Aastal 1665 piilus Briti teadlane Robert Hooke mikroskoobi kaudu paberist õhukest korgiviilu ja nägi, et see oli “kõik perforeeritud ja poorne, umbes nagu Honey-kamm. " Ta nimetas struktuurid rakkudeks ja muutis elu uurimist põhjalikult Maa. Hilisemad avastused tõestasid, et rakud on kõigi elusolendite ehituskivid, alates mikroskoopilistest bakteritest kuni inimesteni.
Ehkki rakud võivad organismis omandada lugematuid vorme ja funktsioone, täidavad nad kõik energia neeldumise ja tootmise, rakkude hooldamise ja taastootmise põhirolle. Ilma rakkudeta ei saa elu eksisteerida, mis näitab rakutüüpide üldist tähtsust elus.
On üks potentsiaalne erand: viirused. Viirustel puudub rakuline struktuur ja nad imiteerivad elu, tungides paljunemiseks peremeesrakkudesse.
Rakkude tüübid
Arenguprotsessi käigus on rakud arenenud kaheks kategooriaks, lähtudes nende sisemuse pakendamisest. Rakke, millel on DNA ja tsütoplasma segadus, kuid puudub tuum, nimetatakse prokarüootid. Neid primitiivseid struktuure on näha üherakulistes bakterites ja mõnes üherakulises organismis, mis võivad elada sellistes äärmuslikes keskkondades nagu süvamere tuulutusavad.
Eukarüoodid on keerukamad rakud, mis sisaldavad DNA tsütoplasmast eraldatud tuumas. Kõik taimed ja loomad on valmistatud eukarüootsed rakud.
Paljudel organismidel on ka täpsustatud rakutüübid. Nende hulka kuuluvad erinevad koetüübid, rakutüübid, rakukujud jne. Samuti on olemas spetsiaalsed paljunemisrakud, mis võimaldavad organismidel seksuaalselt paljuneda.
Rakustruktuurid
Kõik rakud sisaldavad veekindlasse rakumembraani suletud sarnaseid elutegevuseks vajalikke orgaanilisi molekule. Sees geelitaoline aine nn tsütoplasma on nukleiinhappeid, valke, süsivesikuid ja lipiide sisaldavad struktuurid.
The nukleiinhapped DNA ja RNA talletavad geneetilist koodi, mis võimaldab rakul elada ja paljuneda. Rakuvalgud aminohapete ahelate kujul täidavad paljusid rolle - näiteks ensüümid muudavad molekulid rakkude jõudluse suurendamiseks erinevatesse vormidesse.
Nii lihtsad kui ka keerulised süsivesikud annavad energiat raku aktiivsuseks. Lipiidid ehk rasvamolekulid moodustavad rakumembraani, salvestavad energiat ja edastavad signaale raku välisküljelt selle sisemusse.
Mõni rakk sisaldab ka spetsiaalseid struktuure nagu mitokondrid, taimede kloroplastid, endoplasmaatiline retikulum, golgi keha, lüsosoomid ja ribosoomid. Neid struktuure nimetatakse organellid. Kõigil raku sees on organismi ja raku kasvul kindel roll, iga rakutegevuse funktsioon sõltub vaadatavate rakkude tüüpidest.
Rakutüüpide funktsioon
Rakk on elu põhiühik, mis on oluline suurema organismi füsioloogia säilitamiseks. Loomadel metaboliseerivad teatud organellid toitu energiaks ja kasutavad seejärel energiat parandamiseks, kasvamiseks ja paljunemiseks. Samamoodi muudavad taimerakkudes olevad kloroplastid päikesevalguse energiaks, seda protsessi nimetatakse fotosünteesiks.
Üherakuline organism koosneb ühest rakust, mis täidab kõiki oma eluülesandeid. Komplekssetes organismides, nagu taimed ja loomad, ühendavad miljardid üksikud rakud koe, luud ja elutähtsad rakud organeid ja teha erinevaid töid: saata ajju signaale, kasvatada pärast vigastust uus luu või ehitada sellest lihaseid võimlemine.
Elu ilma rakkudeta?
Viirused on nakkusetekitajad, mis koosnevad geneetilise materjali tuumast kattekihiga valgus, mida nimetatakse kapsiidiks. Nad saavad paljuneda ainult peremeesrakus; kui kapsiidil puudub peremeesorganism, on see metaboolselt inertne. Sest mitte-rakulised viirused ei suuda iseseisvalt paljuneda ega ole ise rakkudest valmistatud, peab enamik teadlasi neid vähem kui elusateks.
Bioloogilise päritoluga geneetiliste üksustena jäljendavad viirused elusorganisme, nakatades peremeesrakke, sisestades nende DNA või RNA ja võttes need üle. Mikrobioloogid ja viroloogid arutlevad jätkuvalt viiruste eluea üle.