Häkki

Nykykäsitysten mukaan jokainen solu on elämän universaali rakenteellinen ja toiminnallinen yksikkö. Kaikkien elävien organismien soluilla on samanlainen rakenne. Solut lisääntyvät vain jakautumalla.

Solu (cellula) on elämän järjestäytynyt alkeellinen yksikkö. Se suorittaa tunnistamisen, aineenvaihdunnan ja energian, lisääntymisen, kasvun ja uudistumisen sekä sopeutumisen muuttuviin sisäisen ja ulkoisen ympäristön olosuhteisiin toimintoja. Solut ovat muodoltaan, rakenteeltaan, kemialliselta koostumukseltaan ja toiminnoiltaan erilaisia. Ihmiskehossa on litteitä, pallomaisia, soikeita, kuutiomaisia, prismamaisia, pyramidimaisia ja tähtimäisiä soluja. Solujen koko vaihtelee muutamasta mikrometristä (pieni lymfosyytti) 200 mikrometriin (munasolu).

Kunkin solun sisältö erotetaan ympäristöstä ja naapurisoluista sytolemmalla (plasmolemma), joka varmistaa solun yhteyden solunulkoiseen ympäristöön. Solun osatekijät, jotka sijaitsevat sytolemman sisällä, ovat tuma ja sytoplasma, joka koostuu hyaloplasmasta ja siinä sijaitsevista organelleista ja sulkeumista.

[ 1 ], [ 2 ]

Sytolemma

Sytolemma eli plasmalemma on 9–10 nm paksuinen solukalvo. Se suorittaa jakautumis- ja suojatoimintoja ja aistii ympäristön vaikutuksia reseptorien läsnäolon ansiosta (vastaanottotoiminto). Vaihto- ja kuljetustoimintoja suorittava sytolemma siirtää erilaisia molekyylejä (hiukkasia) solun ympäröivästä ympäristöstä soluun ja päinvastaiseen suuntaan. Siirtymisprosessia soluun kutsutaan endosytoosiksi. Endosytoosi jaetaan fagosytoosiin ja pinosytoosiin. Fagosytoosin aikana solu vangitsee ja imee suuria hiukkasia (kuolleiden solujen hiukkasia, mikro-organismeja). Pinosytoosin aikana sytolemma muodostaa kohoumia, jotka muuttuvat vesikkeleiksi, jotka sisältävät pieniä hiukkasia, jotka ovat liuenneet tai suspendoituneet kudosnesteeseen. Pinosytoottiset vesikkelit sekoittavat niissä olevat hiukkaset soluun.

Sytolemma osallistuu myös aineiden poistamiseen solusta - eksosytoosiin. Eksosytoosi suoritetaan vesikkelien, vakuolien, avulla, joissa solusta poistetut aineet siirtyvät ensin sytolemmaan. Vesikkelien kalvo sulautuu sytolemmaan, ja niiden sisältö pääsee solunulkoiseen ympäristöön.

Reseptoritoiminto suoritetaan sytolemman pinnalla glykolipidien ja glykoproteiinien avulla, jotka kykenevät tunnistamaan kemiallisia aineita ja fysikaalisia tekijöitä. Solureseptorit pystyvät erottamaan biologisesti aktiivisia aineita, kuten hormoneja, välittäjiä jne. Sytolemman vastaanotto on tärkein lenkki solujen välisissä vuorovaikutuksissa.

Sytolemmassa, joka on puoliläpäisevä biologinen kalvo, erotetaan kolme kerrosta: ulompi, välikerros ja sisempi. Sytolemman ulompi ja sisempi kerros, jotka ovat kukin noin 2,5 nm paksuja, muodostavat elektronitiheän lipidikaksoiskerroksen (kaksoiskerroksen). Näiden kerrosten välissä on lipidimolekyylien elektronivalo-hydrofobinen vyöhyke, jonka paksuus on noin 3 nm. Lipidikaksoiskerroksen jokaisessa yksikerroksessa on erilaisia lipidejä: ulommassa - sytokromi, glykolipidit, joiden hiilihydraattiketjut ovat suuntautuneet ulospäin; sytoplasmaan päin olevassa sisemmässä yksikerroksessa - kolesterolimolekyylejä, ATP-syntetaasia. Proteiinimolekyylit sijaitsevat sytolemman paksuudessa. Jotkut niistä (integraaliset tai transmembraaniset) kulkevat sytolemman koko paksuuden läpi. Muut proteiinit (perifeeriset tai ulkoiset) sijaitsevat kalvon sisä- tai ulommassa yksikerroksessa. Kalvoproteiinit suorittavat erilaisia toimintoja: jotkut ovat reseptoreita, toiset ovat entsyymejä ja toiset ovat erilaisten aineiden kantajia, koska ne suorittavat kuljetustoimintoja.

Sytolemman ulkopinta on peitetty ohuella, fibrillaarisella glykokalyksikerroksella (7,5 - 200 nm). Glykokalyksi muodostuu glykolipidien, glykoproteiinien ja muiden hiilihydraattiyhdisteiden sivuketjuista. Polysakkaridien muodossa olevat hiilihydraatit muodostavat haarautuvia ketjuja, joita yhdistävät sytolemman lipidit ja proteiinit.

Joidenkin solujen pinnalla oleva sytolemma muodostaa erikoistuneita rakenteita: mikrovillit, siliat, solujen väliset yhteydet.

Mikrovillukset (mikrovillukset) ovat jopa 1–2 µm pitkiä ja halkaisijaltaan jopa 0,1 µm. Ne ovat sormenmäisiä, sytolemmalla peittyneitä kasvaimia. Mikrovillusten keskellä on kimppuja yhdensuuntaisia aktiinifilamentteja, jotka ovat kiinnittyneet sytolemmaan mikrovillusten yläosassa ja sivuilla. Mikrovillukset lisäävät solujen vapaata pinta-alaa. Leukosyyteissä ja sidekudossoluissa mikrovillukset ovat lyhyitä, suolistoepiteelissä ne ovat pitkiä, ja niitä on niin paljon, että ne muodostavat niin sanotun harjareunuksen. Aktiinifilamenttien ansiosta mikrovillukset ovat liikkuvia.

Myös värekarvat ja flagellat ovat liikkuvia, niiden liikkeet ovat heilurin muotoisia, aaltoilevia. Hengitysteiden, siemenjohtimen ja munanjohtimien värekarvallisen epiteelin vapaa pinta on peitetty jopa 5-15 μm pitkillä ja 0,15-0,25 μm halkaisijaltaan olevilla värekarvoilla. Kunkin värekarvan keskellä on aksiaalinen filamentti (aksoneemi), joka muodostuu yhdeksästä toisiinsa yhteydessä olevasta perifeerisestä kaksoismikrotubuluksesta, jotka ympäröivät aksoneemaa. Mikrotubuluksen alkuosa (proksimaalinen) päättyy tyvikappaleeksi, joka sijaitsee solun sytoplasmassa ja koostuu myös mikrotubuluksista. Flagellat ovat rakenteeltaan samanlaisia kuin värekarvat, ne suorittavat koordinoituja värähtelyliikkeitä mikrotubulusten liukumisen vuoksi toisiinsa nähden.

Sytolemma osallistuu solujen välisten yhteyksien muodostumiseen.

Solujen väliset liitokset muodostuvat solujen välisiin kosketuspisteisiin ja tarjoavat solujen välisiä vuorovaikutuksia. Tällaiset liitokset (kontaktit) jaetaan yksinkertaisiin, dentaattisiin ja tiheisiin liitoksiin. Yksinkertainen liitos on naapurisolujen sytolemmien (solujen välinen tila) konvergenssi 15-20 nm:n etäisyydellä. Dentaattisessa liitoksessa yhden solun sytolemman ulkonemat (hampaat) työntyvät (kiilautuvat) toisen solun hampaiden väliin. Jos sytolemman ulkonemat ovat pitkiä ja työntyvät syvälle toisen solun samojen ulkonemien väliin, tällaisia liitoksia kutsutaan sormimaisiksi (lomittumisiksi).

Erityisissä tiheissä solujen välisissä liitoksissa naapurisolujen sytolemma on niin lähellä toisiaan, että ne sulautuvat toisiinsa. Tämä luo niin sanotun estovyöhykkeen, joka on molekyyleille läpäisemätön. Jos sytolemman tiheä liitos tapahtuu rajoitetulla alueella, muodostuu adheesiopiste (desmosomi). Desmosomi on korkean elektronitiheyden omaava alue, jonka halkaisija on enintään 1,5 μm ja joka suorittaa mekaanisen yhdistämisen solujen välillä. Tällaiset kontaktit ovat yleisempiä epiteelisolujen välillä.

On myös rakomaisia yhteyksiä (nexuksia), joiden pituus on 2-3 µm. Tällaisissa yhteyksissä sytolemmat ovat 2-3 nm:n etäisyydellä toisistaan. Ionit ja molekyylit kulkevat helposti tällaisten yhteyksien läpi. Siksi nexuksia kutsutaan myös johtaviksi yhteyksiksi. Esimerkiksi sydänlihaksessa viritys siirtyy kardiomyosyytistä toiseen nexusten kautta.

[ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]

Hyaloplasma

Hyaloplasma (hyaloplasma; kreikan sanasta hyalinos - läpinäkyvä) muodostaa noin 53-55 % sytoplasman kokonaistilavuudesta muodostaen koostumukseltaan monimutkaisen homogeenisen massan. Hyaloplasma sisältää proteiineja, polysakkarideja, nukleiinihappoja ja entsyymejä. Ribosomien osallistuessa hyaloplasmassa syntetisoidaan proteiineja ja tapahtuu erilaisia välittäviä vaihtoreaktioita. Hyaloplasma sisältää myös organelleja, inkluusioita ja solun tuman.

[ 6 ], [ 7 ]

Soluorganellit

Organellit (organellae) ovat kaikille soluille välttämättömiä mikrorakenteita, jotka suorittavat tiettyjä elintärkeitä toimintoja. Soluissa erotetaan toisistaan kalvo- ja ei-kalvo-organellit. Kalvo-organelleja, jotka on erotettu ympäröivästä hyaloplasmasta kalvoilla, ovat endoplasminen retikulum, sisäinen verkkolaitteisto (Golgin kompleksi), lysosomit, peroksisomit ja mitokondriot.

Solun kalvoorganellit

Kaikki kalvoorganellit rakentuvat alkeellisista kalvoista, joiden organisoitumisperiaate on samanlainen kuin sytolemmien rakenteessa. Sytofysiologiset prosessit liittyvät kalvojen jatkuvaan adheesioon, fuusioon ja erottumiseen, kun taas vain topologisesti identtisten kalvomonokerrosten adheesio ja yhdistyminen ovat mahdollisia. Siten minkä tahansa organellikalvon hyaloplasmaan päin oleva ulkokerros on identtinen sytolemmin sisäkerroksen kanssa, ja organellin onteloon päin oleva sisäkerros on samanlainen kuin sytolemmin ulkokerros.

Solun kalvoorganellit

Solun ei-kalvoiset organellit

Solun ei-kalvoisiin organelleihin kuuluvat sentriolit, mikrotubulukset, filamentit, ribosomit ja polysomit.

Solun ei-kalvoiset organellit

Aineiden ja kalvojen kuljetus solussa

Aineet kiertävät solussa pakkautuneina kalvoihin ("solun sisällön liikkuminen säiliöissä"). Aineiden lajittelu ja niiden liikkuminen liittyvät erityisten reseptoriproteiinien läsnäoloon Golgin kompleksin kalvoissa. Kuljetus kalvojen läpi, mukaan lukien solukalvon (sytolemma) läpi, on yksi elävien solujen tärkeimmistä toiminnoista. Kuljetusta on kahdenlaisia: passiivinen ja aktiivinen. Passiivinen kuljetus ei vaadi energiankulutusta, aktiivinen kuljetus on energiariippuvainen.

Aineiden ja kalvojen kuljetus solussa

Solun tuma

Tuma (s. karyon) sijaitsee kaikissa ihmissoluissa paitsi punasoluissa ja trombosyyteissä. Tuman tehtävänä on tallentaa ja välittää perinnöllistä tietoa uusille (tytär)soluille. Nämä toiminnot liittyvät DNA:n läsnäoloon tumassa. Myös proteiinien – ribonukleiinihapon, RNA:n ja ribosomaalisten materiaalien – synteesi tapahtuu tumassa.

Solun tuma

[ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ]

Solunjakautuminen. Solusykli

Organismin kasvu johtuu solujen määrän lisääntymisestä jakautumisen kautta. Ihmiskehossa solujen jakautumisen pääasialliset menetelmät ovat mitoosi ja meioosi. Näiden solujen jakautumismenetelmien aikana tapahtuvat prosessit etenevät samalla tavalla, mutta johtavat erilaisiin tuloksiin.

Solunjakautuminen: solusykli

[ 12 ], [ 13 ], [ 14 ], [ 15 ]