Rakutuum ja kromosoomid juhivad raku elu

Iseloomustus

Päristuumsetes rakkudes asub raku keskosas membraaniga ümbritsetud tuum, kus asub pärilikkusaine DNA. Eeltuumsetes rakkudes pole rakutuuma, nende pärilikkusaine asub tsütoplasmas.

Ülesanded

Rakutuum juhib raku elutegevust ja säilitab pärilikku informatsiooni. Tuuma ümbritsev membraan kaitseb tuumas olevat geneetilist materjali ning laseb valikuliselt tuuma sisse ja tuumast välja erinevaid aineid.

Ehitus

Rakutuum on tavaliselt ümar või ovaalne, piklikes rakkudes on see piklik. Enamasti on igas rakus üks tuum, erandiks on näiteks mõned mitme tuumaga lihasrakud. Loomsete rakkude tuuma läbimõõt on harilikult kuni 5 μm ja tuum hõlmab kuni 10% rakust.

Tuuma ümbritseb kahekordne tuumamembraan, milles on väikesed augud ehk poorid. Läbi nende liiguvad ained tuuma ja tsütoplasma vahel. Tuum on täidetud tuumaplasmaga, milles asuvad DNA-, RNA- ja valgu molekulid.

Tuumas asub kas üks või mitu tuumakest, kus toimub ribosoomi-RNA (rRNA) ja ribosoomide moodustumine. Tuumake on ülejäänud tuuma materjalist tihedam ja paistab mikroskoobis tumeda alana. Mida aktiivsem on rakk, seda rohkem on seal tuumakesi ja seda suuremad on tuumakesed.

Kromosoom on üks DNA molekul, mis on valkudega kokku pakitud. Kromosoomid on tuumas kokku pakitud ainult raku jagunemise ajal. Suurema osa raku elust on DNA lahti pakitud ning valgusmikroskoobis üle kogu tuuma hajusalt nähtav.

Tuumas asuvate kromosoomide koostisainet, s.o DNA ja valkude kogumit, nimetatakse kromatiiniks. Tavaliselt kasutatakse mõistet kromatiin lahtipakitud kromosoomide kohta. Valgud kaitsevad DNA-d kahjulike mõjude eest ning aitavad seda raku jagunemisel kokku pakkida: DNA keerdub aina tihedamini ümber valkude ja moodustuvad kromosoomid, mis on valgusmikroskoobis selgesti eristatavad.

Kromosoomides asuvad geenid. Geen on DNA lõik, mis sisaldab infot ühe valgu või regulatoorse RNA-molekuli sünteesimiseks.

Kromosoomid avastas Walther Flemming. Loomseid rakke värvainega töödeldes nägi Flemming seal x-kujulisi moodustisi. Kromosoom tähendab otsetõlkes värvilist osa (kr khroma – värv, soma – osa). Pildil on kromosoomid raku jagunemise metafaasis, DNA-ahelad on juba kahekordistunud (ehk uue koopia sünteesinud), kuid pole veel omavahel lahknenud (on kromosoomide keskosa ehk tsentromeeri kaudu teineteise külge kinnitunud).

Kromosoomide ülesandeks on päriliku info avaldamine ja edasiandmine. Lahtipakitud kromosoomide pealt sünteesitakse RNA-molekule, mis edastavad geneetilise info valgusünteesi toimumise kohta. Teised RNA-molekulid reguleerivad muid olulisi rakus aset leidvaid protsesse. Enne raku jagunemist kromosoomid kahekordistuvad, sünteesides DNA replikatsioonil vana DNA ahela põhjal uue ahela. Nii saavad mõlemad uued rakud endale organismi päriliku info täiskomplekti.

Iga kromosoom moodustub ühest pikast DNA ahelast. Kromosoomid on selgesti eraldatavad vaid jagunevas rakus, muul ajal on nad lahti keerdunud ning paiknevad hajusalt üle kogu tuuma. Igal liigil on rakutuumas kindel arv kromosoome. Inimesel on kõikide keharakkude tuumas 46 kromosoomi, sugurakkude tuumas aga poole vähem, s.o 23 kromosoomi.