Lümfotsüüt

Lümfotsüüt ehk lümfirakk (ladina keeles lymphocytus) on paljude selgroogsete immuunsüsteemi agranuloosne rakk. Lümfotsüüdid kuuluvad leukotsüütide hulka ja neile omistatakse tähtis osa organismi immuunvastuses.

Inimese lümfotsüüt elektronmikroskoobis

Lümfotsüütide areng, morfoloogia ja patoloogia võivad erineda nii liigiti, indiviiditi kui ka arenguastmeti.

Lümfotsüüdid moodustavad omandatud immuunsuse. Lümfotsüütide populatsioonid liiguvad kehes vere (ligi 2%) ja lümfiga ning neid leidub lümfikoes, lümfisoontes, lümfisõlmedes, harkelundis, põrnas, luuüdis ja vähem muudes kudedes. Lümfotsüütide populatsioonid infiltreeruvad ka kasvaja mikrokeskkonda.

Lümfotsüüdid on väga tundlikud röntgenikiirguse suhtes ja võivad kergesti immuunvastuse minetada.

Inimestel

Lümfotsüüdid on kantud kehtivasse inimese tsütoloogia ja histoloogia nomenklatuuri Terminologia Histologica.

Liigitus

Lümfotsüüdid erinevad üksteisest diferentseerumiskoha ja funktsioonide poolest. Neid võib eristada spetsiifiliste pinnamarkerite järgi.

Lümfotsüütidel eristatakse kolme põhilist tüüpi:

• NK-rakud ehk loomulikud tapjarakud (suured lümfotsüüdid), mis on osa kaasasündinud immuunsusest;
• B-lümfotsüüdid (väikesed lümfotsüüdid), mis osalevad humoraalses immuunvastuses;
• T-lümfotsüüdid (väikesed lümfotsüüdid), mis osalevad rakulises immuunvastuses.

Värvunud lümfotsüüt veresvalgusmikroskoobis

Lümfotsüütide hulka liigitatakse ka lümfoidkoe arengut mõjutavad rakud.

Retseptorid

 Homing-retseptor ehk suunaretseptor on lümfotsüütide ja ka metastaseeruvate vähirakkude retseptor, mille abil rakk kinnitub teatud kudedele.

Roomajatel

Roomajate lümfotsüüdid sarnanevad välimuselt imetajate ja lindude lümfotsüütide ja plasmarakkudega. Ka lümfotsüütide ülesanne arvatakse olevat sarnane. Lümfotsüütide repertuaari kuuluvad nii T-lümfotsüüdid (küpsevad tüümuses) kui B-lümfotsüüdid (küpsevad luuüdis).

Lümfotsüüdid liigitatakse väikesteks (5,5–10 µm) ja suurteks (kuni 15 µm).

Lümfotsüütide arv alla 1,5 × 10³ raku µL kohta võib inditseerida lümfotsütopeeniat. 

Lümfotsüütide arvu vähenemist seostatakse madudel loomuliku immunosupressiooniga hormoonide toimel näiteks paaritumisperioodil. Lümfotsütopeeniat esineb ka talveunejärgsel ajal.

Lümfotsüütide arv on väiksem isastel madudel ja kõrgeim juveniilsetel madudel.

Immuunvastus põletikule ei põhjusta madudel alati leukotsütoosi ja analüüs võib näidata normväärtuseid (5–15 × 10³ µ/L).

Ebanormaalsed on reaktiivsed või neoplastilised lümfotsüüdid, mida võib olla keeruline eristada. Neoplastilisi lümfotsüüte on tuvastatud lümfosarkoomide korral.

Paiknemine

Lümfotsüütide populatsioonide vahekorrad on üksikutes elundites ja perifeerses veres erinevad, näiteks paiknevad T-lümfotsüüdid lümfisõlme parakortikaalses osas ja B-lümfotsüüdid lümfisõlme koore välisosas.

Põrnas paiknevad T-lümfotsüüdid arterioole ümbritsevates tuppedes.

T- ja B-lümfotsüüdid

T-lümfotsüüdid ja B-lümfotsüüdid on adaptiivse immuunvastuse peamised komponendid. T-rakud on seotud rakulise immuunsusega ja diferentseeruvad tüümuses. B-rakud vastutavad peamiselt humoraalse immuunsuse eest (seostumine antikehadega). Algselt avastati B-rakud lindude kloakaalpaunast (ladina bursa Fabricii), millest tuleneb ka B-rakkude nimetus. Imetajatel diferentseeruvad B-rakud luuüdis.

T- ja B-rakkude ülesanne on antigeeni esitluse põhjal ära tunda kehavõõraid valke. Antigeeni esitlus on immuunsüsteemi protsess, mille käigus makrofaagid, dendriitrakud ja teised rakud püüavad antigeenid kinni ja tutvustavad neid T-rakkudele. B-rakud reageerivad patogeenidele, tootes suurel hulgal antikehi, mis neutraliseerivad kehavõõrad objektid (bakterid ja viirused). Vastava signaali saabumisel diferentseeruvad B-lümfotsüüdid plasmarakkudeks, mis produtseerivad antigeenidega seonduvaid valke – antikehi.

B- ja T-lümfotsüüte, mis pole kokku puutunud antigeeniga, nimetatakse neitsilikeks või naiivseteks rakkudeks (naive cells). Pärast kokkupuudet antigeeniga diferentseeruvad naiivsed rakud mälurakkudeks ning aktiveeritud B- ja T-rakkudeks, mis diferentseeruvad antikehasid produtseerivateks plasmarakkudeks ning retseptoreid produtseerivateks T-rakkudeks.

Mälurakud on pikaealised – nad võivad organismis püsida kuu ja isegi aastaid. Mälurakud võivad järgmise kokkupuute korral sama antigeeniga väga kiiresti diferentseeruda plasmarakkudeks ning tappurrakkudeks, tagades kiire immuunvastuse.

Lümfotsüütide areng

Hematopoees

Imetajate tüvirakud diferentseeruvad luuüdis mitut tüüpi verelibledeks. Seda protsessi nimetatakse vereloomeks e hematopoeesiks. Protsessi käigus pärinevad kõik diferentseerumata lümfotsüüdid ühisest lümfoidsest eellasrakust. Lümfotsüütide diferentseerumine toimub hierarhiliselt. Lümfotsüütide moodustumise protsessi kutsutakse lümfopoeesiks. B-rakud küpsevad B-lümfotsüütideks luuüdis, aga T-rakud rändavad luuüdist harkelundisse, kus nad valmivad. Pärast B-lümfotsüütide ja T-lümfotsüütide valmimist sisenevad nad perifeersetesse lümfoidsetesse elunditesse (näiteks põrna ja lümfisõlmedesse), kus nad hakkavad täitma oma ülesannet, jälgides sissetungivaid patogeene ja vähirakke.

Lümfotsüüdid, mis on seotud omandatud immuunsusega, diferentseeruvad pärast kokkupuudet antigeeniga efektor- ehk aktiivseteks ja lümfotsüütideks ja mälurakkudeks. Aktiivsete lümfotsüütide ülesanne on kõrvaldada antigeen, tootes antikehi (B-lümfotsüütide puhul), tootes tsütotoksilisi graanuleid (T-rakud) või saates signaale teistele immuunrakkudele (T-abistajarakud). Mälurakud jäävad perifeersetesse kudedesse ja vereringesse pikemaks ajaks, et reageerida samale antigeenile hiljem kiiremini. Nad võivad erinevalt teistest leukotsüütidest elada kuid või aastaid ja isegi kuni organismi elu lõpuni.

Lümfotsüütide arenemisel on tsüsteiin piiravaks teguriks.

Omadused

Elektronmikroskoobi pilt: Inimese vereringe. Pildil on punased verelibled ja valged verelibled: lümfotsüüdid, monotsüüt, neutrofiil ja mitmed väikesed kettakujulised trombotsüüdid

Wrighti värvinguga on normaalsel lümfotsüüdil näha tumedalt värvunud suur rakutuum ja vähe eosinofiilset tsütoplasmat. Harilikult on lümfotsüüdi tuuma suurus võrreldav punase vereliblega (diameeter on umbes 7 μm). Polüribosoomid on lümfotsüütide silmapaistvad tunnused. Neid saab vaadelda elektronmikroskoobiga. Perifeerses veres on võimatu eristada B- ja T-rakke. FACSi (läbivoolutsütomeetrit) kasutatakse erinevate lümfotsüütide loendamiseks ja nende osakaalu määramiseks. Selle meetodi puhul eristatakse lümfotsüüte nende pinnavalkude põhjal. Pinnavalkudeks võivad olla immuunglobuliinid või CD-valgud (cluster of differentiation). Lümfotsüütide tüübi määramiseks saab kasutada ka ELISPOT või sekretsiooni analüüsi tehnikat (protsess, mida kasutatakse rakkude identifitseerimiseks nende eritatava valgu põhjal).

Lümfotsüütidele omased pinnamarkerid^[13]

Klass	Funktsioon	Kogus (hulk)	Fenotüübilised markerid
NK-rakud	viiruslikult nakatunud rakkude ja kasvajarakkude lüüsimine	7% (2–13%)	CD16, CD56 aga mitte CD3
T-abistajarakud	tsütokiinide ja kasvufaktorite tootmine, mis reguleerivad teisi immuunsüsteemi rakke	46% (28–59%)	TCRαβ, CD3 ja CD4
Tsütotoksilised T-rakud	viiruslikult nakatunud rakkude, kasvajarakkude ja siirikute lüüsimine	19% (13–32%)	TCRαβ, CD3 ja CD8
γδT-rakud	immuunvastuse regulatsioon ja tsütotoksilisus	5% (2–8%)	TCRγδ ja CD3
B-rakud	antikehade eritamine	23% (18–47%)	MHC klass II, CD19 ja CD21

Meditsiin

Lümfotsüütidega seotud haiguslikud seisundid

Kliinilises meditsiinis diagnoositakse mitmeid lümfoproliferatiivseid haigusi, näiteks äge lümfoblastleukeemia, pahaloomulised lümfoomid (Hodgkini lümfoom, mitte-Hodgkini lümfoom), lümfotsütoos jpt.

Tüümuse haiguslikud seisundid

Tümektoomia

 Lapseeas tehtud tümektoomia ehk tüümuse eemaldamise järgselt püüab organism uue olukorraga kohaneda ja korraldada oma tööd, nimelt ei komplekteeri tüümus enam piisavas koguses CD4+ abistajarakke ega saada neid lümfisõlmedesse ja põrna, pärsitud on nii rakuline kui ka humoraalne immuunsus.

T-rakkude anomaaliatega seostatakse järgmisi haiguslikke seisundeid:

• DiGeorge'i sündroom
• CATCH-22 ehk VCFS sündroom ka 22q11 kromosoomi mikrodeletsioon
• Williamsi sündroom
• tüümuse hüpoplaasia jm.

Lümfotsüütide hulk vereproovis

Lümfotsüütide (lym) normväärtused täisvereanalüüsi põhjal

Vanus	Kogus (hulk)	SI-süsteemi ühikutes
Vastsündinul	5500/μL	5500 × 106/L
12–24 tundi pärast sündi	5800/μL	5800 × 106/L
1. sünnijärgsel nädalal	5000/μL	5000 × 106/L
2. sünnijärgsel nädalal	5500/μL	5500 × 106/L
1. sünnikuu kuni 1. eluaasta	6000–7000/μL	6000–7000 × 106/L
2. eluaastal	6300/μL	6300 × 106/L
4. eluaastal	4500/μL	4500 × 106/L
6. eluaastal	3500/μL	3500 × 106/L
8.–20. eluaastal	2500-3300/μL	2500–3300 × 106/L

Lümfotsüüdid moodustavad osa verelibledest ja nende osakaalu väljendatakse protsendina valgete vereliblede hulgast.

Lümfotsüütide arvu suurenemine on lümfotsütoos ja lümfotsüütide arvu langus on lümfotsütopeenia. Suurenenud lümfotsüütide kontsentratsioon viitab tavaliselt viiruslikule infektsioonile (harva viitab suurenenud lümfotsüütide hulk leukeemiale). Vähenenud lümfotsüütide hulk võib kaasa tuua suurenenud nakkusohu pärast operatsiooni või traumat.

HIV

Kui inimene nakatub HIV-i, sekkuvad viiruseosakesed T-lümfotsüütide taastootmistsüklisse. T-lümfotsüüte küll komplekteeritakse tavapäraselt, kuid HI-viiruse molekulid ründavad ja hävitavad massiliselt CD4⁺ T-rakke. Kuna need on immuunvastuse toimimiseks olulised rakud, muutub keha vastuvõtlikuks ka sellistele viirustele, mis terveid inimesi ei mõjutaks. HIV-i nakatumist määratakse tavaliselt CD4+ T-rakkude hulga järgi patsiendi veres, aga ka HIV-antikehade testiga.

Kasvajasse infiltreeruvad lümfotsüüdid

 Mõnede pahaloomuliste kasvajate, näiteks melanoomi ja pärasoolevähi korral lümfotsüüdid migreeruvad ja ründavad kasvajat. Mõnel juhul võib see viia primaarse kasvaja taandumiseni.

Leukotsütoos

Leukotsütoosiks ehk valgeliblerohkuseks ehk rohkevalgeliblesuseks (ladina leucocytosis) nimetatakse ebanormaalselt kõrget leukotsüütide taset veres.

 Leukotsütoosi esineb loomadel ja inimestel.

Leukostsütoos kui haiguslikku seisundit tuvastatakse vereanalüüsi tulemuste võrdlemisel kinnitatud normaalsete ja eale vastavate leukotsüütide määradega. Leukotsütoosi võidakse tuvastada ka morfoloogiliste ebanormaalsuste põhjal.

Leukotsütoosi võivad esile kutsuda epilepsia, tugev treening, emotsionaalne stress, hapnikupuudus, mitmed põletikuga kulgevad haiguslikud seisundid, epinefriini manustamine, osad ravimid (näit glükokortikoidide manustamine), kroonilised haigused (näit leukeemia) ja allergilised reaktsioonid.

Eristatakse eosinofiilset leukotsütoosi, basinofiilset leukotsütoosi ja lümfotsütoosi.

Leukotsütoosi esineb ka osade, inimeste suhtes mürkmadudeks liigitatud, madude hammustuse järgselt. Leukotsüütide tase > 20 000/μl kohta võib näidata raske astmega mürgistusseisundit, mille korral võidakse vajalikuks pidada vastumürgi manustamist (olemasolul).

Imetajatel

Inimestel

Füsioloogiline leukotsütoos

Esineb näiteks tugeva füüsilise pingutuse korral, enne sünnitust, vastsündinutel, erutuse korral, pärast söömist jne.

Patoloogiline leukotsütoos

Esineb põletikuliste haiguste, kudede nekroosi ja kasvajate korral. Leukotsütoos võib esineda pärast mõningate ravimite manustamist. Suhtelise leukotsütoosi korral on muutunud üksikute valgeliblede vahekord. Absoluutse leukotsütoosi korral on suurenenud valgeliblede üldhulk, erinevate leukotsüütide vahekord on jäänud samaks. Leukeemia on mõne leukotsüütide alaliigi pahaloomuline paljunemine.

Veiste leukoosiga kaasneb tavaliselt lümfotsüütide vohamine.

Leukotsüüt

Leukotsüüt ehk valgelible (ka immuunrakk; vere valgelible, ladina leucocytys; lüh WBC) on koondnimetus vere ja sidekoe granulotsüütide, lümfo- ja monotsüütidele ning mitmetele teistele rakkudele.

Leukotsüüdid on paljude selgroogsete lümfisüsteemi (lümfoid(-immuun)süsteemi) rakud, kes liiguvad mitmete kehavedelikega: normaalselt vere ja lümfiga.

Leukotsüütide areng, morfoloogia ja patoloogia võivad erineda nii liigiti, indiviiditi kui ka arenguastmeti.

Leukotsüüdid ujuvad ühtses voos, kuid sarnanevad üksteisega väga vähe. Leukotsüütide ülesanne on leida, jälitada ja hävitada baktereid, viirusi ja kõike, mis tundub organismile ohtlikuna.

Leukotsüütide füsioloogiline tähtsus seisneb rakuliste kaitsefunktsioonide (rakuline immuunsus) tagamises, milleks on peamiselt fagotsütoos ja antikehade moodustamine.

Enamikul leukotsüütidel on ekspresseeritud CD62L ehk L-selektiin, nende funktsioon on leukotsüütide adhesioon ja migratsioon nakkus- või põletikukoldesse.

Leukotsüütidele omistatakse ka tähtis roll kasvajate metastaseerumisel.

Roomajatel

Maolistel

Madude leukotsüütide terminoloogia pole seni päris selge, kuid arvatakse, et madude vere valgeliblede populatsioon sarnaneb imetajate omaga: eosinofiilid, monotsüüdid, basofiilid, lümfotsüüdid. Paljudel roomajatel esinevad lisaks ka azurofiilid ja heterofiilid (ekvivalent imetajate neutrofiilidele).

Leukotsüüdid on, ka liigist lähtuvalt, teistsuguse morfoloogiaga.

Inimestel

Terminoloogia

Varem arvati leukotsüütideks ka tüümuse sisesed T-rakud – tümotsüüdid.

Leukotsüüdid on kantud kehtivasse inimese tsütoloogia ja histoloogia standardsõnavarasse Terminologia Histologicasse.

Liigitus

Leukotsüüdid jaotatakse lihtsustatult kaheks:

• fagotsüütilised leukotsüüdid – neutrofiilid, monotsüüdid, dendriitilised rakud ja eosinofiilid;
• mittefagotsüütilised leukotsüüdid – basofiilid ja lümfotsüüdid.

Leukotsüütide arv

Leükotsüütide tase veres on küllalt kõikuv ja varieeruv näitaja, mis sõltub geneetilistest teguritest, ööpäevaringlusest, soost, vanusest, tööst, toidust ja paljudest muudest teguritest. Naistel kõigub leukotsüütide arv ka menstruaaltsükli, raseduse ja rinnaga toitmise ajal.

Vere automaatuuring

Leukotsüütide arvu vereproovis määratakse automatiseeritud laboratoorse diagnostika meetodeid kasutades.

Leukotsüütide normväärtused vere automaatuuringu põhjal

Patsiendi vanus	Referentsvahemik
0–11 kuud	10,0–26,0 × 109/l
1 aasta	6,0–17,5 × 109/l
6–12 aastat	4,5–14,5 × 109/l
naised	3,8–10,5 × 109/l
mehed	3,8–10,5 × 109/l

Märkus. Lühend väljatrükil on enamasti WBC (inglise White Blood Cells) ehk leukotsüütide absoluutarv ja ühikuks Nx 10⁹ /l.

Patoloogia

Hematoloogia

Leukotsüütide alamliikidega seostatakse inimestel mitmesuguseid haiguslikke seisundeid. Nii näiteks seostatakse ainuüksi T-rakkude puudulikkusega inimestel mitmesugused sündroome, mille patogenees ja geneetilise defekti iseloom pole seni veel selgeks saanud.

• primaarne CD4⁺ T-rakkude defitsiit
• primaarne CD7 T-rakkude defitsiit
• IL-2 defitsiit (põhjuseks ilmselt IL-2 geeni võimetus transkribeerida, sündroomi esineb tihti raske immuunpuudulikkusega lastel, kusjuures T-lümfotsüütide hulka loetakse normi piires olevaiks)
• kaltsiumi äravoolu häire.

T-rakkudega seotud haiguslikud seisundid (osaline)

• • Goodpasture'i sündroom

T-rakud ja ülitundlikkusreaktsioonid

T-rakud osalevad IV tüübi ehk aeglastes ülitundlikkusreaktsioonides, kus sensibilseerunud T-lümfotsüüdid produtseerivad tsütokiine, mis tekitavad põletikulist reaktsiooni, koekahjustust ja nekroosi.

T-rakud osalevad ka transplantaadi äratõukereaktsioonis.

T-rakud osalevad omandatud immuunpuudulikkuse, mis võib inimestel (ja ka loomadel) tekkida kas nakkushaiguste, lümfoomide, kiirituste, kemoteraapia, immunosupressioonravi, autoimmuunhaiguste või ka vananemisega seonduvalt, väljakujunemisel.

HI-viiruse märklauaks on lümfoid(-immuun)süsteemi olulised rakud ja ka närvisüsteemi rakud. HI-viirus kinnitub lümfotsüütidele, persisteerib T-abistajarakkudes, makrofaagides, dendriitrakkudes ja reageerib T-hävitajarakkudega ning hävitab need. Harilikult kaob nakatunul immuunsus mõne aasta jooksul.

Leukotsütoos

 Leukotsüütide arvu suurenemine veres (leukotsütoos ehk rohkevalgeliblesus) võib olla füsioloogiline (tugeva füüsilise pingutuse korral, enne sünnitust, vastsündinutel, erutuse korral, pärast söömist jpm) või patoloogiline. Patoloogiline leukotsütoos esineb põletikuliste haiguste, kudede nekroosi ja kasvajate korral. Leukotsütoos võib esineda pärast mõningate ravimite manustamist. Suhtelise leukotsütoosi korral on muutunud üksikute valgeliblede vahekord. Absoluutse leukotsütoosi korral on suurenenud valgeliblede üldhulk, erinevate leukotsüütide vahekord on jäänud samaks.

Leukopeenia ehk valgeliblede arvu vähenemine veres võib olla põhjustatud vereloomeelundite talitluse häiretest, ägedast infektsioonist või ravimitest.

Kasvaja

Kui leukotsüüdid muutuvad düsfunktsionaaseks või ebanormaalseteks, näiteks verevähi haigetel, kelle luuüdi ei suuda toota enam valgeid vereliblesid, siis isegi kerge külmetuse põhjustaja võib viia surmani.

Leukeemia on mõne leukotsüütide alaliigi pahaloomuline paljunemine.

Osmoos

Osmoos on lahusti (näiteks vee) difusioon läbi poolläbilaskva membraani, kusjuures lahusti liigub madalama kontsentratsiooniga lahusest (vee puhul kõrgem veepotentsiaal) lahusesse, kus on kõrgem lahustunud aine kontsentratsioon (vee puhul madalam veepotentsiaal).

Osmoosi kulgemissuunda arvestades eristatakse hüpo- ja hüpertoonset keskkonda (lahust). Hüpotoonses keskkonnas on lahustunud aine kontsentratsioon madalam ja vesi tungib sellest keskkonnast hüpertoonsesse keskkonda sisse, kuni nende kahe keskkonna (osmootsed) rõhud on võrdsed.

Osmoos on iseeneslikult toimuv füüsikaline protsess, s.t. süsteem ei vaja selleks energiat lisaks.

Osmoos on oluline protsess bioloogilistes süsteemides.

Osmoosi kirjeldas teaduslikult Jean-Antoine Nollet 1748. aastal. Termini "osmoos" võttis kasutusele Prantsuse füüsik René Joachim Henri Dutrochet (1776–1847), lähtudes selle tuletamisel kreekakeelsest sõnast ὠσμός (ōsmós "tõuge, impulss").

Turgor

Turgor ehk turgestsents (ka prinkolek^[1]) on organismi kudede pingeseisund, hüdrostaatiline rõhk, taimerakkude siserõhk. See siserõhk võimaldab rakkudel olla pingul (turdunud). Taimerakkude rakukestadele mõjuv rõhk hoiab taime püsti.

Tavaliselt on rakusisese mahla kontsentratsioon välisest kõrgem ja hüpotoonilisest väliskeskkonnast siseneb osmoosi teel rakku vett. Selle tagajärjel tekib raku sees osmootne rõhk. Raku veeimamisjõud lõpeb, kui siserõhk võrdsustub rakukesta vastusurvega.

Kudede haiguslik turgori suurenemine põhjustab turseid.

Atavism

Atavism ehk kõukumus on evolutsioonibioloogias nähtus, kus mingil organismil taasilmnevad kaugete esivanemate juba kadunud või redutseerunud tunnus(ed). Atavism on evolutsiooni mõttes tagasiminek, sest taasilmnenud tunnused olid kadunud juba mitu põlvkonda tagasi. Atavismi teeb võimalikuks see, et kunagi esivanematel esinenud tunnused on peidetult DNAs, kuid nende avaldumine surutakse dominantsete alleelide või teiste tegurite toimel maha; atavismi korral aga mahasurutud geenid mingil põhjusel avalduvad.

Atavismi tunnused on näiteks saba esinemine inimesel, vaalade tagajalgade taasesinemine, külgmiste varvaste taasilmumine hobustel jpt.

Vereliistak

Vereliistak ehk trombotsüüt (kreeka keeles θρόμβος 'hüüve´ + κύτος 'rakk'; ladina keeles thrombocytus) on paljudeselgroogsetel loomadel valdavalt luuüdist pärit megakarüotsüütide tsütoplasma fragmendid.

Veri valgusmikroskoobi all vaadelduna. Vereliistakuid (3) on kujutatud lillaga. Neid ümbritsevad roosad punalibled

Vereliistakute areng, paljunemine, diferentseerumine, plastilisus, liikumine, morfoloogia ja patoloogia ning apoptoos võivad erineda nii liigiti, indiviiditi kui ka arenguastmeti.

Tuumaga vereliistakud on tuvastatud kaladel, reptiilidel, lindudel.

Neid liigitatakse vahel ka vererakkude hulka. Vereliistakud osalevad vere hüübimises, ka verejooksu sulgemises. Vereliistakute põhiülesanne kehas on veresoonte terviklikkuse tagamine. Trombotsüüte on igas vere kuupmillimeetris umbes 150 000 – 400 000.

Arvatakse, et imetajatel osalevad vereliistakud ka immuunfunktsioonides ja põletiku tekkes.

Inimestel

Inimvere küpsetest rakutüüpidest moodustavad trombotsüüdid kümnendiku ja leukotsüüdid tuhandiku erütrotsüütide arvukusest.

Trombotsüütidel pole rakutuuma, nad on värvitud ja ebakorrapärase kujuga kettad.

Vasakult: punalible, vereliistak ja valgelible (lümfotsüüt) elektronmikroskoobi all vaadelduna

Terminoloogia

Vereliistakud on kantud kehtivasse inimese tsütoloogia ja histoloogia standardsõnavarasse Terminologia Histologicasse.

Toimemehhanism

Vereliistakud liiguvad koos verega organismis. Kui veresoone sein puruneb, siis läheduses asuvad trombotsüüdid kleepuvad kokku, lõhkevad ning neist paiskuvad välja ained, mis moodustavad vigastuskohale peene fibriinist (valkaine) võrgustiku. Tekib kärn. Mida rohkem on organismis vereliistakuid, seda kiiremini sulguvad ka haavad.

Hälbed

Liiga suurt vereliistakute hulka veres kutsutakse trombotsütoosiks. See võib kaasa tuua trombide tekke veresoontes, mis omakorda võib viia insuldini, infarktini, kopsuarteri trombembooliani või mõne muu seisundini, mida põhjustab veresoone ummistanud tromb.
Normaalsest väiksemat vereliistakute sisaldust veres nimetatakse trombotsütopeeniaks ja see võib kaasa tuua verehüübivushäireid. Trombotsütopeenia põhjuseks on see, et luuüdi toodab normaalsest vähem vereliistakuid, või see, et põrnas lagundatakse liiga palju vereliistakuid.
Võimalik on ka olukord, kus trombotsüütide hulk on normaalne, kuid need talitlevad puudulikult. Tavaliselt põhjustavad sellist olukorda ravimid, näiteks aspiriin, teised mittesteroidsed põletikuvastased ained, penitsilliin. Vereliistakute talitlushäireid võib põhjustada ka alkohol.
Trombotsüütide hulka veres tuleb kindlasti määrata enne kirurgilisi operatsioone ja keemiaravi (tsütostaatikumidega) vähihaigetel.

Vereliistakute kasutamine doonorluses

Annetatud trombotsüüdid säilivad spetsiaalses lahuses 5–7 päeva. Trombotsüüte kantakse üle inimestele, kelle veres on neid liiga vähe või kelle trombotsüüdid ei talitle õigesti. Vereliistakute transfusioon on näidustatud patsientide puhul, kellel on vähk, leukeemia, verehaigused, põletused, maksahaigused või suur verekaotus.

Informatsiooni-RNA (mRNA)

Informatsiooni-RNA (inglise keeles messenger RNA, lühend mRNA) on RNA, mille molekulilt toimub translatsioon: informatsiooni-RNA nukleotiidijärjestuse põhjal sünteesitakse polüpeptiid. Tegemist on RNA-ga, mis kannab valgusünteesiks vajalikku informatsiooni DNA-lt ribosoomi.

mRNA kuulub ebastabiilse RNA hulka. mRNA funktsiooniks rakus on kodeerida ribosoomi jaoks valgujärjestusi. mRNA-d nimetatakse ka käskjalaks, kuna ta vahetab informatsiooni ribosoomi ja geenide vahel. Eukarüootide mRNA on monotsistoorne ja kodeerib vaid ühte valku, prokarüootide mRNA on polütsistoorne ja kodeerib mitut erinevat valku. 

Transkriptsioon ehk mRNA süntees

RNA süntees on põhimõtteliselt sarnane DNA sünteesiga. Erinevused on vaid järgmised:

• Eellasmolekulid (prekursorid) on ribonukleotiidtrifosfaadid (mitte desoksüribonukleotiid-trifosfaadid).
• Komplementaarse RNA-ahela sünteesil kasutatakse matriitsina vaid üht DNA-ahelat.
• RNA-ahela sünteesi saab initsieerida de novo, praimerahela (ja selle vaba 3’-OH otsa) olemasoluta.

RNA-ahela sünteesil kasutatakse üht DNA-ahelat matriitsina. [Transkriptsioon (geneetika)|Transkriptsioon]] toimub RNA polümeraasi toimel lahtikeerdunud DNA-lõigul, mida nimetatakse ka transkriptsioonisilmaks või transkriptsioonimulliks. Informatsioon valgu primaarstruktuuri kohta on salvestatud rakutuuma DNA-s. RNA polümeraas seondub ja alustab transkriptsiooni DNA spetsiifiliselt järjestuselt, mida nimetatakse promootoriks. Pro- ja eukarüootsetel geenidel on promootorjärjestused erinevad. Transkriptsioonil valmivad kõik RNA tüübid: mRNA, tRNA ja rRNA. 

RNA polümeraasi vahendusel määratakse rakkudes, millised geenid millal ja millises ulatuses avalduvad. Prokarüootidel on üks RNA polümeraas, eukarüootsetes rakkudes aga kolm erinevat RNA polümeraasi. Transkriptsiooni initsiatsiooni promootoritelt reguleeritaks transkriptsioonifaktorite seondumisega promootoriga. Transkriptsioonifaktorid on nii positiivsed kui ka negatiivsed regulaatorvalgud, kusjuures positiivsed regulaatorvalgud soodustavad ja negatiivsed pidurdavad transkriptsiooni alustamist. Sünteesitud RNA-ahelat nimetatakse transkriptiks.

Moodustuv RNA-ahel on komplementaarne DNA matriitsahelaga, selle erinevusega, et nukleotiid T asemel on nukleotiid U. Teist DNA-ahelat nimetatakse mittematriitsahelaks. mRNA-molekulid on RNA kodeerivateks ahelateks ehk mõttelisteks ehk senss-ahelateks, sest nende info kandub edasi polüpeptiidahela aminohappelisse järjestusse. RNA-ahela süntees toimub nagu DNA puhulgi 5’→3’ suunas, kus ribonukleotiide lisatakse ahela lõppu, 3’-hüdroksüülgrupi (3’-OH) külge. Analoogselt DNA-sünteesiga toimub selles reaktsioonis 3’-OH nukleofiilne rünnak eellasmolekuli, ribonukleotiidtrifosfaadi, kolme fosfaadi sisemisele fosforiaatomile ning sellega kaasneb pürofosfaadi vabanemine.

Transkriptsiooni kolm staadiumit

Uue RNA-ahela alustamine ehk initsiatsioon

Transkriptsiooni initsiatsioon jaotatakse kolmeks etapiks:

• RNA polümeraasi seondumine DNA promootorpiirkonda.
• RNA polümeraasi toimel DNA kaksikahela lokaalne lahtikeerdumine, millega matriitsahel muutub vabaks, et võimaldada paardumist saabuvate ribonukleotiididega.

• Fosfodiestersideme moodustumine, kus kasvavasse RNA-ahelasse lülitatakse esimesed ribonukleotiidid.

Ahela pikenemine ehk elongatsioon

RNA-ahelate kovalentsete sidemetega (ribonukleotiidide lisandumisega) pikenemine toimub transkriptsioonisilmas lokaalselt lahtikeerdunud DNA alal. RNA polümeraasil on nii DNA-d lahtikeerav kui ka tagasi kokkukeerav aktiivsus: RNA polümeraas katalüüsib pidevalt DNA-ahelate lahtikeerdumist enne polümerisatsioonisaiti ning põhjustab komplementaarsete ahelate kokkukeerdumist pärast polümerisatsioonisaiti, liikudes samal ajal piki DNA kaksikheeliksit edasi. Tekkiv RNA-ahel vabaneb DNA matriitsahelalt RNA polümeraasi edasiliikumisel mööda DNA-d.

Transkriptsiooni lõpetamine ehk terminatsioon ja valmis RNA-molekuli vabanemine

RNA-ahela süntees lõpetatakse (termineeritakse) siis, kui RNA polümeraas kohtab terminatsioonisignaali. Terminatsioonisignaal põhjustab transkriptsioonikompleksi dissotsieerumist ning moodustunud RNA-molekuli vabanemist.

Eukarüootse pre-mRNA protsessing

Prokarüootidel on geeni poolt määratav esmane transkript võrdne mRNA-ga ning ta on ka kohe transleeritav. Eukarüootides toimub aga esmalt eellas- ehk pre-mRNA süntees, misjärel toimub nn. eellas-mRNA protsessing küpseks mRNA-molekuliks.

Protsessimise käigus toimub enne translatsiooni pre-mRNA-lt spetsiifilise järjestuse kõrvaldamine ning transkripti mõlema otsa modifikatsioon. Enamikus eukarüootsetes geenides on mittekodeerivad järjestused e intronid, mis lõigatakse RNA protsessingul RNA-st välja, ühendades sellega RNA-s geeni kodeerivad järjestused ehk eksonid. Hulkraksete intronid on reeglina palju pikemad (1500 nukleotiidi) kui eksonid (500 nukleotiidi).

Intronite väljalõikamise protsessi nimetatakse geeni splaissinguks. Kogu info introni väljalõikamise (splaissmise) kohta paikneb intronis endas. Valku kodeerivate geenide pre-mRNA splaissing peab toimuma väga täpselt, et mRNA saaks kodeerida funktsionaalset valku. Intronite täpne väljalõikamine peab toimuma nukleotiidi täpsusega, vastasel juhul läheb lugemisraam paigast ära.

Enne splaissingut lisatakse pre-mRNA 5’-otsa 7-metüülguanosiinmüts ja 3’otsa transkriptsioonijärgselt pärast splaissingut 20–200 nukleotiidi pikkune polü-(A)-järjestus ehk polü-(A)-saba. 7-metüülguanosiinmüts aitab kaitsta kasvavat RNA-ahelat nukleaaside degradatsiooni eest ning eukarüootide mRNA polü(A)-saba suurendab oluliselt transkripti stabiilsust ja tal on tähtis roll mRNA transportimisel tuumast tsütoplasmasse. Küpses mRNA-s on ka mittekodeerivad piirkonnad (ingl. UTR-untranslated regions) – liider (alguses, 5’ osas), treiler (lõpus, 3’ osas).

Splaissingu läbiviimiseks moodustub makromolekulaarne struktuur, mida nimetatakse splaissosoomiks. Kõik nimetatud protsessid toimuvad tuumas. Protsessitud mRNA transporditakse tsütoplasmasse, kus ta transleeritakse. Translatsioon on mRNA-s nukleotiidide järjestusena salvestatud informatsiooni ülekandmine aminohapete järjestuseks sünteesitava valgu molekulis. mRNA nukleotiidide triplettide vastavust aminohapetele valgu molekulis nimetatakse geneetiliseks koodiks.

Järelikult on transkriptsioon ja translatsioon eukarüootidel ajaliselt ja ruumiliselt lahutatud. Seevastu prokarüootsetes rakkudes toimuvad transkriptsioon ja translatsioon järjestikku: sünteesitud mRNA osaleb kohe ka translatsioonil.

Transkriptsioon prokarüootides

Transkriptsiooni põhietapid on pro- ja eukarüootidel sarnased. RNA polümeraasid pro- ja eukarüootidel on erisuguse ehitusega. DNA segment, mis transkribeeritakse üheks RNA-molekuliks, kannab nimetust ,,transkriptsiooniüksus’’ (ingl. trancription unit). Eukarüootidel on transkriptsiooniüksus sageli ekvivalentne individuaalse geeniga. Prokarüootidel on transkriptsiooniüksuseks aga mitu geeni, mis on osa operonist. Operoni koosseisu kuuluvad veel operoni geene reguleerivad DNA-järjestused. Operonilt sünteesitud RNA-molekuli nimetatakse polütsistroonseks RNA-ks. (ingl. polycistronic RNA)

Transkriptsiooni kirjeldamisel kasutatakse termineid ,,ülesvoolujärjestused’’ (ingl. upstream requences) ja ,,allavoolujärjestused’’ (ingl. downstream sequences) tähistamaks DNA piirkondi, mis jäävad transkribeeritavast alast kodeerivas DNA-ahelas vastavalt 5’- ja 3’-otsa suundades. Selline eristus põhineb faktil, et RNA süntees toimub alati suunas 5’→3’. Geeni üles- ja allavoolujärjestused kirjeldavad seega geeni 5’ ja 3’ DNA-järjestusi, mis jäävad transkriptsiooni alguspunktist vastavalt vasakule või paremale.

Prokarüootidel algab translatsioon ja mRNA-molekulide degradatsioon sageli enne, kui nende süntees (transkriptsioon) lõppeb. Selline samaaegne toime on võimalik, sest mRNA-molekulid sünteesitakse, transleeritakse ja degradeeritakse samaselt, suunas 5’→3’. Lisaks pole prokarüootidel peptiidide sünteesi masinavärk (valgu süntees) ruumiliselt mRNA sünteesist eraldatud – neil pole tuumamembraaniga piiritletud tuuma nagu ka teisi membraaniga ühendatud organelle.

mRNA transport

RNA sünteesitakse rakutuumas, tsütoplasmas või tuumakeses. Vaja läheb neid enamasti tsütoplasmas, aga selleks peavad nad jõudma tuumast tsütoplasmasse. See protsess on kontrollitud ja reguleeritud. Tuum ei taha lasta läbi tugevasti laetud suuri molekule nagu RNA. Tuumapoorid lasevad läbi väga väikeseid molekule, RNA ei pääse poorist läbi. Sünteesi käigus märgistatakse RNA ära – mRNA 5’ otsa sünteesitakse m7G cap (seitsmendas positsioonis metüleeritud guanosiin cap 5’ otsa ja polü(A)saba sünteesitakse 3’ otsa). Need signaalid on mRNAd äramärkivaks signaaliks. Teatud märgistatud RNA tuleb suunata tsütoplasmasse. RNA sünteesi käigus seonduvad RNA polümeraasiga sellised valgud, mis kuuluvad eksportiinide hulka. Eksportiine on palju erinevaid, mRNA moodustab eksportiinidega kompleksi, mis seostub tuumapoorile. ATPaasist sõltuvalt läheb kompleks läbi tuumapoori.

Sümbiogenees

Sümbiogenees ehk endosümbioositeooria selgitab eukarüootse raku organellide – plastiidide ja mitokondri – päritolu bakterite sümbioosi kaudu.

Teooria kohaselt pärinevad need organellid varem üksikorganismina elanud prokarüootsetelt organismidelt, mis on eukarüootse raku poolt fagotsütoosi teel "alla neelatud" ja nüüd peremeesorganismi (eukarüootsesse rakku) jäänud endosümbiondina. Mitokondrid on kujunenud eukarüootse raku "alla neelatud" proteobakteritest ja kloroplastid sinivetikatest.

Endosümbiootilise teooria üks nimekamaid rajajaid ja populariseerijaid oli Lynn Margulis.