Hücre yapısı 6. Biyoloji: hücreler

Herhangi bir organizma ayrılmaz bir yaşam sistemidir.

İnfaz edilmesine rağmen çeşitli işlevler Ve farklı boyutlar Genel Plan hücre yapısı benzerdir.

Ayrılmaz biçimde birbirine bağlı üç parçadan oluşur:

1. kabuklar,

2. sitoplazma,

3. çekirdekler.

Tipik bir şekilde hayvan hücresi Aşağıdaki yapılar ayırt edilir:

1.zar;

2.çekirdek;

3.sitoplazma;

4.endoplazmik retikulum (ER) ;

5.Golgi kompleksi;

6.lizozomlar;

7.mitokondri;

8.ribozomlar;

9.çağrı Merkezi;

10. hareket organoidleri .

7. Nedir ozmotik basınç ?

Ozmotik basınç, difüzyon basıncı, bir çözeltinin, saf bir çözücü ile temas ettiğinde, çözünen ve çözücü moleküllerinin karşıt difüzyonu nedeniyle konsantrasyonunu azaltma eğilimini karakterize eden termodinamik bir parametre.

Merkezi vakuolün hücre özsuyundaki iyon ve şeker konsantrasyonu genellikle hücre duvarındakinden daha yüksektir; Tonoplast, bu maddelerin vakuolden difüzyonunu önemli ölçüde yavaşlatır ve aynı zamanda suya kolayca geçirgendir.

Bu nedenle su içeri akacak koful. Seçici geçirgen bir zardan suyun bu tek yönlü difüzyon sürecine denir. osmoz A. Hücre özsuyuna giren su, duvar protoplastına ve onun aracılığıyla hücre duvarına baskı uygulayarak gergin, elastik hale gelmesine veya hücre turgoru.

Turgor, odunsu olmayan bitki organlarının uzaydaki şekil ve konumlarını korumalarının yanı sıra mekanik etkenlere karşı dayanıklılıklarını da sağlar.

Eğer bir hücre yerleştirilirse hipertonik çözelti toksik olmayan bir tuz veya şeker (yani, hücre özsuyu konsantrasyonundan daha yüksek konsantrasyonlu bir çözeltiye), daha sonra vakuolden ozmotik bir su salınımı meydana gelir. Bunun sonucunda hacmi azalır, elastik duvar protoplastı hücre duvarından uzaklaşır, turgor kaybolur ve hücre plazmolizisi .

Plazmoliz genellikle geri dönüşümlüdür. Bir hücre suya veya hipotonik bir çözeltiye yerleştirildiğinde, su merkezi vakuol tarafından tekrar kuvvetli bir şekilde emilir, protoplast tekrar hücre duvarına doğru bastırılır ve turgor yenilenir. Plazmoliz, bir hücrenin yaşam durumunun bir göstergesi olarak hizmet edebilir; ölü bir hücre, seçici olarak geçirgen zarlara sahip olmadığı için plazmolize edilmez.

Turgor kaybı bitkinin solmasına neden olur. Yetersiz su koşullarında havada soldurulurken ince hücre duvarları protoplastla aynı anda büzülür ve katlanır.

Turgor basıncı, yalnızca odunsu olmayan bitki parçalarının şeklini korumakla kalmaz, aynı zamanda hücre büyüme faktörlerinden biridir; uzama yoluyla, yani suyu emerek ve vakuolün boyutunu artırarak hücre büyümesini sağlar. Hayvan hücrelerinde merkezi vakuol yoktur, büyümeleri esas olarak sitoplazma miktarındaki artışa bağlı olarak meydana gelir, bu nedenle hayvan hücrelerinin boyutu genellikle bitki hücrelerininkinden daha küçüktür.

Merkezi koful Meristematik (embriyonik) hücrelerde bulunan çok sayıda küçük vakuolün füzyonu ile oluşur. Bu sitoplazmik vakuollerin endoplazmik retikulum veya Golgi aparatının zarları tarafından oluşturulduğuna inanılmaktadır.

8. Sitoplazma nedir?

Sitoplazma - İç ortamçekirdek dışında, bir plazma zarıyla çevrelenmiş canlı bir hücre. Sitoplazmanın ana şeffaf maddesi olan hiyaloplazmayı, içinde bulunan temel hücresel bileşenleri - organelleri ve ayrıca çeşitli kalıcı olmayan yapıları - kapanımları içerir.

Sitoplazmanın bileşimi her türlü organik ve Olumsuz organik madde. Aynı zamanda çözünmeyen atıklar da içerir metabolik süreçler ve besinleri rezerve edin. Sitoplazmanın ana maddesi sudur.

Sitoplazma sürekli hareket ediyor, canlı bir hücrenin içinde akıyor, çeşitli maddeleri, kapanımları ve organelleri onunla birlikte hareket ettiriyor. Bu harekete siklozis denir. Tüm metabolik süreçler içinde gerçekleşir.

Sitoplazma büyüme ve üreme yeteneğine sahiptir ve kısmen uzaklaştırılırsa eski haline getirilebilir. Ancak sitoplazma normal olarak yalnızca çekirdeğin varlığında çalışır.

Onsuz sitoplazma, tıpkı sitoplazması olmayan çekirdek gibi uzun süre var olamaz. Sitoplazmanın en önemli görevi tüm maddeleri bir araya getirmektir. hücresel yapılar(bileşenler) ve kimyasal etkileşimlerinin sağlanması.

Takip etme

Hücre………………………………………………………1

Hücre yapısı……………………………………………………2

Sitoloji………………………………………………………..3

Mikroskop ve hücre……………………………………………..4

Hücre yapısının şeması……………………………………………………….6

Hücre bölünmesi……………………………………………………10

Mitotik hücre bölünmesi şeması…………………………...12

Hücre

Hücre, bir organizmanın bağımsız var olma, kendini çoğaltma ve geliştirme yeteneğine sahip temel bir parçasıdır. Hücre, tüm canlı organizmaların ve bitkilerin yapısının ve yaşam aktivitesinin temelidir. Hücreler bağımsız organizmalar olarak veya bir parçası olarak var olabilir. Çok hücreli organizmalar(doku hücreleri). “Hücre” terimi İngiliz mikroskopist R. Hooke (1665) tarafından önerilmiştir. Hücre, biyolojinin özel bir dalı olan sitolojinin inceleme konusudur. Hücreler üzerine daha sistematik çalışmalar on dokuzuncu yüzyılda başladı. En genişlerden biri bilimsel teoriler o zamanlar vardı Hücre teorisi tüm canlı doğanın yapısının birliğini doğruladı. Tüm yaşamın hücresel düzeyde incelenmesi modern biyolojik araştırmanın temelini oluşturur.

Her hücrenin yapısında ve işlevlerinde, tüm hücreler için ortak olan ve kökenlerinin birincil organik maddelerden birliğini yansıtan işaretler bulunur. Çeşitli hücrelerin belirli özellikleri, evrim sürecindeki uzmanlaşmalarının sonucudur. Böylece tüm hücreler metabolizmayı aynı şekilde düzenler, kalıtsal materyallerini ikiye katlayarak kullanır, enerji alır ve kullanır. Aynı zamanda, farklı tek hücreli organizmalar (amipler, terlikler, siliatlar vb.) boyut, şekil ve davranış bakımından oldukça farklılık gösterir. Çok hücreli organizmaların hücreleri de daha az keskin bir şekilde farklılık göstermez. Bu nedenle, bir kişinin lenfoid hücreleri vardır - immünolojik reaksiyonlara katılan küçük (yaklaşık 10 mikron çapında) yuvarlak hücreler ve bazıları bir metreden daha uzun süreçlere sahip olan sinir hücreleri; Bu hücreler vücuttaki ana düzenleyici işlevleri yerine getirir.

İlk sitolojik araştırma yöntemi canlı hücre mikroskobuydu. İntravital ışık mikroskobu için modern seçenekler (faz kontrastı, ışıldayan, girişim vb.) hücrelerin şeklini incelemenize olanak tanır ve Genel yapı bazı yapıları, hücre hareketi ve bölünmesi. Hücre yapısının detayları ancak öldürülen hücrenin boyanmasıyla elde edilen özel kontrastlamanın ardından ortaya çıkar. Yeni aşamaışık mikroskobuna kıyasla hücre yapısının önemli ölçüde daha yüksek çözünürlüğüne sahip olan elektron mikroskobunun yapısının incelenmesi. Hücrelerin kimyasal bileşimi, bir maddenin hücresel yapılardaki lokalizasyonunu ve konsantrasyonunu, maddelerin sentezinin yoğunluğunu ve hücrelerdeki hareketlerini belirlemeyi mümkün kılan sito ve histokimyasal yöntemlerle incelenir. Sitofizyolojik yöntemler hücre fonksiyonlarını incelemeyi mümkün kılar.

Hücre yapısı

Tüm organizmaların hücreleri, tüm yaşam süreçlerinin ortaklığını açıkça gösteren tek bir yapısal plana sahiptir. Her hücre ayrılmaz biçimde birbirine bağlı iki parça içerir: sitoplazma ve çekirdek. Hem sitoplazma hem de çekirdek, yapının karmaşıklığı ve katı düzeni ile karakterize edilir ve buna bağlı olarak birçok farklı yapıyı içerirler. yapısal birimler, çok özel işlevleri yerine getiriyor.

Kabuk. Doğrudan dış çevre ile etkileşime girer ve komşu hücrelerle (çok hücreli organizmalarda) etkileşime girer.

Kabuk hücrenin adetidir. Gereksiz maddelerin kafese girmemesini titizlikle sağlar. şu an maddeler; tam tersine hücrenin ihtiyaç duyduğu maddeler onun maksimum yardımına güvenebilir.

Çekirdek kabuğu çifttir; iç ve dış nükleer membranlardan oluşur. Bu zarlar arasında perinükleer boşluk bulunur. Dış nükleer membran genellikle endoplazmik retikulum kanallarıyla ilişkilidir.

Çekirdek kabuğu çok sayıda gözenek içerir. Dış ve iç zarların kapatılmasıyla oluşurlar ve farklı çaplara sahiptirler. Yumurta çekirdekleri gibi bazı çekirdeklerin çok sayıda gözenekleri vardır ve çekirdeğin yüzeyinde düzenli aralıklarla bulunurlar. Nükleer zarftaki gözeneklerin sayısı değişir çeşitli türler hücreler. Gözenekler birbirinden eşit uzaklıkta bulunur. Gözeneğin çapı değişebildiğinden ve bazı durumlarda duvarları oldukça karmaşık bir yapıya sahip olduğundan, gözeneklerin daraldığı, kapandığı veya tam tersine genişlediği görülmektedir. Gözenekler sayesinde karyoplazma sitoplazma ile doğrudan temasa geçer. Oldukça büyük nükleosid, nükleotid, amino asit ve protein molekülleri gözeneklerden kolaylıkla geçer ve böylece sitoplazma ile çekirdek arasında aktif bir değişim gerçekleşir.

Sitoloji

Hücrelerin yapısını ve işlevini inceleyen bilime sitoloji denir.

Geçtiğimiz on yılda, büyük ölçüde hücreleri incelemek için yeni yöntemlerin geliştirilmesine bağlı olarak büyük ilerlemeler kaydetti.

Sitolojinin ana "aracı", bir hücrenin yapısını 2400-2500 kat büyütmede incelemeye olanak tanıyan bir mikroskoptur. Hücreler canlı formda ve özel işlemlerden sonra incelenir. İkincisi iki ana aşamaya iner.

Öncelikle hücreler sabitlenir yani hücrelere toksik olan ve yapılarını bozmayan hızlı etkili maddelerle öldürülürler. İkinci aşama hazırlığın renklendirilmesidir. Hücrenin farklı bölümlerinin bir arada olması gerçeğine dayanmaktadır. değişen derecelerde yoğunluk bazı boyalar tarafından algılanır. Bu sayede farklı olanları açıkça tanımlamak mümkündür. Yapısal bileşenler Benzer kırılma indekslerinden dolayı lekelenmeden görülemeyen hücreler. Bölüm yapma yöntemi çok sık kullanılır. Bunu yapmak için, dokular veya tek tek hücreler, özel işlemden sonra katı bir ortama (parafin, seloidin) kapatılır ve ardından özel bir cihaz - keskin bir ustura ile donatılmış bir mikrotom kullanılarak ince kesitlere yerleştirilir. 3 mikron kalınlığında (mikron = 0,001 mm).

1. Tüm organizmalar hücresel yapıya sahip değildir.

Hücresel organizasyon, hücresel olmayan (hücre öncesi) yaşam formlarından önce gelen uzun bir evrimin sonucuydu. Muayeneden önce sabit ve renkli preparatlar kırılma indeksi yüksek bir ortama (gliserin, Kanada balsamı vb.) yerleştirilir. Bu sayede şeffaf hale gelirler ve bu da ilacın incelenmesini kolaylaştırır.

Modern sitolojide, kullanımı hücrenin yapısı ve fizyolojisi hakkında son derece derin bilgi sağlayan bir dizi yeni yöntem ve teknik geliştirilmiştir.

Çok büyük önem Hücreleri incelemek için biyokimyasal ve sitokimyasal yöntemler kullanılır. Şu anda sadece bir hücrenin yapısını incelemekle kalmıyoruz, aynı zamanda kimyasal bileşimini ve hücrenin ömrü boyunca meydana gelen değişiklikleri de belirleyebiliyoruz. Bu yöntemlerin çoğu, belirli türleri ayırt etmek için renk reaksiyonlarının kullanımına dayanır. kimyasal maddeler veya madde grupları. Farklı kimyasal bileşimlere sahip maddelerin bir hücrede renk reaksiyonları yoluyla dağılımının incelenmesi sitokimyasal bir yöntemdir. Metabolizmanın ve hücre fizyolojisinin diğer yönlerinin incelenmesi için büyük önem taşımaktadır.

Mikroskop ve hücre

Ultraviyole mikroskopisi modern sitolojide yaygın olarak kullanılmaktadır. Ultraviyole ışınlar insan gözüyle görülmez ancak fotoğraf plakası tarafından algılanır. Bazıları özellikle oynuyor önemli rol Bir hücrenin yaşamında organik maddeler (nükleik asitler) ultraviyole ışınlarını seçici olarak emer. Bu nedenle ultraviyole ışınlarda çekilen fotoğraflardan nükleik maddelerin hücre içindeki dağılımı hakkında fikir sahibi olunabilir.

Çeşitli maddelerin çevreden hücreye nüfuzunu incelemek için bir dizi karmaşık yöntem geliştirilmiştir.

Bu amaçla özellikle intravital (vital) boyalar kullanılmaktadır. Bunlar hücreyi öldürmeden nüfuz eden boyalardır (örneğin nötr kırmızı). Canlı, hayati derecede lekeli bir hücreyi gözlemleyerek, maddelerin hücreye nüfuz etme ve birikme yolları hakkında karar verilebilir.

Sitolojinin gelişiminde ve çalışmada özellikle önemli bir rol ince yapı elektron mikroskobu protozoada rol oynadı.

Elektron mikroskobu, optik ışık mikroskobundan farklı bir prensibe dayanmaktadır. Nesne hızla uçan elektronların ışınında incelenir. Elektron ışınlarının dalga boyu, ışık ışınlarının dalga boyundan binlerce kat daha azdır. Bu, ışık mikroskobuna göre önemli ölçüde daha yüksek çözünürlük, yani çok daha fazla büyütme elde edilmesini sağlar. Bir elektron ışını incelenen nesnenin içinden geçer ve ardından nesnenin görüntüsünün yansıtıldığı floresan ekrana düşer. Bir nesnenin elektron ışınına karşı şeffaf olması için çok ince olması gerekir. 3-5 mikron kalınlığındaki geleneksel mikrotom bölümleri bunun için kesinlikle uygun değildir. Elektron ışınını tamamen emecekler. Özel cihazlar oluşturuldu - 100-300 angstrom düzeyinde ihmal edilebilir kalınlıkta bölümler elde etmeyi mümkün kılan ultramikrotomlar (bir angstrom, mikronun on binde birine eşit bir uzunluk birimidir). Elektron emilimindeki farklılıklar farklı kısımlarda hücreler o kadar küçüktür ki ekranda özel bir işlem yapılmadan elektron mikroskobu tespit edilemezler. Bu nedenle, incelenen nesneler, elektronlar için geçirimsiz veya nüfuz etmesi zor olan maddelerle ön işleme tabi tutulur. Böyle bir madde osmiyum tetroksittir (Os04). O içeride değişen dereceler hücrenin farklı kısımları tarafından emilir ve bu nedenle elektronları farklı şekilde tutar.

Elektron mikroskobu kullanılarak 100.000 mertebesinde büyütmeler elde edilebilir.

Elektron mikroskobu Hücre organizasyonu çalışmalarında yeni perspektifler açar.

Hücre yapısı diyagramı

İncirde. 15 ve Şek. Şekil 16, bu yüzyılın yirmili yıllarında sunulduğu şekliyle ve günümüzde sunulduğu şekliyle hücre yapısının diyagramını karşılaştırmaktadır.

Dışarıda hücre, maddelerin sitoplazmaya girişinin düzenlenmesinde önemli bir rol oynayan ince bir hücre zarı ile çevreden ayrılır. Sitoplazmanın ana maddesi karmaşık bir kimyasal bileşime sahiptir.

durumdaki proteinlere dayanmaktadır. koloidal çözelti. Proteinler, büyük moleküllere (molekül ağırlıkları çok yüksektir, bir hidrojen atomuna göre on binlerce olarak ölçülür) ve yüksek kimyasal hareketliliğe sahip karmaşık organik maddelerdir. Sitoplazmada proteinlerin yanı sıra birçok başka protein de bulunur. organik bileşikler(karbonhidratlar, yağlar), aralarında karmaşık organik maddeler - nükleik asitler - hücrenin yaşamında özellikle önemli bir rol oynar. İnorganikten bileşenler Sitoplazmaya her şeyden önce su adı verilmelidir; bu, ağırlıkça hücreyi oluşturan tüm maddelerin yarısından önemli ölçüde fazlasını oluşturur. Su bir çözücü olarak önemlidir çünkü metabolik reaksiyonlar sıvı bir ortamda gerçekleşir. Ayrıca hücrede tuz iyonları (Ca2+, K+, Na+, Fe2+, Fe3+ vb.) bulunur.

Organeller sitoplazmanın ana maddesinde bulunur - hücrenin yaşamında belirli işlevleri yerine getiren sürekli olarak mevcut yapılar. Bunlar arasında mitokondri metabolizmada önemli bir rol oynar. Işık mikroskobunda küçük çubuklar, iplikler ve bazen de granüller halinde görülebilirler.

Elektron mikroskobu mitokondri yapısının çok karmaşık olduğunu göstermiştir. Her mitokondrinin üç katmandan oluşan bir kabuğu ve bir iç boşluğu vardır.

Kabuktan, sıvı içerikli bu boşluğa, krista adı verilen karşı duvara ulaşmayan çok sayıda bölme çıkıntı yapar. Sitofizyolojik çalışmalar, mitokondrinin hücrenin solunum süreçlerinin (oksidatif) ilişkili olduğu organeller olduğunu göstermiştir. İçinde iç boşluk Solunum enzimleri (organik katalizörler) kabuk ve krista üzerinde lokalize olup, solunum sürecini oluşturan karmaşık kimyasal dönüşümleri sağlar.

Sitoplazmada mitokondrinin yanı sıra karmaşık bir sistem birlikte endoplazmik retikulumu oluşturan zarlar (Şekil 16).

Elektron mikroskobik çalışmalar endoplazmik retikulumun zarlarının çift olduğunu göstermiştir. Her zarın sitoplazmanın ana maddesine bakan tarafında çok sayıda granül bulunur (bunları keşfeden bilim insanının anısına "Pallas cisimcikleri" adı verilir). Bu granüller nükleik asitler (yani ribonükleik asit) içerir, bu yüzden bunlara ribozom da denir. Endoplazmik retikulumda ribozomların katılımıyla hücre yaşamının ana süreçlerinden biri gerçekleştirilir - protein sentezi.

Sitoplazmik zarların bazıları ribozomlardan yoksundur ve Golgi aygıtı adı verilen özel bir sistem oluşturur.

Bu oluşum, ışık mikroskobu altında incelendiğinde özel yöntemler kullanılarak tespit edilebildiğinden, hücrelerde uzun süredir keşfedilmektedir. Fakat iyi yapı Golgi aygıtı ancak elektron mikroskobu çalışmaları sonucunda tanındı. İşlevsel anlam Bu organel, hücrede sentezlenen çeşitli maddelerin, örneğin glandüler hücrelerdeki salgı tanecikleri vb. gibi aparat alanında yoğunlaştığı gerçeğine indirgenir. Golgi aparatının zarları, endoplazmik retikulum ile bağlantılıdır. Golgi aygıtının zarları üzerinde bir dizi sentetik işlemin gerçekleşmesi mümkündür.

Endoplazmik retikulum bağlıdır dış kabukçekirdekler. Bu bağlantının çekirdek ile sitoplazma arasındaki etkileşimde önemli bir rol oynadığı açıktır. Endoplazmik retikulumun ayrıca hücrenin dış zarı ile bağlantısı vardır ve bazı yerlerde doğrudan içine geçer.

Bir elektron mikroskobu kullanılarak hücrelerde başka bir tür organel keşfedildi - lizozomlar (Şekil 16).

Boyut ve şekil olarak mitokondriye benzerler ancak ince mitokondrilerin olmaması nedeniyle onlardan kolayca ayırt edilirler. iç yapı mitokondri için çok karakteristik ve tipiktir. Çoğu modern sitologun görüşlerine göre lizozomlar, hücreye giren büyük organik madde moleküllerinin parçalanmasıyla ilişkili sindirim enzimleri içerir. Bunlar hücrenin yaşamında yavaş yavaş kullanılan enzimlerin depoları gibidir.

Hayvan hücrelerinin sitoplazmasında, genellikle çekirdeğe bitişik bir sentrozom bulunur. Bu organelin kalıcı yapı. Özel olarak farklılaştırılmış sıkıştırılmış bir sitoplazma içine alınmış dokuz ultramikroskopik çubuk şeklindeki oluşumdan oluşur. Sentrozom, hücre bölünmesiyle ilişkili bir organeldir.

Pirinç. 16. Elektron mikroskobik çalışmaları dikkate alınarak modern verilere göre hücre yapısının şeması:

1 - sitoplazma; 2 - Golgi aygıtı, 3 - sentrozom; 4 - mitokondri; 5 - endoplazmik retikulum; 6 - çekirdek; 7 - nükleolus; 8 - lizozomlar.

Hücrenin listelenen sitoplazmik organellerine ek olarak, belirli bir hücrenin karakteristik özelliği olan çeşitli özel fonksiyonların metabolizması ve performansı ile ilişkili çeşitli özel yapılar ve kapanımlar içerebilir. Hayvan hücreleri genellikle glikojen veya hayvan nişastası içerir. Bu, oksidatif süreçlerin ana malzemesi olarak metabolik süreçte tüketilen bir yedek maddedir. Çoğunlukla küçük damlacıklar şeklinde yağlı kalıntılar bulunur.

Gibi özelleşmiş hücrelerde Kas hücreleri Bu hücrelerin kasılma fonksiyonuyla ilişkili özel kasılma lifleri vardır. Bitki hücrelerinde çok sayıda özel organel ve kapanım bulunur. Bitkilerin yeşil kısımlarında, kloroplastlar her zaman mevcuttur - fotosentezin katılımıyla yeşil pigment klorofil içeren protein gövdeleri - bitkinin havadan beslenme süreci. Hayvanlarda bulunmayan nişasta taneleri genellikle burada yedek madde olarak bulunur. Hayvanlardan farklı olarak bitki hücreleri var, hariç dış zar, liflerden yapılmış ve bitki dokularının özel gücünü belirleyen dayanıklı kabuklar.

Hücre bölünmesi

Hücrelerin kendilerini çoğaltma yeteneği, DNA'nın benzersiz kendi kendini kopyalama özelliğine ve Mitoz süreci sırasında çoğaltılan kromozomların tam olarak eşdeğer bölünmesine dayanır. Bölünmenin bir sonucu olarak, genetik özellikler bakımından orijinaline özdeş ve güncellenmiş çekirdek ve sitoplazma bileşimine sahip iki hücre oluşur. Kromozomların kendi kendine çoğalması, bölünmesi, iki çekirdeğin oluşumu ve sitoplazmanın bölünmesi süreçleri toplu olarak hücrenin mitotik döngüsünü oluşturan zamanla ayrılır. Bölünmeden sonra hücre bir sonraki bölünmeye hazırlanmaya başlarsa, mitotik döngü aynı zamana denk gelir. yaşam döngüsü hücreler. Bununla birlikte, çoğu durumda, bölünmeden sonra (ve bazen ondan önce) hücreler mitotik döngüden ayrılır, farklılaşır ve vücutta bir veya daha fazla özel işlevi yerine getirir. Bu tür hücrelerin bileşimi, zayıf şekilde farklılaşmış hücrelerin bölünmesi nedeniyle güncellenebilir. Bazı dokularda farklılaşmış hücreler mitotik döngüye yeniden girebilmektedir. Sinir dokusunda farklılaşmış hücreler bölünmez; birçoğu bir bütün olarak vücut kadar uzun yaşıyor, yani insanlarda - birkaç on yıl. Aynı zamanda çekirdekler sinir hücreleri bölünme yeteneğini kaybetmeyin: sitoplazmaya nakledilmek kanser hücreleri, nöronların çekirdekleri DNA'yı sentezler ve bölünür. Hibrit hücrelerle yapılan deneyler, sitoplazmanın nükleer fonksiyonların ortaya çıkışı üzerindeki etkisini göstermektedir. Bölünme için yetersiz hazırlık mitozu önler veya seyrini bozar. Böylece bazı durumlarda sitoplazmik bölünme gerçekleşmez ve iki çekirdekli bir hücre oluşur. Bölünmeyen bir hücrede tekrarlanan çekirdek bölünmesi, çok çekirdekli hücrelerin veya karmaşık hücre dışı yapıların (semplastlar), örneğin çizgili kaslarda ortaya çıkmasına neden olur. Bazen hücre çoğalması kromozomların çoğalmasıyla sınırlıdır ve poliploid hücre, iki kat (orijinal hücreye kıyasla) kromozom setine sahip. Poliploidizasyon, artan sentetik aktiviteye ve hücre boyutu ve kütlesinde artışa yol açar.

Analardan biri biyolojik süreçler Yaşam formlarının devamlılığını sağlayan ve her türlü üremenin temelini oluşturan hücre bölünmesi sürecidir. Karyokinez veya mitoz olarak bilinen bu süreç, tek hücreli canlılar da dahil olmak üzere tüm bitki ve hayvanların hücrelerinde, yalnızca bazı ayrıntılarda değişikliklerle birlikte şaşırtıcı bir tutarlılıkla gerçekleşir. Mitoz sırasında gerçekleşir üniforma dağıtımı yavru hücreler arasında çoğalma geçiren kromozomlar. Her kromozomun herhangi bir kısmından yavru hücreler yarısını alır. Mitozun ayrıntılı bir açıklamasına girmeden, sadece ana noktalarına dikkat çekeceğiz (Şek.).

Mitozun profaz adı verilen ilk evresinde iplik şeklindeki kromozomlar çekirdekte açıkça görülür hale gelir.

Pirinç. Mitotik hücre bölünmesi şeması:

1 - bölünemeyen çekirdek;

2-6 - profazdaki nükleer değişimin ardışık aşamaları;

7-9 - metafaz;

10 - anafaz;

11-13 - telofaz. farklı uzunluklar.

Bölünmeyen bir çekirdekte, gördüğümüz gibi, kromozomlar birbirine dolanmış ince, düzensiz yerleşimli iplikçiklere benzerler. Profazda kısalır ve kalınlaşırlar. Aynı zamanda her kromozomun çift olduğu ortaya çıkar. Uzunluğu boyunca bir boşluk uzanarak kromozomu iki bitişik ve tamamen benzer yarıya böler.

Mitozun bir sonraki aşamasında - metafaz - nükleer membran tahrip olur, nükleoller çözülür ve kromozomlar kendilerini sitoplazmada bulunur. Tüm kromozomlar tek sıra halinde düzenlenerek ekvator plakasını oluşturur. Sentrozom önemli değişikliklere uğrar. Birbirinden ayrılan iki parçaya bölünmüştür ve aralarında akromatik bir mil oluşturan iplikler oluşturulmuştur. Ekvator kromozom plakası bu milin ekvatoru boyunca bulunur.

Anafaz aşamasında, gördüğümüz gibi anne kromozomlarının uzunlamasına bölünmesinin bir sonucu olarak oluşan yavru kromozomların zıt kutuplarına ayrılma süreci meydana gelir. Anafazda ayrılan kromozomlar, akromatin milinin dişleri boyunca kayar ve sonunda sentrozom bölgesinde iki grupta toplanır.

Sırasında son aşama Mitoz - telofaz - bölünmeyen çekirdeğin yapısı restore edilir. Her kromozom grubunun etrafında bir nükleer zarf oluşur. Kromozomlar uzar ve incelir, uzun, rastgele düzenlenmiş ince ipliklere dönüşür. Nükleolusun göründüğü nükleer özsu salınır.

Anafaz ve telofaz aşamalarıyla eş zamanlı olarak hücre sitoplazması, genellikle basit daralma ile gerçekleştirilen iki yarıya bölünür.

Konumuzdan da anlaşılacağı üzere kısa açıklama Mitoz süreci öncelikle kromozomların yavru çekirdekler arasında doğru dağılımına bağlıdır. Kromozomlar, diziliş halinde dizilmiş iplik benzeri DNA molekülü demetlerinden oluşur. boyuna eksen kromozomlar. Görünür başlangıç Mitozdan önce, kesin kantitatif ölçümlerle belirlendiği gibi, moleküler mekanizması yukarıda tartıştığımız DNA kopyalanması gelir.

Dolayısıyla mitoz ve kromozomların bölünmesi, DNA moleküllerinin moleküler düzeyde gerçekleştirilen çoğaltma (oto-üretim) işlemlerinin yalnızca görünür bir ifadesidir. DNA, RNA yoluyla protein sentezini belirler. Proteinlerin niteliksel özellikleri DNA yapısında “kodlanmıştır”. Bu nedenle, DNA moleküllerinin çoğalmasına (otoreprodüksiyon) dayanan mitozdaki kromozomların kesin bölünmesinin, birbirini izleyen birkaç hücre ve organizma neslindeki "kalıtsal bilginin" temelini oluşturduğu açıktır.

Kromozomların sayısı, şekli, boyutu vb. Karakteristik özellik her türlü organizma. Örneğin insanlarda 46, levreklerde 28, buğdayda 42 kromozom bulunur.

1. Hücreleri incelemek için büyütücü aletler kullanmak neden gereklidir?
2. Çalıştığınız mikroskoba neden ışık mikroskobu deniyor?

Her hücrenin üç temel kısmı vardır: hücre zarı, sitoplazma ve genetik aparat (Şekil 9).

Pirinç. 9. Hayvan ve bitki hücreleri

Hücre zarı sadece hücrenin iç içeriğini sınırlamakla kalmaz, aynı zamanda onu olumsuz çevresel etkilerden korur ve hücrelerin belirli bir şeklini korur. Membran sayesinde hücre içeriği ile dış ortam arasında madde alışverişi meydana gelir.

Bakteri, mantar ve bitki hücrelerinde membranların yanı sıra genellikle aynı zamanda hücre çeperi(kabuk). Hücrenin dış iskeletidir ve şeklini belirler. Hücre duvarı suya, tuzlara ve birçok organik maddeye karşı geçirgendir.

sitoplazma- hücrenin yarı sıvı içeriği. Çeşitli organelleri (Yunanca organon - organdan) ve hücresel kapanımları içerir. Sitoplazma tüm hücresel yapıları birleştirir ve etkileşimlerini sağlar.

Genetik aparat- hücrenin en önemli kısmı. Tüm hayati süreçleri kontrol eden ve hücrenin kendini yeniden üretme yeteneğini belirleyen odur. Bitki, hayvan ve mantar hücrelerinde genetik aparat bir zarla çevrilidir ve buna denir. çekirdek. Çekirdek, hücre ve bir bütün olarak organizma hakkında kalıtsal bilgilerin taşıyıcılarını içerir - kromozomlar (Yunanca krom - boya ve soma - gövdeden). Ebeveynlerin ve yavruların benzerliği kromozomlara bağlıdır. Çekirdek bir veya daha fazla nükleol içerebilir. Bakterilerin çekirdeği yoktur ve nükleer madde doğrudan sitoplazmada bulunur.

Hücre yapısının özellikleri. Canlı doğanın farklı krallıklarına ait organizmaların hücreleri kendi özelliklerine sahiptir. Bu nedenle sitoplazmada yalnızca bitki hücrelerinin plastidleri bulunur. Renksizdirler veya çeşitli renklerde boyanmışlardır. Rezervler renksiz plastidlerde birikir besinler. Sarı ve kırmızı renkli plastidler çiçek yapraklarının, sonbahar yapraklarının ve olgun meyvelerin rengini belirler.

En önemli renkli plastidler var yeşil renk, - klorofil içeren kloroplastlar (Yunan klorolarından - yeşil). Fotosentez süreci kloroplastlarda meydana gelir.

Kofullar(Latince vakumdan - boş) hücre özsuyu içerir - su çözümü organik ve inorganik bileşikler. Bitkilerin hücre özsuyu, sonbahar yapraklarının yanı sıra, taç yapraklara ve bitkinin diğer kısımlarına mavi, mor ve kırmızı renkler veren renklendirici maddeler (pigmentler) içerebilir.

Bakteri hücreleri en basit yapıya sahiptir. Mantar hücreleri, bitki ve hayvan hücrelerinin aksine genellikle çok sayıda çekirdek içerir. Ancak yapı farklılıklarına rağmen bitki, hayvan ve mantar hücreleri benzer organellere sahiptir; genetik aparatlarının işleyişinde veya metabolizmayla ilişkili süreçlerde hiçbir temel farklılık yoktur.

Soruları cevapla

1. Hücre zarının görevi nedir?
2. Hangi hücrelerde hücre duvarı (zarf) bulunur? Onun rolü nedir?
3. Hücrenin genetik aparatı hangi rolü yerine getirir?
4. Bakteri hücrelerinin yapısı bakımından bitki, hayvan ve mantar hücrelerinden temel fark nedir?

Yeni konseptler

Hücre zarı. Sitoplazma. Genetik aparat. Çekirdek. Kromozomlar. Plastidler. Vakuoller.

Düşünmek!

Benzerlik neyi gösteriyor? kimyasal bileşim ve tüm hücrelerin yapısı?

Benim laboratuvarım

Soğan pulu derisi preparatının mikroskop altında hazırlanması ve incelenmesi

Şekil 10. Soğan pulu derisinin mikro örneğinin hazırlanması

1. Şekil 10'da gösterilen soğan kabuğu hazırlığının hazırlanma sırasını göz önünde bulundurun.
2. Slaytı gazlı bezle iyice silerek hazırlayın.
3. Slayt üzerine 1-2 damla su damlatmak için bir pipet kullanın.
4. Cımbız kullanarak soğan pullarının iç yüzeyinden küçük bir parça temiz kabuğu dikkatlice çıkarın. Bir parça kabuğu bir damla suya koyun ve bir kesme iğnesinin ucuyla düzeltin.
5. Kabuğu resimde gösterildiği gibi bir lamel ile kapatın. Fazla suyu gidermek için filtre kağıdı kullanın.
6. Hazırlanan preparatı düşük büyütmede inceleyin. Hücrenin hangi kısımlarını gördüğünüze dikkat edin.
7. Preparatı iyot çözeltisiyle boyayın. Fazla çözeltiyi çıkarmak için karşı taraftaki filtre kağıdını kullanın.
8. Renkli preparatı inceleyin. Hangi değişiklikler meydana geldi?
9. Örneği yüksek büyütmede inceleyin. Üzerinde hücreyi çevreleyen koyu bir şerit bulun - zar; altında altın bir madde var - sitoplazma (hücrenin tamamını kaplayabilir veya duvarların yakınında bulunabilir). Çekirdek sitoplazmada açıkça görülmektedir. Hücre özsuyu içeren bir vakuol bulun (renk olarak sitoplazmadan farklıdır).
10. 2-3 hücre soğan kabuğu çizin. Membranı, sitoplazmayı, çekirdeği, vakuolü hücre özsuyuyla etiketleyin (Şekil 11).
11. Soğan kabuğu preparatının neden iyot çözeltisiyle lekelendiğini düşünün.

Şekil 11. Hücresel yapı soğan kabukları

Hücre yapısı

Hücre- Kendi metabolizmasına sahip olan ve kendi kendini çoğaltma ve geliştirme yeteneğine sahip, canlı organizmaların temel yapı ve yaşamsal faaliyet birimi.

Ökaryotik hücreler sitoplazmadan bir zarla ayrılmış bir çekirdek içerir. Bitkilere, mantarlara ve hayvanlara özgüdürler.

Ökaryotik bir hücrenin gelişimi ve farklılaşması sırasında, örneğin olgun memeli eritrositlerinde olduğu gibi çekirdek bazen tahrip edilebilir.

sitoplazma- tüm hücresel yapıların kimyasal etkileşimini sağlayan hücrenin iç ortamı.

O içerir hyaloplazma(su bazlı şeffaf bir madde) ve içinde bulunan hücresel bileşenler ( organeller Ve içerme). Hücrenin sitoplazması sürekli hareket eder ve organeller ve kalıntılar da onunla birlikte hareket eder.

sitoplazma büyüyebilir ve çoğalabilir; kısmen çıkarıldığında iyileşebilir; Ancak sitoplazma normal olarak yalnızca çekirdeğin varlığında çalışır. Onsuz sitoplazma, tıpkı sitoplazması olmayan çekirdek gibi uzun süre var olamaz.

Yapının özellikleri:

• Viskoz renksiz madde.
• Sürekli hareket halindedir.
• Organelleri içerir - kalıcı yapısal bileşenler ve hücresel kapanımlar - kalıcı olmayan hücre yapıları.
• Kapanımlar damlalar (yağlar) ve tahıllar (proteinler, karbonhidratlar) şeklinde olabilir.

Gerçekleştirilen işlevler:

• Hücrenin tüm parçalarını tek bir bütün halinde birleştirir.
• Maddeleri taşır.
• İçinde kimyasal işlemler gerçekleşir.
• Destekleyici bir işlevi yerine getirir.

Sitoplazmanın en önemli rolü tüm hücresel yapıları (bileşenleri) birleştirmek ve kimyasal etkileşimlerini sağlamaktır.

Herhangi bir hücrenin çok karmaşık bir yapısı vardır. Hücrenin içeriği ve birçok hücre içi yapı sınırlıdır. biyolojik membranlar(lat. zar- “deri”, “film”) - esas olarak protein ve lipitlerden oluşan en ince filmler (3,5-10 nm kalınlığında).

Hücre zarı(veya hücre zarı) herhangi bir hücrenin içeriğini ayırır dış ortam bütünlüğünü sağlayarak.

Hücre zarı moleküllerden oluşan çift katmanlı (çift katmanlı) bir yapıdır fosfolipidler. Hidrofilik (“baş”) ve hidrofobik (“kuyruk”) kısımları vardır. Hidrofobik alanlar içe doğru, hidrofilik alanlar ise dışarıya bakar.

Biyolojik zar proteinler içerir: integral(zarın içinden geçerek), yarı integral(bir ucu dış veya iç lipit tabakasına batırılmış) ve yüzeysel(dışarıda veya bitişikte bulunur) içeri membranlar). Bazıları hücre hücre iskeletiyle temasa geçerek kanalların ve reseptörlerin işlevini yerine getirir.

Membranlar ayrıca protein molekülleriyle ilişkili karbonhidratlar da içerebilir ( glikoproteinler) veya lipitler ( glikolipitler). Karbonhidratlar genellikle dış yüzey membranlar ve reseptör fonksiyonlarını yerine getirir.

Membran fonksiyonları

• bariyer - düzenlenmiş, seçici, pasif ve aktif metabolizmayı sağlar çevre;
• taşıma - maddeler zar yoluyla hücrenin içine ve dışına taşınır (besinler hücreye girer, metabolizmanın son ürünlerini uzaklaştırır, sabit bir iyon konsantrasyonunu korur);
• reseptör (hormonların ve diğer düzenleyici moleküllerin bağlanması);
• çok hücreli organizmalarda hücreler arası teması ve doku oluşumunu sağlar.

Hücre zarları vardır yarı geçirgenlik, veya seçici geçirgenlik. Maddelerin hücreye taşınma sürecini düzenleyecek şekilde tasarlanmıştır: bazı maddeler geçer, diğerleri geçmez. Glikoz, amino asitler ve yağ asidi ve iyonlar.

Maddelerin hücreye girişi veya hücreden uzaklaştırılması için çeşitli mekanizmalar vardır: difüzyon, ozmoz, aktif taşıma Ve ekzo veya endositoz. Difüzyon ve ozmoz doğası gereği pasiftir; enerji gerektirmezler. Geri kalan mekanizmalar enerji tüketimiyle birlikte gelir.

Pasif ulaşım- Maddelerin enerji tüketimi olmadan bir zardan geçirilmesi işlemi. Bu durumda madde konsantrasyonunun yüksek olduğu bölgeden düşük tarafa doğru yani konsantrasyon gradyanı boyunca hareket eder.

Aşağıdaki pasif taşıma türleri ayırt edilir:

• Basit difüzyon(küçük nötr moleküller (H20, C02, O2) ve ayrıca bir konsantrasyon gradyanı boyunca membran fosfolipidlerine kolayca nüfuz eden hidrofobik düşük moleküler ağırlıklı organik maddeler için;
• Kolaylaştırılmış difüzyon(bir konsantrasyon gradyanı boyunca taşınan hidrofilik moleküller için, ancak zarda seçici geçirgenlik sağlayan kanallar oluşturan özel integral proteinlerin yardımıyla. K, Na ve Cl gibi elementler için kendi kanalları vardır. Ayrıca potasyum kanalları daima açık.

Aktif taşımacılık maddelerin bir membrandan konsantrasyon gradyanına karşı transferidir. Böyle bir transfer hücrenin enerji harcamasını gerektirir. Enerji kaynağı genellikle ATP'dir.