Raku ehitus ja talitlus

Matthias Schleiden uuris paljude taimeliikide kudede ehitust ja jõudis 1838. järeldusele, et kõik taimed on rakulise ehitusega. ja Theodor Schwann uuris loomi ja leidis, et ka loomad on rakulise ehitusega. Kõik organismid on rakulise ehitusega. Rudolf Virchowil  sõnastas 1858. rakuteaduse ühe põhiseisukoha :  iga uus rakk saab alguse üksnes olemasolevast rakust selle jagunemise teel.  Rakud tekivad ainult rakkudest uued rakud tekivad üksnes jagunemise eel organismide kasv ja areng põhinevad rakkude jagunemise. Rakuteoorial on tähtis osa kogu bioloogia arengus. XIX sajandi keskpaigas pani Rudolf Virchowil  aluse tsütoloogiale. uurimisharu, mis uurib rakkude ehitust ja rakujagnunemise mehhanisme eri kudedes ja organites. Rakkude ehitus ja talitlus on omavahel kooskõlas.(avaldub selles, et teatava talitusega organite ja kudede rakkudel on neile iseloomulik kuju ja ehitus.

Epiteelkoe rakud paiknevad tihedalt üksteise kõrval, rakuvaheaine peaaegu puudub. Epiteelkoe moodustab naha pindmise ja ümbritseb siseorganeid. Ta kaitseb teisi kudesid keskkonnamõjutuse eest. Limaskestade epiteelkude eritab lima(ninaõõnes)Lihaskoe rakud on pikliku kujuga ja sisaldavad valgulisi müofibrille. Viimased võimaldavad muuta rakkude mõõtmeid. Eristatakse skeletilihaste koostisesse kuuluvat vöötlihaskudet, siseelundite ehituses olevat siselihaskudet ja südamelihaskudet.Närviimpulsitoimel lihasrakud lühenevad ning koos sellega tõmbuvad kokku ka nendest koosnevad lihased.Sidekoe rakud asetsevad hajusalt, enamasti ümbritseb neid suurel hulgal rakuvaheainet. Siia alla kuuluvad näiteks luukude, rasvkude, veri.  Sidekude ühendab elundite koostisesse kuuluvad koed ühtlaseks tervikuks ja täidab ühtlasi ka kaitseülesannet.Närvikoe rakud ehk neuronid on varustatud pikkade jätketega. Närvikoest on moodustunud pea-ja seljaaju ning nendest lähtuvad närvid ja närvisõlmed (ganglionid). Närvikoele on omane erutuvus ja erutuse (närviimpulsi) juhtimine. Närvisüsteem ühendab neuraalse regulatsiooni teel organismi ühtseks tervikuks.

Elusloodus jagatakse kaheks suureks rühmaks:  üherakulised ja hulkraksed organismid. Üherakulisi > mitmerakulisi.Valdav osa rakke on mikroskoopilised ning neid saab näha vaid mikroskoobis. Üks kõige pisemaid üherakulisi organisme on mükoplasma. (mõned vormid võivad inimorganismi sattudes esile kutsuda hingamisteede haigusi).Nüüdisajal looduses esinevad suurimad rakud on lindude munarakud. Üherakulistel organismidel toimub kogu aine-, energia-, infovahetus ümbritseva keskkonnaga rakumembraani vahendusel. Seetõttu on oluline raku välismembraani pindala ja sisekeskkonna ruumala vaheline suhe: mida suurem on rakk, seda väiksemaks see suhe jääb. Kui membraani suhteline pindala on liiga väike, häiruvad kõik protsessid. Seetõttu ei saagi olla üherakulised organismid kuigi suured. 

KUJU:  Suurem osa üherakulisi organisme on iseloomuliku väliskujuga.Hulkraksetes organismides sõltub rakkude kuju ja ehitus sellest, millisest koest nad pärinevad. Iga koe rakkude siseehitus ja väliskuju on kooskõlas nende talitlusega. Taimerakkude korrapärane väliskuju tuleneb neid ümbritsevast jäigat rakukestast ning seetõttu ei saa nende kuju olulisel määral muutuda.

vastavalt rakutuuma esinemisele jaotatakse organismid: eeltuumsed ehk prokarüoodid ja päristuumsed ehk eukarüoodid. Prokarüootide  hulka kuuluvad bakterid. Neil puudub membraaniga piiritletud tuum ning raku sisemuses on tunduvalt vähem erinevaid organelle ja membraanseid struktuure.Eukarüoodid on protistid, taime-.looma-. ja seeneriik. VIIRUSED EI OLE RAKULISE EHITUSEGA. 

Raku sisemus on täidetud poolvedela aine- tsütoplasmaga. Selle peamiseks koostisaineks on vesi. (erinevates rakkudes kõigub see 60%-90%) Selles on lahustunud palju orgaanilisi ja anorgaanilisi aineid.Enamik anorgaanilistest ainetest on katioonide ja anioonide kujul dissotseerunud olekus. Anorgaanilised ained osalevad paljudes biokeemilistes reaktsioonides ja tagavad püsiva pH. Tsütoplasmas on hulgaliselt madalamolekulaarseid orgaanilisi ühendeid. Tsütoplasmast võib leida ka mitmesuguseid ainevahetuse vaheprodukte, pigmente, regulaatoraineid ja lahustunud gaase. Tsütoplasma on pidevas liikumises ja seob kõik rakuorganellid ühtseks tervikuks .

Rakutuum avastati taimerakus 1831 ja seetõttu on ta üks uuritumaid rakustruktuure. Tuumaümbris  koosneb kahest membraanist, nendes paiknevad poorid, mille kaudud toimub ainete liikumine tuuma sisemusse ja sealt älja. Tuumamembraanid on ehituselt sarnased teiste rakumembraanidega. Tuumasisest plasmat nimetatakse karüoplasmaks. See sisaldab DNA-d, valke, RNA-d ja mitmesuguseid madalmolekulaarseid ühendeid. Kromosoomid  on tuuma kõige olulisemad osad. Enamikes rkakudes neid ei näe ,sest nad on väga peenikesteks niitideks lahti keerdunud. Rakujagunemise alguses pakitakse nad sedavõrd kokku, et nad muutuvad karüoplasmast eristatavaks. uumas võib mikroskoobi all näha kas ühte või mitut tuumakest. Need on piirkonnad, kus kormosoomidelt toimub intensiivne rRNA süntees ja ribosoomide moodustumine.Rakutuum reguleerib kõiki rakus toimuvaid protsesse. Tuuma kõrvaldamisega kaotab rakk jagunemisvõime,ainevahetus aeglustub ja mõne aja möödudes rakk hukkub. Rakutuum puudub näiteks iimese küpsetes erütrotsüütides(punaverelibledes.Seetõttu on nad kaotanud jagunemisvõime ning uusi erütrotsüüte moodustuv juurde vereloomeelundites. Enamasti  on rakus üks tuum. Kingloomal on n t kaks tuuma.

Kromosoomide arv ja kuju on ühe liigi piires enamasti muutumatu. Inimese iga keharaku tuumas on üldjuhul 46 kromosoomi(23 paari). Paarilisi koromosoome nimetatakse homoloogilisteks. Homoloogilised kromosoomid sisaldavad samu pärilikke tunnuseid määravaid geene. Erandi moodustavad vaid mehe sugukromosoomid. (X JA Y) Need on erineva suurusega, samuti ei ole nad geenide sisalduselt homoloogilised. Kui keharakkudes on 46 kromosoomi , siis igas munarakus ja seemnerakus on 23 kromosoomi.Eukarüootsete rakkude kromosoomides on DNA seotud valkudega. Peamised kromosoomivalgud on histoonid.(kaitsevad DNAd ja aitavad kromosoome rakujagunemise ajal kokku pakkida). DNA , mis on keerdunud ümber histoonide molekulidest koosnevate kerakeste, moodustab nendega nukleosoomse fibrilli. Ühe kromosoomi moodustab histoonide ja teiste valkudega seotud üks DNA molekul. Seega koosneb üks kromosoom ühest nukleosoomsest fibrillist

Kõik rakud on ümbritsetud membraaniga. Membraan eraldab raku sisekeskkonda väliskeskkonnast, kaitseb seda kahjulike mõjutuste eest ja ühendab rakke omavahel. Selle vahendusel toimub aine-,energia-, ja infovahetus raku ja väliskeskkonna vahel.Rakumembraan koosneb põhiliselt fosfolipiididest ja valkudest. Fosfolipiidid moodustavad 2 kihti. Valgu molekulid paiknevad aga hajusalt kas nende peal või vahel.

Rakuteooria kujunemine & rakkude mitmekesisus

Päristuumne rakk

Rakumembraan, rakuorganellid,tsütoskelett.