A SEJT FELÉPÍTÉSE, SEJTALKOTÓK Novotniné Dr. Dankó Gabriella Debreceni Egyetem AGTC
A sejt alkotórészei (1) Sejtmagvacska (2) Sejtmag (3) Riboszóma (kis pontok) (4) hólyagocska (5) Szemcsés endoplazmatikus retikulum (ER) (6) Golgi készülék (7) citoszkeleton (8) Sima endoplazmatikus retikulum (9) mitokondrium (10) vacuolum (11) sejtplazma (12) lizoszóma (13) sejtközpont
Sejtmembrán : A sejtet a külvilágtól elhatárolja, elválasztja, de össze is kapcsolja vele. Aktív része a sejtnek, biztosítja és szabályozza az anyagok és információk ki és beáramlását, szerepet játszik a sejt mozgásaiban, s egyes vélemények szerint a rákos sejtburjánzásban is. Membrán burkolja a sejten belül a különböző sejtszervecskéket, organellumokat s a sejtmagot is.
A sejtmembrán alapja egy lipidmolekulából álló kettős réteg. A lipidmolekulák legjellemzőbb s a membránalkotás szempontjából igen fontos tulajdonsága, hogy egyik végük vízben oldódó, hidrofil, a másik végük zsírszerű, vízben nem oldódó, hidrofób. A membránlipidek túlnyomó többsége foszfolipid. Vizes közegbe kerülve a foszfolipidmolekulák spontán kettős réteggé rendeződnek, olyanformán, hogy a külső oldalon a víz felé néznek a hidrofil fejek, és befelé, a kettős réteg belseje felé a hidrofób farkok, amelyek kiszorítják onnan a vizet. A kialakuló membránok a vízben gömb alakot vesznek fel, vezikulákat alkotnak. Ennek a jelenségnek energetikai oka van: ez az elrendezés biztosítja a legalacsonyabb szabad energia szintet. A membránokat biológiai szempontból két tulajdonságuk teszi nagyon fontossá: mivel belsejük hidrofób szénhidrogén, átjárhatatlanok a biológiai molekulák aminosavak, nukleinsavak, fehérjék, cukrok és ionok számára. Ezért működhetnek válaszfalként. A másik nagyon fontos tulajdonságuk, hogy lágyak, rugalmasak, viszkozitásuk az olajéhoz hasonló. Tulajdonképpen kétdimenziós folyadékok. A foszfolipid kettős réteg ellátja a hártya elválasztó funkcióját, az elhatárolás feladatát. A közlekedést a membránon keresztül s a többi funkciót a lipidrétegbe ágyazódott fehérjemolekulák biztosítják. Ezek adják meg a különböző membránoknak a sajátos megkülönböztető jegyeket, s hajtják végre speciális feladatait. Mintegy szivattyúként működnek, s a sejt szükségleteinek megfelelően, a kívülről és belülről kapott információk alapján, nyitják és zárják a csatornákat, és biztosítják az anyagok ki és bevándorlását.
Citoplazma: A sejt belsejét, a plazmamembrán által határolt teret tölti ki. Ebben találjuk a sejtmagot, a különböző sejtszervecskéket s a citoszkeletonnak nevezett, erősen strukturált fonalas fehérjevázat, amely a sejtmag és a sejtmembrán belső felülete között húzódik. Lizoszóma: Mind a növényi, mind az állati sejtekben előforduló szervecskék. Lipoprotein membránból és mátrixnak nevezett belső állományból épülnek fel. Funkciójuk a sejt saját anyagainak lebontása és átalakítása, a sejt által bekebelezett anyagok emésztése és a keletkező reziduális anyagok eltávolítása. Riboszóma: A riboszómák a fehérjeszintézis központjai. Egy nagyobb és egy kisebb egységből tevődnek össze, 50%ban fehérjékből, főleg enzimfehérjéből és 50%ban RNSből felépülő ribonukleoprotein gömböcskék.
Mitokondrium: A sejt energiatermelő és átalakító szervecskéi. Szerves molekulákból energiát szabadítanak fel, s azt az adenozintrifoszfát (ATP) foszfátkötéseiben tárolják. Az ATP - molekulák azután eljutnak azokra a helyekre, ahol energiára van szükség (izom-összehúzódás, bioszintézisek, ingerület-átvitel stb.), s ott az egyik foszfátkötés felszakadásával felszabadul a szükséges energia.
Endoplazmatikus retikulum: csövecskékből és hólyagocskákból álló keringési rendszer, amelynek két formája van. A sima felszínű ER részt vesz különböző anyagok szintézisében, glikogén, zsírok anyagcseréjében, a makromolekulák szállításában. Jelentős szerepe van a sejtre mérgező anyagok lebontásában. A szemcsés ER - fehérjéket szintetizál, főleg azokat a fehérjéket, amelyek azután kikerülnek a sejtből ("export fehérjék"). Golgi-apparátus (Golgikomplex) sajátos szerkezetű és funkciójú, állandó átalakulásban levő, dinamikus lipoprotein membránok által határolt szervecske. Főleg a mirigysejtekben fejlett. Funkciója a váladékok kondenzálása, membránba csomagolása. Részt vesz a bonyolult makromolekulák szintézisében, a membránképzésben, a sejten belüli folyamatok szabályozásában, az információ átvitelében.
Sejtközpont (citocentrum, centriólum): A sejt geometriai központjában található. A sejt mozgásjelenségeinek és osztódásának irányításában játszik szerepet. Sejtmag: A sejt biológiai értékének, működésnek meghatározója, a genetikai információ "adatbankja". A mag szerkezete és alakja szoros összefüggésben van a sejt életciklusával. A sejtosztódások közötti (interfázisos) szerkezet különbözik az osztódás folyamán megfigyelhető szerkezettől. A magburok: komplex membrán és pórusrendszer, amely körülveszi a magot, elválasztja a magállományt a citoplazmától, de ugyanakkor biztosítja a magfázis és a citoplazmafázis közötti szelektív anyagcserét.
Nukleoplazma vagy magnedv: tartalmazza mindazokat az enzimeket, amelyek a DNS és RNS szintézisét, valamint a transzportfolyamatokat katalizálják, a nukleotidokat, az RNS és DNS építőköveit, valamint azokat az ionokat, amelyek a mag működéséhez szükségesek. A magnedv foglalja magába a kromatint és a magvacskát. Magvacska vagy nukleolusz: kis mennyiségű DNS mellett RNSt és fehérjéket tartalmaz (riboszomális fehérjéket, enzimfehérjéket). A magvacskában jelenlévő DNS meghatározza a riboszomális RNS szintézisét, s ez a fehérjékhez kapcsolódva létrehozza a riboszóma kis és nagy egységeit, amelyek a maghártya pórusain keresztül kivándorolnak a citoplazmába. Itt szintetizálódnak a riboszomális fehérjék s a szintézishez szükséges enzimek.
A genetikai információ Az élőlények kialakulásának, fennmaradásának, szaporodásának bonyolult folyamatait alapvetően a génekben tárolt információk szabályozzák. A genetikai szabályozó rendszer főszereplői a nukleinsavak és a fehérjék. A nukleinsavak feladata az örökletes információk tárolása, átadása, a fehérjék szintézisének vezérlése. A fehérjék feladata pedig az élőlény struktúrájának biztosítása, s azoknak a kémiai folyamatoknak az irányítása, amelyeken az élő szervezet működése alapszik, amelyek maghatározzák tulajdonságait, viselkedését. A nukleinsavak egyik képviselője a dezoxiribonukleinsav, a DNS, amely az információk tárolására, őrzésére szolgál, és a másik a ribonukleinsav, az RNS, amelynek három változata a fehérjeszintézist "intézi".
James Watson és Francis Crick 1953. április 25-én publikálta elképzeléseit az élet egyik legfontosabb molekulája, a géneket hordozó dezoxi-ribonukleinsav szerkezetéről. Eredményükért 1962-ben orvosi-élettani Nobel-díjat kaptak.
A nukleinsavak három alkotórészből épülnek fel: - foszforsavból, - egy öt szénatomos cukorból és - nitrogénbázisból. A cukor és a bázis alkotja a nukleozidot, míg a három együtt nukleotidot. A nukleinsavak tehát polinukleotidok. A DNSláncnak három "kitüntetett" szakasza van: a két végén található telomérák, végszakaszok, amelyek megakadályozzák a lánc lebomlását; a centroméra, amelyhez a sejtosztódáskor az orsófonalak hozzátapadnak, s amely általában a szál közepén található, és a kezdőpontok (iniciációs zónák), amelyeken megkezdődik a másolás.
A nukleinsavak másik formája az RNS. A vegyi összetételükben meglevő eltérések mellett az különbözteti meg a DNStől, hogy nem alkot kettős spirált, egyszálú. A ribózban levő aktív hidroxilgyök miatt kémiailag sokkal kevésbé stabil. Valószínűleg ezért alakult ki a "munkamegosztás": a DNS tárolja, az RNS átírja, átkódolja, szállítja az információt. Aszerint, hogy milyen szerepet töltenek be az információátvitel folyamatában, a ribonukleinsavaknak három csoportját különböztethetjük meg. Ezek a - hírvivő, messenger - mrns, - a szállító, transzfer- trns és a - riboszomális - rrns
A genetikai állomány A kromatinállomány: A sejtmag legfontosabb alkotórésze. A kromatin fő komponensei a DNS, különböző fehérjék hiszton és nemhiszton fehérjék és kis mennyiségben kis molekulasúlyú RNS. A fehérjék a kromatinstruktúra kialakításában és a génaktivitás szabályozásában vesznek részt. Kromoszómagarnitúra (Genom): A fajra jellemző kromoszómák összessége. Az ivarosan szaporodó élőlények ivarsejtjében a kromoszómagarnitúrának csak a felét találjuk, ez a haploid kromoszómaszám (n). A szortimentum n1 szomatikus kromoszómát és egy ivari vagy szexkromoszómát tartalmaz. Megtermékenyítéskor a létrejövő zigótában a két ivarsejt kromoszómáinak száma összeadódik, és kialakul a fajra jellemző diploid kromoszómaszám.
Gének, kromoszómák és a DNS 23 pár kromoszóma méretük alapján sorba rendezve; az 1. kromoszóma a legnagyobb. Az utolsó két kromoszóma nemi kromoszóma.
A kromoszómák 1-22-ig számozva ugyanúgy néznek ki férfiakban és nőkben egyaránt. Ezek az autoszómák. A 23. pár tagjai azonban különbözőek férfiakban és nőkben, ezeket nemi kromoszómáknak nevezzük. Kétféle nemi kromoszóma létezik: az egyiket X kromoszómának, a másikat Y kromoszómának hívják. A nőknek normálisan két X kromoszómájuk van (XX). A nők az egyik X kromoszómát az édesanyjuktól, a másik X kromoszómát az édesapjuktól öröklik. A férfiaknak normálisan egy X és egy Y kromoszómájuk van (XY). A férfiak egy X kromoszómát örökölnek az édesanyjuktól, egy Y kromoszómát az édesapjuktól.
A sejtosztódás Sejtosztódás: Az élőlények szaporodását, növekedését, szöveteik, szerveik regenerálódását biztosítja. Mitózis: Az ivarosan szaporodó élőlények szomatikus (test) sejtjeinek osztódását, számtartó sejtosztódásnak nevezzük.
Meiózis : Számfelező sejtosztódás az ivarsejtek szaporodási formája. Sokkal bonyolultabb, mint a szomatikus sejtek osztódása, s lényege, hogy az egymást követő két osztódás során a keletkező négy utódsejtben a kromoszómák száma a felére csökken, diploid sejtekből haploid sejtek jönnek létre. Az ivarsejtek egyesülése, a megtermékenyülés után visszaáll a fajra jellemző kromoszómaszám, s a gének rekombinációja révén az örökletes tulajdonságokat meghatározó információk újszerű kombinációi jönnek létre.
Alapszövetek és alapszöveti működéstől eltérő sejtek
Hámszövet A hámszövetek csoportosítása alaktanilag egyszerű: vannak többrétegű és egyrétegű hámok, és a hámszövet sejtjei lehetnek jellemzően hengeresek vagy laposak. Többrétegű hám alakul ki olyan felületeken, minta a bőr, a száj, a nyelőcső, az előgyomrok, a végbél, a hüvelytornác hámja, tehát ahol nagy a felszín mechanikai igénybevétele. Ahol kicsi a mechanikai igénybevétel, vagy ahol sima felületre van szükség, ott egyrétegű henger vagy laphám alakul ki, mint amilyen a bélhám, a vese felszívó hámja, a tüdő légző hámja, a savós hártyák vagy az érfalak hámja. A hámszövetek elsődleges feladata a hézagmentes felületi réteg kialakítása. A mirigyszövet is morfológiai felépítésénél fogva hámszövet, de kötőszövettel, nyirokerekkel, idegekkel, egységes szervet, a mirigyet építi fel, mely váladékot termel. Az alapszöveti működéstől eltérő sejtek: - a tőgy kosársejtjei, amelyekben sok miozin, (összehúzódásra képes fehérje) van, tehát ezek izomszerűen működnek - az érzékhám, mely idegszerűen működik, az érzékhámsejt citoplazmája közvetlenül folytatódik az idegrostban, ilyen, pl. a szaglóhám - a szinusz-endothel sejtek, melyek falósejtek és kötőszövetszerűen működnek, sejtjeik a hámrétegből leválhatnak és a vérbe vagy más üregek savós folyadékaiba jutva átalakulhatnak fagocitáló sejtekké.
Kötőszövet A kötőszövetek sejteket, szöveteket, szerveket választanak el, kapcsolnak össze, foglalnak be. Azon az alapon csoportosítjuk őket, hogy mennyi bennük a sejtes elem, a szervetlen alapállomány, milyen méretű a hialuronsav szulfátozódása, mennyi és milyen rost dominál a szövetekben. Így lehetnek a kötőszövetek laza rostos kötőszövetek, (zsírszövet), tömött rostos kötőszövet (tömött kollagénrostos kötőszövet az ínszövet, tömött elasztikusrostos kötőszövet a tarkószalag), a csontszövetnek rendezett kollagénrost-rendszere van, a képlékeny, félfolyékony alapállomány szulfátozódása rugalmasan ellenálló porcszövetek létrejöttéhez vezet. Az alapszöveti működéstől eltérő sejtek: az interleukinokat termelő nyiroksejtek (mirigyhámszerűek) immunglobulinokat termelő plazmasejtek (mirigyhámszerűek)
Izomszövet Az izomszövet az állati test mozgásában játszik döntő szerepet, mert intenzív és gyors összehúzódásra képes. A gerincesekben a zsigeri izmok simaizomszövetből, a vázizomzat, valamint az erős munkát kifejtő zsigeri izmok harántcsíkolt izomszövetből állnak. A szívizomszövet a sima- és harántcsíkolt izomszövet jellegzetességeit egyesíti, a szív ingerképző és ingerületvezető rendszerének sejtjei idegszerű funkciót látnak el.
Idegszövet Az idegszövet a szervezet legdifferenciáltabb szövetének tekinthető, alapeleme a neuron. Az idegszövet sajátságos működése azon alapszik, hogy az élő sejt alapvető tulajdonságai közül kettő, az ingerlékenysége és az ingerületvezető képessége a többi szövethez viszonyítva sokkal nagyobb mértékben jelentkezik. Az alapszövet fő feladatától eltérő működésű sejtjei: a neurohormonokat elválasztó neuronok (mirigyhámszerűek) a gliasejtek (kötőszövetszerűek).
Az állati test szerveződése Sejt (cellula) Szövet (thela) Szerv (organ) A biológiai organizáció magasabb fokán az életfolyamatok nemcsak egy-egy szervhez kapcsolódnak, hanem szervcsoportokhoz, melyek egyes tagjai részfolyamatokat teljesítsenek, és ezek intergrálódnak egységes életjelenséggé. Így jönnek létre az egyes szervrendszerek, melyeket közös funkciót szolgáló szervek képeznek. Rendszer (systema): azonos szerkezetű, működésű fejlődésű szervrendszerek Készülék (apparatus):eltérő szerkezetű, de közös funkciójú szervrendszerek
A HOMEOSZTÁZIS
A szervezet adott környezetben él (külső és belső környezetet), s ezen környezet tényezői biztosítják a szervezet fennmaradását, fejlődését. A soksejtű szervezet sejtjeinek döntő többsége a külvilággal ténylegesen nem érintkezik, csak a sejteket közvetlenül körülvevő folyadéktérrel. A belső környezethez tartozik: - a szöveti nyirok (limfa, sejtközötti folyadék). Ebben fürdenek a sejtek; - a nyirokerekben lévő nyirok, amely a szövetekből a vér felé áramlik; - a vér, amely közvetítő a belső és külső környezet között. Az élő szervezet alapvető tulajdonsága, hogy az állandóan változó külvilági hatásokkal szemben belső környezetének állandóságát meg tudja őrizni, ezt hívjuk homeosztázisnak.
A homeosztázis a belső környezet dinamikus egyensúlyi állapotát biztosító mechanizmusok összessége Homesztatikus tényezők: Izotónia : a szervezetben lévő elhatárolt terek azonos ozmotikus állapota Izoionia: a jellemző ionösszetétel állandósága Izohidria: a H+ ion koncentráció által a test szöveteiben kialakított ph-érték állandósága. Izovolémia: a szervezet egymástól elhatárolt különböző folyadéktereiben tapasztalható folyadékeloszlás, de egyben az összfolyadék-mennyiség azonosságának kifejezője Izotermia: az állandó testhőmérsékletű állatok jellemzője, aminek fenntartása az anyagcsere intenzitásának egyik alapvető tényezője. Egyes vegyületek állandó koncentrációja (pl. vércukorszint) A homeosztázis fenntartását a szerezet szabályzó készüléke biztosítja
KÖSZÖNÖM A FIGYELMET