Dzīvajā dabā šūnas ir ļoti dažādas gan pēc uzbūves, gan funkcijām. Šūnu struktūra un funkcionalitāte nosaka organismu spēju augt, attīstīties un pielāgoties videi.
Visas šūnas var iedalīt divās lielās grupās - prokariotos un eikariotos. Šis dalījums balstās uz šūnu uzbūvi, īpaši uz kodola klātbūtni šūnās.
- Prokarioti ir organismi, kuriem nav kodola. To DNS atrodas citoplazmā. Pie prokariotiem pieder baktērijas un arheji.
- Eikarioti ir organismi, kuru šūnās ir kodols. Kodolā atrodas DNS, ir attīstīti organoīdi. Šajā grupā ietilpst augi, dzīvnieki, sēnes un protisti.
Visu dzīvo organismu iedalījums valstīs
1. Baktērijas.
Baktērija ir organisms, kas veidots no vienas šūnas. Tās ir vienkāršas, bet ļoti spējīgas pielāgoties, kas var dzīvot visdažādākajos apstākļos – no cilvēka zarnām līdz pat karstajiem geizeriem un skābām vidēm. Tās var būt labvēlīgas, piemēram, palīdzot gremošanas orgānu sistēmai, vai arī kaitīgas, izraisot slimības pārējiem dzīvajiem organismiem.
Baktēriju uzbūvē ir līdzības ar citu organismu šūnām, tomēr svarīgākā atšķirība ir kodola neesamība, tādēļ baktērijas ir prokarioti.
Baktērijas uzbūve
- Baktēriju no ārpuses apņem želejveidīga viela - kapsula, kas aizsargā baktēriju nelabvēlīgos apstākļos, palīdz tai piestiprināties pie virsmām un saglabāt iekšējo mitrumu. Kapsulas nav visām baktērijām.
- Šūnapvalks apņem baktērijas šūnu, nodrošina strukturālu atbalstu. Pasargā to no apkārtējās vides, mehāniskiem bojājumiem, osmotiskā spiediena izmaiņām. Tas arī piešķir baktērijai noteiktu formu. Baktēriju šūnapvalks sastāv no peptidoglikāna – unikāla savienojuma, kas nav atrodams eikariotu šūnās.
- Plazmatiskā membrāna ir plāna, elastīga struktūra, kas atdala šūnas iekšējo vidi no ārējās vides. Tā regulē vielu apmaiņu starp baktērijas iekšieni un ārējo vidi. Tā arī nodrošina dažādus bioķīmiskos procesus, piemēram, elpošanu un vielmaiņu. Dažām baktērijām membrānā notiek arī fotosintēze (piemēram, cianobaktērijās).
- Citoplazma, tāpat kā augiem un dzīvniekiem, ir pusšķidra vide, kurā atrodas visas pārējās šūnas sastāvdaļas.
- Baktēriju ģenētiskā informācija (DNS) atrodas citoplazmā, nevis kodolā.
- Plazmīdas ir mazi, gredzenveida DNS fragmenti, kas satur papildu gēnus, piemēram, tos, kas nodrošina rezistenci (izturību) pret antibiotikām. Baktērijas var apmainīties ar plazmīdām, tādējādi iegūstot jaunas īpašības.
- Ribosomas ir sīkas struktūras citoplazmā, kas nodrošina olbaltumvielu sintēzi. Baktēriju ribosomas ir mazākas nekā eikariotu ribosomas.
- Vica ir nelielai astītei līdzīgs veidojums, kas palīdz baktērijai pārvietoties. Dažām baktērijām ir vairākas viciņas, bet citām tās vispār nav.
- Olbaltumvielu bārkstiņas (pili, fimbrijas) ir īsi, matiņiem līdzīgi izaugumi uz baktērijas virsmas. Tie palīdz baktērijām piestiprināties pie dažādām virsmām vai pat pie citām šūnām. Dažas baktēriju bārkstiņas piedalās gēnu apmaiņā, kas ļauj tām ātri pielāgoties apkārtējai videi.
- Mezosomas ir iekšējās membrānas krokas, kas iesaistītas vielmaiņas procesos, piemēram, elpošanā un šūnu dalīšanās procesā.
Baktēriju iedalījums pēc to formas
2. Protisti. Aļģes.
Aļģes ir dažādu veidu vienšūnas vai daudzšūnu organismi, kas spēj veikt fotosintēzi un galvenokārt dzīvo ūdens vidē. Aļģes nav augi, jo tām trūkst īstu sakņu, stumbru un lapu, taču tās satur hlorofilu un ražo skābekli fotosintēzes procesā. Aļģes iedala protistu valstī. Aļģes ir ļoti daudzveidīgas – tās var būt mikroskopiskas vienšūnas aļģes (piemēram, fitoplanktons) vai lielas daudzšūnu jūraszāles, kas aug okeānos un var sasniegt vairāku metru garumu.
Lielākoties vienšūnas un daudzšūnu aļģu šūnas ir līdzīgas augu šūnām. Tomēr ir dažas īpašības, kas atšķir aļģu šūnas no augu šūnām.
- Šūnapvalks dažām aļģu sugām ir no celulozes (tāpat kā augiem), bet citām sugām - no citiem polisaharīdiem vai pat silīcija dioksīda (piemēram, kramaļģēm).
- Parasti alģu šūnās ir viens kodols, bet dažām aļģēm var būt vairāki kodoli.
- Hloroplastos pigmenti var būt zaļi, brūni, sarkani vai dzelteni (atkarībā no aļģu veida - zaļaļģes, brūnaļģes, sārtaļģes).
- Pirenoīdi ir bezkrāsaini olbaltumvielu un cietes ķermenīši, kas atrodas hloroplastos. Tajos intensīvi veidojas un uzkrājas ciete, kā arī tie palielina fotosintēzes efektivitāti.
- Dažām daudzšūnu aļģēm ir īpašas struktūras, piemēram, rizoīdi, kas palīdz tām piestiprināties pie akmeņiem vai citiem substrātiem.
- Dažām vienšūnas aļģēm ir viciņas vai skropstiņas, kas palīdz pārvietoties.
- Gļotas bieži apņem daudzšūnu aļģu šūnas un pat veselas kolonijas, kas pasargā aļģu šūnas no izžūšanas, mehāniskiem bojājumiem un patogēniem. Gļotas palīdz aļģēm piestiprināties uz klintīm vai citiem substrātiem ūdenī.
- Gaismas jutīgs ķermenītis ir sastopams dažās kustīgās vienšūnas aļģēs. Tas palīdz šūnai noteikt gaismas virzienu, lai tā varētu pārvietoties uz optimāliem apstākļiem fotosintēzei, tādējādi aļģe var veikt efektīvāku fotosintēzes procesu.
Kustīgas vienšūnas aļģes hlamidomonas uzbūve
Spirogīras - daudzšūnu aļģes, kas veido pavedienveida kolonijas
Aļģes, atkarībā no to hloroplastos esošajiem pigmentiem, iedala sārtaļģēs, zaļaļģēs un brūnaļģēs. Kramaļģes ir aļģes, kuru šūnapvalki ir ļoti cieti, jo tie satur silīcija dioksīdu.
Aļģu iedalījums pēc to krāsu pigmenta, aļģu ģinšu nosaukumi latīņu valodā
Kramaļģes - cietas vienšūnas aļģes, kas redzamas mikroskopa palielinājumā
3. Protisti. Vienšūņi.
Vienšūņi ir mikroskopiski organismi, kuru ķermeni veido tikai viena šūna. Šīs šūnas ir sarežģītas un specializētas, lai veiktu visas dzīvībai nepieciešamās funkcijas, piemēram, barošanos, elpošanu, pārvietošanos un vairošanos. Vienšūņi apvieno dažāda veida vienas šūnas organismus, kas līdzinās gan dzīvnieku, gan augu šūnām, tomēr tādas nav. Aplūkosim trīs vienšūņus - amēbu, tupelīti un eiglēnu!
Mainīgā amēba (Amoeba proteus) ir mainīgas formas vienšūnis, kas pārvietojas un uztver barību ar pseidopodijām (māņkājiņām jeb kājveidīgiem izaugumiem). Amēbai, tāpat kā daudzām citām šūnām, ir plazmatiskā membrāna, citoplazma, kodols, ribosomas, mitohondriji. Goldži aparāts un endoplazmatiskais tīkls ir daudz primitīvāki nekā augu un dzīvnieku šūnās. Īpatnējākas amēbas sastāvdaļas ir divu veidu vakuolas un pseidopodiji.
- Gremošanas vakuola veidojas ap barības daļiņām. Tajā notiek barības sagremošana.
- Pulsējošā vakuola regulē osmotisko spiedienu un izvada lieko ūdeni. Tā ir īpaši svarīga saldūdens amēbām.
- Pseidopodijas nodrošina pārvietošanos un barības uztveršanu fagocitozes (šūnas spēja uztvert un sagremot lielas daļiņas, piemēram, baktērijas vai pārtikas gabaliņus) ceļā.
Mainīgās amēbas uzbūve
Astainā tupelīte (Paramecium caudatum) ir sarežģītāks vienšūnis ar noteiktu formu un blīvi izvietotām skropstiņām, kas palīdz pārvietoties. Tupelītes šūnā ir plazmatiskā membrāna, citoplazma, ribosomas, mitohondriji, Goldži komplekss, endoplazmatiskais tīkls. Tupelītes šūnas uzbūvē ir vairākas atšķirības, kas to atšķir no dzīvnieku šūnām.
- Divu veidu kodoli - lielais kodols, kas regulē šūnas vielmaiņu un fizioloģiskos procesus, un mazais kodols, kas ir iesaistīts vairošanās procesos.
- Pulsējošās vakuolas regulē ūdens daudzumu un osmotisko spiedienu.
- Gremošanas vakuolas veidojas ap barības daļiņām un palīdz sagremot uzņemtās vielas.
- Skropstiņas, kas palīdz pārvietoties un uztvert barību.
- Šūnas mute jeb citostoma ir specializēta vieta tupelītē, kas nodrošina barības vielu uzņemšanu. Tā ir neliels padziļinājums šūnas virsmā, kas ved uz gremošanas vakuolas veidošanās vietu.
Astainās tupelītes uzbūves shēma
Parastā eiglēna (Euglena gracilis) ir unikāls vienšūnis, jo tai piemīt gan dzīvniekiem, gan augiem raksturīgas īpašības. Tā spēj veikt fotosintēzi, bet nepieciešamības gadījumā pārtiek heterotrofi - barojoties ar citiem organismiem. Eiglēnas šūnā ir plazmatiskā membrāna un citoplazma, kodols, ribosomas, mitohondriji, Goldži aparāts, endoplazmatiskais tīkls.
- Pulsējošā vakuola regulē ūdens daudzumu šūnā un osmotisko spiedienu.
- Hloroplasti, kas satur hlorofilu un nodrošina fotosintēzi.
- Viciņa, kas palīdz pārvietoties.
- Gaismas jutīgs ķermenītis (acs plankums), kas uztver gaismu un palīdz orientēties vidē.
Parastās eiglēnas uzbūves ilustrācija
4. Protisti. Gļotsēnes.
Gļotsēnes ir īpaša organismu grupa, kas sevī apvieno vienšūņu un sēņu pazīmes. Tās dzīves ciklā maina formu – dažkārt uzvedas kā atsevišķas amēbveida šūnas, bet citreiz veido daudzšūnu struktūras, līdzīgi kā sēnes. Gļotsēnes galvenokārt sastopamas mitrās vidēs, kur tās sadala organiskās atliekas un piedalās ekosistēmas vielmaiņas procesos.
Gļotsēnes var eksistēt divās galvenajās formās kā:
- atsevišķas šūnas, kas pārvietojas ar pseidopodijām (līdzīgi kā amēbas) un fagocitē baktērijas un organiskās vielas.
- plazmodijs jeb lielāka daudzkodolaina masa, kas veidojas saplūstot vairākām šūnām. Plazmodijs var izplesties pa substrātu un baroties līdzīgi kā viena milzīga šūna.
Gļotsēņu šūnām lielākoties piemīt visas šūnām raksturīgās struktūras - plazmatiskā membrāna, citoplazma, kodols (plazmodija stadijā ir daudz kodolu), ribosomas, mitohondriji, endoplazmatiskais tīkls, Goldži aparāts, gan pulsējošā, gan gremošanas vakuola, kā arī ir pseidopodijas jeb māņkājiņas.
Gļotsēņu klases Myxogastria šūnas uzbūves zīmējums amēbai līdzīgā stāvoklī