Rakud on väikseimad üksikud struktuurid, millel on kõik elus olemisega formaalselt seotud omadused. Tegelikult koosneb märkimisväärne osa maailma elusolenditest, prokarüootidest (domeenid Bakterid ja Archaea) ainult ühest rakust. See tähendab, et ka kõige elementaarsematel rakkudel peavad olema mõned erifunktsioonid.
Rakud Eukaryota loomi, taimi, protiste ja seeni hõlmavas domeenis on peaaegu kõik prokarüootsed rakud ja siis mõnedrakuseinad on tavaliselt erand, kuigi taimerakkudel on see omadus bakterite ja mõnede seenrakkudega). Eukarüootsetel rakkudel on mitmeid peenelt spetsialiseerunud sisemisi struktuure koos endomembraansüsteem, sealhulgas membraanikotid, mida nimetatakse vesiikulid, olles silmapaistvamate seas.
Rakkude struktuur: prokarüootne vs. Eukarüoot
Prokarüootid on organismid, mille rakkudel puuduvad sisemembraaniga seotud struktuurid. Neil on neli kõigi rakkude ühist omadust:
- Deoksüribonukleiinhape (DNA): Nukleiinhape, mis toimib maa elu geneetilise materjalina.
- Ribosoomid: Valgusünteesi kohad.
- Rakumembraan: Fosfolipiidne kahekihiline raku väliskülg.
- Tsütoplasma: Geelitaoline aine, mis täidab rakusisest ruumi ja on koht reaktsioonide ja muude protsesside toimumiseks.
Prokarüootsed rakud valmistada ainult piiratud arv valke ja neil puudub veenev vajadus eukarüootide endomembraansüsteemi järele, mis on vajalik rakus toodetud valkude töötlemiseks.
Organellid
Organellid on raku sees olevad elemendid, millel on kahekordne plasmamembraan nagu see, mis ümbritseb rakku tervikuna. Kurikuulsamad membraaniga seotud organellid hulka kuuluvad:
- Tuum: See sisaldab raku DNA-d. Tuum on "organellide" aruteludest sageli välja jäetud selle iseseisva tähtsuse tõttu, kuid seda ümbritseb tuumamembraan ehk tuumaümbris, nii et see kvalifitseerub kindlasti üheks.
- Mitokondrid: Krebsi tsükli asukohad ja aeroobse hingamise elektrontranspordiahel.
- Endoplasmaatiline retikulum (ER): Omamoodi membraaniline "magistraal", mis on pidev tuumaga ja ulatub tsütoplasmasse ning mõnikord rakumembraanini. Sujuv ER tal ei ole ribosoome kinnitatud; töötlemata ER teeb, andes talle nii "naastudega" välimuse kui ka nime. Smooth ER sünteesib lipiide, samas kui töötlemata ER sisaldab peamiselt valke, mida pole veel täielikult töödeldud.
- Golgi kehad: Need on nagu tillukesed pannkoogivirnad. Need eralduvad ER-ist ja vastutavad valkude ja lipiidide märgistamise ja töötlemise eest enne nende lõppsihtkohta jõudmist.
- Vesiikulid: Need täiendavad ER ja Golgi kehade funktsiooni, transportides materjali esimesest teise.
- Vacuoles: Need on tegelikult lihtsalt suured vesiikulid ja neid on kirjeldatud nende enda osas.
- Lüsosoomid: Need sisaldavad seedeensüümid mis lagundavad raku jääkaineid.
- Peroksisoomid: Need sarnanevad lüsosoomidega, kuid sisaldavad spetsiifilisi ensüüme, mis liigutavad vesinikuaatomid süsinikuaatomitest hapnikuaatomiteks.
- Kloroplastid ja tülakoidid: Need on taimerakkude komponendid, mis osalevad fotosünteesis. Tülakoidid on membraanikotid, mis sisaldavad klorofülli, mida on vaja kloroplastides toimuva fotosünteesi jaoks.
Vacuole
Esineb transpordi organellide seas, a vakuole on membraaniga seotud, vedelikuga täidetud kott, millel on palju funktsioone. Vakuoolid on eriti olulised taimedes, millel on suur, mitmeotstarbeline keskvakuool. Selles kehas asuvad soolad, mineraalid, toitained, valgud ja pigmendid, aidates kaasa taime kasvule ja andes taimele tahkuse.
Kui taim hoiab oma keskmistesse vakuoolidesse rohkem vett, muutub see turses või tursemaks. Kui taimel on veepuudus ja vakuoolid kahanevad, taim närbub.
Ka teistel organismidel, nagu loomarakkudel, on vakuoole. Loomarakkude vakuoole on aga arvukamalt ja nende suurus on palju väiksem, võrreldes taimerakkudes leiduva üksiku suure keskse vakuoliga.
Mis ei ole raku sisemise membraani funktsioon?
Milline järgmistest on äsja õpitu põhjal mitte endomembraansüsteemi komponentide erinevate töökohtade seas?
- Liikuvad valgud.
- Biomolekulide töötlemine.
- Jäätmete lagundamine.
- Panustamine geneetilisse mitmekesisusse.
- Struktuuritoetuse pakkumine.
Vastus on 4. Endomembraansüsteem on kriitiline ja mitmekesine, kuid sellel pole organismi geneetikas mingit rolli.