ŠŪNA

elementārā dzīvā sistēma, kurā izpaužas dzīvās matērijas galvenās īpašības: vielmaiņa, augšana, kairināmība, reproducēšanās, iedzimtība un pielāgotība. Šūna ir visu augu un dzīvnieku attīstības, uzbūves un darbības pamatā. Tā sastāv no kodola un citoplazmas. Ja šūna attīstības procesā zaudē kodolu, piem., zīdītāju (arī cilvēku) eritrocīts, tā zaudē arī spēju dalīties. Šūnu lielums, forma, iekšējā uzbūve un funkcijas ir ļoti daudzveidīgas, piem., cilvēku mazā limfocīta diametrs ir tikai 5-6 μm, bet olšūnas - līdz 200 μm. Šūna var būt apaļa, zvaigžņveidīga, kubiska, vārpstveidīga utt. Tās forma atkarīga no citoplazmas virsmas spraiguma, no blakusšūnu mehāniskās iedarbības, no šūnas funkcionālā stāvokļa (piem., dziedzeršūnu forma var mainīties sakarā ar sekrēcijas fāzēm, gludo muskuļšūnu forma - atkarībā no saraušanās pakāpes utt.).

Šūnas saturs ir viskozs. Šūnas citoplazma ir sarežģīta koloidāla sistēma, kas var mainīt fizikālās īpašības atkarībā no apstākļiem un pāriet no gela solā un otrādi. Šūnā ļoti daudz ūdens (80- 85%), it sevišķi jaunās embrionālās šūnās. Tas ir ļoti svarīgi, jo visi fizioloģiskie procesi šūnā noris tikai šķīdumā. Uz vecumu ūdens daudzums cilvēku šūnās samazinās. Neorganiskās vielas šūnā parasti atrodas vai nu sāļu veidā, vai arī savienojumos ar organiskām vielām. Tās palīdz uzturēt šūnā skābju un bāzu līdzsvaru un regulē osmotisko spiedienu. No organiskām vielām šūnā visvairāk olbaltumvielu (vairāk nekā puse šūnu sausnes). Starp proteīdiem (saliktām olbaltumvielām) sevišķi nozīmīgi ir nukleoproteīdi, kuros olbaltumviela savienota ar kādu no nukleīnskābēm: ribonukleīnskābi (RNS) vai dezoksiribonukleīnskābi (DNS). Nukleīnskābēm ir noteicoša nozīme olbaltumvielu sintēzē un iedzimtībā.

Šūnas dzīvības norisēs ļoti nozīmīgi ir fermenti (olbaltumvielas, kas paātrina šūnu ķīmiskās reakcijas). Šūnā to ir ļoti daudz, jo katrs var paātrināt tikai 1 noteiktu reakciju. Bez tam šūnā ir dažādi ogļhidrāti, kā arī tauki un taukiem līdzīgas vielas - lipoīdi. Šūnu no apkārtējās vides norobežo šūnu membrāna. Tā ir ļoti plāna, puscaurlaidīga; caur membrānu vielas no apkārtējās vides difundē citoplazmā un otrādi, šūnas citoplazmā ir dažādas struktūras. Daļa to ir nepastāvīgas un šūnas dzīvības procesos rodas uz nenoteiktu laiku, parādoties un atkal pazūdot. Tie ir ieslēgumi, piem., barības vielu rezerves, sekrēta granulas, pigmenta ieslēgumi u.c. Citas struktūras šūnā sastopamas vienmēr un veic noteiktas funkcijas. Tie ir organoīdi jeb iešūņi: endoplazmatiskais tīkls, ribosomas, mitohondriji, lizosomas, plātnīškomplekss un šūnas centrs. Endoplazmatiskais tīkls jeb citoplazmatiskais tīkls caurauž citoplazmu kā ļoti plānu dubultu membrānu sistēma, veidojot kanālus, cisternas un pūšļus. Tam ir 2 tipi: graudainais (granulārais) un gludais (agranulārais). Graudainajam tīklam uz ārējās virsmas ir sīki graudiņi - ribosomas. Tās sastopamas arī brīvi citoplazmā. Ķīmiski to galvenā sastāvdaļa ir RNS un olbaltumvielas. Ribosomās notiek olbaltumvielu sintēze. Uz gludā endoplazmatiskā tīkla ribosomu nav. Tur notiek ogļhidrātu, lipīdu un dažu pigmentu sintēze. Vienā šūnā bieži ir kā graudainais, tā gludais tīkls. Šūnās, kurās notiek intensīva olbaltumvielu sintēze, graudainais endoplazmatiskais tīkls ir labi izveidots un grupējas paralēlās rindās. Šī šūnas daļa labi krāsojas ar bāziskām krāsvielām, un to sauc par ergastoplazmu. Jo intensīvāk notiek olbaltumvielu sintēze šūnā, jo labāk izveidota ergastoplazma. Mitohondriji gaismas mikroskopā saskatāmi kā sīki graudiņi, nūjiņas vai pavedieni, bet elektronmikroskopā izskatās kā nelieli maisiņi, ko norobežo ārējā un iekšējā membrāna. Vienās šūnas mitohondriji daudzmaz vienmērīgi sadalīti pa visu citoplazmu, bet citās lokalizējas vietās, kur notiek intensīva vielmaiņa un nepieciešams vairāk enerģijas. Mitohondrijos ir daudz oksidācijas fermentu. Oksidācijas reakcijās atbrīvojas enerģija, kas tiek izmantota adenozīntrifosforskābes sintēzē, kura arī notiek mitohondrijos. Adenozīntrifosforskābe viegli atbrīvo enerģiju, ko šūna var izlietot pēc vajadzības. Tādējādi mitohondriji ražo šūnai nepieciešamo enerģiju.

Lizosomas saistītas ar gremošanas funkciju šūnā. Tās satur fermentus, kas šķeļ olbaltumvielas, nukleīnskābes, polisaharīdus u.c. savienojumus. Atkarībā no funkcionālā stāvokļa ir dažādi lizosomu veidi. Plātnīškomplekss jeb Goldži komplekss sastāv no atsevišķiem apaļiem sirpjveida vai nūjiņveida maisiņiem, kas vai nu difūzi izkaisīti pa visu citoplazmu, vai arī tīklveidā sakoncentrēti vienā vietā, parasti pie kodola. Šīs 2 plātnīškompleksa formas var pāriet viena otrā dažādos šūnas darbības posmos. Plātnīškompleksa funkcija saistīta ar šūnu sekretorisko darbību. Pirmatnējā olbaltumvielu sekrēta sintēze notiek pie ribosomām. Tālāk pa endoplazmatisko tīklu sekrēts nonāk līdz plātnīškompleksam, tur kondensējas un izveido granulas.

Šūnas centrs jeb centrosoma ir kustību organoīds. To visbiežāk veido 2 mazi graudiņi - centriolas, ko ietver īpaša citoplazma - centrosfēra. Katra centriola ir cilindrveidīga, ar 9 pāriem garenisku pavedienu. Sevišķi liela nozīme tām ir šūnas dalīšanās periodā, arī spermatozoīda astītes pavediena, skropstiņepitēlija skropstiņu u.c. kustīgu veidojumu attīstībā. Kodols ir visu pilnvērtīgu, dalīties spējīgu šūnu neiztrūkstoša sastāvdaļa. Parasti tas ir viens, bet ir arī šūnas ar 2 un vairākiem kodoliem. Kodola forma ļoti dažāda, visbiežāk apaļa vai iegarena. Kodols parasti atrodas šūnas centrālajā daļā, bet var būt arī perifērijā. Tam apkārt vienmēr ir citoplazmas slānis; ar šūnas membrānu kodols nekad nesaskaras. No apkārtējās citoplazmas kodolu norobežo apvalks, ko veido 2 membrānas ar spraugu starp tām. Arējā membrāna saistīta ar endoplazmatisko tīklu. Caur apvalku notiek intensīva vielapmaiņa starp kodolu un citoplazmu. Kodoliņš ir visblīvākais kodola veidojums, tāpēc labi saskatāms jau dzīvā šūnā. Kodoliņu daudzums un lielums variē atkarībā no šūnas veida un fizioloģiskā stāvokļa. Šūnās, kas intensīvi sintezē olbaltumvielas, kodoliņi ir lieli. Kodoliņu galvenā sastāvdaļa ir RNS un olbaltumvielas. Kodoliņos veidojas ribosomas kas cauri kodola apvalkam izdalās citoplazmā. Izņemot kodoliņu, viss pārējais kodola saturs dzīvā šūna izskatās homogēns. Fiksētos un krāsotos preparātos kodolā redzama tīklveida struktūra - hromatīns. Hromosomas saredzamas šūnas dalīšanās laikā, kad tās ir spiralizētas un izskatās nūjiņveidīgas. Hromosomu galvenā ķīmiskā sastāvdaļa ir DNS un bāziska olbaltumviela - histons.

DNS ir iedzimtības nesēja. Katrs gēns, kas nosaka kādas noteiktas organisma pazīmes attīstību, ir DNS molekulas daļa. DNS nosaka aminoskābju secību olbaltumvielā, kuras sintēzi tā kontrolē. Olbaltumvielu sintēzē DNS nepiedalās tieši. DNS atrodas kodolā, hromosomās, bet olbaltumvielu sintēze notiek citoplazmā pie ribosomām. Informācijas pārnesēja no DNS uz olbaltumvielām ir RNS, kas šūnas kodolā sintezējas uz DNS pamata. Jaunsintezētā RNS iziet cauri kodola apvalkam citoplazmā pie ribosomām, kur nosaka, kāda olbaltumviela sintezējama. Reproducēšanās jeb vairošanās ir viena no raksturīgākajām dzīvās matērijas īpašībām. Šūnas vairojas daloties. Jauna šūna var rasties tikai no jau esošās. Izšķir 2 galvenos dalīšanās veidus: mitozi un amitozi. Visbiežāk sastopama mitoze. Lai šūnas varētu mitotiski dalīties, tai jāsatur pietiekami daudz olbaltumvielu, enerģijas, fermentu un - tas ir sevišķi svarīgi - dubultots DNS daudzums, lai dalīšanās rezultātā tās daudzums nesamazinātos. Pirms DNS dubultošanās katra hromosoma sastāv no 1 pavediena - hromatīdas, bet pēc DNS dubultošanās katrai hromosomai ir 2 hromatīdas. Šis process notiek laikā starp 2 mitozēm, t.i., interfāzē.

Mitoze ir nepārtraukts process, ko nosacīti iedala 4 fāzēs: profāzē, metafāzē, anafāzē un telofāzē. Profāzē hromosomas spiralizējas, kļūst īsas un resnas un tāpēc redzamas mikroskopā; kodoliņš izšķīst; abas centriolas sāk attālināties viena no otras uz šūnas pretējiem poliem. Mitohondriji un plātnīškomplekss vienmērīgi izvietojas pa visu šūnu. Profāzes beigās izšķīst kodola apvalks. Metafāzē starp centriolām izveidojas vārpsta, pie kuras pavedieniem ekvatoriālā plaknē piestiprinās hromosomas. Anafāzē hromatīdas atvirzās uz šūnas pretējiem poliem. Katra hromatīda tagad kļūst par meithromosomu. Telofāzes laikā notiek kodolu rekonstrukcija. Kad šūnas polos izveidojušies 2 meitkodoli, citoplazma ar iežmaugu pārdalās un izveidojas 2 meitšūnas. Ļoti specializētas šūnas bieži dalās amitotiski, jo amitoze pretēji mitozei parasti notiek šūnu fizioloģijas aktivitātes laikā. Amitozē hromosomu spiralizācija nenotiek, vispirms pārdalās kodoliņš, tad kodols un citoplazma.