Šūna (bioloģija): pamatstruktūra, organellas un funkcijas

Uzzini šūnas pamatstruktūru, organellas un to funkcijas — no kodola un DNS līdz mitohondrijiem. Skaidri, kodolīgi un zinātniski.

Autors: Leandro Alegsa

15-01-2026 16:23

Bioloģijā šūna ir organismu pamatstruktūra. Visas šūnas rodas, daloties citām šūnām.

Šūnas ārējo vidi no citoplazmas šūnas iekšienē atdala šūnas membrāna. Dažu šūnu iekšienē šūnas daļas ir atdalītas no citām šūnas daļām. Šīs atsevišķās daļas sauc par organelām (līdzīgi kā mazi orgāni). Katra no tām šūnā veic dažādas darbības. Piemēram, kodols (kur atrodas DNS) un mitohondriji (kur tiek pārveidota ķīmiskā enerģija).

Šūnu tipi

Šūnas iedala divos pamatveidos: prokariotes un eikariotes.

Prokariotes (piem., baktērijas) ir vienkāršas, tām nav atsevišķa kodola un citoplazmas organellu, kas būtu norobežotas ar membrānām.
Eikariotes (piem., augu, dzīvnieku, sēņu šūnas) ir lielākas un sarežģītākas — tām ir kodols un vairākas membrānu atdalītas organellas, kas specializējas darbībās kā enerģijas ražošana, proteīnu sintēze un materiālu pārstrāde.

Galvenās šūnu daļas un organellas

Šūnas membrāna — fosfolipīdu divslānis ar proteīniem, kas regulē vielu ieeju un izeju; veic arī signālu uztveri un šūnas saziņu ar apkārtējo vidi.
Citoplazma — šķidrums ar organellām un vielām, kur notiek daudz bioloģisku reakciju.
Kodols — satur ģenētisko materiālu (DNS), kontrolē šūnas funkcijas un replikāciju.
Mitohondriji — ražo ATP, pārveidojot uztura vielu ķīmisko enerģiju tādā formā, ko šūna var izmantot.
Ribosomas — proteīnu sintēzes vietas; ir brīvi citoplazmā vai piestiprinātas endoplazmatiskajam tīklam.
Endoplazmatiskā tīkls (gluds un raupjš) — raupjais (ar ribosomām) veicina proteīnu sintēzi un transportu, gludais — lipidus, toksīnu detoksikāciju un kalcija uzkrāšanu.
Golgi aparāts — pārstrādā, šķiro un iepako molekulas (piem., proteīnus) eksportam vai iekšējai izmantošanai.
Lizosomas — satur enzīmus, kas sadala nevajadzīgas vai bojātas molekulas un organellas.
Peroksisomas — oksidējoši organelli, kas sadala peroksīdus un dalībnieko taukskābju metabolisma procesā.
Hloroplasti (augu šūnās) — fotosintēzes vieta, kur saules enerģija pārvēršas organiskajos savienojumos.
Šūnas siena (augiem, sēnēm, dažiem prokariotiem) — dod formu un aizsardzību; augu šūnu sieniņu veido celuloze.
Centrālā vakuola (augu šūnās) — uzglabā ūdeni, ietaupījumus un atbalsta turgoru (iekšējo spiedienu).
Citokelets — mikrofilamenti, starpmolekulārie filamenti un mikrotubili, kas nodrošina formas uzturēšanu, intracelulāro transportu un šūnas kustību.

Šūnu funkcijas

Metabolisms — vielmaiņa, kurā vielas tiek pārveidotas enerģijā un struktūrvienībās.
Enerģijas ražošana — mitohondriji un (augu) hloroplasti ražo ATP vai organiskos savienojumus.
Proteīnu sintēze — ribosomas un endoplazmatiskā tīkls veido proteīnus, kas nepieciešami šūnas struktūrai un darbībām.
Transportēšana un sekrēcija — Golgi aparāts un vezikulas pārnes molekulas iekšpusē un ārpus šūnas.
Detoksikācija un šķelšana — lizozomas un peroksisomas palīdz noārdīt nevajadzīgas molekulas.
Saziņa un signālu pārvade — receptoru proteīni membrānā uztver ārējos signālus un pārveido tos iekššūnu atbildēs.
Reprodukcija un diferenciācija — šūnas dalās un specializējas, veidojot audus un orgānus daudzšūnu organismos.

Šūnu dalīšanās un dzīves cikls

Šūnu dalīšanās nodrošina augšanu, audu atjaunošanos un dzimumšūnu ražošanu. Eikariotiskajās šūnās runā par šūnas ciklu (G1, S, G2 un M fāzes). M fāze ietver mitozes procesu — vienādas dvīņu šūnu veidošanos, un meiozi — ģenētiski atšķirīgu dzimumšūnu ražošanu. Prokariotu dalīšanās parasti notiek ar bināro dalīšanos.

Mērogi un piemēri

Šūnu izmēri ļoti atšķiras: baktērijas bieži vien ir 0,2–5 µm, eikariotu šūnas parasti 10–100 µm. Ir arī īpaši lieli šūnu tipi — piemēram, dzīvnieku olšūnas vai dažas augu īpašas šūnas.

Šūnas ir pamats visām dzīvības formām — no vienšūnu organismiem līdz sarežģītiem daudzšūnu organismiem. Izpratne par šūnu uzbūvi un funkcijām ir būtiska biomedicīnai, biotehnoloģijai un ekoloģijai.

Eikariontu (pa kreisi) un prokariotu (pa labi) šūnas

Endotēlija šūna: kodoli iekrāsoti zilā krāsā, mitohondriji iekrāsoti sarkanā krāsā un F-aktīns, mikrofilamentu sastāvdaļa, iekrāsots zaļā krāsā. Šūna attēlota ar fluorescējošo mikroskopu.

Šūnu veidi

Pastāv divu veidu šūnas: prokariotiskās šūnas un eikariotiskās šūnas. Prokariotes, baktērijas un arhejas, ir vienkāršas šūnas, kurām nav šūnas kodola. Tām ir baktēriju mikrokomponenti.

Eikarioti ir sarežģītas šūnas ar daudzām organelām un citām šūnas struktūrām. Tās ir lielākas par prokariotu šūnām: to tilpums var būt pat 1000 reižu lielāks. Eikarioti glabā savu ģenētisko informāciju (DNS) hromosomās šūnas kodolā. Organismi (dzīvas būtnes), kas sastāv no vairākām šūnām, ir eikarioti.

Prokariotisko organismu veidi

Vienīgie prokariotisko organismu veidi, kas pašlaik ir dzīvi, ir baktērijas un arhejas. Prokariotiskie organismi attīstījās pirms eikariotiskajiem organismiem, tāpēc kādreiz pasaulē bija tikai prokariotiskie organismi. Pastāv arī vīrusi, kurus ir grūti klasificēt, taču tie izraisa dažas svarīgas slimības. Vīrusi sastāv no RNS vai DNS un olbaltumvielām, un tie vairojas baktēriju vai eikarioītu šūnās.

Eukariotisko organismu veidi

Vienšūnas

Vienšūnas organismi sastāv no vienas šūnas. Vienšūnu organismu piemēri ir:

Ameba
Paramecium

Vienšūnu organismiem ir nepieciešams:

ēst
elpo (lielākā daļa izmanto skābekli, lai no cukura iegūtu enerģiju).

Visiem vienšūnu organismiem ir:

atbrīvoties no atkritumiem (izmest)
pavairoties (radīt vairāk sevi).
augt

Daži var:

pārvietot
sajust apkārtējo vidi.
enerģiju iegūst no saules (piemēram, cianobaktērijas).
raudzēt (piemēram, raugi).
izmanto anaerobo elpošanu (piemēram, Clostridium botulinum).

Daudzšūnu

Daudzšūnu organismi sastāv no daudzām šūnām. Tie ir sarežģīti organismi. Tas var būt neliels šūnu skaits vai miljoniem vai triljoniem šūnu. Visi augi un dzīvnieki ir daudzšūnu organismi. Daudzšūnu organisma šūnas nav vienādas. Tām ir dažādas formas un izmēri, un tās organismā veic dažādus darbus. Šūnas ir specializētas. Tas nozīmē, ka tās veic tikai dažus darbus. Pašas par sevi tās nevar izdarīt visu, kas nepieciešams organisma dzīvībai. Lai veiktu citus darbus, tām ir vajadzīgas citas šūnas. Tās dzīvo kopā, bet nevar dzīvot vienas.

Paramecijs , vienšūnas organisms

Vienkārša dzīvnieku šūnas shēma

Vienkārša augu šūnas shēma

Šūnu vēsture

Šūnas atklāja Roberts Hūks (1635-1703). Viņš izmantoja salikto mikroskopu ar diviem objektīviem, lai aplūkotu korķa struktūru, kā arī lapas un dažus kukaiņus. To viņš darīja aptuveni no 1660. gada un 1665. gadā par to ziņoja savā grāmatā Micrographica. Šūnas viņš nosauca pēc latīņu valodas vārda cella, kas nozīmē telpa. Viņš to darīja tāpēc, ka domāja, ka šūnas izskatās pēc mazām istabiņām.

Jauno instrumentu izmēģināja arī daudzi citi dabaszinātnieki un filozofi. Augu uzbūvi pētīja Nehemija Grū (Nehemiah Grew, 1641-1712) un Marčello Malpigi (Marcello Malpighi, 1628-1694). Galvenais Greva darbs bija "Augu anatomija" (1682). Nav skaidrs, kurš pirmais ieraudzīja dzīvnieku šūnas - Malpigi, Jans Svammerdams (1637-1680) vai Antonijs van Līvenhūks (1632-1723).^p17 .

Līvenhūka atklājumi un "mazo dzīvnieciņu" zīmējumi atklāja dabaszinātniekiem pavisam jaunu pasauli. Tika atklāti vienšūņi un mikroorganismi kopumā, un atklājumi par tiem turpinās vēl šodien. Kristiana Gotfrīda Ērenberga grāmatā Die Infusionsthierchen tika apkopots 1838. gadā zināmais. Lorencs Okens (Lorenz Oken, 1779-1851) 1805. gadā rakstīja, ka infuzorijas (mikroskopiskās formas) ir visas dzīvības pamatā.

Ideja, ka šūnas ir lielāko dzīvības formu pamatā, radās 18. gadsimtā. Lai noskaidrotu, kas šo darbu veica, bija nepieciešams zināms laiks:

"Čehu Jana Purķines (1787-1869) un viņa skolnieka un līdzstrādnieka Gabriela Valentīna (1810-1883) darbu nacionāli noskaņotie vācieši netaisnīgi noniecināja. Viņiem ir tiesības pretendēt uz zināmu prioritāti šūnu teorijā". Lielu ieguldījumu deva arī Johannes Müller (1801-1858). ^{9. nodaļa.} "Tomēr tieši viņa skolnieks Teodors Švanns (Theodor Schwann, 1810-1882) un Matiass Šleidens (Matthias Schleiden, 1804-1881) bija tie, kas ieguva atzinību par šūnu teoriju, neskatoties uz to, ka daži no viņu novērojumiem nebija pareizi, un viņu kredīti iepriekšējiem darbiniekiem bija "parodija".^p97

Šūnu teorija ietver šīs svarīgās idejas:

Visas dzīvās būtnes sastāv no šūnām.
Šūna ir visu organismu struktūras un funkciju pamatvienība.
Katra šūna nāk no citas šūnas, kas dzīvojusi pirms tās.
Kodols ir šūnas pamatelements.

Šūnu pavairošana

Metazoānu ķermeņa šūnas dalās, izmantojot vienkāršu mitotisko šūnu dalīšanos. Seksuālā vairošanās ir eikariontu senči, un metazojumos to veic specializētas dzimumšūnas. Tās veidojas procesā, ko sauc par mejozi.

Prokariotu šūnas vairojas, izmantojot bināro dalīšanos, kad šūna vienkārši sadalās uz pusēm. Gan mitozes, gan bināro dalīšanos gadījumā šūnai ir jāreproducē (jākopē) visa tās ģenētiskā informācija (DNS), lai katrai jaunai šūnai būtu tās kopija.

Saistītās lapas

Citoloģija

Meklēt