Kaste

Saskaņā ar mūsdienu koncepcijām, katra šūna ir universāla dzīvības strukturāla un funkcionāla vienība. Visu dzīvo organismu šūnām ir līdzīga struktūra. Šūnas vairojas tikai daloties.

Šūna (šūna) ir elementāra sakārtota dzīvības vienība. Tā veic atpazīšanas, metabolisma un enerģijas, vairošanās, augšanas un reģenerācijas, pielāgošanās mainīgajiem iekšējās un ārējās vides apstākļiem funkcijas. Šūnas ir dažādas pēc formas, struktūras, ķīmiskā sastāva un funkcijām. Cilvēka organismā ir plakanas, sfēriskas, olveida, kubiskas, prizmatiskas, piramīdas, stellāta šūnas. Ir šūnas, kuru izmērs svārstās no dažiem mikrometriem (mazi limfocīti) līdz 200 mikrometriem (olšūna).

Katras šūnas saturu no vides un blakus esošajām šūnām atdala citolemma (plazmolemma), kas nodrošina šūnas attiecības ar ārpusšūnu vidi. Šūnas veidojošās sastāvdaļas, kas atrodas citolemmas iekšpusē, ir kodols un citoplazma, kas sastāv no hialoplazmas un tajā esošajām organellām un ieslēgumiem.

[ 1 ], [ 2 ]

Citolemma

Citolemma jeb plazmolemma ir 9–10 nm bieza šūnas membrāna. Tā veic dalīšanās un aizsardzības funkcijas, kā arī uztver vides ietekmi receptoru klātbūtnes dēļ (uztveršanas funkcija). Citolemma, veicot apmaiņas un transporta funkcijas, pārnes dažādas molekulas (daļiņas) no apkārtējās vides šūnā un pretējā virzienā. Pārneses procesu šūnā sauc par endocitozi. Endocitoze tiek iedalīta fagocitozē un pinocitozē. Fagocitozes laikā šūna uztver un absorbē lielas daļiņas (mirušo šūnu, mikroorganismu daļiņas). Pinocitozes laikā citolemma veido izaugumus, kas pārvēršas pūslīšos, kuros iesaistītas mazas daļiņas, kas izšķīdušas vai suspendētas audu šķidrumā. Pinocitotiskās pūslīši sajauc tajos esošās daļiņas ar šūnu.

Citolemma piedalās arī vielu izvadīšanā no šūnas – eksocitozē. Eksocitoze tiek veikta ar pūslīšu, vakuolu, palīdzību, kurās no šūnas izvadītās vielas vispirms pārvietojas uz citolemmu. Pūslīšu membrāna saplūst ar citolemmu, un to saturs nonāk ārpusšūnu vidē.

Receptora funkcija tiek veikta uz citolemmas virsmas ar glikolipīdu un glikoproteīnu palīdzību, kas spēj atpazīt ķīmiskās vielas un fizikālos faktorus. Šūnu receptori var atšķirt tādas bioloģiski aktīvas vielas kā hormonus, mediatorus utt. Citolemmas uztveršana ir vissvarīgākā saikne starpšūnu mijiedarbībā.

Citolemmā, kas ir puscaurlaidīga bioloģiska membrāna, izšķir trīs slāņus: ārējo, starpposma un iekšējo. Citolemmas ārējais un iekšējais slānis, katrs aptuveni 2,5 nm biezs, veido elektronblīvu lipīdu dubultslāni (divslāni). Starp šiem slāņiem atrodas elektronu gaismas hidrofoba lipīdu molekulu zona, tās biezums ir aptuveni 3 nm. Katrā lipīdu dubultslāņa monoslānī ir dažādi lipīdi: ārējā - citohroms, glikolipīdi, kuru ogļhidrātu ķēdes ir vērstas uz āru; iekšējā monoslānī, kas vērsts pret citoplazmu, - holesterīna molekulas, ATP sintetāze. Olbaltumvielu molekulas atrodas citolemmas biezumā. Dažas no tām (integrālās jeb transmembrānas) iziet cauri visam citolemmas biezumam. Citi proteīni (perifērie jeb ārējie) atrodas membrānas iekšējā vai ārējā monoslānī. Membrānas proteīni veic dažādas funkcijas: daži ir receptori, citi ir enzīmi, bet citi ir dažādu vielu nesēji, jo tie veic transporta funkcijas.

Citolemmas ārējo virsmu klāj plāns, fibrilārs glikokaliksa slānis (no 7,5 līdz 200 nm). Glikokaliksu veido glikolipīdu, glikoproteīnu un citu ogļhidrātu savienojumu sānu ogļhidrātu ķēdes. Ogļhidrāti polisaharīdu veidā veido sazarotas ķēdes, kas savienotas ar citolemmas lipīdiem un olbaltumvielām.

Dažu šūnu virsmas citolemma veido specializētas struktūras: mikrobīlas, cilijas, starpšūnu savienojumus.

Mikrobārkstiņas (mikrobārkstiņas) ir līdz 1–2 µm garas un līdz 0,1 µm diametrā. Tie ir pirkstveidīgi izaugumi, kas pārklāti ar citolemmu. Mikrobārkstiņu centrā atrodas paralēlu aktīna pavedienu kūlīši, kas piestiprināti pie citolemmas mikrobārkstiņu augšpusē un sānos. Mikrobārkstiņas palielina šūnu brīvo virsmu. Leikocītos un saistaudu šūnās mikrobārkstiņas ir īsas, zarnu epitēlijā tās ir garas, un to ir tik daudz, ka tās veido tā saukto otas apmali. Aktīna pavedienu dēļ mikrobārkstiņas ir kustīgas.

Arī skropstiņas un flagellas ir kustīgas, to kustības ir svārsta formas, viļņveidīgas. Elpošanas ceļu, sēklvadu un olvadu skropstveida epitēlija brīvo virsmu klāj skropstiņas, kuru garums ir līdz 5–15 μm un diametrs 0,15–0,25 μm. Katras skropstiņas centrā atrodas aksiāls pavediens (aksonēma), ko veido deviņas perifēras dubultmikrotubulu formas, kas savienotas viena ar otru un ieskauj aksonēmu. Mikrotubulu sākotnējā (proksimālā) daļa beidzas bazālā ķermeņa formā, kas atrodas šūnas citoplazmā un arī sastāv no mikrotubulu formām. Flagellas pēc struktūras ir līdzīgas skropstiņām, tās veic koordinētas svārstību kustības mikrotubulu slīdēšanas dēļ viena attiecībā pret otru.

Citolemma ir iesaistīta starpšūnu savienojumu veidošanā.

Starpšūnu savienojumi veidojas šūnu saskares punktos, tie nodrošina starpšūnu mijiedarbību. Šādi savienojumi (kontakti) tiek iedalīti vienkāršajos, zobainajos un blīvajos. Vienkāršs savienojums ir blakus esošo šūnu citolemmu (starpšūnu telpas) konverģence 15-20 nm attālumā. Zobainā savienojumā vienas šūnas citolemmas izvirzījumi (zobi) ieiet (ķīlis) starp citas šūnas zobiem. Ja citolemmas izvirzījumi ir gari, dziļi ieiet starp tādiem pašiem citas šūnas izvirzījumiem, tad šādus savienojumus sauc par pirkstveida (interdigitācijām).

Īpašos blīvos starpšūnu savienojumos blakus esošo šūnu citolemmas atrodas tik tuvu, ka tās saplūst viena ar otru. Tas rada tā saukto bloķējošo zonu, kas ir necaurlaidīga molekulām. Ja ierobežotā laukumā rodas blīvs citolemmas savienojums, tad veidojas adhēzijas punkts (desmosoma). Desmosoma ir augsta elektronu blīvuma zona ar diametru līdz 1,5 μm, kas veic vienas šūnas mehāniskas savienošanas funkciju ar otru. Šādi kontakti biežāk sastopami starp epitēlija šūnām.

Pastāv arī spraugveida savienojumi (neksusi), kuru garums sasniedz 2–3 µm. Citolemmas šādos savienojumos atrodas 2–3 nm attālumā viena no otras. Joni un molekulas viegli iziet cauri šādiem kontaktiem. Tāpēc neksusus sauc arī par vadošiem savienojumiem. Piemēram, miokardā ierosme tiek pārnesta no viena kardiomiocīta uz citu caur neksusiem.

[ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]

Hialoplazma

Hialoplazma (hialoplazma; no grieķu valodas hyalinos — caurspīdīga) veido aptuveni 53–55% no kopējā citoplazmas tilpuma, veidojot homogēnu masu ar sarežģītu sastāvu. Hialoplazma satur olbaltumvielas, polisaharīdus, nukleīnskābes un enzīmus. Piedaloties ribosomām, hialoplazmā tiek sintezētas olbaltumvielas un notiek dažādas starpposma apmaiņas reakcijas. Hialoplazmā ir arī organellas, ieslēgumi un šūnas kodols.

[ 6 ], [ 7 ]

Šūnu organellas

Organellas (organellas) ir obligātas visu šūnu mikrostruktūras, kas veic noteiktas dzīvībai svarīgas funkcijas. Izšķir membrānas un nemembrānas organellas. Membrānas organellas, kas no apkārtējās hialoplazmas ir atdalītas ar membrānām, ietver endoplazmatisko retikulu, iekšējo tīklveida aparātu (Golgi kompleksu), lizosomas, peroksisomas un mitohondrijus.

Šūnas membrānas organellas

Visas membrānas organellas ir veidotas no elementārām membrānām, kuru organizācijas princips ir līdzīgs citolēmu struktūrai. Citofizioloģiskie procesi ir saistīti ar pastāvīgu membrānu adhēziju, saplūšanu un atdalīšanos, savukārt iespējama tikai topoloģiski identisku membrānas monoslāņu adhēzija un apvienošanās. Tādējādi jebkuras organellas membrānas ārējais slānis, kas vērsts pret hialoplazmu, ir identisks citolēmas iekšējam slānim, un iekšējais slānis, kas vērsts pret organellas dobumu, ir līdzīgs citolēmas ārējam slānim.

Šūnas membrānas organellas

Šūnas nemembrānas organellas

Šūnas nemembrānas organellas ietver centrioles, mikrotubulas, pavedienus, ribosomas un polisomas.

Šūnas nemembrānas organellas

Vielu un membrānu transportēšana šūnā

Vielas cirkulē šūnā, būdamas iepakotas membrānās ("šūnas satura pārvietošanās konteineros"). Vielu šķirošana un to pārvietošanās ir saistīta ar īpašu receptoru proteīnu klātbūtni Goldži kompleksa membrānās. Transports caur membrānām, tostarp caur plazmas membrānu (citolemmu), ir viena no svarīgākajām dzīvo šūnu funkcijām. Ir divu veidu transports: pasīvais un aktīvais. Pasīvajam transportam nav nepieciešami enerģijas izdevumi, aktīvais transports ir enerģijas ziņā atkarīgs.

Vielu un membrānu transportēšana šūnā

Šūnas kodols

Kodols (s. karyon) atrodas visās cilvēka šūnās, izņemot eritrocītus un trombocītus. Kodola funkcijas ir uzglabāt un pārraidīt iedzimtu informāciju jaunām (meitas) šūnām. Šīs funkcijas ir saistītas ar DNS klātbūtni kodolā. Kodolā notiek arī olbaltumvielu - ribonukleīnskābes, RNS un ribosomu materiālu - sintēze.

Šūnas kodols

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

Šūnu dalīšanās. Šūnu cikls

Organisma augšana notiek šūnu skaita palielināšanās dēļ dalīšanās ceļā. Galvenās šūnu dalīšanās metodes cilvēka organismā ir mitoze un mejoze. Procesi, kas notiek šo šūnu dalīšanās metožu laikā, norit vienādi, bet noved pie atšķirīgiem rezultātiem.

Šūnu dalīšanās: šūnu cikls

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