise geneetiliselt määratud rikkumiste korral ei ole keha elujõuline ja sureb embrüogeneesi varases staadiumis. Kui rasvade või süsivesikute lagunemine on häiritud, tekivad akumulatsioonihaigused (tesaurismoos). Samal ajal koguneb raku sisse liigne kogus teatud aineid või nende mittetäieliku lagunemise saadusi - lipiide, polüsahhariide, mis kahjustab oluliselt raku talitlust. Seda täheldatakse kõige sagedamini maksa epiteliotsüütides (hepatotsüütides), neuronites, fibroblastides ja makrofagotsüütides.

Ainete lagunemise omandatud häired võivad tekkida patoloogiliste protsesside (näiteks valkude, rasvade, süsivesikute ja pigmendi düstroofia) tagajärjel ja nendega kaasneda ebatavaliste ainete moodustumine. Lüsosomaalse proteolüüsisüsteemi häired põhjustavad kohanemise vähenemist nälgimise või stressi suurenemise ajal, mõnede endokriinsete funktsioonide häirete ilmnemist - insuliini, türeoglobuliini, tsütokiinide ja nende retseptorite taseme langust. Valkude lagunemise häired aeglustavad haavade paranemise kiirust, põhjustavad ateroskleroosi arengut ja mõjutavad immuunvastust. Hüpoksia ajal rakusisese pH muutused, kiirguskahjustused, mida iseloomustab membraani lipiidide suurenenud peroksüdatsioon, samuti lüsosomotroopsete ainete - bakteriaalsete endotoksiinide, toksiliste seente metaboliitide (sporofusariin), ränioksiidi kristallide - mõjul lüsosomaalse membraani stabiilsus. Muutused ja aktiveeritud lüsosomaalsed ensüümid vabanevad tsütoplasmasse. , mis põhjustab rakustruktuuride hävimise ja surma.

KAMBER

EPITEELKOE.

KANGA LIIGID.

RAKU STRUKTUUR JA OMADUSED.

LOENG nr 2.

1. Raku ehitus ja põhiomadused.

2. Kangaste mõiste. Kangaste tüübid.

3. Epiteelkoe ehitus ja funktsioon.

4. Epiteeli tüübid.

Eesmärk: teada rakkude ehitust ja omadusi, kudede liike. Esitada epiteeli klassifikatsioon ja selle asukoht kehas. Oskab eristada epiteelkude morfoloogiliste tunnuste järgi teistest kudedest.

1. Rakk on elementaarne elusüsteem, kõigi loomade ja taimede ehituse, arengu ja elutegevuse alus. Rakuteadus – tsütoloogia (kreeka sytos – rakk, logos – teadus). Zooloog T. Schwann sõnastas 1839. aastal esimesena rakuteooria: rakk on kõigi elusorganismide ehituse põhiüksus, loomade ja taimede rakud on ehituselt sarnased, väljaspool rakku elu puudub. Rakud eksisteerivad iseseisvate organismidena (algloomad, bakterid) ja mitmerakuliste organismide koostises, milles on paljunemiseks mõeldud sugurakud, ja keharakud (somaatilised), mis on struktuurilt ja funktsioonilt erinevad (närv, luu, sekretoorne jne). .) Inimese rakkude suurus on vahemikus 7 mikronit (lümfotsüüdid) kuni 200-500 mikronini (naiste munarakk, siledad müotsüüdid).Iga rakk sisaldab valke, rasvu, süsivesikuid, nukleiinhappeid, ATP-d, mineraalsooli ja vett. Anorgaanilistest ainetest sisaldab rakk kõige rohkem vett (70-80%), orgaanilistest - valke (10-20%) Raku põhiosad on: tuum, tsütoplasma, rakumembraan (tsütolemma).

TÜTOPLASMI TUUM TSÜTOLEMM

Nukleoplasma - hüaloplasma

1-2 nukleooli - organellid

Kromatiin (endoplasmaatiline retikulum

kompleks KTolji

rakukeskus

mitokondrid

lüsosoomid

eriotstarbeline)

Kaasamised.

Rakutuum asub tsütoplasmas ja on sellest piiritletud tuumaga

kest - nukleolemma. See toimib geenide koondumiskohana,

peamine keemiline mis on DNA. Tuum reguleerib raku kujunemisprotsesse ja kõiki selle elutähtsaid funktsioone. Nukleoplasm tagab erinevate tuumastruktuuride interaktsiooni, nukleoolid osalevad raku valkude ja mõnede ensüümide sünteesis, kromatiin sisaldab kromosoome koos geenidega - pärilikkuse kandjatega.

Hüaloplasma (kreeka hyalos - klaas) - tsütoplasma peamine plasma,

on raku tõeline sisekeskkond. See ühendab kõik raku ultrastruktuurid (tuum, organellid, inklusioonid) ja tagab nende keemilise vastasmõju üksteisega.

Organellid (organellid) on tsütoplasma püsivad ultrastruktuurid, mis täidavad rakus teatud funktsioone. Need sisaldavad:

1) endoplasmaatiline retikulum - hargnenud kanalite ja õõnsuste süsteem, mille moodustavad rakumembraaniga seotud topeltmembraanid. Kanalite seintel on väikseimad kehad - ribosoomid, mis on valgusünteesi keskused;

2) K. Golgi kompleks ehk sisemine võrguaparaat, - omab silma ja sisaldab erineva suurusega vakuoole (ladina vaakum - tühi), osaleb rakkude eritusfunktsioonis ja lüsosoomide moodustamises;

3) rakukeskus - tsütokeskus koosneb sfäärilisest tihedast kehast - tsentrosfäärist, mille sees on 2 tihedat keha - tsentriooli, mis on omavahel ühendatud sillaga. Asub tuumale lähemal, osaleb rakkude jagunemises, tagades kromosoomide ühtlase jaotumise tütarrakkude vahel;

4) mitokondrid (kreeka keeles mitos – niit, chondros – tera) näevad välja nagu terad, vardad, niidid. Nendes toimub ATP süntees.

5) lüsosoomid - vesiikulid, mis on täidetud ensüümidega, mis reguleerivad

metaboolsed protsessid rakus ja neil on seedimine (fagotsüütiline) aktiivsus.

6) eriotstarbelised organellid: müofibrillid, neurofibrillid, tonofibrillid, ripsmed, villid, lipud, mis täidavad raku spetsiifilist funktsiooni.

Tsütoplasmaatilised inklusioonid on vormis mittepüsivad moodustised

graanulid, tilgad ja vakuoolid, mis sisaldavad valke, rasvu, süsivesikuid, pigmenti.

Rakumembraan – tsütolemma ehk plasmolemma katab raku pinnalt ja eraldab selle keskkonnast. See on poolläbilaskev ja reguleerib ainete sisenemist rakku ja sealt välja.

Rakkudevaheline aine paikneb rakkude vahel. Mõnes koes on see vedel (näiteks veres), teistes aga amorfsest (struktuurita) ainest.

Igal elusrakul on järgmised põhiomadused:

1) ainevahetus ehk ainevahetus (peamine elutähtis omadus),

2) tundlikkus (ärritatavus);

3) paljunemisvõime (enesepaljunemine);

4) kasvamisvõime, s.o. rakustruktuuride ja raku enda suuruse ja mahu suurenemine;

5) arenemisvõime, s.o. spetsiifiliste funktsioonide omandamine raku poolt;

6) sekretsioon, s.o. erinevate ainete vabanemine;

7) liikumine (leukotsüüdid, histiotsüüdid, sperma)

8) fagotsütoos (leukotsüüdid, makrofaagid jne).

2. Kude on päritolult, struktuurilt ja funktsioonilt sarnaste rakkude süsteem. Kudede koostisse kuulub ka koevedelik ja rakkude jääkproduktid. Kudede õpetust nimetatakse histoloogiaks (kreeka histos - kude, logos - doktriin, teadus) Vastavalt struktuuri, funktsiooni ja arengu tunnustele eristatakse järgmisi kudede liike:

1) epiteliaalne või terviklik;

2) sidekude (sisekeskkonna koed);

3) lihaseline;

4) närviline.

Inimkehas on eriline koht verel ja lümfil - vedelal kudel, mis täidab hingamis-, troofilisi ja kaitsefunktsioone.

Organismis on kõik koed morfoloogiliselt tihedalt seotud.

ja funktsionaalne. Morfoloogiline seos on tingitud asjaolust, et erinevad

nye koed on osa samadest elunditest. Funktsionaalne ühendus

avaldub selles, et erinevate kudede aktiivsus, mis moodustavad

organid nõustusid.

Rakulised ja mitterakulised koeelemendid eluprotsessis

tegevused kuluvad ja surevad (füsioloogiline degeneratsioon)

ja taastatakse (füsioloogiline regeneratsioon). Kui kahjustatud

taastatakse ka kudesid (reparatiivne regeneratsioon).

Kuid see protsess ei ole kõigi kudede puhul ühesugune. Epiteel

naya, side-, silelihaskoe ja vererakud taastusid

Nad on head. Vöötlihaskoe parandamine

ainult teatud tingimustel. Närvikude taastatakse

ainult närvikiud. Närvirakkude jagunemine täiskasvanud inimese kehas

isikut ei ole tuvastatud.

3. Epiteelkude (epiteel) on kude, mis katab naha pinda, silma sarvkesta, samuti vooderdab kõiki kehaõõnsusi, seede-, hingamisteede õõnesorganite sisepinda, urogenitaalsüsteemid, on osa enamikust keha näärmetest. Sellega seoses eristatakse sise- ja näärmeepiteeli.

Integumentaarne epiteel, mis on piirdekude, teostab:

1) kaitsefunktsioon, mis kaitseb aluskudesid erinevate välismõjude eest: keemilised, mehaanilised, nakkuslikud.

2) organismi ainevahetust keskkonnaga, täites gaasivahetuse funktsioone kopsudes, imendumist peensooles, ainevahetusproduktide (metaboliitide) eritumist;

3) tingimuste loomine siseorganite liikuvuseks seroossetes õõnsustes: süda, kopsud, sooled jne.

Nääreepiteel täidab sekretoorset funktsiooni, st moodustab ja eritab spetsiifilisi tooteid – saladusi, mida kasutatakse kehas toimuvates protsessides.

Morfoloogiliselt erineb epiteelkude teistest kehakudedest järgmiste tunnuste poolest:

1) see asub alati piiril, kuna asub keha välis- ja sisekeskkonna piiril;

2) see kujutab rakukihte - epiteelirakke, millel on erinevat tüüpi epiteelitüüpides ebavõrdne kuju ja struktuur;

3) epiteeli rakkude ja rakkude vahel puudub rakkudevaheline aine

omavahel erinevate kontaktide kaudu ühendatud.

4) basaalmembraanil paiknevad epiteelirakud (umbes 1 μm paksune kiht, millega see eraldatakse selle all olevast sidekoest. Basaalmembraan koosneb amorfsest ainest ja fibrillaarsetest struktuuridest;

5) epiteelirakkudel on polaarsus, s.o. rakkude basaal- ja tipuosad on erineva struktuuriga;

6) epiteel ei sisalda veresooni, seega rakkude toitumine

viiakse läbi toitainete difusiooniga läbi basaalmembraani aluskudedest;

7) tonofibrillide olemasolu - filamentsed struktuurid, mis annavad tugevuse epiteelirakkudele.

4. Epiteelil on mitmeid klassifikatsioone, mis põhinevad erinevatel tunnustel: päritolu, struktuur, funktsioon, millest kõige levinum on morfoloogiline klassifikatsioon, võttes arvesse rakkude suhet basaalmembraani ja nende kuju. epiteelikihi vaba apikaalne (ladina apex - tipp) osa ... See klassifikatsioon peegeldab epiteeli struktuuri, sõltuvalt selle funktsioonist.

Ühekihilist lameepiteeli esindavad kehas endoteel ja mesoteel. Endoteel vooderdab veresooni, lümfisooneid ja südamekambreid. Mesoteel katab kõhukelme, pleura ja perikardi seroosmembraane. Ühekihiline kuubikujuline epiteel katab osa neerutuubulitest, paljude näärmete kanalid ja väikesed bronhid. Ühekihilisel prismaatilisel epiteelil on mao, peen- ja jämesoole, emaka, munajuhade, sapipõie, mitmete maksajuhade, kõhunäärme, osa limaskesta

neerutuubulid. Elundites, kus toimuvad imendumisprotsessid, on epiteelirakkudel imemispiir, mis koosneb suurest hulgast mikrovillidest. Ühekihiline mitmerealine ripsepiteel ääristab hingamisteid: ninaõõnde, ninaneelu, kõri, hingetoru, bronhe jne.

Kihiline mittekeratiniseeruv lameepiteel katab silma sarvkesta väliskülje ning suuõõne ja söögitoru limaskesta. Kihistunud lameepiteel moodustab sarvkesta pinnakihi ja seda nimetatakse epidermiks. Üleminekuepiteel on tüüpiline kuseteede organitele: neeruvaagen, kusejuhad, põis mille seinad on uriiniga täitumisel olulisel määral venitatud.

Eksokriinnäärmed eritavad oma eritist siseorganite õõnsustesse või keha pinnale. Tavaliselt on neil erituskanalid. Endokriinnäärmetel pole kanaleid ja need eritavad eritist (hormoone) verre või lümfi.

Evolutsiooni kolmas etapp on raku tekkimine.
Valkude ja nukleiinhapete (DNA ja RNA) molekulid moodustavad bioloogilise raku, väikseima elusüksuse. Bioloogilised rakud on kõigi elusorganismide "ehituskivid" ja sisaldavad kõiki materiaalseid arengukoode.
Teadlased pidasid pikka aega raku ehitust äärmiselt lihtsaks. Nõukogude entsüklopeediline sõnaraamat tõlgendab raku mõistet järgmiselt: "Rakk on elementaarne elussüsteem, kõigi loomade ja taimede ehituse ja elutegevuse alus." Tuleb märkida, et mõiste "elementaarne" ei tähenda mingil juhul "lihtsamat". Vastupidi, rakk on ainulaadne Jumala fraktaallooming, mis torkab silma oma keerukuse ja samal ajal kõigi selle elementide töö erakordse ühtsuse poolest. .
Kui elektronmikroskoobi abil sai sisse vaadata, selgus, et kõige lihtsama raku ehitus on sama keeruline ja arusaamatu kui Universum ise. Tänaseks on juba kindlaks tehtud, et "rakk on Universumi eriline aine, Kosmose eriline aine." Üks lahter sisaldab teavet, mis mahub vaid kümnetesse tuhandetesse köidetesse. Nõukogude entsüklopeedia... Need. rakk on muu hulgas tohutu info "bioreserv".
Moodsa molekulaarse evolutsiooni teooria autor Manfred Eigen kirjutab: „Selleks, et juhuslikult moodustuks valgumolekul, peaks loodus tegema umbes 10 130 katset ja kulutama selleks nii palju molekule, millest piisaks 1027 jaoks. Universumid. et iga liigutuse kehtivust saaks kontrollida mingisuguse valikumehhanismiga, siis kulus selleks vaid umbes 2000 katset.Jõuame paradoksaalsele järeldusele: programm "primitiivse elusraku" konstrueerimiseks on kodeeritud kuskile elementaarosakesed.
Ja kuidas saakski teisiti. Iga rakk, millel on DNA, on varustatud teadvusega, on teadlik endast ja teistest rakkudest ning on kontaktis universumiga, olles tegelikult osa sellest. Ja kuigi inimkeha rakkude arv ja mitmekesisus on jahmatav (umbes 70 triljonit), on nad kõik isesarnased, nagu ka kõik rakkudes toimuvad protsessid on isesarnased. Saksa teadlase Roland Glaseri sõnul on bioloogiliste rakkude disain "väga hästi läbi mõeldud". Kes on kelle poolt hästi läbi mõeldud?
Vastus on lihtne: valgud, nukleiinhapped, elusrakud ja kõik bioloogilised süsteemid on intellektuaalse Looja loomingulise tegevuse saadus.

Mis on huvitav: aatomitasandil pole orgaanilise ja anorgaanilise maailma keemilise koostise vahel vahet. Teisisõnu, aatomitasandil koosneb rakk samadest elementidest nagu elutu loodus. Erinevused ilmnevad molekulaarsel tasemel. Elusorganismides on koos anorgaaniliste ainete ja veega ka valgud, süsivesikud, rasvad, nukleiinhapped, ensüüm ATP süntaas ja teised madala molekulmassiga orgaanilised ühendid.
Tänaseni on rakk uurimise eesmärgil sõna otseses mõttes aatomiteks lahti võetud. Siiski ei ole võimalik luua vähemalt ühte elavat rakku, sest raku loomine tähendab elava Universumi osakese loomist. Akadeemik V.P. Kaznacheev usub, et "rakk on kosmoplanetaarne organism... Inimese rakud on teatud eeter-torsioon-biopõrgete süsteemid. Nendes biopõrgetites toimuvad tundmatud protsessid, voolude kosmiliste vormide materialiseerumine, nende kosmiline transformatsioon ja tänu sellele materialiseeruvad osakesed. "
Vesi.
Peaaegu 80% raku massist on vesi. Bioloogiateaduste doktori S. Zenini sõnul on vesi oma klastristruktuuri tõttu infomaatriks biokeemiliste protsesside juhtimiseks. Lisaks on just vesi esmane "sihtmärk", millega helisageduslikud vibratsioonid interakteeruvad. Rakuvee korrastatus on nii kõrge (lähedane kristalli järjestusele), et seda nimetatakse vedelkristalliks.
Valgud.
Valgud mängivad bioloogilises elus tohutut rolli. Rakk sisaldab mitut tuhat valku, mis on omased ainult seda tüüpi rakkudele (välja arvatud tüvirakud). Võime sünteesida oma valke pärandub rakust rakku ja püsib kogu elu. Raku elutähtsa aktiivsuse protsessis muudavad valgud järk-järgult oma struktuuri, nende funktsioon on häiritud. Need kulunud valgud eemaldatakse rakust ja asendatakse uutega, nii et raku elutähtis aktiivsus säilib.
Märgime ennekõike valkude ehitusfunktsiooni, sest just nemad on ehitusmaterjaliks, millest koosnevad rakkude membraanid ja rakuorganellid, veresoonte seinad, kõõlused, kõhred jne.
Valkude signaalimisfunktsioon on äärmiselt huvitav. Selgub, et valgud on võimelised toimima signaalainetena, edastades signaale kudede, rakkude või organismide vahel. Signaalfunktsiooni täidavad hormoonvalgud. Rakud võivad üksteisega suhelda vahemaa tagant, kasutades rakuvälise aine kaudu edastatavaid signaalvalke.
Valkudel on ka motoorne funktsioon. Kõiki liigutusi, milleks rakud on võimelised, nagu lihaste kokkutõmbumine, teostavad spetsiaalsed kontraktiilsed valgud. Valgud täidavad ka transpordifunktsiooni. Nad on võimelised kinnitama erinevaid aineid ja kandma neid raku ühest kohast teise. Näiteks verevalk hemoglobiin seob hapnikku ja kannab seda kõikidesse keha kudedesse ja organitesse. Lisaks on valkudele omane kaitsefunktsioon. Kui kehasse tuuakse võõrvalke või -rakke, toodab see spetsiaalseid valke, mis seovad ja neutraliseerivad võõrrakke ja -aineid. Ja lõpuks, valkude energiafunktsioon seisneb selles, et 1 g valgu täielikul lagunemisel vabaneb energiat 17,6 kJ.

Raku struktuur.
Rakk koosneb kolmest omavahel lahutamatult seotud osast: membraanist, tsütoplasmast ja tuumast ning tuuma ehitus ja funktsioon raku erinevatel eluperioodidel on erinev. Raku eluiga hõlmab kahte perioodi: jagunemist, mille tulemusena moodustuvad kaks tütarrakku, ja jagunemiste vahelist perioodi, mida nimetatakse interfaasiks.
Rakumembraan suhtleb otseselt väliskeskkonnaga ja suhtleb naaberrakkudega. See koosneb väliskihist ja selle all olevast plasmamembraanist. Loomarakkude pinnakihti nimetatakse glycocalisiks. See teostab rakkude ühendamist väliskeskkonna ja kõigi seda ümbritsevate ainetega. Selle paksus on alla 1 mikroni.

Raku struktuur
Rakumembraan on raku väga oluline osa. See hoiab koos kõiki rakukomponente ning piiritleb välis- ja sisekeskkonna.
Ainevahetus toimub pidevalt rakkude ja väliskeskkonna vahel. Väliskeskkonnast satuvad rakku vesi, erinevad soolad üksikute ioonide kujul, anorgaanilised ja orgaanilised molekulid. Ainevahetusproduktid, aga ka rakus sünteesitavad ained: valgud, süsivesikud, hormoonid, mis tekivad erinevate näärmete rakkudes, viiakse rakust membraani kaudu väliskeskkonda. Ainete transport on plasmamembraani üks peamisi funktsioone.
Tsütoplasma- sisemine poolvedel keskkond, milles toimuvad peamised ainevahetusprotsessid. Hiljutised uuringud on näidanud, et tsütoplasma ei ole mingi lahendus, mille komponendid juhuslikes kokkupõrgetes omavahel interakteeruvad. Seda võib võrrelda tarretisega, mis hakkab "raputama" vastuseks välismõjudele. Nii tajub ja edastab tsütoplasma informatsiooni.
Tsütoplasmas paiknevad tuum ja erinevad organellid, mis on sellega ühendatud ühtseks tervikuks, mis tagab nende vastasmõju ja raku kui ühtse tervikliku süsteemi aktiivsuse. Tuum asub tsütoplasma keskosas. Kogu tsütoplasma sisemine tsoon on täidetud endoplasmaatilise retikulumiga, mis on rakuline organoid: tuubulite, vesiikulite ja membraanidega piiritletud "tsisternide" süsteem. Endoplasmaatiline retikulum osaleb ainevahetusprotsessides, tagades ainete transpordi keskkonnast tsütoplasmasse ja üksikute rakusiseste struktuuride vahel, kuid selle põhifunktsiooniks on osalemine ribosoomides toimuvas valgusünteesis. - ümmargused mikroskoopilised kehad läbimõõduga 15-20 nm. Sünteesitud valgud kogunevad esmalt endoplasmaatilise retikulumi kanalitesse ja õõnsustesse ning transporditakse seejärel raku organellidesse ja piirkondadesse, kus neid tarbitakse.
Tsütoplasmas on lisaks valkudele ka mitokondrid, väikesed 0,2-7 mikroni suurused kehad, mida nimetatakse rakkude "jõujaamadeks". Redoksreaktsioonid toimuvad mitokondrites, varustades rakke energiaga. Mitokondrite arv ühes rakus ulatub ühikutest mitme tuhandeni.
Tuum– raku elutähtis osa, juhib valkude sünteesi ja nende kaudu kõiki rakus toimuvaid füsioloogilisi protsesse. Mittejaguneva raku tuumas eristatakse tuumaümbrist, tuumamahla, tuuma ja kromosoome. Tuumaümbrise kaudu toimub pidev ainete vahetus tuuma ja tsütoplasma vahel. Tuumaümbrise all on tuumamahl (poolvedel aine), mis sisaldab tuuma ja kromosoome. Tuum on tihe ümar keha, mille suurus võib olla väga erinev, 1 kuni 10 mikronit ja rohkem. See koosneb peamiselt ribonukleoproteiinidest; osaleb ribosoomide moodustamises. Tavaliselt on rakus 1-3 tuuma, mõnikord kuni mitusada. Tuum sisaldab RNA-d ja valku.
Raku ilmumisega Maale tekkis elu!

Jätkub...

muude ettekannete kokkuvõtted

"Bioloogia õpetamise meetodid" - Koolizooloogia. Teadusliku zooloogiaandmete rakendamise tutvustamine õpilastele. Moraalne kasvatus. Kanakuuti lisapühitsemine. Meetodite valik. Eluprotsessid. Akvaariumi kalad. Toitumine. Keskkonnaharidus. Eluprotsesside materiaalsus. Negatiivsed tulemused. Õpilaste tähelepanu. Nõutav vorm. Väikeloomade uurimine. Bioloogia eesmärgid ja eesmärgid. Lugu.

"Probleemne õpe bioloogiatundides" - Teadmised. Uued õpetused. Tee lahenduseni. Probleem. Seminarid. Mis on ülesanne. Albrecht Durer. Probleemne õpe bioloogiatundides. Mittestandardsed õppetunnid. Mida mõeldakse probleemõppe all. Elukvaliteet. Bioloogia kui akadeemiline õppeaine. küsimus. Õppetund probleemide lahendamisest. Vähenenud huvi teema vastu. Probleemsed laboratoorsed uuringud.

"Kriitiline mõtlemine bioloogiatundides" – "Kriitilise mõtlemise" tehnoloogia. "Kriitilise mõtlemise arendamise" tehnoloogia kasutamine. Tunni laud. Motivatsioon õppida. Ökosüsteemid. "Kriitilise mõtlemise arendamise" tähendus. Tehnoloogia märgid. RKM tehnoloogia. Tunni struktuur. Peamised suunad. Tehnoloogia ajalugu. Pedagoogilised tehnoloogiad. Tehnoloogia reeglid. Bioloogia ülesanded. Fotosüntees. Tunni erinevatel etappidel kasutatavad võtted.

"Bioloogiatunnid interaktiivse tahvliga" - Elektroonilised õpikud. Kasu õppijatele. Interaktiivne tahvel aitab edastada teavet iga õpilaseni. Didaktilised ülesanded. Lahendus bioloogilised ülesanded... Interaktiivsete tahvlitega töötamise eelised. Töö esitlustega. Objektide võrdlus. Liikuvad objektid. Arvutustabelite kasutamine. Interaktiivse tahvli kasutamine koolinoorte õpetamise protsessis. Kasu õpetajatele.

"Süsteemi-tegevuskäsitlus bioloogias" - Seminari küsimused. Tegevusmeetod. Driopithecus. Inimpäritolu maaväline tee. Lüsosoomid. Keemiline organisatsioon. Gymnosperms. Ainevahetus. Analüsaatorid. Süsteemne aktiivsus bioloogia õpetamisel. Kromosoomid. Tsütoplasma. Pimedus. Kõrva pikkus. Inimeste klassifikatsioon. Imetaja luustik. Inimese evolutsiooni teed. Mitoos. Pinna kompleks. Probleemne küsimus. Tuum. Tuuma kest.

"Arvuti bioloogias" - Õpilaste ühistegevus. Koogiseemnetaimede perekonnad. Interaktiivne õpe. Õppivad mudelid. Hindesüsteemi näide. Õppekaardi küsimused. Õpetuskaardi näide. Teadlased. Mikrorühmad. Interaktiivsed õppetehnoloogiad. Karussell. Interaktiivsed õppetehnoloogiad. Interaktiivsed lähenemised bioloogiatundides. Rühmatöö vorm. Ülesanded "uurijate" rühmadele.