Rakk

See artikkel räägib elusorganismi väikseimast talitluslikust osast, nahavigastuse kohta vaata artiklitVill (vigastus).

Rakuks(ladinacellula,ingl. keel.cell) nimetatakse kõikideelusorganismideväikseimat ehituslikku ja talitluslikku osa, mis on võimeline ümbritseva elukeskkonnaga suheldes ka iseseisvalt eluks vajalikku energiat komplekteerima, kasvama, end taastootma (raku taastootmise faaside kaudu) ja vajadusel ka programmeeritud surma esile kutsuma. Enamikku rakke ümbritseb rakuväline vedelik.

Rakk on alati ümbritsetudlipoproteiidse membraaniga.Organism võib koosneda ühest rakust (üherakuline organism) või mitmest rakust (hulkrakne organism). Samuti võib ühes rakus sisalduda teine rakk (mida nimetatakse siis tavaliseltorganelliks).

Ühesuguse päritolu, ehituse ja funktsioonidega rakkude ja nende komplekteeritud rakuvaheaine kogumit nimetataksekoeks.

Rakkude areng, bioloogia, morfoloogia, japatoloogiavõivad erineda nii liigiti kui ka indiviiditi.

Üherakulised organismidnagu paljudbakteridjaseentehulka liigitatudpagaripärm(Saccharomyces cerevisiae) koosnevad ühest rakust.

Raku anatoomia

Rakumembraan

Pikemalt artiklisRakumembraan

Rakumembraanon õhukefosfatiididestjaglükolipiididestmoodustunudlipiidide kaksikkiht,mis eraldab rakku teda ümbritsevast keskkonnast ning reguleeribmolekulidevoolu rakust välja ja raku sisse.Taimerakurakumembraani nimetatakse sageliplasmalemmiksvõiplasmalemmaks.

Vibur

Pikemalt artiklisVibur

Viburehk flagell on bakterite,arhedeja väiksemate eukarüootide pikk, jäik ja niitjas liikumisorganell.Vibur on paljudel rakkudel kaasa arvatud mehespermatosoididel.

Mitokonder

Pikemalt artiklisMitokonder

Mitokondridon raku energiat tootvad organellid.Rakubioloogiasnimetatakse mitokondriks suurt rakusisest organelli, mis on ümbritsetud kahemembraaniga.Mitokondrites viiakse lõpuleglükoosilagundamine ja sünteesitaksemakroergilisi ühendeid(ATP).

Tsütoplasma

Pikemalt artiklisTsütoplasma

Tsütoplasmaon raku kogu elussisu (protoplast), välja arvatudrakutuum.Väljastpoolt piirab tsütoplasmatrakumembraan.

Rakutuum

Pikemalt artiklisRakutuum

Rakutuumon kahekihilisemembraanigaümbritsetudrakuorganell,mis esinebtsütoplasmasvaideukarüootidel.Rakutuum hõlmab umbes 10% raku kogu ruumalast ning sinna on koondunud peaaegu kogu rakus olev geneetiline materjal.^[1]Tuumas sisalduvDNAon tihedalt kokku pakitudhistoonideabil ning moodustabkromosoomi.

Karüoplasma

Pikemalt artiklisKarüoplasma

Karüoplasmaksnimetatakse rakutuuma sees paiknevat plasmat, mis sisaldab DNA-d, RNA-d, valke ja mitmesuguseid madalmolekulaarseid ühendeid.^[2]

Kromosoom

Pikemalt artiklisKromosoom

Kromosoomon eukarüootse organismi rakutuuma struktuurselt individuaalne pärilikkustegureid (geene) sisaldav element. Kromosoomis asuvad lineaarses järgnevuses ja kindla paiknevusegageenidning mitmesugused mittegeensednukleotiidijärjestused(lookused). Kromosoomis on üksDNA molekul,sellega massivõrdses koguses aluselisivalke–histoone,varieeruvas hulgas mittehistoonseid (happelisi)valkeja vähesel hulgalRNAd.

Tuumaümbris

Pikemalt artiklisTuumaümbris

Tuumaümbrisehktuumamembraanon vahefaasi ajal rakutuuma ümbritsev kahelestmeline kest, mis eraldab geneetilist materjali tsütoplasmast ning kaitseb makromolekulide sissetungimise eest tsütoplasmast karüoplasmasse.

Tuumapoor

Pikemalt artiklisTuumapoor

Tuumapooriksnimetatakse mulku tuumaümbrises, kus membraani sise- ja välisleste on teineteisega liitunud. Tuumapoori kaudu siirduvad RNA-molekulid rakutuumast tsütoplasmasse.^[3]

Tuumake

Pikemalt artiklisTuumake

Nukleoolehk tuumake on ülekaalukaltinterfaasi(vahefaasi)rakutuumadesleiduv tihke moodustis, mille sees komplekteeritakserRNA-d.

Ribosoom

Pikemalt artiklisRibosoom

Ribosoomon niieel-kui kapäristuumse raku tsütoplasmasesinev kaheosaline molekulaarne masin, mis koosnebribosomaalse RNA(rRNA) javalgumolekulidest. Tema ülesanne on katalüüsida peptiidahelate moodustumist, lähtudes rakuDNApealt transkribeeritudinformatsiooni-RNA(mRNA, inglisemessenger RNA) järjestusest.

Golgi kompleks

Pikemalt artiklisGolgi kompleks

Golgi kompleksehk Golgi aparaat on enamikus eukarüootsetes rakkudes leiduv, tsütoplasmavõrgustikuga seotud rakuorganell. Golgi kompleksis toimubvalkudejalipiididetöötlemine, spetsiaalsetessevesiikulitessepakkimine ning seejärel lõplikesse sihtkohtadesse saatmine.

Vesiikul

Pikemalt artiklisVesiikul (bioloogia)

Vesiikul on suhteliselt väike tavaliseltveegatäidetud põieke rakutsütoplasmas.Vesiikulid on rakusisusest eraldatudmembraaniga.Vesiikulite ülesanne on ainete transport või säilitamine raku sees.

Tsütoskelett

Pikemalt artiklisTsütoskelett

Tsütoskeletton raku tsütoplasma niitjate ja torujate elementide süsteem, mis määrab raku väliskuju ja organellide paigutuse.

Mikrofilamendid

Pikemalt artiklisMikrofilamendid

Aktiinifilamendidehk mikrofilamendid on eukarüootsete rakkude tsütoskeletis leiduvad aktiinist koosnevad kõige peenemad filamendid. Nad on funktsioonilt väga mitmekülgsed, võttes osa raku liikumisest ja kuju muutmisest.

Vakuool

Pikemalt artiklisVakuool

Vakuoolon taimede rakkude ningmageveesja osalmereveeselunevateüherakuliste organismide organoid,mis täidab seedeelundi ülesandeid. See on seotudosmootserõhu reguleerimise jaeritusega.

Lüsosoom

Pikemalt artiklisLüsosoom

Lüsosoomon üksrakuorganellidest,ühekordse membraanikihiga ümbritsetud hüdrolüütilisi ensüüme sisaldav põieke, kus lagundataksemakromolekule,fagotsüteeritud aineosakesi ja ka otstarbe minetanud rakustruktuure.^[4]

Peroksüsoom

Pikemalt artiklisPeroksüsoom

Peroksüsoomidon rakkudes paiknevad väiksed ensüümipõiekesed.^[5]

Tsentrosoom

Pikemalt artiklisTsentrosoom

Tsentrosoomon loomses rakus rakutuuma läheduses paiknev rakukeskus, milles paiknevad kaks tsentriooli.

Tuumaniidistik

Pikemalt artiklisTuumaniidistik

Tuumaniidistikonmitoosimetafaasi vältel rakus leiduv mikrotuubulustest koosnev telg. Tuumaniidistik ühendab tsentrioole kormosoomide tsentromeeridega.^[3]

Tsentriool

Pikemalt artiklisTsentriool

Tsentrioolon loomaraku tsentrosoomi osa, mis koosneb 27valgulisest mikrotuubulist.

Tsütoplasmavõrgustik

Pikemalt artiklisTsütoplasmavõrgustik

Tsütoplasmavõrgustikehk endoplasmaatiline retiikulum on kõikides eukarüootsetes rakkudes esinevorganell.Tsütoplasmavõrgustik jaguneb kaheks:siledapinnaline endoplasmaatiline retiikulum( "sER" –smooth endoplasmic reticulum) ningkaredapinnaline endoplasmaatiline retiikulum( "rER" –rough endoplasmic reticulum).

Rakus paiknevad kamikrohatudjt.

Raku taastootmine

Raku vananemine.Mikrokolooniakasvamise 305 minutit on kiirendatud 7 sekundiks. Algsest ühest rakust moodustub 505 rakku.

Raku taastootmine toimub lihtsustatult 6 faasina:

Päristuumsete rakkude rühmad

Päristuumsete organismide rakud saab ehituse ja talitluse järgi liigitada kolme suurde rühma: looma-, taime- ja seenerakud. Kõigil neil on rakutuum ja suur osa sarnaseid rakustruktuure.

Enamikultaimedeljaloomadelon valdavas osas elutsüklist keharakuddiploidsed.

Taimerakud

Pikemalt artiklisTaimerakk

Taimerakkude põhiliseks iseärasuseks on nendele ainuomane organellide –plastiidide– esinemine. Lisaks sellele arenevad taimerakkude tsütoplasmas suuredvakuoolid,mis teistel päristuumsetel organismidel puuduvad. Enamik taimerakke on lisaks rakumembraanile ümbritsetud tihedarakukestaga.

Loomarakud

Inimestel

Arvatakse, et 70 kg kaaluva meesterahva keha koosneb umbes 30 triljonist (3 × 10¹³) rakust.^[6]Seni eristatakse ligi 200 tüüpi rakke.^[7]Organismi elutegevuseks on aga hädavajalikud ka mitut liikibakterid.Baktereid on inimorganismis väga palju – nende koguarvu hinnatakse umbes 39 triljoni juurde ehk umbes 30% suuremaks inimese enda rakkude arvust.^[6]

Täiskasvanud inimese kehas, sureb ööpäeva jooksulapoptoosiläbi 50 kuni 70 miljardit rakku, mis on ligikaudu 0,06% kogu keha rakkudest. Sama palju tekib neidmitoosikäigus juurde. Nii suudab organism tervikuna säilitada oma elujõulisuse. Eri tüüpi rakkude elutsüklid on erinevad.Naharakudjaluuüdismoodustuvadvererakudjagunevad pidevalt. Kiiresti toimub ka rakkude uueneminemao epiteelkoes.Maksarakudjagunevad alles siis, kui kude on kahjustunud (umbes kord aastas). Paljud rakud, nagusilmaläätse rakud,närvirakud,punased verelibled,skeleti- jasüdamelihasterakud pärastdiferentseerumistenam ei jagune. Neil pole enam jagunemisvõimet. Samuti ei jagunetüdrukujanaise munarakud,mis tekivadlooteeas.

Morfoloogia

Rakkude suurus muutub elu jooksul: noores, kasvueas organismis on rakud suuremad, kui vanemaealistel inimestel.^[8]

Inimesesuurima läbimõõduga rakuks onnaise munarakk,mille läbimõõt on keskmiselt 150µm.^[9]

Mitmed teised rakutüübid on mahult väiksemad.Suuraju koorespaiknevate hiidpüramiidrakkude perikaarüoni diameeter on kuni 120 µm. Pikad käävja kujuga silelihasrakud võivad ulatuda 100–150 µm, samas nende läbimõõt on märgatavalt väiksem. Teiselt poolt kõige väiksemate rakkude läbimõõt on 4 µm (näiteks ajusõmerrakud). Enamiku rakkude suurus jääb siiski 10 ja 50 µm vahele. Sellise läbimõõduga on enamik epiteeli- jasidekoerakkudest.Vere valgelibled eleukotsüüdidjäävad läbimõõdult 10 µm piiresse, olles sellest veidi suuremad või väiksemad sõltuvalt leukotsüütide alatüübist. Vere punaliblede ehkerütrotsüütidekeskmine diameeter on 7,5 µm.

Rakud võivad kujult olla käävjad, jätketega, lamedad või kuubikujulised.

Uurimislugu

Rakud avastati1665.aastal, kui inglise füüsikRobert Hookenägi primitiivse mikroskoobigakorgilõikuvaadeldes, et see koosneb väikestest kambrikestest. Need kambrikesed nimetas ta rakkudeks. HollandlaneAntony van Leeuwenhoekoli esimene, kes vaatles isetehtud mikroskoobiga rakke nende loomulikus keskkonnas, kirjeldas esimesenaainurakseidjabaktereid.Samuti oli tema esimene, kes avastaserütrotsüüdidjaspermatosoidid.

1839.aastal tõestasid botaanikTheodor Schwann,zooloogMatthias Jakob Schleidenja vähemal määral patoanatoomRudolf Virchow,et kõik elusorganismid koosnevad rakkudest. Seda ideed nimetatakserakuteooriaks.Varasema ettekujutuse järgi nähti rakke kui organismi "ehituskive", mis lihtsalt kõrvuti asetsedes moodustavadki organismi. Nüüd tõendati, et rakud tekivad alati teistest rakkudest (ehkomne cellula e cellula'iga rakk on rakust').

Keemiliste elementide sisaldus rakkudes

Organismides leiduvad samasugusedkeemilised elemendidmis eluta looduseski. See on ka mõistetav, kui eeldada, eteluon tekkinud ja arenenudMaal.Eri tüüpi rakkude keemiline sisaldus on üldiselt ühesugune (vaata tabelit allpool). Kõige rohkem on rakkudeshapnikku,süsinikkujavesinikku.Need keemilised elemendid kuuluvad kõigiorgaaniliste ühenditekoostisse. Mõnevõrra vähem on rakkudeslämmastikku,fosforitjaväävlit,sest need esinevad peamiseltvalkudejanukleiinhapete molekulides.Kõik need kuus elementi (O,C,H,N,PjaS) moodustavad kokku üle 98% raku keemiliste elementide kogumassist. Kuna organismid vajavad neid elemente suhteliselt suurtes kogustes, siis nimetatakse neidmakroelementideks.Kümnendik- ja sajandikprotsentides on rakkudesK,Zn,Cu,I,Fja teised. Kokku on organismides avastatud 16 sellist keemilist elementi, mis esinevad väga väikestes kogustes, kuid on siiski hädavajalikud enamiku organismide elutegevuseks. Neid nimetataksemikroelementideks.^[10]

Keemiline element	Tähis	Keskmine sisaldus elementide kogumassist, %
Hapnik	O	^65–75
Süsinik	C	^15–18
Vesinik	H	^8–10
Lämmastik	N	^1,5–3,0
Fosfor	P	^0,2–1
Väävel	S	^0,15–0,2
Kaalium	K	^0,15–0,4
Kloor	Cl	^0,05–0,1
Kaltsium	Ca	^0,04–2
Naatrium	Na	^0,02–0,03
Magneesium	Mg	^0,02–0,03
Raud	Fe	^~0,01
Tsink	Zn	^{~ 0,0003}
Vask	Cu	^{~ 0,0002}
Jood	I	^{~ 0,0001}
Fluor	Fl	^{~ 0,0001}

Vaata ka

Viited

↑[http://cellbio.ebc.ee/rakubio/tuum.html], konspekt.
↑Meeli Roosalu."Inimese anatoomia", KirjastusKoolibri,lk 13,2010,ISBN 978-9985-0-2606-9.
↑^3,0^3,1"Meditsiinisõnastik"803:2004.
↑Meeli Roosalu."Inimese anatoomia", KirjastusKoolibri,lk 12,2010,ISBN 978-9985-0-2606-9.
↑"Meditsiinisõnastik"581:2004.
↑^6,0^6,1Alison Abbott:Scientists bust myth that our bodies have more bacteria than human cellsNature, 8. jaanuar 2016
↑Bruce D. Olsen,Understanding Human Anatomy Through Evolution – Second Edition,2009, Google'i raamatu veebiversioon (vaadatud 24.05.2014)(inglise keeles)
↑Arend A, Aunapuu M, Hussar P, Hussar Ü, Roosaar P. Histoloogia praktikum. 2006
↑Hanna Balakier, Derek Bouman, Agata Sojecki, Clifford Librach ja Jeremy A. Squire,Morphological and cytogenetic analysis of human giant oocytes and giant embryos*,Hum. Reprod. (2002) 17 (9): 2394–2401, doi: 10.1093/humrep/17.9.2394,(inglise keeles)
↑Tago Sarapuu, Bioloogia gümnaasiumile (1. osa), lk 192 Eesti Loodusfoto 2003,ISBN 9985-830-51-2(lk 24)

Välislingid

1 Raku ehitus
Thomas Cavalier-Smith,Cell evolution and Earth history: stasis and revolution,Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci,29. juuni 2006; 361(1470): 969–1006, veebiversioon (vaadatud 23.05.2014)(inglise keeles)(pdf)
Glyn N. Stacey, John Davis,Medicines from Animal Cell Culture,, 2007, John Wiley & Sons Ltd, Google'i raamatu veebiversioon (vaadatud 23.05.2014)(inglise keeles)
G Kroemer,L Galluzzi,P Vandenabeele,J Abrams, ES Alnemri, EH Baehrecke,MV Blagosklonny, WS El-Deiry,P Golstein,DR Green, M Hengartner, RA Knight, S Kumar, SA Lipton, W Malorni, G Nuñez, ME Peter, J Tschopp, J Yuan, M Piacentini, B Zhivotovsky, ja G Melino,Classification of cell death recommendations of the Nomenclature Committee on Cell Death 2009,Cell Death Differ. Jan 2009; 16(1): 3–11., PMCID: PMC2744427, NIHMSID: NIHMS102504, veebiversioon (vaadatud 23.05.2014)(inglise keeles)

Videod

YouTube'i video: Introduction to Cells,veebiversioon (vaadatud 23.05.2014)

[Rakubioloogia-1] [http://cellbio.ebc.ee/rakubio/tuum.html], konspekt.

[2mP28-2] Meeli Roosalu."Inimese anatoomia", KirjastusKoolibri,lk 13,2010,ISBN 978-9985-0-2606-9.

[xpVYD-3] 3,0^3,1"Meditsiinisõnastik"803:2004.

[dee8u-4] Meeli Roosalu."Inimese anatoomia", KirjastusKoolibri,lk 12,2010,ISBN 978-9985-0-2606-9.

[TlB3W-5] "Meditsiinisõnastik"581:2004.

[true-cell-count-6] 6,0^6,1Alison Abbott:Scientists bust myth that our bodies have more bacteria than human cellsNature, 8. jaanuar 2016

[nab1V-7] Bruce D. Olsen,Understanding Human Anatomy Through Evolution – Second Edition,2009, Google'i raamatu veebiversioon (vaadatud 24.05.2014)(inglise keeles)

[foygG-8] Arend A, Aunapuu M, Hussar P, Hussar Ü, Roosaar P. Histoloogia praktikum. 2006

[yfh1c-9] Hanna Balakier, Derek Bouman, Agata Sojecki, Clifford Librach ja Jeremy A. Squire,Morphological and cytogenetic analysis of human giant oocytes and giant embryos*,Hum. Reprod. (2002) 17 (9): 2394–2401, doi: 10.1093/humrep/17.9.2394,(inglise keeles)

[leks-10] Tago Sarapuu, Bioloogia gümnaasiumile (1. osa), lk 192 Eesti Loodusfoto 2003,ISBN 9985-830-51-2(lk 24)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]