Tashkilot darajalari
Inson hayvonot olami evolyutsiyasining cho'qqisidir. Barcha tirik jismlar individualdan iborat molekulalar, ular, o'z navbatida, tashkil etiladi hujayralar, hujayralar - ichida matolar, matolar - in organlar, organlar - ichida organ tizimlari. Va ular birgalikda yaxlitlikni tashkil qiladi organizm.
Diagramma tananing barcha organ tizimlarining o'zaro bog'liqligini ko'rsatadi. Aniqlovchi (aniqlovchi) printsip genotip, umumiy tartibga solish tizimlari esa asab va endokrindir. Molekulyardan tizimligacha tashkiliy darajalar barcha organlarga xosdir. Tana umuman bir-biriga bog'langan yagona tizimdir.
Erdagi hayot ma'lum tizimli guruhlarga mansub bo'lgan ma'lum tuzilishdagi shaxslar, shuningdek, turli xil murakkablikdagi jamoalar tomonidan ifodalanadi. Shaxslar va jamoalar makon va vaqt ichida tashkil etilgan. Ularni o'rganishga yondashuv asosida biz tirik materiyani tashkil etishning bir necha asosiy darajalarini ajratib ko'rsatishimiz mumkin:
Molekulyar- har qanday tirik tizim, qanchalik murakkab tashkil etilmasin, biologik makromolekulalar: nuklein kislotalar, oqsillar, polisaxaridlar va boshqa organiklarning ishlash darajasida namoyon bo'ladi. Eng muhim hayotiy jarayonlar shu darajadan boshlanadi: metabolizm va energiya almashinuvi, irsiy ma'lumotni uzatish va boshqalar Bu darajani molekulyar biologiya o'rganadi.
Uyali- hujayra tirik organizmning strukturaviy, funktsional va universal birligidir. Hujayra biologiyasi (sitologiya fani) hujayralarning morfologik tuzilishini, rivojlanish davridagi hujayralarning ixtisoslashuvini, hujayra membranasining funktsiyalarini, hujayra bo'linish mexanizmi va tartibga solinishini o'rganadi;
Mato- umumiy kelib chiqishi, tuzilishining o'xshashligi va umumiy funktsiyani bajarishi bilan birlashtirilgan hujayralar to'plami.
Organ- organlarni tashkil etuvchi bir necha turdagi to'qimalarning strukturaviy va funktsional birlashishi va o'zaro ta'siri.
Organik- turli funktsiyalarni bajaradigan va ko'p hujayrali organizmni ifodalovchi organlarning yaxlit tabaqalashtirilgan tizimi.
Populyatsiya turlari- umumiy yashash muhiti bilan birlashgan, organizmdan yuqori tartib tizimi sifatida populyatsiyani yaratadigan bir xil turdagi individlar to'plami. Ushbu tizimda eng oddiy elementar evolyutsion o'zgarishlar amalga oshiriladi.
Biogeotsenotik- atrof-muhitning barcha omillari bilan har xil turdagi va turli xil murakkablikdagi organizmlar to'plami.
Biosfera- Yerdagi hayotning barcha hodisalarini qamrab oluvchi eng yuqori darajadagi tizim. Bu darajada moddalarning aylanishi va tirik organizmlarning hayotiy faoliyati bilan bog'liq energiyaning o'zgarishi sodir bo'ladi.
| Daraja | Tuzilmalar | Operatsiya |
| Molekulyar | Proteinlar: aktin, miyozin | Energiyaning chiqishi, miyozin filamentlariga nisbatan aktin filamentlarining harakati |
| Hujayra osti | Sarkomerlar va miofibrillar - bir nechta oqsillardan hosil bo'lgan tuzilmalar | Sarkomerlar va miyofibrillarning qisqarishi |
| Uyali | Mushak tolalari | Mushak tolalarining qisqarishi |
| Mato | Chiziqli skelet mushak to'qimasi | Mushak tolalari guruhlarini (to'plamlarini) qisqartirish |
| Organik | Chiziqli skelet mushaklari | Mushaklarning qisqarishi |
| Tizim | Muskul-skelet tizimi | Suyaklarning holatini (yuz mushaklari holatida teri) bir-biriga nisbatan o'zgartirish |
| Funktsional tizim | Muskul-skelet tizimi | Kosmosda tana qismlari yoki jismlarning harakatlanishi |
Tana tuzilishi
Sezgi organlari boshda joylashgan: juftlashtirilmagan - burun, til; ikki barobar - ko'zlar, quloqlar, muvozanat organi. Ichkarida bosh suyagi joylashgan miya.
Inson tanasi teri bilan qoplangan. Suyaklar va mushaklar tayanch-harakat tizimini hosil qiladi. Tananing ichida ikkitasi bor tana bo'shliqlari - qorin va ko'krak ular septum - mushak bilan ajralib turadi diafragma. Bu bo'shliqlar o'z ichiga oladi ichki organlar. Ko'krakda - o'pka, yurak, qon tomirlari, nafas olish yo'llari va qizilo'ngach. IN qorin bo'shlig'i chap (diafragma ostida) - oshqozon, o'ng - o't pufagi bilan jigar Va taloq. Orqa miya kanalida joylashgan orqa miya. Lomber sohada mavjud buyraklar, u erdan jo'naydi siydik chiqarish kanallari kiritilgan siydik pufagi bilan siydik pufagi.
Ayol jinsiy a'zolari quyidagilar bilan ifodalanadi: tuxumdonlar, fallop naychalari, bachadon.
Erkak jinsiy a'zolari quyidagilar bilan ifodalanadi: moyaklar da joylashgan skrotum.
Organlar va organlar tizimlari
Har bir organning inson tanasida o'ziga xos shakli va o'ziga xos o'rni bor. Umumiy fiziologik funktsiyalarni bajaradigan organlar organ tizimiga birlashtirilgan.
| Organ tizimi | Tizim funktsiyalari | Tizimni tashkil etuvchi organlar |
| Pokrovnaya | Tanani shikastlanishdan va patogenlarning kirib kelishidan himoya qilish | Teri |
| Muskul-skelet tizimi | Tanaga kuch va shakl berish, harakatlarni bajarish | Skelet, mushaklar |
| Nafas olish | Gaz almashinuvini ta'minlash | Havo yo'llari, o'pka, nafas olish mushaklari |
| Qon | Tashish, barcha organlarni ozuqa moddalari, kislorod bilan ta'minlash, metabolik mahsulotlarni chiqarish | Yurak, qon tomirlari |
| Ovqat hazm qilish | Oziq-ovqatlarni hazm qilish, tanani energiya moddalari bilan ta'minlash, himoya qilish | Tuprik bezlari, tishlar, til, qizilo'ngach, oshqozon, ichak, jigar, oshqozon osti bezi |
| ajratuvchi | Metabolik mahsulotlarni olib tashlash, osmoregulyatsiya | Buyraklar, siydik pufagi, siydik yo'llari |
| Reproduktiv organlar tizimi | Organizmlarning ko'payishi | Tuxumdonlar, tuxum yo'llari, bachadon, moyaklar, tashqi jinsiy a'zolar |
| Asab tizimi | Barcha organlarning faoliyatini va tananing xatti-harakatlarini tartibga solish | Miya va orqa miya, periferik nervlar |
| Endokrin tizimi | Ichki organlar va tananing xatti-harakatlarini gormonal tartibga solish | Qalqonsimon bez, buyrak usti bezlari, gipofiz bezlari va boshqalar. |
Asab tizimi elektrokimyoviy signallar va nerv impulslari yordamida tartibga solishni amalga oshiradi. Endokrin tizim biologik faol moddalar - gormonlar yordamida ishlaydi, ular qonga kiradi va organlarga etib borgach, ularning faoliyatini o'zgartiradi.
Tananing hujayra tuzilishi
Tananing tashqi va ichki muhiti
Tashqi muhit- bu inson tanasi joylashgan muhit. Bu ma'lum bir individ, populyatsiya yoki tur yashaydigan o'ziga xos abiotik va biotik sharoitlar to'plami. Inson gazsimon muhitda yashaydi.
Tananing ichki muhiti - bu tananing ichidagi muhit: u ajralib turadi tashqi muhit tananing membranalari (teri, shilliq pardalar). U tananing barcha hujayralarini o'z ichiga oladi. U suyuq, ma'lum tuz tarkibiga va doimiy haroratga ega. Ichki muhitga quyidagilar kirmaydi: ovqat hazm qilish kanalining tarkibi, siydik va nafas olish yo'llari. Ular tashqi muhit bilan chegaralanadi: terining keratinlangan tashqi qatlami va ba'zi shilliq pardalar. Inson tanasining organlari hujayralarni ichki muhit orqali zarur moddalar bilan ta'minlaydi va tananing hayoti davomida keraksiz moddalarni olib tashlaydi.
Hujayra tuzilishi
Hujayralar shakli, tuzilishi va funktsiyalari jihatidan xilma-xil, ammo tuzilishi o'xshash. Har bir hujayra boshqalardan hujayra membranasi bilan ajratilgan. Aksariyat hujayralar sitoplazma va yadroga ega. Sitoplazma- ichki muhit, tolali tuproq moddasi - sitozol va hujayra organellalaridan tashkil topgan hujayraning tirik tarkibi. sitozol- hujayra organellalari orasidagi bo'shliqni to'ldiradigan sitoplazmaning eruvchan qismi. Sitozolda 90% suv, shuningdek mineral va organik moddalar (gazlar, ionlar, shakarlar, vitaminlar, aminokislotalar, yog 'kislotalari, oqsillar, lipidlar, nuklein kislotalar va boshqalar) mavjud. Bu metabolik jarayonlarning joyi (masalan, glikoliz, yog 'kislotalari, nukleotidlar, aminokislotalar va boshqalar sintezi).
Hujayra sitoplazmasida bir qancha organella tuzilmalari mavjud bo'lib, ularning har biri o'ziga xos funktsiyaga ega va muntazam tuzilish xususiyatlari va xatti-harakatlariga ega. turli davrlar hujayra hayoti. Organoidlar- hujayralarning doimiy, hayotiy tarkibiy qismlari.
Yadroning tuzilishi va funktsiyalari
Hujayra va uning tarkibi tashqi muhitdan yoki qo'shni hujayralardan sirt tuzilishi bilan ajralib turadi. Yadro- hayvon hujayrasining eng muhim, majburiy organellasi. U sferik yoki tuxumsimon shaklga ega, diametri 10-20 mikron. Yadro sitoplazmadan yadro membranasi bilan ajratilgan. Sitoplazmaga qaragan sirtdagi tashqi yadro membranasi ribosomalar bilan qoplangan, ichki membranasi silliq. Tashqi yadro membranasining o'simtalari endoplazmatik retikulum kanallari bilan bog'lanadi. Yadro va sitoplazma o'rtasidagi moddalar almashinuvi ikki asosiy yo'l bilan sodir bo'ladi: yadro teshiklari orqali va yadro membranasining invaginatsiyalari va o'simtalarining chiqishi tufayli.
Yadro bo'shlig'i jelga o'xshash yadro sharbati (karioplazma) bilan to'ldirilgan bo'lib, unda bir yoki bir nechta yadrolar, xromosomalar, DNK, RNK, fermentlar, xromosomalarning ribosoma va strukturaviy oqsillari, nukleotidlar, aminokislotalar, uglevodlar, mineral tuzlar, ionlar mavjud. shuningdek, yadro va xromatin faolligi mahsulotlari. Yadro sharbati bog'lash, tashish va tartibga solish funktsiyalarini bajaradi.
DNK (genlar) ni o'z ichiga olgan hujayra yadrosi hujayraning eng muhim tarkibiy qismi sifatida quyidagi funktsiyalarni bajaradi:
- Irsiy genetik ma'lumotlarni saqlash, ko'paytirish va uzatish.
- Metabolik jarayonlarni, moddalarning biosintezini, bo'linishini va hujayraning hayotiy faoliyatini tartibga solish.
Yadroda xromosomalar mavjud bo'lib, ularning asosini hujayraning irsiy apparatini aniqlaydigan DNK molekulalari tashkil etadi. Muayyan oqsil sintezi uchun mas'ul bo'lgan DNK molekulalarining bo'limlari deyiladi genlar. Har bir xromosomada milliardlab genlar mavjud. Oqsillarning shakllanishini nazorat qilish orqali genlar murakkab bioning butun zanjirini boshqaradi kimyoviy reaksiyalar tanada va shu bilan uning xususiyatlarini aniqlaydi. Oddiy hujayralarda (somatik) inson tanasi 46 xromosomani o'z ichiga oladi, jinsiy hujayralar (tuxum va sperma) 23 xromosomaga ega (yarim to'plam).
Yadro o'z ichiga oladi yadrocha- muhim moddalarning sintezi amalga oshiriladigan yadro sharbatiga botirilgan zich dumaloq tana. Bu ribonukleoproteinlarning sintezi va tashkil etilishi markazi bo'lib, ular ipsimon shakllanishlar to'plamlari shaklida yadroning xromatin tuzilmalarini hosil qiladi. Shunday qilib, yadro RNK sintezi joyidir.
Hujayra organellalari
Har biri o'zining maxsus funktsiyalarini bajaradigan doimiy uyali tuzilmalar deyiladi organellalar. Hujayrada ular tanadagi organlar bilan bir xil rol o'ynaydi.
Hujayraning asosiy membrana tuzilmalari quyidagilardir sitoplazmatik membrana, hujayrani qo'shni hujayralardan ajratish yoki hujayralararo modda, endoplazmatik retikulum, Golji apparati, mitoxondriyal va yadro membranalari. Ushbu membranalarning har biri strukturaviy xususiyatlarga va ma'lum funktsiyalarga ega, ammo ularning barchasi bir xil turga ko'ra qurilgan.
Funksiyalar sitoplazmatik membrana:
- Hujayra sirtini shakllantirish orqali sitoplazma tarkibini tashqi muhitdan cheklash.
- Zararlardan himoya qilish.
- Hujayra ichidagi muhitni ma'lum metabolik jarayonlar sodir bo'ladigan bo'limlarga taqsimlash.
- Moddalarni tanlab tashish (yarim o'tkazuvchanlik). Tashqi sitoplazmatik membrana ba'zi moddalarni oson, boshqalari esa o'tkazmaydi. Masalan, K+ ionlarining kontsentratsiyasi hujayradagi muhitga nisbatan doimo yuqori bo‘ladi. Aksincha, hujayralararo suyuqlikda har doim ko'proq Na + ionlari mavjud. Membrana hujayra ichiga ma'lum ion va molekulalarning kirib borishini va hujayradan moddalarni olib tashlashni tartibga soladi.
- Energiyani aylantirish funktsiyasi elektr energiyasini kimyoviy energiyaga aylantirishdir.
- Hujayraga tartibga soluvchi signallarni qabul qilish (bog'lash) va uzatish.
- Moddalarning sekretsiyasi.
- Hujayralararo kontaktlarning shakllanishi, hujayralar va to'qimalarning ulanishi.
Endoplazmatik retikulum- diametri 25-75 nm va sitoplazmaga kirib boradigan bo'shliqlar bo'lgan membranali tarmoqlangan kanallar tizimi. Membranalarda sintezlangan moddalar tashiladigan moddalar almashinuvi intensiv bo'lgan hujayralarda ayniqsa ko'p kanallar mavjud.
Endoplazmatik retikulum membranalarining ikki turi mavjud: silliq Va qo'pol(yoki donador, tarkibida ribosomalar mavjud). Silliq membranalar yog 'va uglevod almashinuvida va moddalarni detoksifikatsiya qilishda ishtirok etadigan ferment tizimlarini o'z ichiga oladi. Yog 'bezlarining hujayralarida bunday membranalar ustunlik qiladi, bu erda yog'lar va jigar sintezi (glikogen sintezi) sodir bo'ladi. Qo'pol membranalarning asosiy vazifasi ribosomalarda amalga oshiriladigan oqsil sintezidir. Ayniqsa, bez va nerv hujayralarida juda ko'p qo'pol membranalar mavjud.
Ribosomalar- diametri 15-35 nm bo'lgan kichik sharsimon jismlar, ikkita bo'linmadan (katta va kichik) iborat. Ribosomalar tarkibida oqsillar va rRNK mavjud. Ribosomal RNK (rRNK) ayrim xromosomalarning DNK molekulasida yadroda sintezlanadi. U erda ribosomalar ham hosil bo'lib, keyinchalik yadroni tark etadi. Sitoplazmada ribosomalar erkin joylashishi yoki endoplazmatik retikulum membranalarining tashqi yuzasiga (qo'pol membranalar) biriktirilishi mumkin. Sintezlanadigan oqsil turiga qarab, ribosomalar alohida "ishlashi" yoki komplekslarga - poliribosomalarga birlashishi mumkin. Bunday kompleksda ribosomalar uzun m-RNK molekulasi bilan bog'langan. Ribosomalarning vazifasi oqsil sintezida ishtirok etishdir.
Golji apparati- yassilangan qoplar (sisternalar) va ular bilan bog'liq bo'lgan pufakchalar va bo'shliqlar tizimlarini tashkil etuvchi membrana naychalari tizimi. Golji apparati ayniqsa oqsil sekretsiyasini ishlab chiqaruvchi hujayralarda, neyronlar va tuxumlarda rivojlangan. Tanklar EPS kanallari orqali ulanadi. ER membranalarida sintez qilingan oqsillar, polisaxaridlar va yog'lar Golji apparatiga ko'chiriladi, uning tuzilmalari ichida kondensatsiyalanadi va sekretsiya shaklida "qadoqlanadi", ular chiqarishga yoki hujayraning hayoti davomida foydalanishga tayyor. Golji apparati biomembrananing yangilanishi va lizosomalarning shakllanishida ishtirok etadi.
Lizosomalar- diametri taxminan 0,2-0,5 mkm bo'lgan kichik dumaloq jismlar, membrana bilan chegaralangan. Ribosomalar ichida kislotali muhit (pH 5) mavjud bo'lib, tarkibida oqsillar, lipidlar, uglevodlar, nuklein kislotalar va boshqalarni parchalash uchun gidrolitik fermentlarning kompleksi (30 dan ortiq turdagi) mavjud. Hujayrada bir necha o'nlab lizosomalar mavjud (ular ayniqsa leykotsitlarda ko'p).
Lizosomalar Golji kompleksi tuzilmalaridan yoki bevosita endoplazmatik retikulumdan hosil bo'ladi. Ular pinotsitoz yoki fagotsitoz vakuolalariga yaqinlashadi va ularning tarkibini ularning bo'shlig'iga quyiladi. Lizosomalarning asosiy vazifasi fagotsitoz va ovqat hazm qilish fermentlarining sekretsiyasi orqali ozuqa moddalarining hujayra ichidagi hazm bo'lishida ishtirok etishdir. Lizosomalar, shuningdek, o'lik organellalar va chiqindi moddalarni parchalashi va olib tashlashi, hujayra o'lganida, embrion rivojlanishida va boshqa bir qator hollarda uning tuzilishini yo'q qilishi mumkin.
Mitoxondriya- ikki qavatli membrana bilan chegaralangan kichik jismlar. Mitoxondriyalar turli shakllarga ega bo'lishi mumkin - sharsimon, oval, silindrsimon, ipsimon, spiral, cho'zilgan, chashkasimon, shoxlangan. Ularning o'lchamlari diametri 0,25-1 mkm va uzunligi 1,5-10 mkm. Hujayradagi mitoxondriyalar soni bir necha mingtani tashkil qiladi, u turli to'qimalarda o'zgaradi, bu hujayraning funktsional faolligiga bog'liq: sintetik jarayonlar kuchliroq bo'lgan joylarda ular ko'proq bo'ladi (masalan, jigarda).
Mitoxondriyal devor ikkita membranadan iborat - tashqi silliq va ichki buklangan membranalar, ularda elektron tashish zanjiri, ATPaz va 10-20 nm membranalararo bo'shliq qurilgan. Bo'limlar ichki membranadan organoidga chuqur cho'ziladi yoki cristas. Katlama mitoxondriyaning ichki yuzasini sezilarli darajada oshiradi.
Mitoxondriyal matritsadagi (mitoxondriya ichidagi) kristallarning membranalarida energiya almashinuvida ishtirok etadigan ko'plab fermentlar mavjud (Krebs tsiklining fermentlari, yog' kislotalarining oksidlanishi va boshqalar). Mitoxondriyalar ER membranalari bilan chambarchas bog'liq bo'lib, ularning kanallari ko'pincha bevosita mitoxondriyalarga ochiladi. Mitoxondriyalar soni tezda bo'linish orqali ko'payishi mumkin, bu ularning bir qismi bo'lgan DNK molekulasi bilan bog'liq. Shunday qilib, mitoxondriyalar o'zlarining DNKlari, RNKlari, ribosomalari va oqsillarini o'z ichiga oladi. Mitoxondriyaning asosiy vazifasi oksidlovchi fosforlanish (hujayraning aerob nafasi) jarayonida ATP sintezidir.
| Sxematik tasvir | Tuzilishi | Funksiyalar |
| Plazma membranasi (hujayra membranasi)
| Ikki qatlamli oqsil o'rtasida ikki qatlamli lipid (ikki qavat). | Hujayra va atrof-muhit o'rtasidagi almashinuvni tartibga soluvchi selektiv o'tkazuvchan to'siq |
| Yadro
| Ikkita membrananing qobig'i bilan o'ralgan, yadro teshiklari bilan o'ralgan eng katta organella. Tarkibida xromatin- bu shaklda ochilmagan xromosomalar interfazada bo'ladi. Tarkibida yadrocha | Xromosomalarda DNK - irsiyat moddasi mavjud. DNK dan iborat genlar hujayra faoliyatining barcha turlarini tartibga solish. Yadro bo'linishi hujayraning ko'payishi va shuning uchun ko'payish jarayonining asosini tashkil qiladi. Yadroda r-RNK va ribosomalar hosil bo'ladi |
| Endoplazmatik retikulum (ER)
| Naychalar va plastinkalar ko'rinishidagi tekislangan membrana qoplari tizimi - sisternalar. Yadro konvertining tashqi membranasi bilan yagona birlik hosil qiladi | Agar ER yuzasi ribosomalar bilan qoplangan bo'lsa, u deyiladi qo'pol. Ribosomalarda sintezlangan oqsil EPS tsisternalari orqali tashiladi. Silliq(ribosomalarsiz) lipidlar va steroidlar sintezi uchun joy bo'lib xizmat qiladi. |
| Ribosoma
| Ikki kichik zarrachadan tashkil topgan juda kichik organellalar - katta va kichik. Ular taxminan teng nisbatda protein va RNKni o'z ichiga oladi. Mitoxondriyalarda joylashgan ribosomalar undan ham kichikroqdir | Turli xil o'zaro ta'sir qiluvchi molekulalar to'g'ri holatda joylashgan oqsil sintezi joyi. Ribosomalar EPS bilan bog'langan yoki sitoplazmada erkin yotadi. Ko'pgina ribosomalar polisoma (poliribosoma) hosil qilishi mumkin, ularda ular RNKning bir zanjiriga bog'langan. |
| Mitoxondriya
| Mitoxondriya ikkita membranadan iborat qobiq bilan o'ralgan; ichki membrana burmalar (krista) hosil qiladi. Tarkibida oz sonli ribosomalar, bitta dumaloq DNK molekulasi va fosfat granulalaridan iborat matritsa mavjud. | At aerob nafas olish Kristalarda oksidlovchi fosforlanish va elektron almashinuvi sodir bo'ladi va matritsada Krebs siklida va yog' kislotalari oksidlanishida ishtirok etadigan fermentlar ishlaydi. |
| Golji apparati
| Yassilangan membrana qoplari to'plami - tanklar. To'plamning bir uchida doimiy ravishda sumkalar hosil bo'ladi, ikkinchisida esa ular pufakchalar shaklida bog'lanadi. | Ko'pgina hujayrali materiallar (masalan, EPS fermentlari) sisternalarda modifikatsiyaga uchraydi va pufakchalarda tashiladi. Sekretsiya jarayonida Golji apparati ishtirok etadi va unda lizosomalar hosil bo'ladi |
| lizosoma
| Ovqat hazm qilish (gidrolitik) fermentlar bilan to'ldirilgan oddiy sharsimon membrana qopchasi (yagona membrana) | Har doim har qanday tuzilma yoki molekulalarning parchalanishi bilan bog'liq bo'lgan ko'plab funktsiyalarni bajaradi. Lizosomalar avtofagiya, avtoliz, endotsitoz, ekzotsitozda rol o'ynaydi |
Hujayra bo'linishi
Hujayra bo'linishi jinssiz koʻpayishning murakkab jarayonidir. Bir hujayrali organizmlarda bu individlar sonining ko'payishiga olib keladi, ko'p hujayrali organizmlarda esa bir hujayradan paydo bo'ladi - zigotalar, ko'p hujayrali organizmni yaratish. Bu har bir DNK molekulasi yonida bir xil molekula hosil bo'lishi bilan boshlanadigan murakkab jarayon. Shunday qilib, xromosomada ikkita bir xil DNK molekulasi mavjud. Hujayra bo'linishi boshlanishidan oldin yadro hajmi kattalashadi. Xromosomalar spiralga aylanadi va yadro membranasi yo'qoladi. Hujayra markazining organellalari qarama-qarshi qutblarga va ular orasida a mil bo'linish. Keyin xromosomalar ekvator bo'ylab joylashadi. Har bir xromosomaning juftlashgan DNK molekulalari ulanadi sentriolalar- bir sentrioldan bir DNK molekulasi, ikkinchisidan esa uning qo'sh. Tez orada DNK molekulalari bir xil xromosomalar va genlardan tashkil topgan yangi to'plamlarni hosil qilib (har biri o'z qutbi tomon) ajralib chiqa boshlaydi. Qizil hujayralarda xromosoma chigallari hosil bo'lib, ularning atrofida yadro qobig'i hosil bo'ladi. Xromosomalar ochiladi va endi ko'rinmaydi. Yadro hosil bo'lgandan so'ng, organellalar va sitoplazma bo'linadi - siqilish paydo bo'lib, bitta hujayra ikkita qiz hujayraga bo'linadi.
| Bo'linish bosqichlari | Chizma | Mitoz |
| Profaza |
|
|
| Metafaza |
|
|
| Anafaza |
|
|
| Telofaz |
|
|
Mitozning biologik ahamiyati xromosomalarning doimiy sonini saqlab, bir xil hujayrani ko'paytirishdan iborat. Uning ishining natijasi onaga o'xshash ikkita genetik bir hil hujayraning shakllanishi.
Hujayraning hayotiy jarayonlari
Har qanday organizm hujayralarida jarayonlar sodir bo'ladi metabolizm. Hujayraga kiradigan oziq moddalar murakkab moddalar hosil qiladi; hujayra tuzilmalari hosil bo'ladi. Bundan tashqari, yangi moddalar paydo bo'lishi bilan organik moddalar - uglevodlar, oqsillar, yog'larning biologik oksidlanish jarayonlari sodir bo'ladi, shu bilan birga hujayraning hayoti uchun zarur bo'lgan energiya ajralib chiqadi va parchalanish mahsulotlari chiqariladi.
Fermentlar. Ta'sir ostida moddalarning sintezi va parchalanishi sodir bo'ladi fermentlar- bioni tezlashtiradigan oqsil tabiatining biologik katalizatorlari kimyoviy jarayonlar qafasda. Bitta ferment faqat ma'lum birikmalarga ta'sir qiladi - bu fermentning substrati.
Hujayra o'sishi va rivojlanishi. Organizmning hayoti davomida uning ko'pgina hujayralari o'sib boradi va rivojlanadi. Balandligi- hujayra hajmi va massasining oshishi. Rivojlanish- yoshga bog'liq o'zgarishlar va hujayraning o'z funktsiyalarini bajarish qobiliyati.
Hujayralarning dam olishi va qo'zg'alishi. Tanadagi hujayralar dam olish va hayajon holatida bo'lishi mumkin. Qo'zg'alganda, hujayra ishlay boshlaydi va o'z vazifalarini bajaradi. Hujayra qo'zg'alishi odatda tirnash xususiyati bilan bog'liq. Achchiqlanish- bu hujayraga mexanik, kimyoviy, elektr, termal va hokazo ta'sir qilish jarayoni. ta'sir qilish. Natijada hujayra dam olish holatidan hayajonlangan holatga (faol ish) o'tadi. Qo'zg'aluvchanlik- hujayraning tirnash xususiyati bilan javob berish qobiliyati (mushak va asab hujayralari bunday qobiliyatga ega).
Matolar
Inson tanasi to'qimalari to'rt turga bo'linadi: epiteliy, yoki chegara; ulash, yoki tananing ichki muhitining to'qimalari; kontraktil mushaklar mato va to'qimachilik asab tizimi .
Umumiy matolar- epiteliy va ichki muhit (qon, limfa va biriktiruvchi to'qima: biriktiruvchi to'qimaning o'zi, xaftaga, suyak).
Maxsus matolar- mushak, asabiy.
Epiteliya to'qimasi(integumentar) - tanani tashqi tomondan qoplaydigan qo'shni to'qimalar; ichki organlar va bo'shliqlarni chizish; jigar, bezlar, o'pkaning bir qismi. Bundan tashqari, ular qon tomirlari, nafas olish yo'llari va siydik chiqarish yo'llarining ichki yuzasini qoplaydi. Epiteliy to'qimalariga shuningdek, turli xil sekretsiyalarni (ter, so'lak, me'da shirasi, oshqozon osti bezi shirasi) ishlab chiqaradigan bezli to'qimalar ham kiradi. Ushbu to'qimalarning hujayralari qatlam shaklida joylashgan bo'lib, ularning o'ziga xos xususiyati - qutbliligi (yuqori va pastki qismi hujayralar). Epiteliya hujayralari yangilanish qobiliyatiga ega ( regeneratsiya). Epiteliy to'qimasida qon tomirlari yo'q (hujayralar bazal qatlam orqali diffuz tarzda oziqlanadi).
| Mato turi (naqsh) | To'qimalarning tuzilishi | Joylashuv | Funksiyalar |
| Yassi epiteliy
|
| teri yuzasi, og'iz bo'shlig'i, qizilo'ngach, alveolalar, nefron kapsulalari, plevra, qorin parda | yaxlit, himoya, ajratuvchi(gaz almashinuvi, siydik chiqarish) |
| Kubosimon epiteliy
|
| buyrak kanalchalari, tuprik bezlari, endokrin bezlar | Ikkilamchi siydik hosil bo'lishida reabsorbtsiya (teskari), tupurik sekretsiyasi, gormonlar bilan sekretsiyalar |
| Ustunli epiteliya (prizmatik)
|
| oshqozon, ichak, o't pufagi, traxeya, bachadon | oshqozon va ichakning shilliq qavati |
| Bir qavatli kiprikli epiteliy
|
| nafas yo'llari, orqa miya kanali, miya qorinchalari, tuxum yo'llari | himoya qiluvchi(Cilia chang zarralarini ushlab turadi va olib tashlaydi), suyuqlik oqimini, tuxum harakatini tashkil qiladi |
| Psevdo-ko'p qatlamli
|
| hidlash zonalari, tilning ta'm kurtaklari, siydik yo'llari, traxeya | sezgir epiteliya. Hid, ta'm, siydik pufagini to'ldirish, traxeyada begona zarralar mavjudligini his qilish. |
| Ko'p qatlamli
|
| teri, sochlar, tirnoqlar | himoya qiluvchi, termoregulyatsiya qiluvchi, himoya qiluvchi |
Shunday qilib, epiteliya to'qimasi quyidagi funktsiyalarni bajaradi: integumentar, himoya, trofik, sekretor.
Birlashtiruvchi to'qimalar
Birlashtiruvchi to'qimalar yoki ichki muhitning to'qimalari qon, limfa va biriktiruvchi to'qima bilan ifodalanadi. Ushbu to'qimalarning o'ziga xos xususiyati hujayra elementlariga qo'shimcha ravishda hujayralararo moddaning ko'p miqdorda mavjudligidir. tuproq moddasi va tolali tuzilmalar(fibrillyar oqsillar - kollagen, elastin va boshqalar tomonidan hosil bo'ladi). Birlashtiruvchi to'qima quyidagilarga bo'linadi: aslida biriktiruvchi, xaftaga, suyak.
Birlashtiruvchi to'qimalarning o'zi ichki organlarning qatlamlarini yaratadi, teri osti to'qimasi, ligamentlar, tendonlar va boshqalar. Kıkırdak to'qimasi shakllari:
- gialin xaftaga - artikulyar yuzalarni hosil qiladi;
- tolali - intervertebral disklarda joylashgan;
- elastik kiritilgan - kiritilgan quloqlar va epiglottis.
Suyak to'qimasi skelet suyaklarini hosil qiladi, ularning mustahkamligi undagi erimaydigan kaltsiy tuzlarining konlari bilan ta'minlanadi. Suyak to'qimasi organizmdagi minerallar almashinuvida ishtirok etadi. ("Mushak-skelet tizimi" bo'limiga qarang).
| Mato turi (naqsh) | To'qimalarning tuzilishi | Joylashuv | Funksiyalar |
| Bo'shashgan biriktiruvchi to'qima
|
| teri osti yog 'to'qimasi, perikard qopchasi, asab tizimi yo'llari, qon tomirlari, tutqichlar | terini mushaklar bilan bog'laydi, tanadagi organlarni qo'llab-quvvatlaydi, organlar orasidagi bo'shliqlarni to'ldiradi. Tana termoregulyatsiyasida ishtirok etadi |
| Kıkırdak to'qimasi
|
| umurtqalararo disklar, halqum kemirchaklari, traxeya, qovurg'alar, quloqchalar, bo'g'im yuzalari, tendon asoslari, homila skeleti | suyaklarning ishqalanish yuzalarini tekislash. Nafas olish yo'llari va quloqlarning deformatsiyasidan himoya qilish. Tendonlarning suyaklarga birikishi |
Birlashtiruvchi to'qimalarning funktsiyalari: himoya, qo'llab-quvvatlovchi, oziqlantiruvchi (trofik).
Hujayralar mushak to'qimasi xususiyatlarga ega: qo'zg'aluvchanlik, qisqarish qobiliyati, o'tkazuvchanlik.
Mushak to'qimalarining turlari
Mushak to'qimalarining uch turi mavjud: silliq, chiziqli, yurak.
| Mato turi (naqsh) | To'qimalarning tuzilishi | Joylashuv | Funksiyalar |
| Silliq mato
|
| ichki organlarning mushaklarini hosil qiladi, qon va limfa tomirlari devorlarining bir qismidir | avtonom nerv sistemasi tomonidan innervatsiya qilinadi va nisbatan sekin harakatlar va tonik qisqarishlarni amalga oshiradi |
| Chiziqli to'qima (mushak tolasi)
|
| skelet mushaklari, til mushaklari, farenks, qizilo'ngachning boshlang'ich qismi | orqa miya va miyadagi motor neyronlaridan keladigan impulslarga javoban qisqaradi |
| Yurak to'qimasi
|
| silliq va chiziqli mushak to'qimalarining xususiyatlarini birlashtiradi; yurak | barcha mushak elementlarining qisqarishi uchun javobgardir |
Mushak to'qimalarining vazifalari: tanani kosmosda harakatlantirish; tana qismlarini siljitish va mahkamlash; tana bo'shlig'i hajmining o'zgarishi, tomirning lümeni, terining harakati; yurak ishi.
Nerv to'qimasi
Nerv to'qimasi miya va orqa miya, nerv ganglionlari va tolalarini hosil qiladi. Nerv to'qimalarining hujayralari neyronlar va glial hujayralardir. Neyronlarning asosiy xususiyati yuqori qo'zg'aluvchanlikdir. Ular tananing tashqi va ichki muhitidan tirnash xususiyati (signallari) oladi, ularni o'tkazadi va qayta ishlaydi. Neyronlar ma'lumotni qabul qilish, qayta ishlash, saqlash va ishlatish uchun zarur bo'lgan juda murakkab va ko'p sonli sxemalarga yig'iladi.
Neyronlarning turlari:
- Bir qutbli ( harakatlantiruvchi, markazdan qochma)
- Psevdobipolyar ( sezgir, markazlashtirilgan)
- Ko'p qutbli ( miyaning bir qismi)
- Dendritlar
- Neyron tanasi
- Hujayra yadrosi
- Sitoplazma
- Aksonlar
- Schwann hujayrasi
- Axon terminallari
- Dendron
Neyron quyidagilardan iborat hujayra tanasi(soma) va ikki turdagi jarayonlar - dendritlar, aksonlar va oxirgi plitalar. Neyron tanasida yumaloq yadroli yadro mavjud.
Neyronning tuzilishi (asab hujayrasi)
- Neyron tanasi
- Dendritlar
- Aksonlar
- Yakuniy plitalar
- Sinaptik pufakchalar
- Miyelin qobig'i
- Ranvierni ushlab turish
- Nissl moddasi
- Nerv tolasining tugashi
- Mushak tolasining qisqarish holatida bo'lgan qismi
Dendritlar(2) - nerv hujayrasining tanasiga nerv impulslarini (qo'zg'alish) o'tkazadigan qisqa, qalin, juda tarvaqaylab ketgan jarayonlar.
Axon(3) - nerv hujayrasining bitta uzun (1,5 m gacha) shoxlanmagan jarayoni, hujayra tanasidan uning terminal qismiga nerv impulsini o'tkazadi. Jarayonlar sitoplazma bilan to'ldirilgan ichi bo'sh naychalar bo'lib, ular oxirgi plitalarga qarab oqadi. Sitoplazma granüler endoplazmatik retikulum (8) tuzilmalarida hosil bo'lgan fermentlarni oladi va sintezni katalizlaydi. vositachilar oxirgi plitalarda (4). Transmitterlar sinaptik vazikullarda saqlanadi (5). Ayrim neyronlarning aksonlari sirtda hosil bo'lgan miyelin qobig'i (6) bilan himoyalangan Schwann hujayralari, akson atrofida o'rash. Bu membrana bir xil nerv to'qimalarining hujayralaridan iborat - glia, unda barcha nerv hujayralari botiriladi. Glia yordamchi rol o'ynaydi - u izolyatsion, qo'llab-quvvatlovchi, trofik va himoya funktsiyalarini bajaradi. Akson (miyelin qobig'i bilan) qoplanmagan joylar Ranvier tugunlari deb ataladi (7). Miyelin (yog'ga o'xshash oq modda) o'lik hujayralar membranalarining qoldig'i bo'lib, uning tarkibi hujayraning izolyatsion xususiyatlarini ta'minlaydi.
Nerv hujayralari bir-biri bilan sinapslar orqali bog'lanadi. Sinaps- ikkita neyron o'rtasidagi aloqa joyi, bu erda nerv impulsining bir hujayradan ikkinchisiga o'tishi sodir bo'ladi. Sinapslar aksonning axborotni uzatadigan hujayralar bilan aloqa qilish joylarida hosil bo'ladi. Bu joylar biroz qalinlashgan (10), chunki ularda bezovta qiluvchi suyuqlik bo'lgan pufakchalar mavjud. Agar nerv impulslari sinapsga etib borsa, pufakchalar yorilib, suyuqlik sinoptik yoriqga quyiladi va ma'lumotni qabul qiluvchi hujayraning membranasiga ta'sir qiladi. Suyuqlik tarkibidagi biologik faol moddalarning tarkibi va miqdoriga qarab, axborotni qabul qiluvchi hujayra qo'zg'alishi va ishini kuchaytirishi yoki sekinlashishi - zaiflashishi yoki butunlay to'xtatilishi mumkin.
Axborotni qabul qiluvchi hujayralar odatda ko'p sinapslarga ega. Ularning ba'zilari orqali ular ogohlantiruvchi signallarni, boshqalari orqali - salbiy, inhibitiv signallarni oladilar. Bu signallarning barchasi umumlashtiriladi, so'ngra operatsiya o'zgaradi.
Shunday qilib, asab to'qimalarining funktsiyalariga quyidagilar kiradi: tashqi muhit va ichki organlardan keladigan axborotni qabul qilish, qayta ishlash, saqlash, uzatish; barcha tana tizimlarining faoliyatini tartibga solish va muvofiqlashtirish.
Fiziologik organlar tizimlari
Inson va hayvon tanasining to'qimalari organlar va fiziologik organlar tizimini tashkil qiladi: integumentar, tayanch va harakat tizimlari, ovqat hazm qilish, qon aylanish, nafas olish, chiqarish, reproduktiv, endokrin, asab.
| Fiziologik tizimlar | Tizimni tashkil etuvchi organlar | Ma'nosi |
| Integumental tizim | Teri va shilliq pardalar | Tanani tashqi ta'sirlardan himoya qiladi |
| Qo'llab-quvvatlash va harakatlanish tizimi | Skelet va muskullarni hosil qiluvchi suyaklar | Tana shaklini bering, qo'llab-quvvatlash va harakatni ta'minlang, ichki organlarni himoya qiling |
| Ovqat hazm qilish tizimi | Og'iz bo'shlig'i organlari ( til, tishlar, tuprik bezlari), farenks, qizilo'ngach, oshqozon, ichak, jigar, oshqozon osti bezi | Qayta ishlashni ta'minlang ozuqa moddalari tanada |
| Qon aylanish tizimi | Yurak va qon tomirlari | Organizm va atrof-muhit o'rtasida qon aylanishi va metabolizm jarayonini amalga oshiradi |
| Nafas olish tizimi | Burun bo'shlig'i, nazofarenks, traxeya, o'pka | Gaz almashinuvini ta'minlang |
| Chiqaruvchi tizim | Buyraklar, siydik yo'llari, siydik pufagi, siydik yo'llari | Yakuniy toksik metabolik mahsulotlarni tanadan olib tashlaydi |
| Reproduktiv tizim | Erkak organlari(moyaklar, skrotum, prostata bezi, jinsiy olatni). Ayol organlari(tuxumdonlar, bachadon, qin, tashqi ayol jinsiy a'zolari) | Reproduktsiyani ta'minlang |
| Endokrin tizimi | Ichki sekretsiya bezlari (qalqonsimon bez, reproduktiv, oshqozon osti bezi, buyrak usti bezlari va boshqalar). | Organlar va to'qimalarda funktsiyalar va metabolizmni tartibga soluvchi gormonlar ishlab chiqaradi |
| Asab tizimi | Barcha organlar va to'qimalarga kirib boradigan asab to'qimasi | O'zgaruvchan muhit sharoitida barcha tizimlar va butun organizmning muvofiqlashtirilgan ishlashini tartibga soladi |
Refleksni tartibga solish
Asab tizimi organizmdagi barcha jarayonlarni tartibga soladi, shuningdek, tananing tashqi muhit ta'siriga mos munosabatini ta'minlaydi. Nerv tizimining bu funktsiyalari refleksli tarzda amalga oshiriladi. Refleks- markaziy asab tizimining ishtirokida yuzaga keladigan tirnash xususiyati uchun tananing javobi. Reflekslar qo'zg'alish jarayonining refleks yoyi bo'ylab tarqalishi natijasida yuzaga keladi. Refleks faoliyati ikki jarayonning o'zaro ta'siri natijasidir - qo'zg'alish va inhibisyon.
Qo'zg'alish va inhibisyon ikki qarama-qarshi jarayon bo'lib, ularning o'zaro ta'siri asab tizimining muvofiqlashtirilgan faoliyatini va tanamiz organlarining muvofiqlashtirilgan ishlashini ta'minlaydi.
Markaziy va periferik asab tizimi
Aksariyat neyronlar miya va orqa miyada joylashgan. Ular tuzadilar markaziy asab tizimi(CNS). Ushbu neyronlarning ba'zilari o'z chegaralaridan tashqariga chiqadi: ularning uzoq jarayonlari nervlarning bir qismi sifatida tananing barcha a'zolariga o'tadigan to'plamlarga birlashtirilgan. Asab tizimi nerv hujayralari - neyronlardan iborat (miyada 25 milliard va periferiyada 25 million neyron mavjud.
Markaziy asab tizimiga miya va orqa miya kiradi. Nervlarga qo'shimcha ravishda, markaziy asab tizimida emas, balki miyada neyron tanalarining klasterlari mavjud - bu nerv ganglionlari. Asab tizimining periferik qismi miya va orqa miyadan kelib chiqadigan nervlarni va miya va orqa miya tashqarisida joylashgan nerv ganglionlarini o'z ichiga oladi. Funktsiyasiga ko'ra asab tizimi somatik va avtonom nerv sistemalariga bo'linadi. Somatik - tanani tashqi muhit bilan bog'laydi (tirnash xususiyati, yo'l-yo'l mushaklarning harakatini tartibga solish va boshqalar), vegetativ - metabolizm va ichki organlarning faoliyatini (yurak urishi, qon tomir tonusi, ichakning peristaltik qisqarishi, sekretsiya) tartibga soladi. turli bezlar va boshqalar.). Bu ikkala tizim bir-biri bilan chambarchas ishlaydi, ammo avtonom nerv sistemasi ma'lum bir mustaqillikka (avtonomiyaga) ega bo'lib, ixtiyoriy funktsiyalarni boshqaradi.
Refleks va refleks yoyi
Nerv tizimining faoliyati refleksli xarakterga ega. Refleks - bu retseptorlarning tirnash xususiyati bilan markaziy asab tizimi tomonidan amalga oshiriladigan tananing tashqi yoki ichki muhitdagi o'zgarishlarga tabiiy javobidir. Retseptorlar - bu tashqi va ichki muhitda sodir bo'layotgan o'zgarishlar haqidagi ma'lumotlarni idrok etuvchi asab tugunlari. Har qanday tirnash xususiyati ( mexanik, yorug'lik, tovush, kimyoviy, elektr, harorat), retseptor tomonidan qabul qilingan, qo'zg'alish jarayoniga aylanadi. Qo'zg'alish sezgir - markazlashtirilgan nerv tolalari bo'ylab markaziy asab tizimiga uzatiladi, bu erda impulslarni qayta ishlashning shoshilinch jarayoni sodir bo'ladi. Bu erdan impulslar markazdan qochma neyronlarning tolalari bo'ylab stimulyatsiyaga javobni amalga oshiradigan ijro etuvchi organlarga yuboriladi.
Refleks yoyi - bu nerv impulslarining retseptorlardan ijro etuvchi organga o'tadigan yo'li. Har qanday refleksni amalga oshirish uchun refleks yoyining barcha qismlarining muvofiqlashtirilgan ishlashi kerak.
Refleks yoy diagrammasi.
- Tashqi stimul
- Teridagi sezgir nerv uchlari
- Sensor neyron
- Sinaps
- Interneyron
- Sinaps ( neyrondan neyronga o'tish)
- Motor neyroni
Har qanday refleks harakatini amalga oshirish qo'zg'alish jarayonlarini, ma'lum bir faoliyatni keltirib chiqarishni va refleks harakatlarini amalga oshirishga xalaqit beradigan asab markazlarini o'chirib qo'yish jarayonini o'z ichiga oladi. Inhibisyon jarayoni qo'zg'alishga qarama-qarshidir. Qo'zg'alish va inhibisyon jarayonlarining o'zaro ta'siri asab faoliyati, organizmdagi funktsiyalarni tartibga solish va muvofiqlashtirish asosida yotadi.
Shunday qilib, bu ikkala jarayon ( qo'zg'alish va inhibisyon) bir-biri bilan chambarchas bog'langan bo'lib, bu barcha organlarning va butun organizmning muvofiqlashtirilgan faoliyatini ta'minlaydi.
Dars ishlanmalari (dars qaydlari)
Darslar uchun taqdimotlar
Asoslar umumiy ta'lim
UMK V.V. Pasechnik liniyasi. Biologiya (5-9)
Diqqat! Sayt ma'muriyati uslubiy ishlanmalarning mazmuni, shuningdek ishlanmaning Federal Davlat Ta'lim Standartiga muvofiqligi uchun javobgar emas.
“Elektron darslik sinfda” tanlovi g‘olibi.
Maqsad: o'simlik hujayrasining tuzilishi va unda sodir bo'ladigan hayotiy jarayonlar haqidagi bilimlarni umumlashtirish va tizimlashtirish.
Rejalashtirilgan natijalar:
- shaxsiy: jarayonda talabalar va o'qituvchi bilan muloqot qilishda kommunikativ kompetentsiyani shakllantirish ta'lim faoliyati;
- meta-mavzu: o'z harakatlarini rejalashtirilgan natijalar bilan bog'lash, o'z faoliyatini kuzatish, faoliyat natijalarini baholash qobiliyati;
- kommunikativ: guruhda ishlash qobiliyati;
- tartibga soluvchi: taxmin qilish va uni isbotlash qobiliyati;
- Kognitiv: taqqoslash uchun asoslarni tanlang, mantiqiy zanjirni yarating
- Mavzu: qo'ziqorinlarning o'ziga xos xususiyatlarini aniqlash, biologik ob'ektlarni taqqoslash, xulosa chiqarish qobiliyati.
Dars turi: xulosa darsi.
Dars jihozlari:"O'simlik hujayrasi", "Mitoz" jadvallari, topshiriqlar solingan konvertlar, mikroskoplar, bo'laklari bo'lgan Petri idishlari piyoz, slaydlar va qopqoqli ko'zoynaklar, kesish ignalari, pipetkalar, stakan suv, peçeteler. Konvertlardagi topshiriqlar.
Darsda foydalanilgan EFU: Biologiya darsligiga elektron qo'shimcha. Bakteriyalar, qo'ziqorinlar, o'simliklar V.V. Pasechnik "Drofa" nashriyoti.
Darsda foydalaniladigan AKT vositalarining turlari: kompyuter, proyektor, ekran. o'qituvchining noutbuki, talabalar noutbuklari (20 dona). Eshitish vositalari (tovushli ma'lumot manbalari bilan ishlash uchun). Multimedia taqdimoti.
Ofis talabalar uch guruhda ishlashlari uchun tayyorlangan. Guruhlarga taqsimlash mustaqil ravishda amalga oshiriladi. Talabalar soniga ko'ra uchta rangdagi tokenlar. Talabalar ma'lum bir rangdagi belgini chizishadi va rang bo'yicha birlashadilar, uchta guruh hosil qiladilar.
Darsning borishi
Tashkiliy bosqich. Salom
Muammoning bayonoti
U: Jumboqni yechganingizdan so'ng siz dars mavzusini bilib olasiz.
COP PRO NZV VLT BSO IKR LAE YUDN GHI TNE
Bilimlarni yangilash
U: Hujayra barcha tirik organizmlarning strukturaviy va funktsional birligidir. Bundan tashqari, hujayraning o'zi ham tirik. Barcha tirik organizmlar bitta erkin yashovchi hujayra yoki ma'lum miqdordagi hujayralar birikmasidir. Slayd № 2
?: Barcha tirik organizmlar qanday xususiyatlarga ega ekanligini eslang?..
HAQIDA: Oziqlanish, nafas olish, chiqarish, o'sish va rivojlanish, metabolizm va energiya va boshqalar.
U: Hujayra aslida o'zini o'zi ko'paytiruvchi kimyoviy tizimdir. U atrof-muhitdan jismonan ajralib turadi, lekin bu muhit bilan almashish qobiliyatiga ega, ya'ni u "oziq-ovqat" sifatida zarur bo'lgan moddalarni o'zlashtira oladi va to'plangan "chiqindilarni" olib tashlaydi. Hujayralar bo'linish yo'li bilan ko'payish qobiliyatiga ega.
?: Dars maqsadini belgilang
HAQIDA:"Organizmlarning hujayra tuzilishi" mavzusini o'rganish jarayonida olingan bilimlarni takrorlang va mustahkamlang.
U: Qaysi savollarni takrorlashimiz kerak?
HAQIDA: Hujayra tuzilishi, hujayradagi hayot jarayonlari.
Asosiy bosqich. Umumlashtirish va tizimlashtirish
U: Siz uch guruhga bo'lingansiz. Guruhingizda kapitanni tanlang. Kapitanlar vazifalari bo'lgan konvertlarni olishga taklif qilinadi. Tayyorgarlik 7 daqiqa davom etadi.
Talabalar faoliyati: Har bir guruh ichida ular vazifani bajarish va loyihalarini himoya qilish uchun rollarni taqsimlaydilar. Ular materialni o'rganadilar, ma'lumotlarni tahlil qiladilar va daftarlarga eslatma qiladilar. Guruh ishi haqida hisobot tayyorlang.
- I guruh"O'simlik hujayrasining tuzilishi." Elektron darslikdagi ma'lumotlardan foydalanib va interaktiv rejimdan foydalanib, "hujayra portreti" ni yarating (interaktiv tarkib 36-bet; 20-rasm "O'simlik hujayrasining tuzilishi").
- Buni amalga oshirish uchun organoidlarning tuzilishi va funktsiyasi haqidagi bilimlaringizni tizimlashtiring, sichqonchani uning strukturasining har bir elementi nomiga olib boring va sichqonchani bosing.
- Piyoz qobig'ining mikroskopik namunasini tayyorlang va uni mikroskop ostida tekshiring. Slayd № 3
- II guruh“Mikroskopning konstruksiyasi va u bilan ishlash qoidalari” (interaktiv tarkib 32-33-bet; 17-rasm “Yorug'lik mikroskopi”).
- Sichqoncha yordamida yorug'lik mikroskopining strukturaviy elementlarining nomlarini sudrab olib tashlang.
- Sichqonchadan foydalanib, mos keladigan Lens-Eyepiece kombinatsiyasi beradigan kattalashtirishni torting. Slayd № 4
- III guruh“Hujayraning hayotiy faoliyati. Hujayra boʻlinishi va oʻsishi” (interaktiv tarkib 44-bet; 24-rasm “Qoʻshni hujayralarning oʻzaro taʼsiri”).
- Interaktiv rejimdan foydalanib, hujayradagi sitoplazma harakatining ahamiyati haqidagi bilimlarni umumlashtiring.
- Hujayra bo'linishi haqidagi bilimlaringizni umumlashtirish uchun interaktiv rejimdan foydalaning. Slayd № 5
Har bir guruh topshiriqni bajarishda turli axborot manbalaridan foydalanadi: darslikka elektron ilova, darslik matni va rasmlari, dars uchun taqdimot. Shakllar: frontal, guruh, individual. Usullari: og'zaki (hikoya, suhbat); vizual (jadvallar va slaydlar namoyishi); amaliy (turli manbalardan ma'lumot izlash, mini-loyiha); deduktiv (tahlil, umumlashtirish). Ish tugagandan so'ng, talabalar guruh ishining natijalarini taqdim etadilar.
Savollarga javob berilgach, talabalarga boshqa topshiriqlar beriladi. O'qituvchi eng faol talabalarni boshqa stolga o'tishga taklif qiladi. Ularga qiyinroq topshiriq beriladi - matnni o'qing, unga nom bering va etishmayotgan so'zlarni kiriting (ular endi matnda kursiv bilan yozilgan).
Murakkabligi kuchaygan vazifalar
Yo'qolgan shartlarni to'ldiring:
... barcha tirik organizmlarning strukturaviy va funksional birligidir. Barcha hujayralar bir-biridan hujayrali.... dan iborat maxsus zich qobiqga ega bo'lgan tashqi tomondan .... Hujayraning tirik tarkibi ... bilan ifodalanadi - rangsiz yopishqoq shaffof modda. Sitoplazmada juda ko'p.... Hujayraning eng muhim organellasi.... U irsiy ma'lumotlarni saqlaydi va hujayra ichidagi metabolik jarayonlarni tartibga soladi. Yadro bir yoki bir nechta... O'simlik hujayrasida uch xil... . ... yashil rangga ega, ... qizil va ... oq. Qadimgi hujayralarda hujayra shirasi bo'lgan bo'shliqlar aniq ko'rinadi. Ushbu shakllanishlar deyiladi ... .
To'g'ri javob:Hujayra - barcha tirik organizmlarning tarkibiy va funktsional birligi. Hammasi hujayralar hujayra orqali bir-biridan ajratilgan qobiq. O'z ichiga olgan maxsus zich qobiqni o'z ichiga olgan tashqi tomonida tola. Hujayraning tirik tarkibi ifodalanadi sitoplazma – rangsiz yopishqoq shaffof modda. Sitoplazmada juda ko'p organoidlar. Hujayraning eng muhim organellasi yadro. U irsiy ma'lumotlarni saqlaydi va hujayra ichidagi metabolik jarayonlarni tartibga soladi. Yadro bir yoki bir nechtasini o'z ichiga oladi nukleolalar. O'simlik hujayrasida uchta tur mavjud plastid. Xloroplastlar yashil rangga ega xromoplastlar qizil va leykoplastlar - oq. Qadimgi hujayralarda hujayra shirasi bo'lgan bo'shliqlar aniq ko'rinadi. Ushbu shakllanishlar deyiladi ( vakuolalar).
Qolgan o‘quvchilar rangli qalamdan foydalanib, uning barcha qismlarini aniqlagan holda hujayra tuzilishining umumiy sxemasini chizadilar.
U: Afsuski, hujayralar, barcha tirik mavjudotlar kabi, o'ladi. Bizning tanamiz ham hujayralardan iborat. Tamaki chekish va spirtli ichimliklarni iste'mol qilish tananing hujayralariga ayniqsa halokatli ta'sir ko'rsatadi.
Tamaki tutunida nikotin va benzopiren kabi zaharli moddalar mavjud bo'lib, ular hujayralarni yo'q qiladi va xatarli o'smalarning rivojlanishiga hissa qo'shadi.
Xulosa qilish
Bugun biz siz bilan o'simlik hujayrasining strukturaviy xususiyatlari va hayotiy funktsiyalarini takrorladik. Darsimiz oxirida qanday xulosaga kelish mumkin? Slayd № 6
HAQIDA: Hujayra elementar tirik sistema, barcha tirik organizmlarning tuzilishi va hayotiy faoliyatining asosidir. O'simlik va hayvon hujayralarining xilma-xilligiga qaramay, barcha hujayralar bir xil qismlarga ega - hujayra membranasi, sitoplazma va yadro. Barcha hujayralar o'xshash hayotiy jarayonlarni boshdan kechiradi: ovqatlanish, nafas olish, o'sish, rivojlanish, ko'payish, metabolizm. Slayd № 7
Talabalar tokenlarni o'ylab topadilar va baho oladilar.
Talaba tanlagan uy vazifasi:
- Turli materiallardan (plastilin, rangli qog'oz va boshqalar) foydalanib, o'simlik hujayrasining modelini yarating.
- O'simlik hujayrasining hayoti haqida ertak tuzing
- R.Gukning kashfiyoti haqida hisobot tayyorlang
- Maktab laboratoriyasiga tashrif buyuring va R. Xukning "tarixiy" tayyorgarligini tayyorlang*
Foydalanilgan adabiyotlar:
- A.A.Kalinina. Biologiya fanidan dars ishlanmalari. 6(7) sinf – M.: Vako, 2005 yil.
Biologiya bo'yicha yagona davlat imtihonidan 4-topshiriq nazariyasi
Hujayra biologik tizim sifatida
Zamonaviy hujayra nazariyasi, uning asosiy qoidalari, dunyoning zamonaviy tabiatshunoslik rasmini shakllantirishdagi roli. Hujayra haqidagi bilimlarni rivojlantirish. Organizmlarning hujayra tuzilishi organik dunyo birligining asosi, tirik tabiatning qarindoshligining isbotidir.
Zamonaviy hujayra nazariyasi, uning asosiy qoidalari, dunyoning zamonaviy tabiatshunoslik rasmini shakllantirishdagi roli
Asosiy tushunchalardan biri zamonaviy biologiya barcha tirik organizmlar hujayrali tuzilishga ega degan fikrdir. Fan hujayraning tuzilishini, uning hayotiy faoliyati va atrof-muhit bilan o'zaro ta'sirini o'rganadi. sitologiya, endi ko'proq hujayra biologiyasi deb ataladi. Sitologiya o'zining paydo bo'lishi uchun hujayra nazariyasi (1838-1839, M. Shleyden, T. Shvann, 1855 yilda R. Virxov tomonidan to'ldirilgan) shakllantirilishiga qarzdor.
Hujayra nazariyasi- bu hujayralarning tirik birlik sifatida tuzilishi va funktsiyalari, ularning ko'payishi va shakllanishidagi roli haqida umumiy fikr. ko'p hujayrali organizmlar.
Hujayra nazariyasining asosiy tamoyillari:
- Hujayra tirik organizmlarning tuzilishi, hayotiy faoliyati, o'sishi va rivojlanishining birligi - hujayradan tashqarida hayot yo'q.
- Hujayra - bir-biri bilan tabiiy ravishda bog'langan, ma'lum bir integral shakllanishni ifodalovchi ko'plab elementlardan tashkil topgan yagona tizim.
- Barcha organizmlarning hujayralari kimyoviy tarkibi, tuzilishi va funktsiyalari bo'yicha o'xshashdir.
- Yangi hujayralar faqat ona hujayralarning bo'linishi natijasida hosil bo'ladi ("hujayradan hujayra").
- Ko'p hujayrali organizmlarning hujayralari to'qimalarni, organlar esa to'qimalardan iborat. Organizmning butun hayoti uning tarkibiy hujayralarining o'zaro ta'siri bilan belgilanadi.
- Ko'p hujayrali organizmlarning hujayralari genlarning to'liq to'plamiga ega, lekin bir-biridan farq qiladi, chunki ularda turli xil gen guruhlari ishlaydi, buning natijasida hujayralarning morfologik va funktsional xilma-xilligi - differentsiatsiya.
Hujayra nazariyasi yaratilishi tufayli hujayra hayotning eng kichik birligi, tirik mavjudotlarning barcha belgilari va xususiyatlariga ega elementar tirik tizim ekanligi ma'lum bo'ldi. Hujayra nazariyasini shakllantirish irsiyat va o'zgaruvchanlik haqidagi qarashlarning rivojlanishi uchun eng muhim shartga aylandi, chunki ularning tabiati va o'ziga xos naqshlarini aniqlash tirik organizmlar tuzilishining universalligini muqarrar ravishda ko'rsatdi. Hujayralarning kimyoviy tarkibi va tuzilishining birligini aniqlash ham tirik organizmlarning kelib chiqishi va ularning evolyutsiyasi haqidagi g'oyalarning rivojlanishiga turtki bo'ldi. Bundan tashqari, embrion rivojlanish davrida ko'p hujayrali organizmlarning bir hujayradan kelib chiqishi zamonaviy embriologiyaning dogmasiga aylandi.
Hujayra haqidagi bilimlarni rivojlantirish
17-asrga qadar odamlar atrofdagi narsalarning mikro tuzilishi haqida umuman hech narsa bilishmagan va dunyoni yalang'och ko'z bilan idrok etishgan. Mikrodunyoni oʻrganish uchun moʻljallangan qurilma - mikroskop taxminan 1590-yillarda golland mexaniklari G. va Z. Yansenlar tomonidan ixtiro qilingan, ammo uning nomukammalligi yetarlicha kichik narsalarni tekshirishga imkon bermagan. Faqat uning asosida K. Drebbel (1572-1634) tomonidan birikma mikroskopning yaratilishi bu sohadagi taraqqiyotga yordam berdi.
1665 yilda ingliz fizigi R. Guk (1635-1703) mikroskopning dizayni va linzalarni silliqlash texnologiyasini takomillashtirdi va tasvir sifatini yaxshilashni xohlab, uning ostidagi mantar, ko'mir va tirik o'simliklarning bo'limlarini ko'rib chiqdi. Bo'limlarda u chuqurchani eslatuvchi mayda teshiklarni topdi va ularni hujayralar (lotin tilidan. hujayra- hujayra, hujayra). Shunisi qiziqki, R.Guk hujayra membranasini hujayraning asosiy tarkibiy qismi deb hisoblagan.
17-asrning 2-yarmida eng koʻzga koʻringan mikroskop olimlari M.Malpigi (1628-1694) va N.Gryu (1641-1712) asarlari paydo boʻldi, ular ham koʻplab oʻsimliklarning hujayra tuzilishini kashf etdilar.
R. Guk va boshqa olimlar ko'rgan narsa haqiqat ekanligiga ishonch hosil qilish uchun, kimda yo'q edi maxsus ta'lim Gollandiyalik savdogar A. van Leuvenguk mustaqil ravishda mavjud bo'lganidan tubdan farq qiladigan mikroskop dizaynini ishlab chiqdi va linzalarni ishlab chiqarish texnologiyasini takomillashtirdi. Bu unga 275-300 marta kattalashtirishga va boshqa olimlar uchun texnik jihatdan mavjud bo'lmagan strukturaviy tafsilotlarni tekshirishga imkon berdi. A. van Levenguk beqiyos kuzatuvchi edi: u mikroskop ostida ko'rgan narsalarini diqqat bilan chizib, tasvirlab berdi, lekin buni tushuntirishga intilmadi. U bir hujayrali organizmlarni, jumladan, bakteriyalarni kashf etdi va o'simlik hujayralarida yadrolar, xloroplastlar va hujayra devorlarining qalinlashishini topdi, ammo uning kashfiyotlari ancha keyin qadrlandi.
19-asrning birinchi yarmida organizmlarning ichki tuzilishining tarkibiy qismlarining kashfiyoti birin-ketin davom etdi. G. O'simlik hujayralarida kuya ajralib turadi tirik materiya va suvli suyuqlik - hujayra shirasi, ochilgan teshiklar. Ingliz botanigi R. Braun (1773-1858) 1831 yilda orkide hujayralarida yadroni topdi, keyin u barcha o'simlik hujayralarida topildi. Chex olimi J. Purkinye (1787-1869) yadrosiz hujayraning yarim suyuq jelatinli tarkibini belgilash uchun "protoplazma" atamasini kiritdi (1840). Belgiyalik botanik M. Shleyden (1804-1881) oʻzining barcha zamondoshlaridan ham ilgarilab ketdi, ular yuqori oʻsimliklarning turli hujayrali tuzilmalarining rivojlanishi va farqlanishini oʻrganish orqali barcha oʻsimlik organizmlari bir hujayradan kelib chiqishini isbotladilar. Shuningdek, u piyoz shkalasi hujayralari yadrolaridagi yumaloq yadroli tanachalarni ham tekshirdi (1842).
1827 yilda rus embriologi K.Baer odam va boshqa sutemizuvchilarning tuxumlarini topdi va shu bilan organizmning faqat erkak jinsiy hujayralaridan rivojlanishi haqidagi g'oyani rad etdi. Bundan tashqari, u bir hujayradan - urug'langan tuxumdan ko'p hujayrali hayvon organizmining shakllanishini, shuningdek, ko'p hujayrali hayvonlarning embrion rivojlanish bosqichlarining o'xshashligini isbotladi, bu ularning kelib chiqishi birligini taklif qildi. 19-asrning o'rtalarida to'plangan ma'lumotlar umumlashtirishni talab qildi, bu hujayra nazariyasiga aylandi. Biologiya o'zining shakllanishida nemis zoologi T. Shvann (1810-1882) ga qarzdor bo'lib, u o'zining shaxsiy ma'lumotlari va M. Shleydenning o'simliklarning rivojlanishi haqidagi xulosalariga asoslanib, agar yadro ostida ko'rinadigan har qanday shakllanishda yadro mavjud bo'lsa, degan taxminni ilgari surdi. mikroskop, keyin bu shakllanish hujayra hisoblanadi. Bu mezondan kelib chiqib, T. Shvann hujayra nazariyasining asosiy qoidalarini shakllantirdi.
Nemis shifokori va patologi R. Virxov (1821-1902) bu nazariyaga yana bir muhim jihatni kiritdi: hujayralar faqat asl hujayraning bo'linishi natijasida paydo bo'ladi, ya'ni hujayralar faqat hujayralardan hosil bo'ladi ("hujayradan hujayra").
Hujayra nazariyasi yaratilgandan beri organizmning tuzilishi, funktsiyasi va rivojlanishining birligi sifatida hujayra haqidagi ta'limot doimiy ravishda rivojlanib bordi. 19-asrning oxiriga kelib, mikroskopik texnologiyaning muvaffaqiyatlari tufayli hujayraning tuzilishi aniqlandi, organellalar - turli funktsiyalarni bajaradigan hujayra qismlari, yangi hujayralarni shakllantirish usullari (mitoz, meyoz) tasvirlangan. o'rganildi va irsiy xususiyatlarni uzatishda hujayra tuzilmalarining eng muhim ahamiyati aniq bo'ldi. Eng so'nggi dastur fizik va kimyoviy usullar tadqiqotlar bizga irsiy ma'lumotlarni saqlash va uzatish jarayonlarini chuqurroq o'rganishga, shuningdek, kashf qilishga imkon berdi. nozik tuzilish hujayra tuzilmalarining har biri. Bularning barchasi hujayra fanining mustaqil bilim sohasiga ajralishiga yordam berdi - sitologiya.
Organizmlarning hujayra tuzilishi, barcha organizmlar hujayralari tuzilishining o'xshashligi organik dunyo birligining asosi, tirik tabiatning qarindoshligidan dalolat beradi.
Bugungi kunda ma'lum bo'lgan barcha tirik organizmlar (o'simliklar, hayvonlar, zamburug'lar va bakteriyalar) hujayrali tuzilishga ega. Hatto hujayrali tuzilishga ega bo'lmagan viruslar ham faqat hujayralarda ko'payishi mumkin. Hujayra tirik mavjudotning elementar strukturaviy-funksional birligi bo'lib, u o'zining barcha ko'rinishlari, xususan, metabolizm va energiya almashinuvi, gomeostaz, o'sish va rivojlanish, ko'payish va qo'zg'aluvchanlik bilan tavsiflanadi. Shu bilan birga, irsiy ma'lumotlar saqlanadigan, qayta ishlanadigan va amalga oshiriladigan hujayralarda.
Hujayralarning barcha xilma-xilligiga qaramay, ular uchun strukturaviy reja bir xil: ularning barchasi o'z ichiga oladi irsiy apparatichiga singib ketgan sitoplazma, va uning atrofidagi hujayra plazma membranasi.
Hujayra organik dunyoning uzoq davom etgan evolyutsiyasi natijasida paydo bo'lgan. Hujayralarning ko'p hujayrali organizmga birlashishi oddiy yig'indi emas, chunki har bir hujayra tirik organizmga xos bo'lgan barcha xususiyatlarni saqlab qolgan holda, ma'lum bir funktsiyani bajarishi tufayli bir vaqtning o'zida yangi xususiyatlarga ega bo'ladi. Bir tomondan, ko'p hujayrali organizmni uning tarkibiy qismlariga - hujayralarga bo'lish mumkin, lekin boshqa tomondan, ularni qayta birlashtirish orqali butun organizmning funktsiyalarini tiklash mumkin emas, chunki faqat uning qismlari o'zaro ta'sirida. tizimda yangi xususiyatlar paydo bo'ladi. Bu tirik mavjudotlarni tavsiflovchi asosiy naqshlardan birini - diskret va yaxlitlikning birligini ochib beradi. Kichik o'lchamlar va sezilarli miqdordagi hujayralar ko'p hujayrali organizmlarda tez metabolizmni ta'minlash uchun zarur bo'lgan katta sirt maydonini yaratadi. Bundan tashqari, agar tananing bir qismi o'lsa, uning yaxlitligi hujayralarni ko'paytirish orqali tiklanishi mumkin. Hujayradan tashqarida irsiy ma'lumotni saqlash va uzatish, energiyani saqlash va uzatish, keyinchalik uni ishga aylantirish mumkin emas. Nihoyat, ko'p hujayrali organizmdagi hujayralar o'rtasida funktsiyalarning bo'linishi organizmlarning o'z muhitiga moslashishi uchun keng imkoniyatlar yaratdi va ularni tashkil qilishning murakkabligini oshirishning asosiy sharti edi.
Shunday qilib, barcha tirik organizmlar hujayralarining strukturaviy rejasining birligini o'rnatish Yerdagi barcha hayotning kelib chiqishi birligining isboti bo'lib xizmat qildi.
Hujayralarning xilma-xilligi. Prokaryotik va eukaryotik hujayralar. O'simliklar, hayvonlar, bakteriyalar, zamburug'lar hujayralarining qiyosiy tavsifi Hujayralarning xilma-xilligi
Hujayra nazariyasiga ko'ra, hujayra tirik mavjudotning barcha xususiyatlariga ega bo'lgan organizmlarning eng kichik strukturaviy va funktsional birligidir. Hujayralar soniga ko'ra organizmlar bir hujayrali va ko'p hujayralilarga bo'linadi. Bir hujayrali organizmlarning hujayralari mustaqil organizmlar sifatida mavjud bo'lib, tirik mavjudotlarning barcha funktsiyalarini bajaradi. Barcha prokaryotlar va bir qator eukariotlar (ko'p turdagi suv o'tlari, zamburug'lar va protozoa) bir hujayrali bo'lib, ular shakli va o'lchamlarining g'ayrioddiy xilma-xilligi bilan hayratga tushadi. Biroq, ko'pchilik organizmlar hali ham ko'p hujayrali. Ularning hujayralari ma'lum funktsiyalarni bajarishga ixtisoslashgan va to'qimalar va organlarni hosil qiladi, bu ularning morfologik xususiyatlariga ta'sir qilmaydi. Masalan, inson tanasi har xil shakl va o'lchamlarga ega bo'lgan taxminan 200 turdan iborat bo'lgan taxminan 10 14 hujayradan iborat.
Hujayralarning shakli yumaloq, silindrsimon, kubsimon, prizmatik, disksimon, shpindelsimon, yulduzsimon va boshqalar bo'lishi mumkin. Shunday qilib, tuxum dumaloq shaklga ega, epiteliy hujayralari silindrsimon, kubik va prizmatik shaklga ega, qizil qon hujayralari bor. bikonkav disk shakli, mushak to'qimalarining hujayralari shpindel shakliga ega va stellat - asab to'qimalarining hujayralari. Bir qator hujayralar umuman doimiy shaklga ega emas. Bularga, birinchi navbatda, qon leykotsitlari kiradi.
Hujayra o'lchamlari ham sezilarli darajada farq qiladi: ko'p hujayrali organizmning aksariyat hujayralari 10 dan 100 mikrongacha, eng kichiklari esa 2-4 mikronga ega. Pastki chegara hujayra hayotiy faoliyatni ta'minlash uchun minimal moddalar va tuzilmalarga ega bo'lishi kerakligi bilan bog'liq va juda katta hujayra hajmi atrof-muhit bilan moddalar va energiya almashinuviga xalaqit beradi, shuningdek, jarayonlarni murakkablashtiradi. gomeostazni saqlash. Biroq, ba'zi hujayralarni yalang'och ko'z bilan ko'rish mumkin. Avvalo, bularga tarvuz va olma mevalarining hujayralari, shuningdek, baliq va qushlarning tuxumlari kiradi. Hujayraning chiziqli o'lchamlaridan biri o'rtacha qiymatdan oshsa ham, qolganlarning hammasi normaga mos keladi. Masalan, neyron jarayoni uzunligi 1 m dan oshishi mumkin, ammo uning diametri hali ham o'rtacha qiymatga mos keladi. Hujayra hajmi va tana hajmi o'rtasida to'g'ridan-to'g'ri bog'liqlik yo'q. Shunday qilib, fil va sichqonchaning mushak hujayralari bir xil o'lchamda.
Prokaryotik va eukaryotik hujayralar
Yuqorida aytib o'tilganidek, hujayralar juda ko'p o'xshash funktsional xususiyatlarga ega va morfologik xususiyatlar. Ularning har biri unga botgan sitoplazmadan iborat irsiy apparat, va tashqi muhitdan ajratilgan plazma membranasi , yoki plazmalemma, bu metabolizm va energiya jarayoniga to'sqinlik qilmaydi. Membrananing tashqarisida hujayraning turli moddalardan iborat hujayra devori ham bo'lishi mumkin, bu hujayrani himoya qilish uchun xizmat qiladi va tashqi skeletning bir turi hisoblanadi.
Sitoplazma - bu hujayraning butun tarkibi bo'lib, plazma membranasi va genetik ma'lumotni o'z ichiga olgan struktura orasidagi bo'shliqni to'ldiradi. U asosiy moddadan iborat - gialoplazma- va unga botirilgan organellalar va inkluzyonlar. Organoidlar hujayraning muayyan funktsiyalarni bajaradigan doimiy tarkibiy qismlari, inklyuziyalar esa hujayraning hayoti davomida paydo bo'ladigan va yo'q bo'lib ketadigan, birinchi navbatda saqlash yoki chiqarish funktsiyalarini bajaradigan komponentlardir. Qo'shimchalar ko'pincha qattiq va suyuq bo'linadi. Qattiq qo'shimchalar asosan granulalar bilan ifodalanadi va har xil tabiatga ega bo'lishi mumkin, vakuolalar va yog' tomchilari esa suyuq birikmalar hisoblanadi.
Hozirgi vaqtda hujayra tuzilishining ikkita asosiy turi mavjud: prokaryotik va eukaryotik.
Prokaryotik hujayraning yadrosi yo'q, uning genetik ma'lumotlari sitoplazmadan membranalar bilan ajratilmagan.
Prokaryotik hujayrada irsiy ma'lumot saqlanadigan sitoplazma hududi deyiladi. nukleoid. Prokaryotik hujayralar sitoplazmasida asosan bir turdagi organellalar - ribosomalar mavjud bo'lib, membranalar bilan o'ralgan organellalar butunlay yo'q. Bakteriyalar prokaryotlardir.
Eukaryotik hujayra - rivojlanish bosqichlaridan kamida bittasi bo'lgan hujayra yadro- DNK joylashgan maxsus tuzilma.
Eukaryotik hujayralar sitoplazmasi membrana va membrana bo'lmagan organellalarning sezilarli xilma-xilligi bilan ajralib turadi. Eukaryotik organizmlarga o'simliklar, hayvonlar va zamburug'lar kiradi. Prokaryotik hujayralar hajmi odatda eukaryotik hujayralar hajmidan kichikroq bo'ladi. Aksariyat prokaryotlar bir hujayrali organizmlar, eukariotlar esa ko'p hujayrali.
O'simliklar, hayvonlar, bakteriyalar va zamburug'lar hujayralari tuzilishining qiyosiy tavsifi
O'simliklar, hayvonlar, zamburug'lar va bakteriyalar hujayralari prokariot va eukariotlarga xos xususiyatlardan tashqari, bir qator xususiyatlarga ega. Shunday qilib, o'simlik hujayralari o'ziga xos organellalarni o'z ichiga oladi - xloroplastlar, bu ularning fotosintez qilish qobiliyatini belgilaydi, ammo bu organellalar boshqa organizmlarda topilmaydi. Albatta, bu boshqa organizmlarning fotosintezga qodir emasligini anglatmaydi, chunki, masalan, bakteriyalarda u plazma membranasi va sitoplazmadagi alohida membrana pufakchalari invaginatsiyasida sodir bo'ladi.
O'simlik hujayralarida, qoida tariqasida, hujayra sharbati bilan to'ldirilgan katta vakuolalar mavjud. Ular hayvonlar, zamburug'lar va bakteriyalar hujayralarida ham uchraydi, lekin butunlay boshqacha kelib chiqishi va turli funktsiyalarni bajaradi. O'simliklarda qattiq qo'shimchalar shaklida topilgan asosiy zahira moddasi kraxmal, hayvonlar va qo'ziqorinlarda glikogen, bakteriyalarda esa glikogen yoki volutindir.
Yana bitta belgi organizmlarning bu guruhlaridan sirt apparatining tashkil etilishi: hayvon organizmlari hujayralarida hujayra devori yo'q, ularning plazma membranasi faqat yupqa glikokaliks bilan qoplangan, qolganlari esa bor. Bu butunlay tushunarli, chunki hayvonlarning ovqatlanishi fagotsitoz jarayonida oziq-ovqat zarralarini ushlash bilan bog'liq va hujayra devorining mavjudligi ularni bu imkoniyatdan mahrum qiladi. Hujayra devorini tashkil etuvchi moddaning kimyoviy tabiati har xil turli guruhlar tirik organizmlar: agar o'simliklarda tsellyuloza bo'lsa, zamburug'larda u xitin, bakteriyalarda esa mureindir. Qiyosiy xususiyatlar o'simliklar, hayvonlar, zamburug'lar va bakteriyalar hujayralarining tuzilishi
| Imzo | Bakteriyalar | Hayvonlar | Qo'ziqorinlar | O'simliklar |
| Oziqlantirish usuli | Geterotrof yoki avtotrof | Geterotrof | Geterotrof | Avtotrof |
| Irsiy axborotni tashkil etish | Prokaryotlar | Eukariotlar | Eukariotlar | Eukariotlar |
| DNKning lokalizatsiyasi | Nukleoidlar, plazmidlar | Yadro, mitoxondriya | Yadro, mitoxondriya | Yadro, mitoxondriya, plastidalar |
| Plazma membranasi | Ovqatlang | Ovqatlang | Ovqatlang | Ovqatlang |
| Hujayra devori | Mureinovaya | — | Xitli | Pulpa |
| Sitoplazma | Ovqatlang | Ovqatlang | Ovqatlang | Ovqatlang |
| Organoidlar | Ribosomalar | Membran va membrana bo'lmagan, shu jumladan hujayra markazi | Membrana va membrana bo'lmagan | Membran va membrana bo'lmagan, shu jumladan plastidlar |
| Harakat organoidlari | Flagella va villi | Flagella va siliya | Flagella va siliya | Flagella va siliya |
| Vakuolalar | Kamdan-kam hollarda | Qisqartiruvchi, ovqat hazm qilish | Ba'zan | Hujayra shirasi bo'lgan markaziy vakuola |
| Qo'shimchalar | Glikogen, volutin | Glikogen | Glikogen | Kraxmal |
Tirik tabiatning turli qirolliklari vakillarining hujayralari tuzilishidagi farqlar rasmda ko'rsatilgan.
Hujayraning kimyoviy tarkibi. Makro va mikroelementlar. Hujayrani tashkil etuvchi noorganik va organik moddalar (oqsillar, nuklein kislotalar, uglevodlar, lipidlar, ATP) tuzilishi va funktsiyalari o'rtasidagi bog'liqlik. Kimyoviy moddalarning hujayra va inson organizmidagi roli
Hujayraning kimyoviy tarkibi
Ko'pgina kimyoviy elementlar tirik organizmlarda topilgan Davriy jadval D.I.Mendeleyevning hozirgi kungacha kashf etilgan elementlari. Bir tomondan, ular jonsiz tabiatda topilmaydigan biron bir elementni o'z ichiga olmaydi, ikkinchi tomondan, ularning jonsiz tabiatdagi va tirik organizmlardagi kontsentratsiyasi sezilarli darajada farq qiladi.
Bular kimyoviy elementlar noorganik va organik moddalar hosil qiladi. Tirik organizmlar hukmron bo'lishiga qaramasdan noorganik moddalar, ularning kimyoviy tarkibi va umuman hayot hodisasining o'ziga xosligini aniqlaydigan organik moddalardir, chunki ular asosan hayot jarayonida organizmlar tomonidan sintezlanadi va reaktsiyalarda muhim rol o'ynaydi.
Fan organizmlarning kimyoviy tarkibini va ularda sodir bo'ladigan kimyoviy reaktsiyalarni o'rganadi. biokimyo.
Shuni ta'kidlash kerakki, turli hujayralar va to'qimalarda kimyoviy moddalarning tarkibi sezilarli darajada farq qilishi mumkin. Masalan, hayvon hujayralarida organik birikmalar orasida oqsillar ustun bo'lsa, o'simlik hujayralarida uglevodlar ustunlik qiladi.
| Kimyoviy element | Yer qobig'i | dengiz suvi | Tirik organizmlar |
| O | 49.2 | 85.8 | 65-75 |
| C | 0.4 | 0.0035 | 15-18 |
| H | 1.0 | 10.67 | 8-10 |
| N | 0.04 | 0.37 | 1.5-3.0 |
| P | 0.1 | 0.003 | 0.20-1.0 |
| S | 0.15 | 0.09 | 0.15-0.2 |
| K | 2.35 | 0.04 | 0.15-0.4 |
| Ca | 3.25 | 0.05 | 0.04-2.0 |
| Cl | 0.2 | 0.06 | 0.05-0.1 |
| Mg | 2.35 | 0.14 | 0.02-0.03 |
| Na | 2.4 | 1.14 | 0.02-0.03 |
| Fe | 4.2 | 0.00015 | 0.01-0.015 |
| Zn | < 0.01 | 0.00015 | 0.0003 |
| Cu | < 0.01 | < 0.00001 | 0.0002 |
| I | < 0.01 | 0.000015 | 0.0001 |
| F | 0.1 | 2.07 | 0.0001 |
Makro va mikroelementlar
Tirik organizmlarda 80 ga yaqin kimyoviy elementlar mavjud, ammo bu elementlardan faqat 27 tasi hujayra va organizmda o'z funktsiyalarini o'rnatgan. Qolgan elementlar oz miqdorda mavjud va, ehtimol, oziq-ovqat, suv va havo bilan tanaga kiradi. Tanadagi kimyoviy elementlarning tarkibi sezilarli darajada farq qiladi. Konsentratsiyasiga qarab ular makroelementlar va mikroelementlarga bo'linadi.
Har birining kontsentratsiyasi makronutrientlar organizmda 0,01% dan oshadi va ularning umumiy miqdori 99% ni tashkil qiladi. Makroelementlarga kislorod, uglerod, vodorod, azot, fosfor, oltingugurt, kaliy, kaltsiy, natriy, xlor, magniy va temir kiradi. Ro'yxatda keltirilgan elementlarning dastlabki to'rttasi (kislorod, uglerod, vodorod va azot) ham deyiladi. organogen, chunki ular asosiy organik birikmalarning bir qismidir. Fosfor va oltingugurt, shuningdek, oqsillar va nuklein kislotalar kabi bir qator organik moddalarning tarkibiy qismidir. Fosfor suyaklar va tishlarning shakllanishi uchun zarurdir.
Qolgan makroelementlarsiz tananing normal ishlashi mumkin emas. Shunday qilib, kaliy, natriy va xlor hujayralarni qo'zg'atish jarayonlarida ishtirok etadi. Kaliy ko'plab fermentlarning ishlashi va hujayradagi suvni ushlab turishi uchun ham zarur. Kaltsiy o'simliklar, suyaklar, tishlar va mollyuskalarning hujayra devorlarida joylashgan bo'lib, mushak hujayralari qisqarishi va hujayra ichidagi harakat uchun zarurdir. Magniy xlorofillning tarkibiy qismi bo'lib, fotosintez sodir bo'lishiga imkon beruvchi pigmentdir. U oqsil biosintezida ham ishtirok etadi. Temir, qondagi kislorodni olib yuruvchi gemoglobinning bir qismi bo'lishdan tashqari, nafas olish va fotosintez jarayonlari, shuningdek, ko'plab fermentlarning ishlashi uchun zarurdir.
Mikroelementlar organizmda 0,01% dan kam konsentratsiyalarda bo'ladi va ularning hujayradagi umumiy konsentratsiyasi 0,1% ga etmaydi. Mikroelementlarga rux, mis, marganets, kobalt, yod, ftor va boshqalar kiradi.Rink oshqozon osti bezi gormoni insulin molekulasining bir qismidir, mis fotosintez va nafas olish jarayonlari uchun zarur. Kobalt B12 vitaminining tarkibiy qismi bo'lib, uning etishmasligi anemiyaga olib keladi. Yod normal metabolizmni ta'minlaydigan qalqonsimon gormonlar sintezi uchun zarurdir va ftorid tish emalining shakllanishi bilan bog'liq.
Makro va mikroelementlarning etishmasligi ham, ortiqcha bo'lishi yoki metabolizmining buzilishi ham rivojlanishiga olib keladi. turli kasalliklar. Xususan, kaltsiy va fosfor etishmasligi raxitni, azot etishmovchiligi kuchli oqsil etishmovchiligini, temir etishmasligi anemiyani, yod etishmasligi qalqonsimon bez gormonlarining shakllanishini buzadi va metabolizm tezligini kamaytiradi. Suv va oziq-ovqatdan ftoridni iste'mol qilishning kamayishi asosan tish emalining yangilanishining buzilishini va natijada kariyesga moyilligini aniqlaydi. Qo'rg'oshin deyarli barcha organizmlar uchun zaharli hisoblanadi. Uning ortiqcha bo'lishi miya va markaziy asab tizimiga tuzatib bo'lmaydigan zarar etkazadi, bu ko'rish va eshitishning yo'qolishi, uyqusizlik, buyrak etishmovchiligi, tutilishlar, shuningdek, falaj va saraton kabi kasalliklarga olib kelishi mumkin. O'tkir qo'rg'oshin zaharlanishi to'satdan gallyutsinatsiyalar bilan kechadi va koma va o'lim bilan tugaydi.
Makro va mikroelementlarning etishmasligi oziq-ovqat va ichimlik suvida ularning miqdorini oshirish, shuningdek, qabul qilish orqali qoplanishi mumkin. dorilar. Shunday qilib, yod dengiz mahsulotlari va yodlangan tuzda, kaltsiy tuxum qobig'ida va boshqalarda mavjud.
Hujayrani tashkil etuvchi noorganik va organik moddalar (oqsillar, nuklein kislotalar, uglevodlar, lipidlar, ATP) tuzilishi va funktsiyalari o'rtasidagi bog'liqlik. Kimyoviy moddalarning hujayra va inson organizmidagi roli
Noorganik moddalar
Hujayraning kimyoviy elementlari turli xil birikmalar hosil qiladi - noorganik va organik. Hujayraning noorganik moddalariga suv, mineral tuzlar, kislotalar va boshqalar, organik moddalarga esa oqsillar, nuklein kislotalar, uglevodlar, lipidlar, ATP, vitaminlar va boshqalar kiradi.
Suv(H 2 O) hujayraning eng keng tarqalgan noorganik moddasi bo'lib, u noyob fizik-kimyoviy xususiyatlarga ega. Uning ta'mi, rangi va hidi yo'q. Barcha moddalarning zichligi va yopishqoqligi suv yordamida baholanadi. Ko'pgina boshqa moddalar singari, suv uchta agregat holatida bo'lishi mumkin: qattiq (muz), suyuq va gazsimon (bug'). Suvning erish nuqtasi $0°$S, qaynash temperaturasi $100°$S, ammo boshqa moddalarning suvda erishi bu xususiyatlarni oʻzgartirishi mumkin. Suvning issiqlik sig'imi ham ancha yuqori - 4200 kJ/mol K, bu esa unga termoregulyatsiya jarayonlarida qatnashish imkoniyatini beradi. Suv molekulasida vodorod atomlari $105 °$ burchak ostida joylashgan bo'lib, umumiy elektron juftlari ko'proq elektromanfiy kislorod atomi tomonidan tortib olinadi. Bu suv molekulalarining dipol xususiyatlarini (bir uchi musbat zaryadlangan, ikkinchisi manfiy zaryadlangan) va suv molekulalari o'rtasida vodorod aloqalarining paydo bo'lish imkoniyatini aniqlaydi. Suv molekulalarining birlashishi sirt tarangligi, kapillyarlik va suvning universal erituvchi sifatida xossalari fenomeni asosida yotadi. Natijada, barcha moddalar suvda eriydigan (gidrofil) va unda erimaydigan (gidrofobik) moddalarga bo'linadi. Ushbu noyob xususiyatlar tufayli suv Yerdagi hayotning asosiga aylanganligi oldindan belgilab qo'yilgan.
Tana hujayralaridagi o'rtacha suv miqdori har xil va yoshga qarab o'zgarishi mumkin. Shunday qilib, bir yarim oylik inson embrionida hujayralardagi suv miqdori 97,5% ga, sakkiz oylik bolada - 83% ga etadi, yangi tug'ilgan chaqaloqda esa 74% gacha kamayadi. kattalar uchun bu o'rtacha 66% ni tashkil qiladi. Biroq, tana hujayralari suv tarkibida farq qiladi. Shunday qilib, suyaklarda taxminan 20% suv, jigarda - 70% va miyada - 86% mavjud. Umuman olganda, shunday deyish mumkin hujayralardagi suv konsentratsiyasi metabolizm tezligiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir.
Mineral tuzlar erigan yoki erimagan holatda bo'lishi mumkin. Eriydigan tuzlar ionlarga - kationlarga va anionlarga ajraladi. Eng muhim kationlar kaliy va natriy ionlari bo'lib, ular membrana bo'ylab moddalarni o'tkazishni osonlashtiradi va nerv impulslarining paydo bo'lishi va o'tkazilishida ishtirok etadi; shuningdek, mushak tolalari qisqarishi va qon ivishi jarayonlarida ishtirok etadigan kaltsiy ionlari; xlorofillning bir qismi bo'lgan magniy; bir qator oqsillarning, shu jumladan gemoglobinning bir qismi bo'lgan temir. Eng muhim anionlar ATP va nuklein kislotalarning bir qismi bo'lgan fosfat anioni va atrof-muhitning pH tebranishlarini yumshatuvchi karbonat kislota qoldig'idir. Mineral tuzlarning ionlari suvning o'zini hujayra ichiga kirib borishini va uning ichida saqlanishini ta'minlaydi. Agar atrof-muhitdagi tuz konsentratsiyasi hujayradagidan past bo'lsa, suv hujayra ichiga kiradi. Ionlar, shuningdek, sitoplazmaning buferlik xususiyatlarini, ya'ni hujayrada doimiy ravishda kislotali va ishqoriy mahsulotlar hosil bo'lishiga qaramay, sitoplazmaning bir oz ishqoriy pH qiymatini doimiy ushlab turish qobiliyatini aniqlaydi.
Erimaydigan tuzlar(CaCO 3, Ca 3 (PO 4) 2 va boshqalar) bir hujayrali va ko'p hujayrali hayvonlarning suyaklari, tishlari, qobig'i va qobig'ining bir qismidir.
Bundan tashqari, organizmlar kislotalar va oksidlar kabi boshqa noorganik birikmalarni ham ishlab chiqishi mumkin. Shunday qilib, odam oshqozonining parietal hujayralari ovqat hazm qilish fermenti pepsinni faollashtiradigan xlorid kislotasini ishlab chiqaradi va kremniy oksidi otquloqlarning hujayra devorlariga kirib, diatomlarning qobig'ini hosil qiladi. So'nggi yillarda azot oksidi (II) ning hujayralar va organizmdagi signalizatsiyadagi roli ham o'rganildi.
Organik moddalar
Hujayra organik moddalarining umumiy tavsifi
Hujayraning organik moddalari nisbatan oddiy molekulalar va murakkabroq molekulalar bilan ifodalanishi mumkin. Murakkab molekula (makromolekula) sezilarli miqdordagi takrorlanuvchi oddiy molekulalardan hosil bo'lgan hollarda, u deyiladi. polimer, va tarkibiy birliklar - monomerlar. Polimer birliklarining takrorlanishi yoki takrorlanmasligiga qarab, ular quyidagicha tasniflanadi muntazam yoki tartibsiz. Polimerlar hujayraning quruq moddalari massasining 90% ni tashkil qiladi. Ular organik birikmalarning uchta asosiy sinfiga kiradi - uglevodlar (polisaxaridlar), oqsillar va nuklein kislotalar. Polisaxaridlar muntazam polimerlar, oqsillar va nuklein kislotalar esa tartibsizdir. Oqsillar va nuklein kislotalarda monomerlarning ketma-ketligi juda muhim, chunki ular axborot funktsiyasini bajaradilar.
Uglevodlar
Uglevodlar- Bu organik birikmalar bo'lib, ular asosan uchta kimyoviy elementni - uglerod, vodorod va kislorodni o'z ichiga oladi, garchi bir qator uglevodlar tarkibida azot yoki oltingugurt ham mavjud. Uglevodlarning umumiy formulasi C m (H 2 O) n. Ular oddiy va murakkab uglevodlarga bo'linadi.
Oddiy uglevodlar (monosaxaridlar) oddiyroqlarga bo'linib bo'lmaydigan bitta shakar molekulasini o'z ichiga oladi. Bu kristall moddalar, ta'mi shirin va suvda yaxshi eriydi. Monosaxaridlar hujayra metabolizmida faol ishtirok etadi va murakkab uglevodlar - oligosakkaridlar va polisaxaridlar tarkibiga kiradi.
Monosaxaridlar uglerod atomlari soniga qarab tasniflanadi (C 3 -C 9), masalan, pentozlar(C 5) va geksozalar(C 6). Pentozalarga riboza va deoksiriboza kiradi. Riboza RNK va ATP tarkibiga kiradi. Deoksiriboza DNK ning tarkibiy qismidir. Geksozalar (C 6 H 12 O 6) glyukoza, fruktoza, galaktoza va boshqalar. Glyukoza(uzum shakari) barcha organizmlarda, shu jumladan inson qonida ham mavjud, chunki u energiya zahirasi hisoblanadi. U ko'plab murakkab shakarlarning bir qismidir: saxaroza, laktoza, maltoza, kraxmal, tsellyuloza va boshqalar. Fruktoza(meva shakari) eng yuqori konsentratsiyalarda meva, asal va qand lavlagi ildizlarida uchraydi. U nafaqat metabolik jarayonlarda faol ishtirok etadi, balki saxaroza va insulin kabi ba'zi polisakkaridlarning bir qismidir.
Aksariyat monosaxaridlar folga suyuqligi (mis (II) sulfat va kaliy natriy tartrat eritmalari aralashmasi) qo'shilganda va qaynatilganda kumush oyna reaktsiyasini berishga va misni kamaytirishga qodir.
TO oligosakkaridlar bir nechta monosaxarid qoldiqlaridan hosil bo'lgan uglevodlarni o'z ichiga oladi. Ular odatda suvda yaxshi eriydi va ta'mi shirin. Bu qoldiqlarning soniga qarab disaxaridlar (ikki qoldiq), trisaxaridlar (uch) va boshqalar ajratiladi. saxaroza(lavlagi yoki qamish shakar) glyukoza va fruktoza qoldiqlaridan iborat bo'lib, u ba'zi o'simliklarning saqlash organlarida uchraydi. Ayniqsa, qand lavlagi va qand qamishining ildiz ekinlarida saxaroza ko‘p bo‘lib, ular sanoatda olinadi. U uglevodlarning shirinligi uchun standart bo'lib xizmat qiladi. Laktoza, yoki sut shakar, glyukoza va galaktoza qoldiqlaridan hosil bo'lgan, ona va sigir sutida uchraydi. maltoza(solod shakar) ikkita glyukoza birligidan iborat. U o'simlik urug'ida polisaxaridlarning parchalanishi paytida hosil bo'ladi va ovqat hazm qilish tizimi inson, pivo ishlab chiqarishda ishlatiladi.
Polisaxaridlar monomerlari mono- yoki disaxarid qoldiqlari bo'lgan biopolimerlar. Aksariyat polisaxaridlar suvda erimaydi va shakarsiz ta'mga ega. Bularga kraxmal, glikogen, tsellyuloza va xitin kiradi. Kraxmal- bu oq kukunli modda bo'lib, u suv bilan namlanmaydi, lekin qaynatilganda hosil bo'ladi issiq suv suspenziya - pasta. Haqiqatda kraxmal ikkita polimerdan iborat - kamroq tarvaqaylab ketgan amiloza va ko'proq shoxlangan amilopektin (2.9-rasm). Amiloza va amilopektinning monomeri glyukozadir. Kraxmal o'simliklarning asosiy saqlovchi moddasi bo'lib, u o'simliklarning urug'lari, mevalari, ildizlari, ildizpoyalari va boshqa saqlash organlarida juda ko'p miqdorda to'planadi. Kraxmalga sifatli reaktsiya yod bilan reaktsiya bo'lib, unda kraxmal ko'k-binafsha rangga aylanadi.
Glikogen(hayvon kraxmal) - hayvonlar va qo'ziqorinlarning zahira polisaxaridi bo'lib, u odamlarda mushaklar va jigarda eng ko'p miqdorda to'planadi. U suvda ham erimaydi va shirin ta'mga ega emas. Glikogenning monomeri glyukozadir. Kraxmal molekulalari bilan solishtirganda, glikogen molekulalari yanada tarvaqaylab ketgan.
Tsellyuloza, yoki tola, o'simliklarning asosiy qo'llab-quvvatlovchi polisaxarididir. Tsellyulozaning monomeri glyukoza hisoblanadi. Tarmoqlanmagan tsellyuloza molekulalari o'simlik hujayra devorlarining bir qismini tashkil etuvchi to'plamlarni hosil qiladi. Tsellyuloza yog'ochning asosi bo'lib, u qurilishda, to'qimachilik, qog'oz, spirt va ko'plab organik moddalar ishlab chiqarishda ishlatiladi. Tsellyuloza kimyoviy jihatdan inert va kislotalarda ham, ishqorlarda ham erimaydi. Shuningdek, u insonning ovqat hazm qilish tizimidagi fermentlar tomonidan parchalanmaydi, lekin uning hazm bo'lishi katta ichakdagi bakteriyalar tomonidan osonlashadi. Bundan tashqari, tolalar oshqozon-ichak trakti devorlarining qisqarishini rag'batlantiradi, uning faoliyatini yaxshilashga yordam beradi.
Chitin monomeri azot o'z ichiga olgan monosaxarid bo'lgan polisaxariddir. U qo'ziqorin va artropod qobig'ining hujayra devorlarining bir qismidir. Insonning ovqat hazm qilish tizimida xitinni hazm qilish uchun ferment yo'q, faqat ba'zi bakteriyalar mavjud.
Uglevodlarning funktsiyalari. Uglevodlar hujayrada plastik (qurilish), energiya, saqlash va qo'llab-quvvatlash funktsiyalarini bajaradi. Ular o'simliklar va zamburug'larning hujayra devorlarini hosil qiladi. 1 g uglevodlarning parchalanishining energiya qiymati 17,2 kJ ni tashkil qiladi. Glyukoza, fruktoza, saxaroza, kraxmal va glikogen saqlovchi moddalardir. Uglevodlar, ayniqsa, hujayra membranalarida glikolipidlar va glikoproteinlar hosil qiluvchi murakkab lipidlar va oqsillarning bir qismi bo'lishi mumkin. Uglevodlarning hujayralararo tanib olish va tashqi muhit signallarini idrok etishdagi roli bundan kam emas, chunki ular glikoproteinlarning bir qismi sifatida retseptorlar sifatida ishlaydi.
Lipidlar
Lipidlar hidrofobik xususiyatlarga ega past molekulyar og'irlikdagi moddalarning kimyoviy jihatdan heterojen guruhidir. Bu moddalar suvda erimaydi va unda emulsiyalar hosil qiladi, lekin organik erituvchilarda yaxshi eriydi. Lipidlar teginish uchun yog'li, ularning ko'pchiligi qog'ozda quruq bo'lmagan xarakterli izlarni qoldiradi. Proteinlar va uglevodlar bilan birgalikda ular hujayralarning asosiy tarkibiy qismlaridan biridir. Turli hujayralardagi lipidlarning tarkibi bir xil emas, ayniqsa, ba'zi o'simliklarning urug'lari va mevalarida, jigarda, yurakda va qonda juda ko'p.
Molekula tuzilishiga ko'ra lipidlar oddiy va murakkablarga bo'linadi. TO oddiy Lipidlarga neytral lipidlar (yog'lar), mumlar va steroidlar kiradi. Kompleks lipidlar boshqa, lipid bo'lmagan komponentni ham o'z ichiga oladi. Ulardan eng muhimlari fosfolipidlar, glikolipidlar va boshqalardir.
Yog'lar uch atomli spirt glitserin va yuqori yog'li kislotalarning esterlari. Ko'pgina yog'li kislotalar 14-22 uglerod atomini o'z ichiga oladi. Ular orasida to'yingan va to'yinmagan, ya'ni qo'sh bog'lanish mavjud. Eng keng tarqalgan to'yingan yog' kislotalari palmitik va stearik, eng keng tarqalgan to'yinmagan yog'li kislotalar esa oleykdir. Ba'zi to'yinmagan yog'li kislotalar inson organizmida sintez qilinmaydi yoki etarli miqdorda sintez qilinmaydi va shuning uchun zarurdir. Glitserin qoldiqlari hidrofilik "boshlar", yog 'kislotalari qoldiqlari esa hidrofobik "dumlar" hosil qiladi.
Yog'lar birinchi navbatda hujayralarda saqlash funktsiyasini bajaradi va energiya manbai bo'lib xizmat qiladi. Teri osti yog 'to'qimalari ularga boy bo'lib, zarbani yutuvchi va issiqlik izolyatsion funktsiyalarni bajaradi va suv hayvonlarida ular ham suzuvchanlikni oshiradi. O'simlik yog'lari ko'pincha to'yinmagan yog'li kislotalarni o'z ichiga oladi, buning natijasida ular suyuq va deyiladi. yog'lar. Yog'lar kungaboqar, soya, kolza va boshqalar kabi ko'plab o'simliklarning urug'larida mavjud.
Mumlar- Bu yog 'kislotalari va yog'li spirtlarning esterlari va aralashmalari. O'simliklarda ular barg yuzasida bug'lanishdan, patogenlarning kirib borishidan va hokazolardan himoya qiluvchi plyonka hosil qiladi.Bir qator hayvonlarda ular tanani qoplaydi yoki asal qoliplarini qurish uchun xizmat qiladi.
TO steroidlar Bularga hujayra membranalarining muhim tarkibiy qismi bo'lgan xolesterin kabi lipidlar, shuningdek jinsiy gormonlar estradiol, testosteron, D vitamini va boshqalar kiradi.
Fosfolipidlar, glitserin va yog 'kislotasi qoldiqlaridan tashqari, ortofosforik kislota qoldig'ini o'z ichiga oladi. Ular hujayra membranalarining bir qismi bo'lib, ularning to'siq xususiyatlarini ta'minlaydi.
Glikolipidlar ham membranalarning tarkibiy qismidir, lekin ularning tarkibi unchalik katta emas. Glikolipidlarning lipid bo'lmagan qismi uglevodlardir.
Lipidlarning funktsiyalari. Lipidlar hujayrada plastik (konstruksiya), energiya, saqlash, himoya, chiqarish va tartibga solish funktsiyalarini bajaradilar, ular vitaminlardir. Bu hujayra membranalarining muhim tarkibiy qismidir. 1 g lipidlar parchalanganda 38,9 kJ energiya ajralib chiqadi. Ular o'simliklar va hayvonlarning turli organlarida saqlanadi. Bundan tashqari, teri osti yog 'to'qimasi ichki organlarni gipotermiya yoki haddan tashqari issiqlikdan, shuningdek zarbadan himoya qiladi. Lipidlarning tartibga solish funktsiyasi ularning ba'zilari gormonlar bo'lganligi bilan bog'liq. Hasharotlarning yog'li tanasi chiqarib yuborish uchun xizmat qiladi.
Sincaplar
Sincaplar- Bu yuqori molekulyar birikmalar, biopolimerlar bo'lib, ularning monomerlari peptid bog'lari bilan bog'langan aminokislotalardir.
Aminokislotalar aminokislota, karboksil guruhi va radikalga ega bo'lgan organik birikmalar deyiladi. Hammasi bo'lib tabiatda 200 ga yaqin aminokislotalar mavjud bo'lib, ular radikallar va funktsional guruhlarning o'zaro joylashishi bilan farqlanadi, ammo ulardan faqat 20 tasi oqsillarning bir qismi bo'lishi mumkin. Ushbu aminokislotalar deyiladi proteinogen.
Afsuski, barcha proteinogen aminokislotalarni inson tanasida sintez qilish mumkin emas, shuning uchun ular almashtiriladigan va muhim bo'linadi. Muhim bo'lmagan aminokislotalar inson organizmida kerakli miqdorda hosil bo'ladi va almashtirib bo'lmaydigan- Yo'q. Ular oziq-ovqat bilan ta'minlanishi kerak, ammo ichak mikroorganizmlari tomonidan qisman sintezlanishi mumkin. 8 ta to'liq ajralmas aminokislotalarga valin, izolösin, leysin, lizin, metionin, treonin, triptofan va fenilalanin kiradi. Mutlaqo barcha proteinogen aminokislotalar o'simliklarda sintezlanishiga qaramay, o'simlik oqsillari to'liq emas, chunki ular to'liq aminokislotalarni o'z ichiga olmaydi va o'simliklarning vegetativ qismlarida oqsil mavjudligi kamdan-kam hollarda massaning 1-2% dan oshadi. . Shuning uchun nafaqat o'simlik, balki hayvonlarning oqsillarini ham iste'mol qilish kerak.
Peptid bog'lari bilan bog'langan ikkita aminokislotalarning ketma-ketligi deyiladi dipeptid, uchtadan - tripeptid Peptidlar orasida gormonlar (oksitotsin, vazopressin), antibiotiklar va boshqalar kabi muhim birikmalar mavjud. Yigirmadan ortiq aminokislotalardan iborat zanjir deyiladi. polipeptid, va 60 dan ortiq aminokislota qoldiqlarini o'z ichiga olgan polipeptidlar oqsillardir.
Proteinning strukturaviy tashkiliy darajalari. Proteinlar birlamchi, ikkilamchi, uchinchi va to'rtlamchi tuzilishga ega bo'lishi mumkin.
Birlamchi protein tuzilishi- Bu aminokislotalarning chiziqli ketma-ketligi peptid bog'i bilan bog'langan. Birlamchi struktura oxir-oqibat oqsilning o'ziga xosligini va uning o'ziga xosligini aniqlaydi, chunki agar biz o'rtacha proteinda 500 ta aminokislota qoldig'i mavjud deb hisoblasak, unda mumkin bo'lgan birikmalar soni 20500 ni tashkil qiladi, shuning uchun kamida bitta aminokislota joylashuvining o'zgarishi birlamchi tuzilishdagi kislota ikkilamchi va yuqori tuzilmalarni, shuningdek, umuman oqsilning xususiyatlarini o'zgartirishga olib keladi.
Proteinning strukturaviy xususiyatlari uning fazoviy joylashishini - ikkilamchi va uchinchi darajali tuzilmalarning paydo bo'lishini belgilaydi.
Ikkilamchi tuzilma shakldagi oqsil molekulasining fazoviy joylashuvini ifodalaydi spirallar yoki burmalar, spiral yoki burmalarning turli burilishlaridagi peptid guruhlarining kislorod va vodorod atomlari orasidagi vodorod aloqalari bilan tutiladi. Ko'pgina oqsillar ikkilamchi tuzilishga ega bo'lgan ko'proq yoki kamroq uzun hududlarni o'z ichiga oladi. Bular, masalan, soch va tirnoqlarning keratinlari, ipak fibroinlari.
Uchinchi darajali tuzilish sincap ( sharsimon) shuningdek, hidrofobik, vodorod, disulfid (S-S) va boshqa aloqalar bilan birga tutilgan polipeptid zanjirining fazoviy joylashuvi shaklidir. Bu mushak miyoglobini kabi tanadagi aksariyat oqsillarga xosdir.
To'rtlamchi tuzilish- eng murakkab, asosan uchinchi darajali (gidrofobik, ion va vodorod) bilan bir xil bog'lanishlar bilan bog'langan bir nechta polipeptid zanjirlari, shuningdek boshqa zaif o'zaro ta'sirlar. To'rtlamchi tuzilish gemoglobin, xlorofill va boshqalar kabi bir nechta oqsillarga xosdir.
Molekulaning shakliga qarab ular ajralib turadi fibrillar Va sharsimon oqsillar. Ulardan birinchisi cho'zilgan, masalan, biriktiruvchi to'qimalarning kollagenlari yoki soch va tirnoqlarning keratinlari. Globulyar oqsillar mushak miyoglobini kabi to'p (globula) shakliga ega.
Oddiy va murakkab oqsillar. Proteinlar bo'lishi mumkin oddiy Va murakkab. Oddiy oqsillar faqat aminokislotalardan iborat, holbuki murakkab oqsillar (lipoproteinlar, xromoproteinlar, glikoproteinlar, nukleoproteinlar va boshqalar) oqsil va oqsil bo'lmagan qismlarni o'z ichiga oladi. Xromoproteinlar rangli oqsil bo'lmagan qismini o'z ichiga oladi. Bularga gemoglobin, miyoglobin, xlorofill, sitoxromlar va boshqalar kiradi.Demak, gemoglobin tarkibida globin oqsilining to'rtta polipeptid zanjirining har biri oqsil bo'lmagan qism - gem bilan bog'langan bo'lib, uning markazida temir mavjud. ion, bu gemoglobinga qizil rang beradi. Protein bo'lmagan qism lipoproteinlar lipid hisoblanadi va glikoproteinlar- uglevod. Lipoproteinlar ham, glikoproteinlar ham hujayra membranalarining bir qismidir. Nukleoproteinlar oqsillar va nuklein kislotalarning (DNK va RNK) komplekslari. Ular irsiy ma'lumotlarni saqlash va uzatish jarayonlarida eng muhim funktsiyalarni bajaradilar.
Proteinlarning xossalari. Ko'pgina oqsillar suvda yaxshi eriydi, lekin faqat tuzlar, ishqorlar, kislotalar yoki organik erituvchilar eritmalarida eriydiganlar ham bor. Protein molekulasining tuzilishi va uning funktsional faolligi atrof-muhit sharoitlariga bog'liq. Oqsil molekulasining birlamchi tuzilishini saqlab qolgan holda tuzilishini yo'qotish deyiladi denaturatsiya.
Denaturatsiya harorat, pH, atmosfera bosimi, kislotalar, gidroksidi, tuzlar ta'siri ostida og'ir metallar, organik erituvchilar va boshqalar Ikkilamchi va yuqori tuzilmalarni tiklashning teskari jarayoni deyiladi renaturatsiya, ammo, bu har doim ham mumkin emas. Protein molekulasini to'liq yo'q qilish deyiladi halokat.
Proteinlarning funktsiyalari. Proteinlar hujayrada bir qator funktsiyalarni bajaradi: plastik (konstruktsiya), katalitik (fermentativ), energiya, signalizatsiya (retseptor), qisqarish (motor), transport, himoya, tartibga solish va saqlash.
Oqsillarning qurilish funktsiyasi ularning hujayra membranalarida va hujayraning tarkibiy qismlarida mavjudligi bilan bog'liq. Energiya - 1 g oqsil parchalanganda 17,2 kJ energiya ajralib chiqishi tufayli. Membran retseptorlari oqsillari atrof-muhit signallarini idrok etish va ularni butun hujayra bo'ylab uzatishda, shuningdek hujayralararo tanib olishda faol ishtirok etadi. Proteinlarsiz hujayralar va organizmlarning harakati umuman mumkin emas, chunki ular flagella va siliyaning asosini tashkil qiladi, shuningdek mushaklarning qisqarishini va hujayra ichidagi tarkibiy qismlarning harakatini ta'minlaydi. Odamlar va ko'plab hayvonlarning qonida gemoglobin oqsili kislorod va karbonat angidridning bir qismini, boshqa oqsillar esa ionlar va elektronlarni tashiydi. Proteinlarning himoya roli birinchi navbatda immunitet bilan bog'liq, chunki interferon oqsili ko'plab viruslarni yo'q qilishga qodir va antikor oqsillari bakteriyalar va boshqa begona agentlarning rivojlanishini bostiradi. Proteinlar va peptidlar orasida ko'plab gormonlar mavjud, masalan, oshqozon osti bezi gormoni - qondagi glyukoza kontsentratsiyasini tartibga soluvchi insulin. Ba'zi organizmlarda oqsillar urug'lardagi dukkaklilar yoki tovuq tuxumining oqi kabi zahira sifatida saqlanishi mumkin.
Nuklein kislotalar
Nuklein kislotalar monomerlari nukleotidlar bo'lgan biopolimerlar. Hozirgi vaqtda nuklein kislotalarning ikki turi ma'lum: ribonuklein kislotasi (RNK) va dezoksiribonuklein kislotasi (DNK).
Nukleotid azotli asos, pentoza shakar qoldig'i va ortofosfor kislotasi qoldig'idan hosil bo'ladi. Nukleotidlarning xarakteristikalari asosan ularni tashkil etuvchi azotli asoslar bilan belgilanadi, shuning uchun hatto an'anaviy ravishda nukleotidlar nomlarining birinchi harflari bilan belgilanadi. Nukleotidlar beshta azotli asosni o'z ichiga olishi mumkin: adenin (A), guanin (G), timin (T), urasil (U) va sitozin (C). Pentoza nukleotidlari - riboza va deoksiriboza - qaysi nukleotid - ribonukleotid yoki deoksiribonukleotid hosil bo'lishini aniqlaydi. Ribonukleotidlar RNKning monomerlari bo'lib, signal molekulalari (cAMP) vazifasini bajarishi mumkin va ATP kabi yuqori energiyali birikmalar va NADP, NAD, FAD va boshqalar kabi kofermentlar va dezoksiribonukleotidlar DNKning bir qismidir.
Deoksiribonuklein kislotasi (DNK) monomerlari dezoksiribonukleotidlar bo'lgan ikki zanjirli biopolimerdir. Dezoksiribonukleotidlar tarkibida mumkin bo'lgan beshtadan faqat to'rtta azotli asos - adenin (A), timin (T), guanin (G) yoki sitozin (C), shuningdek dezoksiriboza va ortofosfor kislotasi qoldiqlari mavjud. DNK zanjiridagi nukleotidlar ortofosfor kislota qoldiqlari orqali bir-biri bilan bog'lanib, fosfodiester bog'ini hosil qiladi. Ikki zanjirli molekula hosil bo'lganda, azotli asoslar molekulaning ichki tomoniga yo'naltiriladi. Biroq, DNK zanjirlarining qo'shilishi tasodifiy sodir bo'lmaydi - turli zanjirlarning azotli asoslari bir-biri bilan komplementarlik printsipiga ko'ra vodorod bog'lari bilan bog'langan: adenin timin bilan ikkita vodorod bog'i (A=T), guanin bilan bog'langan. sitozin bilan uchta (G$≡C) bilan bog'langan.
Ular uning uchun o'rnatildi Chargaff qoidalari:
- Tarkibida adenin boʻlgan DNK nukleotidlari soni timin boʻlgan nukleotidlar soniga teng (A=T).
- Guaninni o'z ichiga olgan DNK nukleotidlari soni sitozin (G$≡$C) bo'lgan nukleotidlar soniga teng.
- Tarkibida adenin va guanin boʻlgan dezoksiribonukleotidlar yigʻindisi tarkibida timin va sitozin boʻlgan dezoksiribonukleotidlar yigʻindisiga teng (A+G = T+C).
- Tarkibida adenin va timin boʻlgan dezoksiribonukleotidlar yigʻindisining guanin va sitozin boʻlgan dezoksiribonukleotidlar yigʻindisiga nisbati organizm turiga bogʻliq.
DNK tuzilishini F. Krik va D. Uotson ( Nobel mukofoti fiziologiya va tibbiyotda, 1962). Ularning modeliga ko'ra, DNK molekulasi o'ng qo'lli qo'sh spiraldir. DNK zanjiridagi nukleotidlar orasidagi masofa 0,34 nm.
DNKning eng muhim xususiyati replikatsiya qilish (o'z-o'zini ko'paytirish) qobiliyatidir. DNKning asosiy vazifasi nukleotidlar ketma-ketligi shaklida yozilgan irsiy ma'lumotni saqlash va uzatishdir. DNK molekulasining barqarorligi kuchli ta'mirlash tizimlari tomonidan ta'minlanadi, ammo ular ham salbiy ta'sirlarni to'liq bartaraf eta olmaydi, bu esa oxir-oqibat mutatsiyalarning paydo bo'lishiga olib keladi. Eukaryotik hujayralarning DNKsi yadro, mitoxondriya va plastidalarda, prokariot hujayralarda esa bevosita sitoplazmada joylashgan. Yadro DNKsi xromosomalarning asosidir, u ochiq molekulalar bilan ifodalanadi. Mitoxondriyalar, plastidlar va prokariotlarning DNKsi aylana shaklida.
Ribonuklein kislotasi (RNK)- monomerlari ribonukleotidlar bo'lgan biopolimer. Ular shuningdek, to'rtta azotli asoslarni o'z ichiga oladi - adenin (A), urasil (U), guanin (G) yoki sitozin (C), shu bilan asoslarning birida DNKdan farq qiladi (timin o'rniga RNK urasilni o'z ichiga oladi). Ribonukleotidlardagi pentoza shakar qoldig'i riboza bilan ifodalanadi. RNK asosan bir zanjirli molekulalardir, ba'zi virusli molekulalar bundan mustasno. RNKning uchta asosiy turi mavjud: messenjer yoki shablon (mRNK), ribosoma (rRNK) va transport (tRNK). Ularning barchasi jarayonda shakllanadi transkripsiyalar- DNK molekulalaridan qayta yozish.
Va RNKlar hujayradagi RNKning eng kichik qismini (2-4%) tashkil qiladi, bu ularning xilma-xilligi bilan qoplanadi, chunki bitta hujayra minglab turli mRNKlarni o'z ichiga olishi mumkin. Bular polipeptid zanjirlarini sintez qilish uchun shablon bo'lgan bir zanjirli molekulalardir. Proteinning tuzilishi haqidagi ma'lumotlar ularda nukleotidlar ketma-ketligi shaklida qayd etiladi, har bir aminokislota nukleotidlarning uchligi bilan kodlangan - kodon.
r RNK lar hujayradagi RNKning eng ko'p uchraydigan turidir (80% gacha). Ularning molekulyar og'irligi o'rtacha 3000-5000; yadrochalarda hosil bo'ladi va hujayra organellalari - ribosomalarning bir qismidir. rRNKlar oqsil sintezida ham rol o'ynaydi.
T RNK RNK molekulalarining eng kichigidir, chunki u faqat 73-85 nukleotidni o'z ichiga oladi. Ularning hujayradagi RNKning umumiy miqdoridagi ulushi taxminan 16% ni tashkil qiladi. tRNKning vazifasi aminokislotalarni oqsil sintezi joyiga (ribosomalar) tashishdir. tRNK molekulasi yonca bargiga o'xshaydi. Molekulaning bir uchida aminokislotalarning biriktirilishi uchun joy bor va halqalardan birida mRNK kodonini to'ldiruvchi va tRNK qaysi aminokislotalarni olib yurishini aniqlaydigan uchlik nukleotidlar mavjud - antikodon.
RNK ning barcha turlari DNK dan mRNK ga transkripsiya qilingan irsiy axborotni amalga oshirish jarayonida faol ishtirok etadi va ikkinchisi oqsil sintezini amalga oshiradi. tRNK oqsil sintezi jarayonida aminokislotalarni ribosomalarga yetkazib beradi, rRNK esa ribosomalarning o‘z tarkibiga kiradi.
Adenozin trifosfor kislotasi (ATP) azotli asos adenin va riboza qoldig'iga qo'shimcha ravishda uchta fosfor kislotasi qoldig'ini o'z ichiga olgan nukleotiddir. Oxirgi ikki fosfor qoldig'i orasidagi bog'lanishlar yuqori energiyaga ega (ajralish 42 kJ/mol energiya chiqaradi), parchalanish paytidagi standart kimyoviy bog'lanish esa 12 kJ/mol hosil qiladi. Energiya kerak bo'lganda, ATP ning makroergik aloqasi parchalanadi, adenozin difosfor kislotasi (ADP), fosfor qoldig'i hosil bo'ladi va energiya chiqariladi:
ATP + H 2 O $→$ ADP + H 3 PO 4 + 42 kJ.
ADP shuningdek, AMP (adenozin monofosfor kislotasi) va fosfor kislotasi qoldig'ini hosil qilish uchun parchalanishi mumkin:
ADP + H 2 O $→$ AMP + H 3 PO 4 + 42 kJ.
Energiya almashinuvi jarayonida (nafas olish, fermentatsiya paytida), shuningdek, fotosintez jarayonida ADP fosfor qoldig'ini biriktiradi va ATP ga aylanadi. ATPni kamaytirish reaksiyasi deyiladi fosforlanish. ATP tirik organizmlarning barcha hayotiy jarayonlari uchun universal energiya manbai hisoblanadi.
Barcha tirik organizmlar hujayralarining kimyoviy tarkibini o'rganish ularning tarkibida bir xil kimyoviy elementlar, bir xil funktsiyalarni bajaradigan kimyoviy moddalar mavjudligini ko'rsatdi. Bundan tashqari, DNKning bir organizmdan ikkinchisiga ko'chirilgan bo'limi unda ishlaydi va bakteriyalar yoki zamburug'lar tomonidan sintez qilingan oqsil inson tanasida gormon yoki ferment funktsiyalarini bajaradi. Bu organik dunyoning kelib chiqishi birligining isbotlaridan biridir.
Hujayra tuzilishi. Hujayra qismlari va organellalarining tuzilishi va funktsiyalari o'rtasidagi munosabatlar uning yaxlitligining asosidir.
Hujayra tuzilishi
Prokaryotik va eukaryotik hujayralarning tuzilishi
Hujayralarning asosiy tarkibiy qismlari plazma membranasi, sitoplazma va irsiy apparatdir. Tashkilotning xususiyatlariga ko'ra, hujayralarning ikkita asosiy turi ajratiladi: prokaryotik va eukaryotik. Prokaryotik hujayralar va eukaryotik hujayralar o'rtasidagi asosiy farq ularning irsiy apparatini tashkil etishdir: prokariotlarda u to'g'ridan-to'g'ri sitoplazmada joylashgan (sitoplazmaning bu sohasi deyiladi) nukleoid) va undan membrana tuzilmalari bilan ajratilmagan, holbuki eukariotlarda DNKning katta qismi qoʻsh membrana bilan oʻralgan yadroda toʻplangan. Bundan tashqari, nukleoidda joylashgan prokaryotik hujayralarning genetik ma'lumotlari aylana shaklida DNK molekulasida yoziladi, eukariotlarda esa DNK molekulalari ochiq.
Eukariotlardan farqli o'laroq, prokaryotik hujayralar sitoplazmasi ham oz sonli organellalarni o'z ichiga oladi, eukaryotik hujayralar esa bu tuzilmalarning sezilarli xilma-xilligi bilan ajralib turadi.
Biologik membranalarning tuzilishi va vazifalari
Biomembrananing tuzilishi. Eukaryotik hujayralarning hujayra bilan chegaralangan membranalari va membrana organellalari umumiy kimyoviy tarkibga va tuzilishga ega. Ularga lipidlar, oqsillar va uglevodlar kiradi. Membran lipidlari asosan fosfolipidlar va xolesterin bilan ifodalanadi. Aksariyat membrana oqsillari murakkab oqsillar, masalan, glikoproteinlardir. Uglevodlar membranada mustaqil ravishda paydo bo'lmaydi, ular oqsillar va lipidlar bilan bog'liq. Membranalarning qalinligi 7-10 nm.
Membrana tuzilishining hozirgi vaqtda umumiy qabul qilingan suyuq mozaik modeliga ko'ra, lipidlar ikki qatlam hosil qiladi yoki ikki qavatli lipid, unda lipid molekulalarining hidrofilik "boshlari" tashqi tomonga qaragan va hidrofobik "dumlar" membrananing ichida yashiringan. Ushbu "dumlar" hidrofobikligi tufayli hujayraning ichki muhiti va uning muhitining suvli fazalarini ajratishni ta'minlaydi. Lipidlarni qo'llash bilan har xil turlari o'zaro ta'sirlar bog'liq oqsillardir. Ba'zi oqsillar membrana yuzasida joylashgan. Bunday oqsillar deyiladi periferik, yoki yuzaki. Boshqa oqsillar qisman yoki to'liq membranaga botiriladi - bular integral, yoki suv osti oqsillari. Membran oqsillari strukturaviy, transport, katalitik, retseptor va boshqa funktsiyalarni bajaradi.
Membranalar kristallarga o'xshamaydi, ularning tarkibiy qismlari doimo harakatda bo'ladi, buning natijasida lipid molekulalari o'rtasida bo'shliqlar paydo bo'ladi - ular orqali turli moddalar hujayraga kirishi yoki chiqishi mumkin.
Biologik membranalar hujayradagi joylashishi, kimyoviy tarkibi va vazifalari bilan farqlanadi. Membrananing asosiy turlari plazma va ichkidir. Plazma membranasi tarkibida taxminan 45% lipidlar (shu jumladan glikolipidlar), 50% oqsillar va 5% uglevodlar mavjud. Murakkab oqsillar-glikoproteinlar va murakkab lipidlar-glikolipidlar tarkibiga kiruvchi uglevodlar zanjirlari membrana yuzasidan chiqib turadi. Plazmalemma glikoproteinlari juda xosdir. Masalan, ular hujayralarni, shu jumladan sperma va tuxumni o'zaro tanib olish uchun ishlatiladi.
Hayvon hujayralari yuzasida uglevod zanjirlari yupqa sirt qatlamini hosil qiladi - glikokaliks. U deyarli barcha hayvonlar hujayralarida aniqlanadi, ammo uning ifodalanish darajasi har xil (10-50 mkm). Glikokaliks hujayra va tashqi muhit o'rtasida bevosita aloqani ta'minlaydi, bu erda hujayradan tashqari hazm qilish sodir bo'ladi; Retseptorlar glikokaliksda joylashgan. Plazmalemmadan tashqari bakteriyalar, o'simliklar va zamburug'larning hujayralari ham hujayra membranalari bilan o'ralgan.
Ichki membranalar eukaryotik hujayralar hujayraning turli qismlarini ajratib, o'ziga xos "bo'limlar" hosil qiladi - bo'limlar, bu turli metabolik va energiya jarayonlarini ajratishga yordam beradi. Ular kimyoviy tarkibi va funktsiyalarida farq qilishi mumkin, ammo umumiy reja ularning binolari saqlanib qolgan.
Membran funktsiyalari:
- Cheklash. G'oya shundan iboratki, ular hujayraning ichki makonini tashqi muhitdan ajratib turadi. Membrana yarim o'tkazuvchan, ya'ni u orqali faqat hujayraga kerakli moddalar erkin o'tishi mumkin va kerakli moddalarni tashish mexanizmlari mavjud.
- Retseptor. Bu, birinchi navbatda, atrof-muhit signallarini idrok etish va bu ma'lumotni hujayraga o'tkazish bilan bog'liq. Bu funktsiya uchun maxsus retseptor oqsillari javobgardir. Membran oqsillari, shuningdek, "do'st yoki dushman" tamoyiliga ko'ra hujayralarni tanib olish, shuningdek, hujayralararo aloqalarni shakllantirish uchun javobgardir, ularning eng ko'p o'rganilgani nerv hujayralarining sinapslaridir.
- Katalitik. Ko'p sonli ferment komplekslari membranalarda joylashgan bo'lib, buning natijasida ularda intensiv sintetik jarayonlar sodir bo'ladi.
- Energiyani aylantirish. Energiyaning shakllanishi, uni ATP va iste'mol shaklida saqlash bilan bog'liq.
- Bo'limlarga bo'lish. Membranalar, shuningdek, hujayra ichidagi bo'shliqni chegaralaydi va shu bilan reaksiyaning boshlang'ich materiallarini va tegishli reaktsiyalarni amalga oshirishi mumkin bo'lgan fermentlarni ajratib turadi.
- Hujayralararo kontaktlarning shakllanishi. Membrananing qalinligi shunchalik kichikki, uni yalang'och ko'z bilan ajratib bo'lmaydigan bo'lsa-da, u, bir tomondan, ionlar va molekulalar, ayniqsa suvda eriydiganlar uchun etarlicha ishonchli to'siq bo'lib xizmat qiladi. , ularning hujayra ichiga va tashqarisiga o'tkazilishini ta'minlaydi.
- Transport.
Membran transporti. Hujayralar elementar biologik tizimlar sifatida ochiq tizimlar bo'lganligi sababli metabolizm va energiya almashinuvini ta'minlash, gomeostazni, o'sishni, qo'zg'aluvchanlikni va boshqa jarayonlarni ta'minlash uchun moddalarni membrana orqali o'tkazish - membrana tashish talab qilinadi. Hozirgi vaqtda moddalarning hujayra membranasi orqali o'tishi faol, passiv, endo- va ekzotsitozga bo'linadi.
Passiv transport- Bu yuqori konsentratsiyadan pastroqgacha energiya sarflamasdan sodir bo'ladigan transport turi. Lipidda eriydigan kichik qutbsiz molekulalar (O 2, CO 2) hujayra ichiga osongina kirib boradi. oddiy diffuziya. Lipidlarda erimaydiganlar, shu jumladan zaryadlangan kichik zarrachalar tashuvchi oqsillar tomonidan olinadi yoki maxsus kanallar (glyukoza, aminokislotalar, K +, PO 4 3-) orqali o'tadi. Ushbu turdagi passiv transport deyiladi osonlashtirilgan diffuziya. Suv hujayra ichiga lipid fazadagi teshiklar orqali, shuningdek, oqsillar bilan qoplangan maxsus kanallar orqali kiradi. Suvni membrana orqali tashish deyiladi osmos orqali.
Hujayra hayotida osmos nihoyatda muhim ahamiyatga ega, chunki u hujayra eritmasidan ko'ra ko'proq tuz konsentratsiyasi bo'lgan probirkaga joylashtirilsa, u holda suv hujayradan chiqib keta boshlaydi va tirik tarkibning hajmi pasaya boshlaydi. Hayvonlar hujayralarida hujayra umuman qisqaradi, o'simlik hujayralarida esa sitoplazma hujayra devoridan orqada qoladi, bu deyiladi. plazmoliz. Hujayra sitoplazmaga qaraganda kamroq konsentrlangan eritma ichiga joylashtirilsa, suv tashish teskari yo'nalishda - hujayra ichiga sodir bo'ladi. Biroq, sitoplazmatik membrananing kengayishi chegaralari mavjud va hayvon hujayrasi oxir-oqibat yorilib ketadi, o'simlik hujayrasi esa kuchli hujayra devori tufayli bunga yo'l qo'ymaydi. Hujayraning butun ichki makonini hujayra tarkibi bilan to'ldirish hodisasi deyiladi deplazmoliz. Dori-darmonlarni tayyorlashda, ayniqsa, uchun hujayra ichidagi tuz konsentratsiyasini hisobga olish kerak tomir ichiga yuborish, chunki bu qon hujayralarining shikastlanishiga olib kelishi mumkin (buning uchun 0,9% natriy xlorid konsentratsiyasi bo'lgan sho'r eritma ishlatiladi). Bu hujayralar va to'qimalarni, shuningdek, hayvon va o'simlik organlarini etishtirishda muhim ahamiyatga ega.
Faol transport ATP energiyasini moddaning past konsentratsiyasidan yuqoriroq kontsentratsiyasiga sarflanishi bilan davom etadi. Bu maxsus nasos oqsillari yordamida amalga oshiriladi. Proteinlar membrana orqali K+, Na+, Ca 2+ va boshqa ionlarni haydab chiqaradi, bu esa muhim organik moddalarni tashishga yordam beradi, shuningdek nerv impulslarining paydo bo'lishiga yordam beradi va hokazo.
Endositoz- bu hujayra tomonidan moddalarni so'rilishining faol jarayoni bo'lib, unda membran invaginatsiyalarni hosil qiladi va keyin membrana pufakchalarini hosil qiladi - fagosomalar, ular so'rilgan narsalarni o'z ichiga oladi. Keyin birlamchi lizosoma fagosoma bilan birlashadi va hosil bo'ladi ikkilamchi lizosoma, yoki fagolizosoma, yoki ovqat hazm qilish vakuolasi. Vesikulaning tarkibi lizosoma fermentlari tomonidan hazm qilinadi va parchalanish mahsulotlari hujayra tomonidan so'riladi va assimilyatsiya qilinadi. Hazm qilinmagan qoldiqlar hujayradan ekzotsitoz orqali chiqariladi. Endositozning ikkita asosiy turi mavjud: fagotsitoz va pinotsitoz.
Fagotsitoz hujayra yuzasi tomonidan tutilishi va qattiq zarrachalarning hujayra tomonidan so'rilishi jarayonidir va pinotsitoz- suyuqliklar. Fagotsitoz asosan hayvon hujayralarida (bir hujayrali hayvonlar, odam leykotsitlari) sodir bo'ladi, ularning oziqlanishini ta'minlaydi va ko'pincha tanani himoya qiladi. Pinotsitoz orqali oqsillar va antigen-antikor komplekslari jarayonda so'riladi immun reaktsiyalar Shu bilan birga, ko'plab viruslar hujayra ichiga pinotsitoz yoki fagotsitoz orqali ham kiradi. O'simlik va qo'ziqorin hujayralarida fagotsitoz deyarli mumkin emas, chunki ular bardoshli hujayra membranalari bilan o'ralgan.
Ekzotsitoz- endotsitozga teskari jarayon. Shunday qilib, hazm bo'lmagan oziq-ovqat qoldiqlari ovqat hazm qilish vakuolalaridan chiqariladi va hujayra va butun organizmning hayoti uchun zarur bo'lgan moddalar chiqariladi. Masalan, nerv impulslarining uzatilishi impulsni yuboruvchi neyron tomonidan kimyoviy xabarchilarning chiqishi tufayli sodir bo'ladi - vositachilar, va o'simlik hujayralarida hujayra membranasining yordamchi uglevodlari shu tarzda ajralib chiqadi.
O'simlik hujayralari, zamburug'lar va bakteriyalarning hujayra devorlari. Membrananing tashqarisida hujayra kuchli ramka ajratishi mumkin - hujayra membranasi, yoki hujayra devori.
O'simliklarda hujayra devorining asosi hisoblanadi tsellyuloza, 50-100 molekuladan iborat to'plamlarga o'ralgan. Ularning orasidagi bo'shliqlar suv va boshqa uglevodlar bilan to'ldiriladi. O'simlik hujayra membranasi tubulalar bilan o'tgan - plazmodesmata, bu orqali endoplazmatik retikulumning membranalari o'tadi. Plazmodesmata hujayralar orasidagi moddalarni tashishni amalga oshiradi. Biroq, suv kabi moddalarni tashish ham hujayra devorlari bo'ylab sodir bo'lishi mumkin. Vaqt o'tishi bilan o'simliklarning hujayra devorida turli moddalar, shu jumladan taninlar yoki yog'ga o'xshash moddalar to'planadi, bu hujayra devorining o'zini lignifikatsiyasi yoki suberizatsiyasiga, suvning siljishiga va hujayra tarkibining o'limiga olib keladi. Qo'shni o'simlik hujayralarining hujayra devorlari o'rtasida jelga o'xshash bo'shliqlar - ularni bir-biriga bog'lab turadigan va butun o'simlik tanasini tsementlaydigan o'rta plitalar mavjud. Ular faqat meva pishishi jarayonida va barglar tushganda yo'q qilinadi.
Qo'ziqorin hujayralarining hujayra devorlari hosil bo'ladi xitin- azot o'z ichiga olgan uglevod. Ular juda kuchli va hujayraning tashqi skeleti hisoblanadi, ammo baribir o'simliklardagi kabi ular fagotsitozning oldini oladi.
Bakteriyalarda hujayra devorida peptid bo'laklari bo'lgan uglevodlar mavjud - murein, ammo uning tarkibi bakteriyalarning turli guruhlari orasida sezilarli darajada farq qiladi. Hujayra devorining tepasida boshqa polisaxaridlar ham ajralib chiqishi mumkin, ular bakteriyalarni tashqi ta'sirlardan himoya qiluvchi shilliq kapsulani hosil qiladi.
Membrana hujayraning shaklini aniqlaydi, mexanik tayanch bo'lib xizmat qiladi va bajaradi himoya funktsiyasi, hujayraning osmotik xususiyatlarini ta'minlaydi, tirik tarkibning cho'zilishini cheklaydi va hujayraning yorilishining oldini oladi, bu suv oqimi tufayli ortadi. Bundan tashqari, suv va unda erigan moddalar sitoplazmaga kirishdan oldin yoki aksincha, uni tark etganda hujayra devorini engib o'tadi, suv esa hujayra devorlari orqali sitoplazma orqali tezroq o'tadi.
Sitoplazma
Sitoplazma- Bu hujayraning ichki tarkibi. Unga barcha hujayra organellalari, yadro va turli xil chiqindi mahsulotlar botiriladi.
Sitoplazma hujayraning barcha qismlarini bir-biri bilan bog'laydi va unda ko'plab metabolik reaktsiyalar sodir bo'ladi. Sitoplazma muhitdan ajralib, membranalar orqali bo'linmalarga bo'linadi, ya'ni hujayralar membrana tuzilishiga ega. U ikki holatda bo'lishi mumkin - sol va jel. Sol- bu sitoplazmaning yarim suyuq, jelega o'xshash holati bo'lib, unda hayotiy jarayonlar eng jadal davom etadi va gel- kimyoviy reaktsiyalarning paydo bo'lishiga va moddalarni tashishga to'sqinlik qiladigan zichroq, jelatinli holat.
Sitoplazmaning organellalarsiz suyuq qismi deyiladi gialoplazma. Gialoplazma yoki sitozoldir kolloid eritma, unda suv molekulalarining dipollari bilan o'ralgan juda katta zarrachalarning, masalan, oqsillarning o'ziga xos suspenziyasi mavjud. Ushbu suspenziyaning cho'kishi ularning bir xil zaryadga ega bo'lishi va bir-birini itarishi tufayli yuzaga kelmaydi.
Organoidlar
Organoidlar- Bular hujayraning muayyan funktsiyalarni bajaradigan doimiy tarkibiy qismlari.
Strukturaviy xususiyatlariga ko'ra ular membrana va membrana bo'lmaganlarga bo'linadi. Membran organellalar, o'z navbatida, bir membranali (endoplazmatik retikulum, Golji kompleksi va lizosomalar) yoki qo'sh membranali (mitoxondriyalar, plastidlar va yadrolar) deb tasniflanadi. Membrana bo'lmagan Organoidlar ribosomalar, mikronaychalar, mikrofilamentlar va hujayra markazidir. Ro'yxatga olingan organellalardan faqat ribosomalar prokariotlarga xosdir.
Yadroning tuzilishi va funktsiyalari. Yadro- hujayraning markazida yoki uning chetida yotadigan katta ikki membranali organella. Yadroning o'lchamlari 3-35 mikron oralig'ida bo'lishi mumkin. Yadroning shakli ko'pincha sharsimon yoki ellipsoidaldir, ammo tayoqsimon, fuziform, loviya shaklidagi, lobli va hatto segmentli yadrolar ham mavjud. Ba'zi tadqiqotchilar yadro shakli hujayraning o'zi shakliga mos keladi, deb hisoblashadi.
Ko'pgina hujayralar bitta yadroga ega, ammo, masalan, jigar va yurak hujayralarida ulardan ikkitasi va bir qator neyronlarda - 15 tagacha bo'lishi mumkin. Skelet mushak tolalari odatda ko'plab yadrolarni o'z ichiga oladi, lekin ular hujayralar emas. so'zning to'liq ma'nosida, chunki ular bir nechta hujayralarning birlashishi natijasida hosil bo'ladi.
Yadro o'ralgan yadro konverti, va uning ichki maydoni to'ldiriladi yadro sharbati, yoki nukleoplazma (karioplazma), ular ichiga botiriladi xromatin Va yadrocha. Yadro irsiy axborotni saqlash va uzatish, shuningdek, hujayra hayotini boshqarish kabi muhim vazifalarni bajaradi.
Yadroning irsiy ma'lumotni uzatishdagi roli Acetabularia yashil yosunlari bilan o'tkazilgan tajribalarda ishonchli tarzda isbotlangan. Uzunligi 5 sm ga yetadigan bitta gigant hujayrada qalpoqcha, poya va ildizpoya ajralib turadi. Bundan tashqari, u rizoidda joylashgan faqat bitta yadroni o'z ichiga oladi. 1930-yillarda I. Xemmerling yashil rangga ega boʻlgan atsetabulariyalarning bir turining yadrosini boshqa turning rizoidiga, jigarrang rangga koʻchirib oʻtkazdi, yadrosi olib tashlangan. Bir muncha vaqt o'tgach, ko'chirilgan yadroli o'simlik yadro donor suvo'tlari kabi yangi qopqoq o'sdi. Shu bilan birga, rizoiddan ajratilgan va yadroga ega bo'lmagan qalpoq yoki sopi bir muncha vaqt o'tgach vafot etdi.
Yadro konverti ikkita membranadan iborat - tashqi va ichki, ular orasida bo'sh joy mavjud. Membranlararo bo'shliq qo'pol endoplazmatik retikulumning bo'shlig'i bilan aloqa qiladi va yadroning tashqi membranasi ribosomalarni olib yurishi mumkin. Yadro qobig'i maxsus oqsillar bilan qoplangan ko'plab teshiklar bilan o'tadi. Moddalarni tashish teshiklar orqali sodir bo'ladi: zarur oqsillar (shu jumladan fermentlar), ionlar, nukleotidlar va boshqa moddalar yadroga kiradi va RNK molekulalari, sarflangan oqsillar va ribosomalarning bo'linmalari uni tark etadi. Shunday qilib, yadro qobig'ining vazifalari yadro tarkibini sitoplazmadan ajratish, shuningdek yadro va sitoplazma o'rtasidagi metabolizmni tartibga solishdir.
Nukleoplazma yadro tarkibi deb ataladi, unda xromatin va yadrochalar botiriladi. Bu kolloid eritma bo'lib, kimyoviy jihatdan sitoplazmani eslatadi. Nukleoplazmaning fermentlari aminokislotalar, nukleotidlar, oqsillar va boshqalar almashinuvini katalizlaydi.Nukleoplazma gialoplazma bilan yadro teshiklari orqali bog'langan. Nukleoplazmaning vazifalari, xuddi gialoplazma kabi, barchaning o'zaro bog'lanishini ta'minlashdir strukturaviy komponentlar yadro va bir qator fermentativ reaktsiyalarni amalga oshirish.
Xromatin nukleoplazmaga botgan yupqa filamentlar va granulalar to'plami deyiladi. Uni faqat bo'yash orqali aniqlash mumkin, chunki xromatin va nukleoplazmaning sinishi ko'rsatkichlari taxminan bir xil. Xromatinning filamentli komponenti deyiladi evromatin, va donador - heteroxromatin. Evromatin zaif siqilgan, chunki undan irsiy ma'lumot o'qiladi, ko'proq spirallashgan geteroxromatin esa genetik jihatdan faol emas.
Xromatin - bu bo'linmaydigan yadrodagi xromosomalarning tarkibiy o'zgarishi. Shunday qilib, xromosomalar yadroda doimo mavjud bo'lib, faqat ularning holati yadroning hozirgi vaqtda bajaradigan funktsiyasiga qarab o'zgaradi;
Xromatin tarkibiga asosan nukleoprotein oqsillari (deoksiribonukleoproteinlar va ribonukleoproteidlar), shuningdek, eng muhimi nuklein kislotalarning sintezi bilan bog'liq bo'lgan fermentlar va boshqa ba'zi moddalar kiradi.
Xromatinning funktsiyalari, birinchidan, ma'lum bir organizmga xos bo'lgan nuklein kislotalarni sintez qilishdan iborat bo'lib, ular o'ziga xos oqsillar sintezini yo'naltiradi, ikkinchidan, irsiy xususiyatlarni ona hujayradan qiz hujayralarga o'tkazishdan iborat. xromatin iplari bo'linish jarayonida xromosomalarga o'raladi.
Yadrocha- diametri 1-3 mkm bo'lgan, mikroskop ostida aniq ko'rinadigan sharsimon tana. U rRNK va ribosoma oqsillarining tuzilishi haqidagi ma'lumotlar kodlangan xromatin bo'limlarida hosil bo'ladi. Ko'pincha yadroda faqat bitta yadro mavjud, ammo intensiv hayotiy jarayonlar sodir bo'lgan hujayralarda ikki yoki undan ortiq yadro bo'lishi mumkin. Yadrochalarning vazifalari rRNKni sintez qilish va rRNKni sitoplazmadan keladigan oqsillar bilan birlashtirish orqali ribosoma bo'linmalarini yig'ishdir.
Mitoxondriya- dumaloq, tasvirlar yoki novda shaklidagi ikki membranali organellalar, lekin spiral shaklidagilar ham uchraydi (spermada). Mitoxondriyaning diametri 1 mkm gacha, uzunligi esa 7 mkm gacha. Mitoxondriya ichidagi bo'shliq matritsa bilan to'ldirilgan. Matritsa- Bu mitoxondriyaning asosiy moddasi. Uning ichiga dumaloq DNK molekulasi va ribosomalar botiriladi. Tashqi membrana Mitoxondriyalar silliq va ko'p moddalarni o'tkazmaydi. Ichki membranada proektsiyalar mavjud - cristas, kimyoviy reaktsiyalar sodir bo'lishi uchun membranalarning sirt maydonini oshirish. Membrananing yuzasida juda ko'p protein komplekslari, nafas olish zanjiri deb ataladigan, shuningdek, qo'ziqorin shaklidagi ATP sintetaza fermentlarini tashkil qiladi. Nafas olishning aerob bosqichi mitoxondriyalarda sodir bo'lib, bu davrda ATP sintezlanadi.
Plastidlar- faqat o'simlik hujayralariga xos bo'lgan katta ikki membranali organellalar. Plastidlarning ichki bo'shlig'i to'ldiriladi stroma, yoki matritsa. Stroma oz yoki kamroq rivojlangan membrana pufakchalarini o'z ichiga oladi - tilakoidlar qoziqlarda yig'ilgan - donalar, shuningdek, o'zining dumaloq DNK molekulasi va ribosomalari. Plastidlarning to'rtta asosiy turi mavjud: xloroplastlar, xromoplastlar, leykoplastlar va proplastidlar.
Xloroplastlar- bu mikroskop ostida aniq ko'rinadigan diametri 3-10 mikron bo'lgan yashil plastidlar. Ular o'simliklarning faqat yashil qismlarida - barglarda, yosh poyalarda, gullar va mevalarda uchraydi. Xloroplastlar odatda oval yoki ellipsoidal shaklga ega, ammo ular chashka, spiral yoki hatto lobli bo'lishi mumkin. Hujayradagi xloroplastlar soni o'rtacha 10 dan 100 donagacha. Biroq, masalan, ba'zi suv o'tlarida u bitta bo'lishi mumkin, muhim o'lchamlarga va murakkab shaklga ega bo'lishi mumkin - keyin u deyiladi. xromatofor. Boshqa hollarda, xloroplastlar soni bir necha yuzga yetishi mumkin, ammo ularning o'lchamlari kichikdir. Xloroplastlarning rangi fotosintezning asosiy pigmentiga bog'liq - xlorofill, garchi ular qo'shimcha pigmentlarni ham o'z ichiga oladi - karotinoidlar. Karotinoidlar faqat kuzda, qarigan barglardagi xlorofill parchalanganda sezilarli bo'ladi. Xloroplastlarning asosiy vazifasi fotosintezdir. Fotosintezning yorug'lik reaktsiyalari xlorofill molekulalari biriktirilgan tilakoid membranalarda sodir bo'ladi va ko'p fermentlar mavjud bo'lgan stromada qorong'u reaktsiyalar sodir bo'ladi.
Xromoplastlar- Bu karotinoid pigmentlarni o'z ichiga olgan sariq, to'q sariq va qizil plastidlar. Xromoplastlarning shakli ham sezilarli darajada farq qilishi mumkin: ular quvurli, sharsimon, kristalli va boshqalar bo'lishi mumkin. Xromoplastlar o'simliklarning gullari va mevalariga rang beradi, urug'lar va mevalarning changlatuvchilari va distribyutorlarini jalb qiladi.
Leykoplastlar- Bular oq yoki rangsiz plastidlar, asosan yumaloq yoki oval shaklga ega. Ular o'simliklarning fotosintetik bo'lmagan qismlarida, masalan, barglarning terisida, kartoshka ildizlarida va boshqalarda keng tarqalgan. Ular ozuqa moddalarini, ko'pincha kraxmalni saqlaydi, lekin ba'zi o'simliklarda u oqsil yoki yog' bo'lishi mumkin.
Plastidlar o'simlik hujayralarida proplastidlardan hosil bo'ladi, ular allaqachon ta'lim to'qimalarining hujayralarida mavjud bo'lib, kichik qo'sh membranali tanalardir. Rivojlanishning dastlabki bosqichlarida har xil turdagi plastidlar bir-biriga aylanish qobiliyatiga ega: yorug'lik ta'sirida kartoshka tubining leykoplastlari va sabzi ildizining xromoplastlari yashil rangga aylanadi.
Plastidlar va mitoxondriyalar hujayraning yarim avtonom organellalari deb ataladi, chunki ular o'zlarining DNK molekulalari va ribosomalariga ega, oqsil sintezini amalga oshiradilar va hujayra bo'linishidan mustaqil ravishda bo'linadi. Bu xususiyatlar bir hujayrali prokaryotik organizmlardan kelib chiqishi bilan izohlanadi. Biroq, mitoxondriya va plastidlarning "mustaqilligi" cheklangan, chunki ularning DNKsi erkin yashash uchun juda kam genlarni o'z ichiga oladi, qolgan ma'lumotlar esa yadro xromosomalarida kodlangan bo'lib, bu organellalarni boshqarishga imkon beradi.
Endoplazmatik retikulum (ER), yoki endoplazmatik retikulum (ER), bir membranali organella bo'lib, sitoplazma tarkibining 30% gacha bo'lgan membrana bo'shliqlari va kanalchalar tarmog'idir. EPS kanalchalarining diametri taxminan 25-30 nm. Ikki turdagi EPS mavjud - qo'pol va silliq. Qo'pol XPS ribosomalarni olib yuradi, bu erda oqsil sintezi sodir bo'ladi. Silliq XPS ribosomalar yetishmaydi. Uning vazifasi lipidlar va uglevodlarni sintez qilish, shuningdek, zaharli moddalarni tashish, saqlash va zararsizlantirishdir. U ayniqsa intensiv metabolik jarayonlar sodir bo'lgan hujayralarda, masalan, jigar hujayralarida - gepatotsitlarda va skelet mushak tolalarida rivojlangan. ERda sintez qilingan moddalar Golji apparatiga o'tkaziladi. Hujayra membranalarining yig'ilishi ham ERda sodir bo'ladi, lekin ularning shakllanishi Golji apparatida yakunlanadi.
Golji apparati, yoki Golji kompleksi, yassi sisternalar, tubulalar va ulardan ajralgan pufakchalar tizimidan hosil bo'lgan bir membranali organelladir. Golji apparatining strukturaviy birligi diktiosoma- bir qutbda EPS moddalari va qarama-qarshi qutbdan ma'lum o'zgarishlarni boshdan kechirgan holda, ular pufakchalarga o'raladi va hujayraning boshqa qismlariga yuboriladi. Tanklarning diametri taxminan 2 mikron, kichik pufakchalarning diametri esa taxminan 20-30 mikron. Golji kompleksining asosiy funktsiyalari - ma'lum moddalarni sintez qilish va ERdan keladigan oqsillar, lipidlar va uglevodlarni o'zgartirish (o'zgartirish), membranalarning yakuniy shakllanishi, shuningdek moddalarni hujayra bo'ylab tashish, uning tuzilmalarini yangilash. va lizosomalarning shakllanishi. Golji apparati o'z nomini ushbu organellani birinchi marta kashf etgan italiyalik olim Kamillo Golji sharafiga oldi (1898).
Lizosomalar- diametri 1 mkm gacha bo'lgan kichik bir membranali organellalar, ular tarkibida hujayra ichidagi ovqat hazm qilishda ishtirok etadigan gidrolitik fermentlar mavjud. Lizosomalar membranalari bu fermentlar uchun yomon o'tkazuvchan, shuning uchun lizosomalar o'z vazifalarini juda aniq va maqsadli bajaradilar. Shunday qilib, ular fagotsitoz jarayonida faol ishtirok etib, ovqat hazm qilish vakuolalarini hosil qiladi va ochlik yoki hujayraning ma'lum qismlari shikastlanganda boshqalarga ta'sir qilmasdan ularni hazm qiladi. Hujayra o'lim jarayonlarida lizosomalarning roli yaqinda kashf qilindi.
Vakuola o'simlik va hayvon hujayralari sitoplazmasidagi bo'shliq bo'lib, membrana bilan chegaralangan va suyuqlik bilan to'ldirilgan. Protozoa hujayralarida ovqat hazm qilish va qisqarish vakuolalari mavjud. Birinchisi fagotsitoz jarayonida ishtirok etadi, chunki ularda ozuqa moddalari parchalanadi. Ikkinchisi osmoregulyatsiya tufayli suv-tuz balansining saqlanishini ta'minlaydi. Ko'p hujayrali hayvonlarda ovqat hazm qilish vakuolalari asosan topiladi.
O'simlik hujayralarida vakuolalar doimo mavjud bo'lib, ular maxsus membrana bilan o'ralgan va hujayra sharbati bilan to'ldirilgan; Vakuolni o'rab turgan membrana kimyoviy tarkibi, tuzilishi va vazifalari bo'yicha plazma membranasiga o'xshaydi. Hujayra shirasi turli noorganik va organik moddalar, shu jumladan mineral tuzlarning suvli eritmasi; organik kislotalar, uglevodlar, oqsillar, glikozidlar, alkaloidlar va boshqalar Vakuola hujayra hajmining 90% gacha egallashi va yadroni periferiyaga surishi mumkin. Hujayraning bu qismi saqlash, chiqarish, osmotik, himoya, lizosomal va boshqa funktsiyalarni bajaradi, chunki u ozuqa moddalari va chiqindilarni to'playdi, suv bilan ta'minlanadi va hujayra shakli va hajmini saqlaydi, shuningdek, hujayraning parchalanishi uchun fermentlarni o'z ichiga oladi. ko'plab hujayra tarkibiy qismlari. Bundan tashqari, vakuolalarning biologik faol moddalari ko'plab hayvonlarning bu o'simliklarni iste'mol qilishiga to'sqinlik qilishi mumkin. Bir qator o'simliklarda vakuolalarning shishishi tufayli hujayra o'sishi cho'zilish yo'li bilan sodir bo'ladi.
Vakuolalar ba'zi zamburug'lar va bakteriyalar hujayralarida ham bo'ladi, lekin zamburug'larda ular faqat osmoregulyatsiya funktsiyasini bajaradi, siyanobakteriyalarda esa ular suzuvchanlikni saqlaydi va havodan azotni assimilyatsiya qilish jarayonida ishtirok etadi.
Ribosomalar- diametri 15-20 mikron bo'lgan kichik membrana bo'lmagan organellalar, ikkita bo'linmadan iborat - katta va kichik. Eukaryotik ribosoma bo'linmalari yadroda yig'iladi va keyin sitoplazmaga ko'chiriladi. Prokaryotlar, mitoxondriyalar va plastidlardagi ribosomalar eukariotlardagi ribosomalarga qaraganda kichikroqdir. Ribosomal subbirliklarga rRNK va oqsillar kiradi.
Hujayradagi ribosomalar soni bir necha o'n millionga yetishi mumkin: sitoplazma, mitoxondriya va plastidalarda ular erkin holatda, qo'pol ERda esa bog'langan holatda bo'ladi. Ular oqsil sintezida ishtirok etadilar, xususan, tarjima jarayonini - mRNK molekulasida polipeptid zanjirining biosintezini amalga oshiradilar. Erkin ribosomalar gialoplazma, mitoxondriyalar, plastidlar oqsillarini va o'zlarining ribosoma oqsillarini sintez qiladi, qo'pol ERga biriktirilgan ribosomalar esa oqsillarni hujayralardan olib tashlash, membranani yig'ish va lizosomalar va vakuolalarni hosil qilish uchun translatsiyani amalga oshiradi.
Ribosomalar gialoplazmada yakka holda topilishi yoki bir mRNKda bir nechta polipeptid zanjirlarining bir vaqtning o'zida sintezi jarayonida guruhlarga bo'linishi mumkin. Bunday ribosomalar guruhlari deyiladi poliribosomalar, yoki polisomalar.
Mikrotubulalar- Bu hujayraning butun sitoplazmasiga kirib boradigan silindrsimon ichi bo'sh membrana bo'lmagan organellalar. Ularning diametri taxminan 25 nm, devor qalinligi 6-8 nm. Ular ko'plab oqsil molekulalari tomonidan hosil bo'ladi tubulin, ular dastlab munchoqlarga o'xshash 13 ta ipni hosil qiladi va keyin mikronaychaga yig'iladi. Mikronaychalar hujayra shakli va hajmini beruvchi sitoplazmatik to'rni hosil qiladi, plazma membranasini hujayraning boshqa qismlari bilan bog'laydi, moddalarning hujayra bo'ylab tashishini ta'minlaydi, hujayra va hujayra ichidagi tarkibiy qismlarning harakatlanishida ishtirok etadi, shuningdek genetik materialning bo'linishi. Ular hujayra markazining bir qismi va harakat organellalari - flagella va siliya.
Mikrofilamentlar, yoki mikro iplar, shuningdek, membranaviy bo'lmagan organellalardir, ammo ular filamentli shaklga ega va tubulin tomonidan emas, balki hosil bo'ladi. aktin. Ular membranani tashish, hujayralararo tanib olish, hujayra sitoplazmasining bo'linishi va uning harakatida ishtirok etadilar. Mushak hujayralarida aktin mikrofilamentlarining miyozin filamentlari bilan o'zaro ta'siri qisqarishga vositachilik qiladi.
Mikrotubulalar va mikrofilamentlar hujayraning ichki skeletini tashkil qiladi - sitoskeleton. Bu plazma membranasini mexanik ta'minlovchi, hujayra shaklini, hujayra organellalarining joylashishini va hujayra bo'linishi paytida ularning harakatini aniqlaydigan murakkab tolalar tarmog'idir.
Hujayra markazi- yadro yaqinidagi hayvonlar hujayralarida joylashgan membrana bo'lmagan organella; u o'simlik hujayralarida mavjud emas. Uning uzunligi taxminan 0,2-0,3 mikron, diametri esa 0,1-0,15 mikron. Hujayra markazi ikkitadan hosil bo'ladi sentriolalar, o'zaro perpendikulyar tekisliklarda yotgan va nurli shar mikronaychalardan. Har bir sentriol uchta guruhda, ya'ni uchliklarda to'plangan to'qqizta mikrotubulalar guruhidan hosil bo'ladi. Hujayra markazi mikronaychalarni yig'ish jarayonlarida, hujayraning irsiy materialining bo'linishida, shuningdek, flagella va siliya hosil bo'lishida ishtirok etadi.
Harakat organellalari. Flagella Va siliya Ular plazmalemma bilan qoplangan hujayra o'simtalaridir. Ushbu organoidlarning asosini periferiya bo'ylab joylashgan to'qqiz juft mikronaychalar va markazda ikkita erkin mikronaychalar tashkil qiladi. Mikrotubulalar turli xil oqsillar bilan o'zaro bog'langan bo'lib, ularning o'qdan muvofiqlashtirilgan og'ishini - tebranishini ta'minlaydi. Tebranishlar energiyaga bog'liq, ya'ni yuqori energiyali ATP bog'larining energiyasi bu jarayonga sarflanadi. Yo'qolgan flagella va siliyani tiklash - bu funktsiya bazal jismlar, yoki kinetosomalar ularning bazasida joylashgan.
Kirpiklarning uzunligi taxminan 10-15 nm, flagella uzunligi esa 20-50 mkm. Flagella va siliyaning qat'iy yo'naltirilgan harakatlari tufayli nafaqat bir hujayrali hayvonlar, sperma va boshqalarning harakati, balki nafas olish yo'llarining tozalanishi va tuxumning fallop naychalari orqali harakatlanishi ham sodir bo'ladi, chunki bu qismlarning barchasi Inson tanasi kiprikli epiteliy bilan qoplangan.
Qo'shimchalar
Qo'shimchalar- Bu hujayraning doimiy bo'lmagan tarkibiy qismlari bo'lib, uning hayoti davomida hosil bo'ladi va yo'qoladi. Bularga zaxira moddalar, masalan, o'simlik hujayralaridagi kraxmal yoki oqsil donalari, hayvonlar va zamburug'lar hujayralaridagi glikogen granulalari, bakteriyalardagi volutin, barcha turdagi hujayralardagi yog' tomchilari va chiqindilar, xususan, oziq-ovqat qoldiqlari kiradi. fagotsitoz natijasida hazm bo'lmagan , qoldiq jismlar deb ataladigan narsalarni hosil qiladi.
Hujayra qismlari va organellalarining tuzilishi va funktsiyalari o'rtasidagi munosabatlar uning yaxlitligining asosidir.
Hujayraning har bir qismi, bir tomondan, o'ziga xos tuzilish va funktsiyalarga ega bo'lgan alohida tuzilma bo'lsa, boshqa tomondan, ko'proq tarkibiy qismlarning tarkibiy qismidir. murakkab tizim hujayra deb ataladi. Eukaryotik hujayraning irsiy ma'lumotlarining aksariyati yadroda to'plangan, ammo yadroning o'zi uning amalga oshirilishini ta'minlay olmaydi, chunki buning uchun hech bo'lmaganda asosiy modda sifatida ishlaydigan sitoplazma va sintez sodir bo'ladigan ribosomalar kerak. . Aksariyat ribosomalar granüler endoplazmatik retikulumda joylashgan bo'lib, u erdan oqsillar ko'pincha Golji kompleksiga, so'ngra modifikatsiyadan so'ng hujayraning ular uchun mo'ljallangan qismlariga ko'chiriladi yoki chiqariladi. Oqsillar va uglevodlarning membranaviy qadoqlari organellalar va sitoplazmatik membranalarning membranalariga joylashtirilishi mumkin, bu ularning doimiy yangilanishini ta'minlaydi. Muhim funktsiyalarni bajaradigan lizosomalar va vakuolalar ham Golji kompleksidan ajralib chiqadi. Misol uchun, lizosomalarsiz hujayralar tezda chiqindilar molekulalari va tuzilmalari uchun o'ziga xos axlatxonaga aylanadi.
Bu jarayonlarning barchasi mitoxondriyalar, o'simliklarda esa xloroplastlar tomonidan ishlab chiqariladigan energiyani talab qiladi. Va bu organellalar nisbatan avtonom bo'lsa ham, ularning o'z DNK molekulalariga ega bo'lganligi sababli, ularning ba'zi oqsillari hali ham yadro genomi tomonidan kodlangan va sitoplazmada sintezlanadi.
Shunday qilib, hujayra o'zining tarkibiy qismlarining ajralmas birligi bo'lib, ularning har biri o'ziga xos funktsiyani bajaradi.
Moddalar almashinuvi va energiya almashinuvi tirik organizmlarning xossalaridir. Energiya va plastik almashinuvi, ularning aloqasi. Energiya almashinuvining bosqichlari. Fermentatsiya va nafas olish. Fotosintez, uning ahamiyati, kosmik roli. Fotosintez fazalari. Fotosintezning yorug'lik va qorong'u reaktsiyalari, ularning aloqasi. Xemosintez. Kimosintetik bakteriyalarning Yerdagi roli
Moddalar almashinuvi va energiya aylanishi - tirik organizmlarning xususiyatlari
Hujayrani yuzlab va minglab kimyoviy reaktsiyalar sodir bo'ladigan miniatyura kimyoviy zavodiga o'xshatish mumkin.
Metabolizm- biologik tizimlarni saqlash va o'z-o'zini ko'paytirishga qaratilgan kimyoviy o'zgarishlar majmui.
U oziqlanish va nafas olish, hujayra ichidagi metabolizm yoki organizmga moddalarni qabul qilishni o'z ichiga oladi. metabolizm, shuningdek, yakuniy metabolik mahsulotlarni izolyatsiya qilish.
Metabolizm bir turdagi energiyani boshqasiga aylantirish jarayonlari bilan uzviy bog'liqdir. Masalan, fotosintez jarayonida yorug'lik energiyasi murakkab organik molekulalarning kimyoviy bog'lanish energiyasi shaklida to'planadi va nafas olish jarayonida u ajralib chiqadi va yangi molekulalar sinteziga, mexanik va osmotik ishlarga sarflanadi. issiqlik shaklida tarqaladi va hokazo.
Tirik organizmlarda kimyoviy reaktsiyalarning paydo bo'lishi protein tabiatining biologik katalizatorlari tufayli ta'minlanadi - fermentlar, yoki fermentlar. Boshqa katalizatorlar singari fermentlar ham hujayradagi kimyoviy reaksiyalarning sodir boʻlishini oʻnlab va yuz minglab marta tezlashtiradi, baʼzan esa ularni amalga oshirishga imkon beradi, lekin reaksiyaning yakuniy mahsulot(lar)ining tabiati yoki xossalarini oʻzgartirmaydi va shunday qiladi. o'zlarini o'zgartirmaydilar. Fermentlar oddiy va murakkab oqsillar bo'lishi mumkin, ular oqsil qismiga qo'shimcha ravishda oqsil bo'lmagan qismini ham o'z ichiga oladi - kofaktor (koferment). Fermentlarga misol qilib, uzoq vaqt chaynash paytida polisaxaridlarni parchalaydigan so'lak amilazasini va oshqozonda oqsillarning hazm bo'lishini ta'minlaydigan pepsinni keltirish mumkin.
Fermentlar oqsil bo'lmagan katalizatorlardan ta'sir qilishning yuqori o'ziga xosligi, ularning yordami bilan reaksiya tezligini sezilarli darajada oshirishi, shuningdek, reaktsiya shartlarini yoki ular bilan turli moddalarning o'zaro ta'sirini o'zgartirish orqali harakatni tartibga solish qobiliyati bilan ajralib turadi. Bundan tashqari, fermentativ kataliz sodir bo'ladigan sharoitlar fermentativ bo'lmagan kataliz sodir bo'ladigan sharoitlardan sezilarli darajada farq qiladi: inson organizmida fermentlarning ishlashi uchun optimal harorat 37 ° C $ ni tashkil qiladi, bosim atmosferaga yaqin bo'lishi kerak. Atrof-muhitning $ pH $ sezilarli darajada ikkilanishi mumkin. Shunday qilib, amilaza ishqoriy muhitni, pepsin esa kislotali muhitni talab qiladi.
Fermentlarning ta'sir qilish mexanizmi oraliq ferment-substrat komplekslarining hosil bo'lishi tufayli reaktsiyaga kiradigan moddalarning (substratlarning) faollashuv energiyasini kamaytirishdan iborat.
Energiya va plastik almashinuvi, ularning aloqasi
Metabolizm hujayrada bir vaqtning o'zida sodir bo'ladigan ikkita jarayondan iborat: plastik va energiya almashinuvi.
Plastmassa almashinuvi (anabolizm, assimilyatsiya) ATP energiyasining sarflanishini o'z ichiga olgan sintez reaktsiyalari to'plamidir. Plastmassa almashinuvi jarayonida hujayra uchun zarur bo'lgan organik moddalar sintezlanadi. Plastmassa almashinish reaksiyalariga fotosintez, oqsil biosintezi va DNK replikatsiyasi (oʻz-oʻzini koʻpaytirish) misol boʻla oladi.
Energiya almashinuvi (katabolizm, dissimilyatsiya) murakkab moddalarni oddiyroqlarga parchalovchi reaksiyalar yigʻindisidir. Energiya almashinuvi natijasida energiya ajralib chiqadi va ATP shaklida saqlanadi. Energiya almashinuvining eng muhim jarayonlari nafas olish va fermentatsiyadir.
Plastmassa va energiya almashinuvi bir-biri bilan chambarchas bog'liq, chunki plastik almashinuv jarayonida organik moddalar sintezlanadi va bu ATP energiyasini talab qiladi va energiya almashinuvi jarayonida organik moddalar parchalanadi va energiya ajralib chiqadi, keyinchalik ular sintez jarayonlariga sarflanadi. .
Organizmlar oziqlanish jarayonida energiya oladi va uni bo'shatadi va asosan nafas olish jarayonida mavjud bo'lgan shaklga aylantiradi. Oziqlanish usuliga ko'ra barcha organizmlar avtotroflar va geterotroflarga bo'linadi. Avtotroflar organik moddalarni noorganiklardan mustaqil ravishda sintez qilish qobiliyatiga ega va geterotroflar faqat tayyorlangan organik moddalardan foydalaning.
Energiya almashinuvining bosqichlari
Energiya almashinuvi reaktsiyalarining murakkabligiga qaramay, u shartli ravishda uch bosqichga bo'linadi: tayyorgarlik, anaerob (kislorodsiz) va aerob (kislorod).
Yoniq tayyorgarlik bosqichi polisakkaridlar, lipidlar, oqsillar, nuklein kislotalarning molekulalari oddiyroq bo'linadi, masalan, glyukoza, glitserin va yog 'kislotalari, aminokislotalar, nukleotidlar va boshqalar Bu bosqich to'g'ridan-to'g'ri hujayralarda yoki ichaklarda sodir bo'lishi mumkin, bu erdan singan joydan. pastga tushadigan moddalar qon oqimi orqali yuboriladi.
Anaerob bosqichi energiya almashinuvi organik birikmalarning monomerlarini yanada oddiyroq oraliq mahsulotlarga, masalan, piruvik kislota yoki piruvatga yanada parchalanishi bilan birga keladi. Bu kislorod mavjudligini talab qilmaydi va botqoqlarning loyida yoki inson ichaklarida yashovchi ko'plab organizmlar uchun energiya olishning yagona yo'li. Sitoplazmada energiya almashinuvining anaerob bosqichi sodir bo'ladi.
Har xil moddalar kislorodsiz parchalanishi mumkin, lekin ko'pincha reaktsiyalarning substrati glyukoza hisoblanadi. Uning kislorodsiz bo'linish jarayoni deyiladi glikoliz. Glikoliz jarayonida glyukoza molekulasi to'rtta vodorod atomini yo'qotadi, ya'ni u oksidlanadi va ikki molekula piruvik kislota, ikkita molekula ATP va ikki molekula qaytarilgan vodorod tashuvchisi $NADH + H ^ (+) $ hosil bo'ladi:
$C_6H_(12)O_6 + 2H_3PO_4 + 2ADP + 2NAD → 2C_3H_4O_3 + 2ATP + 2NADH + H^(+) + 2H_2O$.
ADP dan ATP hosil bo'lishi fosfat anionining oldindan fosforlangan shakardan to'g'ridan-to'g'ri o'tishi tufayli sodir bo'ladi va deyiladi. substratning fosforlanishi.
Aerobik bosqich Energiya almashinuvi faqat kislorod ishtirokida sodir bo'lishi mumkin, kislorodsiz parchalanish jarayonida hosil bo'lgan oraliq birikmalar oxirgi mahsulot (karbonat angidrid va suv)gacha oksidlanadi va organik birikmalarning kimyoviy bog'larida saqlanadigan energiyaning katta qismi ajralib chiqadi. U 36 ta ATP molekulasining yuqori energiyali aloqalarining energiyasiga aylanadi. Bu bosqich ham deyiladi to'qimalarning nafas olishi. Kislorod yo'q bo'lganda, oraliq birikmalar boshqa organik moddalarga aylanadi, bu jarayon deyiladi. fermentatsiya.
Nafas olish
Hujayra nafas olish mexanizmi sxematik tarzda rasmda tasvirlangan.
Aerob nafas olish mitoxondriyalarda sodir bo'ladi, piruvik kislota birinchi navbatda bitta uglerod atomini yo'qotadi, bu $NADH + H ^ (+) $ ning bir qaytaruvchi ekvivalenti va atsetil koenzim A molekulasi (asetil-KoA) sintezi bilan birga keladi:
$C_3H_4O_3 + NAD + H~CoA → CH_3CO~CoA + NADH + H^(+) + CO_2$.
Mitoxondriyal matritsadagi atsetil-KoA kimyoviy reaksiyalar zanjirida ishtirok etadi, ularning umumiyligi deyiladi. Krebs tsikli (trikarboksilik kislota aylanishi, sikl limon kislotasi ). Ushbu transformatsiyalar jarayonida ikkita ATP molekulasi hosil bo'ladi, atsetil-KoA karbonat angidridga to'liq oksidlanadi va uning vodorod ionlari va elektronlari $NADH + H ^ (+) $ va $ FADH_2 $ vodorod tashuvchilarga qo'shiladi. Tashuvchilar vodorod protonlari va elektronlarini mitoxondriyaning ichki membranalariga olib, kristalarni hosil qiladi. Tashuvchi oqsillar yordamida vodorod protonlari membranalararo bo'shliqqa pompalanadi va elektronlar mitoxondriyaning ichki membranasida joylashgan nafas olish zanjiri deb ataladigan fermentlar orqali uzatiladi va kislorod atomlariga chiqariladi:
$O_2+2e^(-)→O_2^-$.
Shuni ta'kidlash kerakki, ba'zi nafas olish zanjiri oqsillari temir va oltingugurtni o'z ichiga oladi.
Membranlararo bo'shliqdan vodorod protonlari maxsus fermentlar - ATP sintazalari yordamida mitoxondriyal matritsaga qaytariladi va bu holda ajralib chiqadigan energiya har bir glyukoza molekulasidan 34 ta ATP molekulasini sintez qilish uchun sarflanadi. Bu jarayon deyiladi oksidlovchi fosforlanish. Mitoxondriyal matritsada vodorod protonlari kislorod radikallari bilan reaksiyaga kirishib, suv hosil qiladi:
$4H^(+)+O_2^-→2H_2O$.
Kislorod bilan nafas olish reaktsiyalari to'plamini quyidagicha ifodalash mumkin:
$2C_3H_4O_3 + 6O_2 + 36H_3PO_4 + 36ADP → 6CO_2 + 38H_2O + 36ATP.$
Umumiy nafas olish tenglamasi quyidagicha ko'rinadi:
$C_6H_(12)O_6 + 6O_2 + 38H_3PO_4 + 38ADP → 6CO_2 + 40H_2O + 38ATP.$
Fermentatsiya
Kislorod yoki uning etishmasligi bo'lmasa, fermentatsiya sodir bo'ladi. Fermentatsiya nafas olishdan ko'ra energiya olishning evolyutsion jihatdan oldingi usulidir, ammo u energiya jihatidan kamroq foydalidir, chunki fermentatsiya hali ham energiyaga boy bo'lgan organik moddalarni ishlab chiqaradi. Fermentatsiyaning bir nechta asosiy turlari mavjud: sut kislotasi, alkogolli, sirka kislotasi va boshqalar Shunday qilib, skelet mushaklarida fermentatsiya jarayonida kislorod bo'lmaganda, pirouzum kislotasi sut kislotasiga kamayadi, ilgari hosil bo'lgan qaytaruvchi ekvivalentlar esa iste'mol qilinadi va faqat. Ikki ATP molekulasi qoladi:
$2C_3H_4O_3 + 2NADH + H^(+) → 2C_3H_6O_3 + 2NAD$.
Xamirturush yordamida fermentatsiya paytida piruvik kislota kislorod ishtirokida etil spirti va uglerod oksidi (IV) ga aylanadi:
$C_3H_4O_3 + NADH + H^(+) → C_2H_5OH + CO_2 + NAD^(+)$.
Mikroorganizmlar yordamida fermentatsiya jarayonida pirouzum kislotasidan sirka, butirik, chumoli kislotalari va boshqalar ham hosil bo'lishi mumkin.
Energiya almashinuvi natijasida olingan ATP hujayrada turli xil ishlarga sarflanadi: kimyoviy, osmotik, elektr, mexanik va tartibga solish. Kimyoviy ish oqsillar, lipidlar, uglevodlar, nuklein kislotalar va boshqa hayotiy birikmalarning biosintezini o'z ichiga oladi. Osmotik ish hujayra tomonidan so'rilish va undan hujayradan tashqari bo'shliqda hujayraning o'ziga qaraganda yuqori konsentratsiyalarda bo'lgan moddalarni olib tashlash jarayonlarini o'z ichiga oladi. Elektr ishlari osmos bilan chambarchas bog'liq, chunki zaryadlangan zarrachalarning membranalar orqali harakatlanishi natijasida membrana zaryadi hosil bo'ladi va qo'zg'aluvchanlik va o'tkazuvchanlik xususiyatlari olinadi. Mexanik ish hujayra ichidagi moddalar va tuzilmalarning, shuningdek, butun hujayraning harakatini o'z ichiga oladi. Tartibga solish ishlari hujayradagi jarayonlarni muvofiqlashtirishga qaratilgan barcha jarayonlarni o'z ichiga oladi.
Fotosintez, uning ahamiyati, kosmik roli
fotosintez yorug'lik energiyasini xlorofill ishtirokida organik birikmalarning kimyoviy bog'lanish energiyasiga aylantirish jarayonidir.
Fotosintez natijasida yiliga 150 milliard tonnaga yaqin organik moddalar va taxminan 200 milliard tonna kislorod ishlab chiqariladi. Bu jarayon biosferadagi uglerod aylanishini ta'minlaydi, karbonat angidridning to'planishiga yo'l qo'ymaydi va shu bilan paydo bo'lishining oldini oladi. issiqxona effekti va Yerning haddan tashqari qizishi. Fotosintez natijasida hosil bo'lgan organik moddalar boshqa organizmlar tomonidan to'liq iste'mol qilinmaydi; So'nggi paytlarda kolza yog'i ("biodizel") va o'simlik qoldiqlaridan olingan spirt ham yoqilg'i sifatida ishlatila boshlandi. Ozon kisloroddan elektr razryadlari ta'sirida hosil bo'lib, u Yerdagi barcha hayotni ultrabinafsha nurlarining halokatli ta'siridan himoya qiluvchi ozon pardasini hosil qiladi.
Bizning yurtdoshimiz, taniqli o'simlik fiziologi K. A. Timiryazev (1843-1920) fotosintezning rolini "kosmik" deb atagan, chunki u Yerni Quyosh (kosmos) bilan bog'lab, sayyoraga energiya oqimini ta'minlaydi.
Fotosintez fazalari. Fotosintezning yorug'lik va qorong'u reaktsiyalari, ularning aloqasi
1905 yilda ingliz o'simliklari fiziologi F. Blekman fotosintez tezligini cheksiz ravishda oshirishi mumkin emasligini aniqladi; Bunga asoslanib, u fotosintezning ikki bosqichi borligini taxmin qildi: yorug'lik Va qorong'i. Kam yorug'lik intensivligida yorug'lik reaktsiyalarining tezligi yorug'lik intensivligining oshishiga mutanosib ravishda ortadi va qo'shimcha ravishda, bu reaktsiyalar haroratga bog'liq emas, chunki ular fermentlarning paydo bo'lishini talab qilmaydi. Tilakoid membranalarda yorug'lik reaktsiyalari sodir bo'ladi.
Qorong'u reaktsiyalar tezligi, aksincha, harorat oshishi bilan ortadi, ammo $30 ° C $ harorat chegarasiga yetganda, bu o'sish to'xtaydi, bu stromada sodir bo'ladigan bu o'zgarishlarning fermentativ xususiyatini ko'rsatadi. Shuni ta'kidlash kerakki, yorug'lik qorong'u reaktsiyalar deb ataladiganiga qaramay, qorong'u reaktsiyalarga ham ma'lum ta'sir ko'rsatadi.
Fotosintezning yorug'lik bosqichi bir necha turdagi protein komplekslarini tashuvchi tilakoid membranalarda sodir bo'ladi, ularning asosiylari I va II fototizimlar, shuningdek ATP sintazasidir. Fotosistemalarga pigment komplekslari kiradi, ularda xlorofilldan tashqari karotinoidlar ham mavjud. Karotinoidlar spektrning xlorofil bo'lmagan joylarida yorug'likni ushlaydi, shuningdek, xlorofillni yuqori intensiv yorug'lik ta'sirida yo'q qilishdan himoya qiladi.
Fototizimlar tarkibiga pigment komplekslaridan tashqari bir qancha elektron qabul qiluvchi oqsillar ham kiradi, ular elektronlarni xlorofill molekulalaridan bir-biriga ketma-ket uzatadi. Bu oqsillarning ketma-ketligi deyiladi xloroplastlarning elektron tashish zanjiri.
Proteinlarning maxsus majmuasi ham fotosintez jarayonida kislorodning chiqishini ta'minlaydigan fotosistema II bilan bog'liq. Bu kislorod chiqaradigan kompleks tarkibida marganets va xlor ionlari mavjud.
IN yorug'lik fazasi tilakoid membranalarda joylashgan xlorofill molekulalariga tushadigan yorug'lik kvantlari yoki fotonlar ularni yuqori elektron energiyasi bilan ajralib turadigan qo'zg'aluvchan holatga o'tkazadi. Bunday holda, I fototizimning xlorofillidan qo'zg'atilgan elektronlar vositachilar zanjiri orqali har doim suvli eritmada mavjud bo'lgan vodorod protonlarini biriktiruvchi NADP vodorod tashuvchisiga o'tkaziladi:
$NADP + 2e^(-) + 2H^(+) → NADPH + H^(+)$.
Kamaytirilgan $NADPH + H^(+)$ keyinchalik qorong'u bosqichda qo'llaniladi. II fototizimning xlorofillidagi elektronlar ham elektron tashish zanjiri bo'ylab uzatiladi, lekin ular I fototizim xlorofillining "elektron teshiklari" ni to'ldiradi. II fototizim xlorofillidagi elektronlarning etishmasligi suv molekulalarini olib tashlash orqali to'ldiriladi. yuqorida aytib o'tilgan kislorodni ajratuvchi kompleks ishtirokida sodir bo'ladi. deb ataladigan suv molekulalarining parchalanishi natijasida fotoliz, vodorod protonlari hosil bo'ladi va fotosintezning qo'shimcha mahsuloti bo'lgan molekulyar kislorod ajralib chiqadi:
$H_2O → 2H^(+) + 2e^(-) + (1)/(2)O_2$.
Hujayradagi genetik ma'lumotlar. Genlar, genetik kod va uning xossalari. Biosintez reaksiyalarining matritsali tabiati. Oqsil va nuklein kislotalarning biosintezi
Hujayradagi genetik ma'lumotlar
O'z turini ko'paytirish tirik mavjudotlarning asosiy xususiyatlaridan biridir. Ushbu hodisa tufayli nafaqat organizmlar, balki alohida hujayralar, shuningdek ularning organellalari (mitoxondriyalar va plastidlar) o'rtasida ham o'xshashlik mavjud. Ushbu o'xshashlikning moddiy asosi DNK nukleotidlari ketma-ketligida shifrlangan genetik ma'lumotni uzatishdir, bu DNK replikatsiyasi (o'z-o'zini ko'paytirish) jarayonlari orqali amalga oshiriladi. Hujayralar va organizmlarning barcha xususiyatlari va xususiyatlari oqsillar tufayli amalga oshiriladi, ularning tuzilishi birinchi navbatda DNK nukleotidlari ketma-ketligi bilan belgilanadi. Shuning uchun metabolik jarayonlarda nuklein kislotalar va oqsillarning biosintezi katta ahamiyatga ega. Irsiy axborotning struktur birligi gendir.
Genlar, genetik kod va uning xossalari
Hujayradagi irsiy ma'lumot monolit emas; u alohida "so'zlarga" - genlarga bo'linadi.
Gen genetik axborotning elementar birligidir.
Bir vaqtning o'zida bir nechta mamlakatlarda amalga oshirilgan va shu asrning boshida yakunlangan "Inson genomi" dasturi bo'yicha ish bizga odamda bor-yo'g'i 25-30 ming genga ega ekanligini tushunishga imkon berdi, ammo bizning DNKimizning aksariyat qismidagi ma'lumotlar. hech qachon o'qilmaydi, chunki unda juda ko'p ma'nosiz bo'limlar, takrorlashlar va odamlar uchun ma'nosini yo'qotgan xususiyatlarni kodlovchi genlar (dum, tana sochlari va boshqalar) mavjud. Bundan tashqari, rivojlanishi uchun mas'ul bo'lgan bir qator genlar irsiy kasalliklar, shuningdek, dori maqsadli genlari. Biroq, ushbu dasturni amalga oshirish jarayonida olingan natijalarni amaliy qo'llash ko'proq odamlarning genomlari shifrlanganicha qoldiriladi va ular qanday farq qilishlari aniq bo'ladi.
Protein, ribosoma yoki transfer RNKning birlamchi tuzilishini kodlovchi genlar deyiladi tizimli, va tizimli genlardan ma'lumotni o'qishni faollashtirish yoki bostirishni ta'minlaydigan genlar - tartibga soluvchi. Biroq, hatto strukturaviy genlar ham tartibga soluvchi hududlarni o'z ichiga oladi.
Organizmlarning irsiy ma'lumotlari DNKda nukleotidlarning ma'lum birikmalari va ularning ketma-ketligi shaklida shifrlangan - genetik kod. Uning xususiyatlari: uchlik, o'ziga xoslik, universallik, ortiqchalik va bir-biriga mos kelmaslik. Bundan tashqari, genetik kodda tinish belgilari yo'q.
Har bir aminokislota DNKda uchta nukleotid tomonidan kodlangan - uchlik, masalan, metionin TAC uchligi bilan kodlangan, ya'ni kod uchlikdir. Boshqa tomondan, har bir triplet faqat bitta amino kislotani kodlaydi, bu uning o'ziga xosligi yoki noaniqligi. Genetik kod barcha tirik organizmlar uchun universaldir, ya'ni inson oqsillari haqidagi irsiy ma'lumotni bakteriyalar o'qishi mumkin va aksincha. Bu organik dunyoning kelib chiqishi birligini ko'rsatadi. Biroq, uchta nukleotidning 64 kombinatsiyasi faqat 20 ta aminokislotaga to'g'ri keladi, buning natijasida bitta aminokislota 2-6 triplet bilan kodlanishi mumkin, ya'ni genetik kod ortiqcha yoki degenerativdir. Uchta uchlik mos keladigan aminokislotalarga ega emas, ular deyiladi kodonlarni to'xtatish, chunki ular polipeptid zanjiri sintezining tugashini ko'rsatadi.
DNK tripletlaridagi asoslar ketma-ketligi va ular kodlagan aminokislotalar
*Polipeptid zanjiri sintezining tugashini ko'rsatuvchi kodonni to'xtatish.
Aminokislotalar nomlari uchun qisqartmalar:
Ala - alanin
Arg - arginin
Asn - asparagin
Asp - aspartik kislota
Val - valin
Uning - histidin
Gly - glitsin
Gln - glutamin
Glu - glutamik kislota
Ile - izolösin
Ley - leysin
Liz - lizin
Meth - metionin
Pro - prolin
Ser - serin
Tir - tirozin
Tre - treonin
Uch - triptofan
Fen - fenilalanin
Sis - sistein
Agar siz genetik ma'lumotni tripletdagi birinchi nukleotiddan emas, balki ikkinchisidan o'qiy boshlasangiz, u holda nafaqat o'qish ramkasi siljiydi, balki shu tarzda sintez qilingan oqsil nafaqat nukleotidlar ketma-ketligida, balki butunlay boshqacha bo'ladi. tuzilishi va xususiyatlari. Uchlik o'rtasida tinish belgilari yo'q, shuning uchun o'qish ramkasini siljitish uchun hech qanday to'siqlar yo'q, bu mutatsiyalarning paydo bo'lishi va saqlanishi uchun joy ochadi.
Biosintez reaksiyalarining matritsali tabiati
Bakterial hujayralar har 20-30 daqiqada, eukaryotik hujayralar esa har kuni va undan ham tez-tez ikki baravar ko'payishiga qodir, bu esa DNK replikatsiyasining yuqori tezligi va aniqligini talab qiladi. Bundan tashqari, har bir hujayrada ko'plab oqsillarning, ayniqsa fermentlarning yuzlab va minglab nusxalari mavjud, shuning uchun ularni ishlab chiqarishning "bo'lak-bo'lak" usuli ularni ko'paytirish uchun qabul qilinishi mumkin emas. Keyinchalik ilg'or usul - bu shtamplash, bu sizga mahsulotning ko'plab aniq nusxalarini olish va uning narxini pasaytirish imkonini beradi. Shtamplash uchun matritsa talab qilinadi, undan taassurot olinadi.
Hujayralarda shablon sintezining printsipi shundan iboratki, oqsillar va nuklein kislotalarning yangi molekulalari bir xil nuklein kislotalarning (DNK yoki RNK) oldindan mavjud bo'lgan molekulalari tuzilishiga kiritilgan dasturga muvofiq sintezlanadi.
Oqsil va nuklein kislotalarning biosintezi
DNK replikatsiyasi. DNK ikki zanjirli biopolimer bo'lib, uning monomerlari nukleotidlardir. Agar DNK biosintezi nusxa ko'chirish printsipi asosida sodir bo'lgan bo'lsa, unda irsiy ma'lumotlarda ko'plab buzilishlar va xatolar muqarrar ravishda yuzaga keladi, bu esa oxir-oqibat yangi organizmlarning o'limiga olib keladi. Shuning uchun DNKning ikki barobar ko'payishi jarayoni boshqacha sodir bo'ladi, yarim konservativ tarzda: DNK molekulasi ochiladi va har bir zanjirda komplementarlik printsipiga muvofiq yangi zanjir sintezlanadi. DNK molekulasining o'z-o'zini ko'paytirish jarayoni, irsiy ma'lumotlarning to'g'ri nusxalanishi va avloddan-avlodga uzatilishini ta'minlaydi. replikatsiya(latdan. replikatsiya- takrorlash). Replikatsiya natijasida onaning DNK molekulasining ikkita mutlaqo aniq nusxasi hosil bo'ladi, ularning har biri onaning bir nusxasini olib yuradi.
Replikatsiya jarayoni aslida juda murakkab, chunki unda bir qator oqsillar ishtirok etadi. Ulardan ba'zilari DNKning qo'sh spiralini ochadi, boshqalari komplementar zanjirlarning nukleotidlari orasidagi vodorod bog'larini buzadi, boshqalari (masalan, DNK polimeraza fermenti) komplementarlik printsipi asosida yangi nukleotidlarni tanlaydi va hokazo. Yangi hosil bo'lgan qiz hujayralar bo'linish paytida replikatsiya natijasi ikkiga bo'linadi.
Replikatsiya jarayonida xatolar juda kam uchraydi, lekin agar ular sodir bo'lsa, ular DNK polimerazalari va maxsus tuzatish fermentlari tomonidan juda tez yo'q qilinadi, chunki nukleotidlar ketma-ketligidagi har qanday xato oqsilning tuzilishi va funktsiyalarida qaytarilmas o'zgarishlarga olib kelishi mumkin. va oxir-oqibat, yangi hujayraning yoki hatto shaxsning hayotiyligiga salbiy ta'sir qiladi.
Protein biosintezi. 19-asrning atoqli faylasufi F.Engels majoziy maʼnoda aytganidek: “Hayot oqsil jismlarining mavjudligi shaklidir”. Protein molekulalarining tuzilishi va xossalari ularning birlamchi tuzilishi, ya'ni DNKda kodlangan aminokislotalarning ketma-ketligi bilan belgilanadi. Nafaqat polipeptidning mavjudligi, balki butun hujayraning ishlashi ham ushbu ma'lumotni ko'paytirishning to'g'riligiga bog'liq, shuning uchun oqsil sintezi jarayoni katta ahamiyatga ega. Bu hujayradagi eng murakkab sintez jarayoni bo'lib ko'rinadi, chunki u uch yuzgacha turli fermentlarni va boshqa makromolekullarni o'z ichiga oladi. Bundan tashqari, u yuqori tezlikda oqadi, bu esa yanada aniqlikni talab qiladi.
Protein biosintezida ikkita asosiy bosqich mavjud: transkripsiya va translatsiya.
Transkripsiya(latdan. transkripsiya- qayta yozish) - DNK matritsasida mRNK molekulalarining biosintezi.
DNK molekulasi ikkita antiparallel zanjirni o'z ichiga olganligi sababli, ikkala zanjirdan ma'lumotni o'qish butunlay boshqa mRNKlarning shakllanishiga olib keladi, shuning uchun ularning biosintezi faqat kodlash deb ataladigan yoki ikkinchisidan farqli o'laroq kodogen deb ataladigan zanjirlardan birida mumkin. kodlanmagan yoki kodogen bo'lmagan. Qayta yozish jarayoni RNK nukleotidlarini komplementarlik printsipiga ko'ra tanlaydigan maxsus ferment RNK polimeraza tomonidan ta'minlanadi. Bu jarayon yadroda ham, o'ziga xos DNK - mitoxondriya va plastidlarga ega bo'lgan organellalarda ham sodir bo'lishi mumkin.
Transkripsiya paytida sintez qilingan mRNK molekulalari tarjimaga murakkab tayyorgarlik jarayonidan o'tadi (mitoxondrial va plastid mRNKlar oqsil biosintezining ikkinchi bosqichi sodir bo'lgan organellalar ichida qolishi mumkin). mRNKning yetilishi jarayonida unga dastlabki uchta nukleotid (AUG) va adenil nukleotidlarining dumi biriktiriladi, ularning uzunligi ma'lum molekulada oqsilning qancha nusxasini sintez qilish mumkinligini aniqlaydi. Shundan keyingina etuk mRNKlar yadro teshiklari orqali yadrodan chiqib ketadi.
Bunga parallel ravishda sitoplazmada aminokislotalarning faollashuv jarayoni sodir bo'ladi, bunda aminokislotalar mos keladigan erkin tRNKga qo'shiladi. Bu jarayon maxsus ferment tomonidan katalizlanadi va ATP ni talab qiladi.
Translyatsiya(latdan. efirga uzatish- transfer) mRNK matritsasida polipeptid zanjirining biosintezi bo'lib, uning davomida genetik ma'lumot polipeptid zanjirining aminokislotalar ketma-ketligiga aylantiriladi.
Protein sintezining ikkinchi bosqichi ko'pincha sitoplazmada, masalan, qo'pol ERda sodir bo'ladi. Uning paydo bo'lishi uchun ribosomalarning mavjudligi, tRNKning faollashishi, ular davomida tegishli aminokislotalarni biriktirishi, Mg2+ ionlarining mavjudligi, shuningdek, optimal muhit sharoitlari (harorat, pH, bosim va boshqalar) zarur.
Efirni boshlash uchun ( boshlanishi) sintezga tayyor bo'lgan mRNK molekulasiga kichik ribosoma bo'linmasi biriktiriladi, so'ngra birinchi kodonga (AUG) komplementarlik printsipiga ko'ra, metionin aminokislotasini tashuvchi tRNK tanlanadi. Shundan keyingina katta ribosoma bo'linmasi biriktiriladi. Yig'ilgan ribosoma ichida ikkita mRNK kodonlari mavjud bo'lib, ulardan birinchisi allaqachon ishg'ol qilingan. Unga qo'shni kodonga aminokislota tashuvchi ikkinchi tRNK qo'shiladi, shundan so'ng fermentlar yordamida aminokislota qoldiqlari o'rtasida peptid bog'i hosil bo'ladi. Ribosoma mRNKning bitta kodonini harakatga keltiradi; aminokislotadan ozod bo'lgan birinchi tRNK keyingi aminokislotadan keyin sitoplazmaga qaytadi va kelajakdagi polipeptid zanjirining bir bo'lagi qolgan tRNKda go'yo osilib qoladi. Keyingi tRNK o'zini ribosoma ichida topadigan yangi kodonga biriktiriladi, jarayon takrorlanadi va bosqichma-bosqich polipeptid zanjiri uzayadi, ya'ni. cho'zilish.
oqsil sintezining tugashi ( tugatish) mRNK molekulasida aminokislotalarni (stop-kodon) kodlamaydigan o'ziga xos nukleotidlar ketma-ketligiga duch kelgan zahoti paydo bo'ladi. Shundan so'ng ribosoma, mRNK va polipeptid zanjiri ajratiladi va yangi sintez qilingan oqsil tegishli tuzilishga ega bo'ladi va hujayraning o'z vazifalarini bajaradigan qismiga etkaziladi.
Translyatsiya juda ko'p energiya talab qiladigan jarayondir, chunki tRNKga bitta aminokislota biriktirish uchun bitta ATP molekulasining energiyasi sarflanadi, chunki ribosomani mRNK molekulasi bo'ylab harakatlantirish uchun yana bir nechtasi ishlatiladi.
Muayyan oqsil molekulalarining sintezini tezlashtirish uchun mRNK molekulasiga bir nechta ribosomalar ketma-ket biriktirilishi mumkin, ular bitta tuzilishni tashkil qiladi - polisoma.
Hujayra tirik mavjudotning genetik birligidir. Xromosomalar, ularning tuzilishi (shakli va hajmi) va vazifalari. Xromosomalar soni va ularning turlarining doimiyligi. Somatik va jinsiy hujayralar. Hujayra hayot aylanishi: interfaza va mitoz. Mitoz - somatik hujayralarning bo'linishi. Meioz. Mitoz va meyoz fazalari. O'simliklar va hayvonlarda jinsiy hujayralarning rivojlanishi. Hujayra bo'linishi organizmlarning o'sishi, rivojlanishi va ko'payishi uchun asosdir. Meyoz va mitozning roli
Hujayra tirik mavjudotlarning genetik birligidir.
Nuklein kislotalar genetik ma'lumotlarning tashuvchisi bo'lishiga qaramay, bu ma'lumotni hujayradan tashqarida amalga oshirish mumkin emas, bu viruslar misolida osonlik bilan isbotlangan. Ko'pincha faqat DNK yoki RNKni o'z ichiga olgan bu organizmlar buning uchun mustaqil ravishda ko'paya olmaydi, ular hujayraning irsiy apparatidan foydalanishlari kerak; Ular hatto hujayraning o'zi yordamisiz hujayra ichiga kira olmaydi, faqat membranani tashish mexanizmlaridan foydalanish yoki hujayraning shikastlanishi tufayli. Ko'pgina viruslar beqaror bo'lib, ular ochiq havoda bir necha soat o'tgach o'lishadi. Binobarin, hujayra tirik mavjudotning genetik birligi bo'lib, irsiy ma'lumotni saqlash, o'zgartirish va amalga oshirish, shuningdek uni avlodlarga etkazish uchun minimal komponentlar to'plamiga ega.
Eukaryotik hujayraning genetik ma'lumotlarining katta qismi yadroda joylashgan. Uning tashkil etilishining o'ziga xos xususiyati shundaki, prokaryotik hujayraning DNKsidan farqli o'laroq, eukariotlarning DNK molekulalari yopiq emas va oqsillar - xromosomalar bilan murakkab komplekslarni hosil qiladi.
Xromosomalar, ularning tuzilishi (shakli va hajmi) va vazifalari
Xromosoma(yunon tilidan xrom- rang, rang berish va so'm- tana) - genlarni o'z ichiga olgan va organizmning xususiyatlari va xususiyatlari haqida ma'lum irsiy ma'lumotlarni o'z ichiga olgan hujayra yadrosining tuzilishi.
Ba'zan prokariotlarning dumaloq DNK molekulalari xromosomalar deb ham ataladi. Xromosomalar o'z-o'zini ko'paytirishga qodir, ular strukturaviy va funktsional individuallikka ega va uni avlodlar davomida saqlab qoladilar. Har bir hujayra tananing barcha irsiy ma'lumotlarini olib yuradi, lekin unda faqat kichik bir qismi ishlaydi.
Xromosomaning asosini oqsillar bilan o'ralgan ikki zanjirli DNK molekulasi tashkil etadi. Eukariotlarda giston va giston bo'lmagan oqsillar DNK bilan o'zaro ta'sir qiladi, prokaryotlarda esa giston oqsillari yo'q.
Xromosomalar yorug'lik mikroskopi ostida hujayra bo'linishi paytida yaxshi ko'rinadi, siqilish natijasida ular birlamchi siqilish bilan ajratilgan tayoq shaklidagi jismlar ko'rinishini oladi - sentromera — elkalarida. Xromosomada ham bo'lishi mumkin ikkilamchi siqilish, bu ba'zi hollarda deb ataladigan narsalarni ajratib turadi sun'iy yo'ldosh. Xromosomalarning uchlari deyiladi telomerlar. Telomerlar xromosomalar uchlarini bir-biriga yopishib qolishiga yo'l qo'ymaydi va ularning bo'linmaydigan hujayradagi yadro membranasiga yopishishini ta'minlaydi. Bo'linish boshida xromosomalar ikki baravar ko'payadi va ikkita qiz xromosomadan iborat - xromatid, sentromerada mahkamlangan.
Xromosomalar shakliga ko'ra teng qurolli, teng bo'lmagan qurolli va tayoqchali xromosomalarga bo'linadi. Xromosomalarning o'lchamlari sezilarli darajada farq qiladi, ammo o'rtacha xromosomaning o'lchamlari 5 $ × $ 1,4 mikron.
Ba'zi hollarda xromosomalar ko'p sonli DNK duplikatsiyasi natijasida yuzlab va minglab xromatidlarni o'z ichiga oladi: bunday yirik xromosomalar deyiladi. politen. Ular uchrashadilar tuprik bezlari Drosophila lichinkalari, shuningdek, dumaloq qurtning ovqat hazm qilish bezlarida.
Xromosomalar soni va ularning turlarining doimiyligi. Somatik va jinsiy hujayralar
Hujayra nazariyasiga ko'ra, hujayra - organizmning tuzilishi, hayotiy faoliyati va rivojlanishining birligi. Shunday qilib, tirik mavjudotlarning organizmning o'sishi, ko'payishi va rivojlanishi kabi muhim funktsiyalari hujayra darajasida ta'minlanadi. Ko'p hujayrali organizmlarning hujayralarini somatik va reproduktivga bo'lish mumkin.
Somatik hujayralar- bu mitotik bo'linish natijasida hosil bo'lgan tananing barcha hujayralari.
Xromosomalarni o'rganish har birining tanasining somatik hujayralari uchun ekanligini aniqlashga imkon berdi biologik turlar xromosomalarning doimiy soni bilan tavsiflanadi. Masalan, odamda ularning 46 tasi somatik hujayralarning xromosomalari to'plami deyiladi diploid(2n) yoki ikki barobar.
Jinsiy hujayralar, yoki gametalar, jinsiy ko'payish uchun ishlatiladigan maxsus hujayralar.
Gametalar har doim somatik hujayralarning yarmiga teng xromosomalarni o'z ichiga oladi (odamlarda - 23), shuning uchun jinsiy hujayralar xromosomalari to'plami deyiladi. gaploid(n) yoki bitta. Uning shakllanishi hujayraning meiotik bo'linishi bilan bog'liq.
Somatik hujayralardagi DNK miqdori 2c, jinsiy hujayralarda esa 1c sifatida belgilanadi. Somatik hujayralarning genetik formulasi 2n2c, jinsiy hujayralar esa 1n1c sifatida yozilgan.
Ayrim somatik hujayralar yadrolarida xromosomalar soni ularning somatik hujayralardagi sonidan farq qilishi mumkin. Agar bu farq bir, ikki, uch va hokazo gaploid to'plamlardan katta bo'lsa, unda bunday hujayralar deyiladi poliploid(mos ravishda tri-, tetra-, pentaploid). Bunday hujayralarda metabolik jarayonlar odatda juda jadal davom etadi.
Xromosomalar sonining o'zi turga xos xususiyat emas, chunki turli organizmlarda xromosomalar soni teng bo'lishi mumkin, ammo ular bilan bog'liq bo'lganlar boshqacha bo'lishi mumkin. Masalan, bezgak plazmodiumi va ot yumaloq qurtida ikkitadan, odamlarda va shimpanzalarda mos ravishda 46 va 48 ta xromosoma mavjud.
Inson xromosomalari ikki guruhga bo'linadi: autosomalar va jinsiy xromosomalar (geteroxromosomalar). Avtosoma insonning somatik hujayralarida 22 juft bo'lib, ular erkaklar va ayollar uchun bir xil va jinsiy xromosomalar faqat bitta juftlik, lekin bu shaxsning jinsini aniqlaydi. Jinsiy xromosomalarning ikki turi mavjud - X va Y. Ayollarning tana hujayralari ikkita X xromosomasini, erkaklarniki esa X va Y.
Karyotip- bu organizmning xromosomalar to'plamining xususiyatlari to'plami (xromosomalar soni, ularning shakli va hajmi).
An'anaviy karyotip belgilari o'z ichiga oladi umumiy miqdori xromosomalar, jinsiy xromosomalar va xromosomalar to'plamidagi mumkin bo'lgan og'ishlar. Masalan, oddiy erkakning karyotipi 46,XY, karyotipi esa yoziladi. oddiy ayol- 46, XX.
Hujayra hayot aylanishi: interfaza va mitoz
Hujayralar har safar yangidan paydo bo'lmaydi, ular faqat ona hujayralarning bo'linishi natijasida hosil bo'ladi. Bo'linishdan so'ng, qiz hujayralar organellalarni shakllantirish va ma'lum bir funktsiyani bajarishni ta'minlaydigan tegishli tuzilishga ega bo'lish uchun biroz vaqt talab etadi. Bu vaqt davri deyiladi etuklik.
Hujayraning bo'linish natijasida paydo bo'lishidan uning bo'linishi yoki o'limigacha bo'lgan vaqt davri deyiladi hujayraning hayot aylanishi.
Eukaryotik hujayralarda hayot aylanishi ikki asosiy bosqichga bo'linadi: interfaza va mitoz.
Interfaza- bu hayot tsiklidagi hujayra bo'linmaydigan va normal faoliyat ko'rsatadigan vaqt davri. Interfaza uch davrga bo'linadi: G 1 -, S- va G 2 -davrlar.
G 1 -davr(presintetik, postmitotik) - hujayra o'sishi va rivojlanishi davri bo'lib, bu davrda yangi hosil bo'lgan hujayraning hayotiyligini to'liq ta'minlash uchun zarur bo'lgan RNK, oqsillar va boshqa moddalarning faol sintezi sodir bo'ladi. Ushbu davrning oxiriga kelib, hujayra o'z DNKsini ko'paytirishga tayyorgarlik ko'rishi mumkin.
IN S-davr(sintetik) DNK replikatsiyasi jarayonining o'zi sodir bo'ladi. Xromosomaning replikatsiyaga uchramaydigan yagona qismi sentromeradir, shuning uchun hosil bo'lgan DNK molekulalari to'liq ajralib chiqmaydi, balki unda birga bo'lib qoladi va bo'linish boshida xromosoma X shaklidagi ko'rinishga ega bo'ladi. DNKning ikki baravar ko'payishidan keyin hujayraning genetik formulasi 2n4c. Shuningdek, S-davrda hujayra markazining sentriolalari ikki barobar ortadi.
G 2 -davr(postsintetik, premitotik) hujayra bo'linish jarayoni uchun zarur bo'lgan RNK, oqsillar va ATP ning intensiv sintezi, shuningdek sentriolalar, mitoxondriyalar va plastidlarning ajralishi bilan tavsiflanadi. Interfaza tugagunga qadar xromatin va yadrocha aniq ajralib turadi, yadro qobig'ining yaxlitligi buzilmaydi va organellalar o'zgarmaydi.
Tana hujayralarining ba'zilari tananing butun hayoti davomida o'z vazifalarini bajarishga qodir (miya neyronlari, yurak mushaklari hujayralari), boshqalari esa qisqa vaqt ichida mavjud bo'lib, keyin ular o'ladi (ichak epitelial hujayralari, epidermal hujayralar). teri). Binobarin, tana doimo hujayra bo'linishi va o'liklarning o'rnini bosadigan yangilarini hosil qilish jarayonlarini boshdan kechirishi kerak. Bo'linishga qodir hujayralar deyiladi poya. Inson tanasida ular qizil rangda topilgan suyak iligi, terining epidermisining chuqur qatlamlarida va boshqa joylarda. Ushbu hujayralar yordamida siz yangi organni o'stirishingiz, yoshartirishga erishishingiz, shuningdek tanani klonlashingiz mumkin. Ildiz hujayralaridan foydalanish istiqbollari mutlaqo aniq, ammo bu muammoning axloqiy va axloqiy jihatlari hali ham muhokama qilinmoqda, chunki ko'p hollarda abort paytida o'ldirilgan inson embrionlaridan olingan embrion ildiz hujayralari qo'llaniladi.
O'simlik va hayvon hujayralarida interfazaning davomiyligi o'rtacha 10-20 soat, mitoz esa taxminan 1-2 soat davom etadi.
Ko'p hujayrali organizmlarning ketma-ket bo'linishi paytida qiz hujayralar barcha ma'lumotlarni o'qiyotganda tobora xilma-xil bo'lib boradi. Ko'proq genlar.
Ba'zi hujayralar vaqt o'tishi bilan bo'linishni to'xtatadi va nobud bo'ladi, bu epidermis teri hujayralari va qon hujayralarida bo'lgani kabi muayyan funktsiyalarni bajarish yoki atrof-muhit omillari, xususan, patogenlar tomonidan bu hujayralarga zarar etkazish tufayli bo'lishi mumkin. Genetik dasturlashtirilgan hujayra o'limi deyiladi apoptoz, tasodifiy o'lim paytida - nekroz.
Mitoz - somatik hujayralarning bo'linishi. Mitozning fazalari
Mitoz- somatik hujayralarni bilvosita bo'linish usuli.
Mitoz jarayonida hujayra bir qator ketma-ket bosqichlardan o'tadi, buning natijasida har bir qiz hujayra ona hujayradagi kabi bir xil xromosomalar to'plamini oladi.
Mitoz to'rtta asosiy fazaga bo'linadi: profilaktika, metafaza, anafaza va telofaza. Profaza- mitozning eng uzun bosqichi, bu davrda xromatin kondensatsiyalanadi, natijada ikkita xromatiddan (qizi xromosomalar) iborat X shaklidagi xromosomalar ko'rinadigan bo'ladi. Bunda yadro yo‘qoladi, sentriolalar hujayra qutblariga qarab ajralib chiqadi va mikronaychalardan akromatin shpindel (bo‘linish shpindeli) hosil bo‘la boshlaydi. Profaza oxirida yadro membranasi alohida pufakchalarga parchalanadi.
IN metafaza Xromosomalar sentromeralari bilan hujayraning ekvatori boʻylab tizilgan boʻlib, ularga toʻliq shakllangan shpindelning mikronaychalari birikadi. Bo'linishning ushbu bosqichida xromosomalar eng siqilgan va xarakterli shaklga ega, bu esa karyotipni o'rganish imkonini beradi.
IN anafaza Tez DNK replikatsiyasi sentromeralarda sodir bo'ladi, buning natijasida xromosomalar bo'linadi va xromatidlar mikronaychalar bilan cho'zilgan hujayra qutblariga ajralib chiqadi. Xromatidlarning taqsimlanishi mutlaqo teng bo'lishi kerak, chunki bu jarayon tana hujayralarida doimiy miqdordagi xromosomalarning saqlanishini ta'minlaydi.
Sahnada telofazalar qiz xromosomalar qutblarda to'planadi, despiral, ularning atrofida pufakchalardan yadro membranalari hosil bo'ladi, yangi hosil bo'lgan yadrolarda yadrochalar paydo bo'ladi.
Yadro bo'linishidan keyin sitoplazmatik bo'linish sodir bo'ladi - sitokinez, bu vaqtda ona hujayraning barcha organellalarining ko'p yoki kamroq bir xil taqsimlanishi sodir bo'ladi.
Shunday qilib, mitoz natijasida bitta ona hujayradan ikkita qiz hujayra hosil bo'ladi, ularning har biri ona hujayraning genetik nusxasi (2n2c).
Kasal, shikastlangan, qarigan hujayralar va tananing ixtisoslashgan to'qimalarida biroz boshqacha bo'linish jarayoni sodir bo'lishi mumkin - amitoz. Amitoz eukaryotik hujayralarning to'g'ridan-to'g'ri bo'linishi deb ataladi, bunda genetik jihatdan ekvivalent hujayralar hosil bo'lmaydi, chunki hujayra tarkibiy qismlari notekis taqsimlanadi. U o'simliklarda endospermda, hayvonlarda esa - jigarda, xaftaga va ko'zning shox pardasida joylashgan.
Meioz. Meyoz fazalari
Meioz birlamchi jinsiy hujayralarni (2n2c) bilvosita bo'linish usuli bo'lib, natijada haploid hujayralar (1n1c), ko'pincha jinsiy hujayralar hosil bo'ladi.
Mitozdan farqli o'laroq, meyoz ikkita ketma-ket hujayra bo'linishidan iborat bo'lib, ularning har biridan oldin interfaza mavjud. Meyozning birinchi bo'linishi (meyoz I) deyiladi reduksionist, chunki bu holda xromosomalar soni ikki baravar kamayadi va ikkinchi bo'linish (meyoz II) - tenglama, chunki uning jarayonida xromosomalar soni saqlanib qoladi.
Interfaza I mitozning interfazasi kabi davom etadi. Meioz I to'rt fazaga bo'linadi: profilaktika I, metafaza I, anafaza I va telofaza I. B. profaza I Ikki muhim jarayon sodir bo'ladi: konjugatsiya va kesishish. Konjugatsiya- Bu butun uzunlik bo'ylab homolog (juftlashgan) xromosomalarning birlashishi jarayoni. Konjugatsiya paytida hosil bo'lgan juft xromosomalar metafaza I oxirigacha saqlanadi.
O'tish- homolog xromosomalarning gomologik hududlarini o'zaro almashish. Krossingover natijasida ikkala ota-onadan ham organizm tomonidan qabul qilingan xromosomalar genlarning yangi birikmalariga ega bo'ladi, bu esa genetik jihatdan xilma-xil nasllarning paydo bo'lishiga olib keladi. I profilaktika fazasining oxirida, xuddi mitozning profilaktikasida bo'lgani kabi, yadro yo'qoladi, sentriolalar hujayraning qutblariga tarqaladi va yadro membranasi parchalanadi.
IN metafaza I juft xromosomalar hujayraning ekvatori boʻylab hizalanadi va shpindel mikronaychalari ularning sentromeralariga birikadi.
IN anafaza I Ikki xromatiddan tashkil topgan butun gomologik xromosomalar qutblarga ajraladi.
IN telofaza I Hujayra qutblarida joylashgan xromosomalar klasterlari atrofida yadro membranalari, yadrochalar hosil bo'ladi.
Sitokinez I qiz hujayralari sitoplazmalarining ajralishini ta'minlaydi.
Meyoz I natijasida hosil bo'lgan qiz hujayralar (1n2c) genetik jihatdan heterojendir, chunki ularning hujayra qutblariga tasodifiy tarqalgan xromosomalari turli xil genlarni o'z ichiga oladi.
Mitoz va meyozning qiyosiy xarakteristikasi
| Imzo | Mitoz | Meioz | |
| Qaysi hujayralar bo'linishni boshlaydi? | Somatik (2n) | Birlamchi jinsiy hujayralar (2n) | |
| Bo'limlar soni | 1 | 2 | |
| Bo'linish jarayonida nechta va qanday hujayralar hosil bo'ladi? | 2 somatik (2n) | 4 jinsiy (n) | |
| Interfaza | Hujayrani bo'linishga tayyorlash, DNKning ikki baravar ko'payishi | Juda qisqa, DNKning ikki baravar ko'payishi sodir bo'lmaydi | |
| Fazalar | Meioz I | Meioz II | |
| Profaza | Xromosoma kondensatsiyasi, yadroning yo'qolishi, yadro membranasining parchalanishi, konjugatsiya va krossingover sodir bo'lishi mumkin. | Xromosoma kondensatsiyasi, yadroning yo'qolishi, yadro membranasining parchalanishi. | |
| Metafaza | Xromosomalarning juftlari ekvator bo'ylab joylashgan, shpindel hosil bo'ladi | Xromosomalar ekvator bo'ylab tiziladi, shpindel hosil bo'ladi | |
| Anafaza | Ikki xromatidadan gomologik xromosomalar qutblar tomon harakatlanadi | Xromatidlar qutblar tomon harakatlanadi | |
| Telofaz | Xromosomalar despiral, yangi yadro membranalari va yadrochalar hosil bo'ladi | Xromosomalar despiral, yangi yadro membranalari va yadrochalar hosil bo'ladi | |
Interfaza II juda qisqa, chunki unda DNKning ikki baravar ko'payishi sodir bo'lmaydi, ya'ni S-davr yo'q.
Meioz II shuningdek, to'rt fazaga bo'lingan: profilaktika II, metafaza II, anafaza II va telofaza II. IN profilaktika II konjugatsiya va krossingoverdan tashqari, profilaktika Idagi kabi jarayonlar sodir bo'ladi.
IN metafaza II xromosomalar hujayraning ekvatori bo'ylab joylashgan.
IN anafaza II xromosomalar sentromeralarda bo'linadi va xromatidlar qutblar tomon cho'ziladi.
IN telofaza II Yadro membranalari va yadrochalar qiz xromosomalari klasterlari atrofida hosil bo'ladi.
Keyin sitokinez II Barcha to'rtta qiz hujayraning genetik formulasi 1n1c, lekin ularning barchasida turli xil genlar to'plami mavjud bo'lib, ular qiz hujayralardagi ona va ota organizmlari xromosomalarining kesishishi va tasodifiy birikmasi natijasidir.
O'simliklar va hayvonlarda jinsiy hujayralarning rivojlanishi
Gametogenez(yunon tilidan gameta- xotini, gametalar- er va genezis- kelib chiqishi, paydo bo'lishi) - etuk jinsiy hujayralarning hosil bo'lish jarayoni.
Jinsiy ko'payish uchun ko'pincha ikkita shaxs - ayol va erkak turli xil jinsiy hujayralar - tuxum va sperma ishlab chiqarishni talab qilganligi sababli, bu gametalarning hosil bo'lish jarayonlari har xil bo'lishi kerak.
Jarayonning tabiati ko'p jihatdan uning o'simlik yoki hayvon hujayrasida sodir bo'lishiga bog'liq, chunki o'simliklarda gametalarning shakllanishida faqat mitoz, hayvonlarda ham mitoz, ham meioz sodir bo'ladi.
O'simliklarda jinsiy hujayralarning rivojlanishi. Angiospermlarda erkak va urg'ochi jinsiy hujayralarning shakllanishi gulning turli qismlarida - mos ravishda stamens va pistillarda sodir bo'ladi.
Erkak jinsiy hujayralari shakllanishidan oldin - mikrogametogenez(yunon tilidan mikros- kichik) - sodir bo'ladi mikrosporogenez, ya'ni stamens anterlarida mikrosporalar hosil bo'lishi. Bu jarayon ona hujayraning meiotik bo‘linishi bilan bog‘liq bo‘lib, natijada to‘rtta gaploid mikrospora hosil bo‘ladi. Mikrogametogenez mikrosporaning mitotik bo'linishi bilan bog'liq bo'lib, ikkita hujayradan erkak gametofitni beradi - katta. vegetativ(sifonogen) va sayoz generativ. Bo'lingandan keyin erkak gametofit zich membranalar bilan qoplanadi va gulchang donini hosil qiladi. Ba'zi hollarda, hatto gulchanglarning pishishi jarayonida va ba'zida faqat pistilning stigmasiga o'tgandan so'ng, generativ hujayra mitotik tarzda bo'linib, ikkita harakatsiz erkak jinsiy hujayralarni hosil qiladi - sperma. Changlanishdan so'ng vegetativ hujayradan gulchang naychasi hosil bo'ladi, bu orqali sperma urug'lantirish uchun pistilning tuxumdoniga kiradi.
O'simliklarda ayol jinsiy hujayralarining rivojlanishi deyiladi megagametogenez(yunon tilidan megas- katta). Oldinda joylashgan pistilning tuxumdonida paydo bo'ladi megasporogenez, buning natijasida yadroda yotgan megasporaning ona hujayrasidan meyotik boʻlinish orqali toʻrtta megaspora hosil boʻladi. Megasporalardan biri mitotik tarzda uch marta bo'linib, ayol gametofit - sakkiz yadroli embrion qopini beradi. Keyinchalik qiz hujayralar sitoplazmalarining ajralishi bilan hosil bo'lgan hujayralardan biri tuxumga aylanadi, uning yon tomonlarida sinergidlar yotadi, embrion qopchasining qarama-qarshi uchida uchta antipod, markazda esa. , ikkita gaploid yadroning birlashishi natijasida diploid markaziy hujayra hosil bo'ladi.
Hayvonlarda jinsiy hujayralarning rivojlanishi. Hayvonlarda jinsiy hujayralar hosil bo'lishining ikkita jarayoni - spermatogenez va oogenez mavjud.
Spermatogenez(yunon tilidan sperma, spermatozoidlar- urug' va genezis- kelib chiqishi, paydo bo'lishi) - etuk erkak jinsiy hujayralar - sperma hosil bo'lish jarayoni. Odamlarda u moyaklar yoki moyaklarda paydo bo'ladi va to'rtta davrga bo'linadi: ko'payish, o'sish, etilish va shakllanish.
IN naslchilik mavsumi birlamchi jinsiy hujayralar mitotik tarzda bo'linadi, natijada diploid hosil bo'ladi spermatogoniya. IN o'sish davri spermatogoniyalar sitoplazmada ozuqa moddalarini to'playdi, hajmi kattalashadi va aylanadi asosiy spermatotsitlar, yoki 1-tartib spermatotsitlar. Shundan keyingina ular meiozga o'tadilar ( etuklik davri), buning natijasida dastlabki ikkitasi hosil bo'ladi ikkilamchi spermatotsitlar, yoki 2-tartibli spermatotsitlar, va keyin - hali ham juda katta miqdordagi sitoplazmaga ega bo'lgan to'rtta haploid hujayra - spermatidlar. IN shakllanish davri ular deyarli barcha sitoplazmalarini yo'qotib, spermatozoidga aylanib, flagellum hosil qiladi.
Sperma, yoki jonli, - bosh, bo'yin va dumli juda kichik harakatlanuvchi erkak jinsiy hujayralar.
IN bosh, yadrodan tashqari, hisoblanadi akrozoma- urug'lantirish paytida tuxum membranalarining erishini ta'minlaydigan o'zgartirilgan Golgi kompleksi. IN bachadon bo'yni hujayra markazining tsentriolalari va asosidir ot dumi sperma harakatini bevosita qo'llab-quvvatlovchi mikrotubulalar hosil qiladi. Shuningdek, u spermatozoidlarni harakat uchun ATP energiyasi bilan ta'minlaydigan mitoxondriyalarni o'z ichiga oladi.
Oogenez(yunon tilidan BMT- tuxum va genezis- kelib chiqishi, paydo bo'lishi) - etuk ayol jinsiy hujayralari - tuxumlarning hosil bo'lish jarayoni. Odamlarda tuxumdonlarda paydo bo'ladi va uchta davrdan iborat: ko'payish, o'sish va etilish. Spermatogenezdagiga o'xshash ko'payish va o'sish davrlari davomida sodir bo'ladi intrauterin rivojlanish. Bunda mitoz natijasida birlamchi jinsiy hujayralardan diploid hujayralar hosil bo'ladi. oogonia, keyinchalik u diploid birlamchiga aylanadi tuxum hujayralari, yoki 1-tartibli oositlar. Meyoz va undan keyingi sitokinezda sodir bo'ladi etuklik davri, ona hujayra sitoplazmasining notekis bo'linishi bilan tavsiflanadi, natijada birinchi navbatda bittasi olinadi. ikkilamchi oosit, yoki 2-tartibli oosit, Va birinchi qutb tanasi, keyin esa ikkilamchi oositdan - oziq moddalarining butun zaxirasini saqlaydigan tuxum va ikkinchi qutb tanasi, birinchi qutb tanasi ikkiga bo'linadi. Polar jismlar ortiqcha genetik materialni oladi.
Odamlarda tuxum 28-29 kunlik interval bilan ishlab chiqariladi. Tuxumlarning kamolotga chiqishi va chiqishi bilan bog'liq bo'lgan tsikl hayz deb ataladi.
Tuxum- katta ayol jinsiy hujayra, bu nafaqat xromosomalarning haploid to'plamini, balki embrionning keyingi rivojlanishi uchun muhim oziq moddalarni ham o'z ichiga oladi.
Sutemizuvchilarning tuxumi to'rtta membrana bilan qoplangan, bu turli omillar ta'sirida shikastlanish ehtimolini kamaytiradi. Odamlarda tuxumning diametri 150-200 mikronga etadi, tuyaqushda esa bir necha santimetrga etishi mumkin.
Hujayra bo'linishi organizmlarning o'sishi, rivojlanishi va ko'payishi uchun asosdir. Mitoz va meyozning roli
Agar bir hujayrali organizmlarda hujayra boʻlinishi individlar sonining koʻpayishiga, yaʼni koʻpayishga olib kelsa, koʻp hujayrali organizmlarda bu jarayon har xil maʼnoga ega boʻlishi mumkin. Shunday qilib, embrion hujayralarning zigotadan boshlab bo'linishi o'sish va rivojlanishning o'zaro bog'liq jarayonlarining biologik asosidir. Xuddi shunday o'zgarishlar odamlarda o'smirlik davrida kuzatiladi, bunda hujayralar soni nafaqat ko'payadi, balki tanadagi sifat o'zgarishi ham sodir bo'ladi. Ko'p hujayrali organizmlarning ko'payishi ham hujayra bo'linishiga asoslanadi, masalan, jinssiz ko'payishda, bu jarayon tufayli organizmning bir qismidan butun organizm tiklanadi, jinsiy ko'payishda esa gametogenez jarayonida jinsiy hujayralar. hosil bo'lib, keyinchalik yangi organizmni keltirib chiqaradi. Shuni ta'kidlash kerakki, eukariot hujayra bo'linishning asosiy usullari - mitoz va meyoz - organizmlarning hayot aylanishlarida turli xil ma'nolarga ega.
Mitoz natijasida qiz hujayralar o'rtasida irsiy materialning teng taqsimlanishi - onaning aniq nusxalari mavjud. Mitozsiz bir hujayradan, ya'ni zigotadan rivojlanadigan ko'p hujayrali organizmlarning mavjudligi va o'sishi imkonsiz bo'lar edi, chunki bunday organizmlarning barcha hujayralari bir xil genetik ma'lumotga ega bo'lishi kerak.
Bo'linish jarayonida qiz hujayralar tuzilishi va funktsiyalari bo'yicha tobora xilma-xil bo'lib boradi, bu hujayralararo o'zaro ta'sir tufayli ulardagi tobora ko'proq yangi genlar guruhining faollashishi bilan bog'liq. Shunday qilib, mitoz organizmning rivojlanishi uchun zarurdir.
Hujayra bo'linishining bu usuli aseksual ko'payish va shikastlangan to'qimalarni, shuningdek organlarni qayta tiklash (tiklash) jarayonlari uchun zarurdir.
Meyoz, o'z navbatida, jinsiy ko'payish paytida karyotipning doimiyligini ta'minlaydi, chunki u jinsiy ko'payishdan oldin xromosomalar to'plamini ikki baravar kamaytiradi, keyinchalik urug'lantirish natijasida tiklanadi. Bundan tashqari, meyoz qiz hujayralardagi xromosomalarning kesishishi va tasodifiy birikmasi tufayli ota-ona genlarining yangi birikmalarining paydo bo'lishiga olib keladi. Buning yordamida nasl genetik jihatdan xilma-xil bo'lib chiqadi, bu tabiiy tanlanish uchun material beradi va evolyutsiya uchun moddiy asosdir. Xromosomalarning soni, shakli va hajmining o'zgarishi, bir tomondan, organizmning rivojlanishida turli xil og'ishlarning paydo bo'lishiga va hatto uning o'limiga olib kelishi mumkin bo'lsa, boshqa tomondan, bu alohida shaxslarning paydo bo'lishiga olib kelishi mumkin. muhitga ko'proq moslashgan.
Shunday qilib, hujayra organizmlarning o'sishi, rivojlanishi va ko'payish birligidir.
(yadro). Prokaryotik hujayralar tuzilishi jihatidan soddaroq, ular evolyutsiya jarayonida paydo bo'lgan; Eukaryotik hujayralar murakkabroq va keyinchalik paydo bo'lgan. Inson tanasini tashkil etuvchi hujayralar eukaryotikdir.
Shakllarning xilma-xilligiga qaramay, barcha tirik organizmlarning hujayralarini tashkil qilish umumiy tuzilish tamoyillariga bo'ysunadi.
Prokaryotik hujayra
Eukaryotik hujayra
Eukaryotik hujayraning tuzilishi
Hayvon hujayrasining sirt kompleksi
dan iborat glikokaliks, plazma membranalari va ostida joylashgan sitoplazmaning kortikal qatlami. Plazma membrana hujayraning tashqi membranasi - plazmalemma deb ham ataladi. Bu qalinligi taxminan 10 nanometr bo'lgan biologik membranadir. Hujayradan tashqaridagi muhitga nisbatan birinchi navbatda chegaralovchi funktsiyani ta'minlaydi. Bundan tashqari, u transport funktsiyasini bajaradi. Hujayra o'z membranasining yaxlitligini saqlash uchun energiyani behuda sarflamaydi: molekulalar yog 'molekulalari bir-biriga bog'langan bir xil printsip bo'yicha bir-biriga bog'langan - molekulalarning hidrofobik qismlari yaqin joyda joylashganligi termodinamik jihatdan foydaliroqdir. bir-biriga. Glikokaliks oligosakkaridlar, polisaxaridlar, glikoproteinlar va glikolipidlarning plazmalemmada "ankorlangan" molekulalaridir. Glikokaliks retseptor va marker funktsiyalarini bajaradi. Hayvon hujayralarining plazma membranasi asosan oqsil molekulalari, xususan, sirt antigenlari va retseptorlari bilan kesishgan fosfolipidlar va lipoproteinlardan iborat. Sitoplazmaning kortikal (plazma membranasiga tutashgan) qatlamida o'ziga xos sitoskeletal elementlar - ma'lum tartibda tartiblangan aktin mikrofilamentlari mavjud. Kortikal qatlamning (korteks) asosiy va eng muhim funktsiyasi psevdopodial reaktsiyalardir: psevdopodiyaning chiqarilishi, biriktirilishi va qisqarishi. Bunday holda, mikrofilamentlar qayta tartibga solinadi, uzaytiriladi yoki qisqartiriladi. Hujayraning shakli (masalan, mikrovilluslarning mavjudligi) kortikal qatlam sitoskeletining tuzilishiga ham bog'liq.
Sitoplazmatik tuzilish
Sitoplazmaning suyuq komponenti sitozol deb ham ataladi. Yorug'lik mikroskopi ostida, hujayra suyuq plazma yoki zolga o'xshash narsa bilan to'ldirilganga o'xshaydi, unda yadro va boshqa organellalar "suzadi". Aslida bu haqiqat emas. Eukaryotik hujayraning ichki bo'shlig'i qat'iy tartibga solingan. Organoidlarning harakati hujayra ichidagi "yo'llar" bo'lib xizmat qiluvchi mikrotubulalar deb ataladigan maxsus transport tizimlari va "motorlar" rolini o'ynaydigan maxsus oqsillar - dininlar va kinesinlar yordamida muvofiqlashtiriladi. Individual oqsil molekulalari ham butun hujayra ichidagi bo'shliq bo'ylab erkin tarqalmaydi, balki hujayraning transport tizimlari tomonidan tan olingan ularning yuzasida maxsus signallar yordamida kerakli bo'limlarga yo'naltiriladi.
Endoplazmatik retikulum
Eukaryotik hujayrada bir-biriga o'tadigan membrana bo'linmalari (naychalar va sisternalar) tizimi mavjud bo'lib, u endoplazmatik to'r (yoki endoplazmatik retikulum, ER yoki EPS) deb ataladi. ER ning membranalariga ribosomalar biriktirilgan qismi deyiladi donador(yoki qo'pol) endoplazmatik retikulum, uning membranalarida oqsil sintezi sodir bo'ladi. Devorlarida ribosomalar bo'lmagan bo'limlar deb tasniflanadi silliq(yoki agranulyar) ER, lipid sintezida ishtirok etadi. Silliq va granüler ER ning ichki bo'shliqlari izolyatsiya qilinmaydi, lekin bir-biriga o'tib, yadro konvertining lümeni bilan aloqa qiladi.
Golji apparati
Yadro
Sitoskelet
Sentriolalar
Mitoxondriya
Pro- va eukaryotik hujayralarni solishtirish
Eukariotlar va prokaryotlar o'rtasidagi eng muhim farq uzoq vaqtdan beri shakllangan yadro va membrana organellalarining mavjudligi hisoblanadi. Biroq, 1970-1980 yillarga kelib. bu faqat sitoskeletning tashkil etilishidagi chuqurroq farqlarning natijasi ekanligi ayon bo'ldi. Bir muncha vaqt sitoskelet faqat eukaryotlarga xos deb hisoblangan, ammo 1990-yillarning o'rtalarida. bakteriyalarda eukariotlar sitoskeletining asosiy oqsillariga gomologik oqsillar ham topilgan.
Bu eukariotlarga mobil ichki membrana organellalari tizimini yaratishga imkon beruvchi maxsus tuzilgan sitoskeletning mavjudligi. Bundan tashqari, sitoskeleton endo- va ekzotsitozning paydo bo'lishiga imkon beradi (endositoz tufayli eukaryotik hujayralarda hujayra ichidagi simbiontlar, shu jumladan mitoxondriyalar va plastidlar paydo bo'lgan deb taxmin qilinadi). Eukaryotik sitoskeletonning yana bir muhim vazifasi eukaryotik hujayraning yadrosi (mitoz va meioz) va tanasining (sitotomiya) bo'linishini ta'minlashdir (prokaryotik hujayralarning bo'linishi soddalashtirilgan). Sitoskeleton tuzilishidagi farqlar pro- va eukariotlar o'rtasidagi boshqa farqlarni ham tushuntiradi - masalan, prokaryotik hujayralar shakllarining doimiyligi va soddaligi va shaklining sezilarli xilma-xilligi va uni eukaryotik hujayralarda o'zgartirish qobiliyati, shuningdek ikkinchisining nisbatan katta hajmi. Shunday qilib, prokaryotik hujayralarning o'lchamlari o'rtacha 0,5-5 mikron, eukaryotik hujayralar o'rtacha 10 dan 50 mikrongacha. Bundan tashqari, faqat eukariotlar orasida akula yoki tuyaqushlarning katta tuxumlari (qush tuxumida butun sarig'i bitta ulkan tuxum), yirik sutemizuvchilarning neyronlari kabi haqiqiy gigant hujayralar mavjud bo'lib, ularning jarayonlari sitoskeleton tomonidan mustahkamlanadi. , uzunligi o'nlab santimetrga yetishi mumkin.
Anaplaziya
Vayronagarchilik hujayra tuzilishi(masalan, malign o'smalarda) anaplaziya deb ataladi.
Hujayra kashfiyoti tarixi
Hujayralarni birinchi bo'lib ko'rgan odam ingliz olimi Robert Guk edi (bizga Guk qonuni tufayli ma'lum). Yilda, mantar daraxti nima uchun juda yaxshi suzishini tushunishga urinib, Huk o'zi yaxshilagan mikroskop yordamida mantarning ingichka qismlarini tekshirishni boshladi. U qo'ziqorin ko'plab mayda hujayralarga bo'linganligini aniqladi, bu unga monastir hujayralarini eslatdi va u bu hujayralarni hujayralar deb atadi (inglizcha hujayra "hujayra, hujayra, hujayra" degan ma'noni anglatadi). O'sha yili gollandiyalik usta Anton van Levenguk (-) birinchi marta mikroskop yordamida bir tomchi suvda "hayvonlarni" - harakatlanuvchi tirik organizmlarni ko'rdi. Shunday qilib, 18-asrning boshlariga kelib, olimlar yuqori kattalashtirish ostida o'simliklar hujayrali tuzilishga ega ekanligini bilishgan va ular keyinchalik bir hujayrali deb atalgan ba'zi organizmlarni ko'rishgan. Biroq, organizmlar tuzilishining hujayra nazariyasi faqat 19-asrning o'rtalarida, kuchliroq mikroskoplar paydo bo'lgandan va hujayralarni mahkamlash va bo'yash usullari ishlab chiqilgandan keyin shakllangan. Uning asoschilaridan biri Rudolf Virxov edi, lekin uning g'oyalari bir qator xatolarni o'z ichiga olgan: masalan, u hujayralar bir-biri bilan zaif bog'langan va har biri "o'z-o'zidan" mavjud deb taxmin qilgan. Faqat keyinroq hujayra tizimining yaxlitligini isbotlash mumkin edi.
Shuningdek qarang
- Bakteriyalar, o'simliklar va hayvonlarning hujayra tuzilishini taqqoslash
Havolalar
- Hujayraning molekulyar biologiyasi, 4-nashr, 2002 - ingliz tilidagi molekulyar biologiya bo'yicha darslik
- Sitologiya va genetika (0564-3783) rus, ukrain va ingliz tillarida muallifning xohishiga ko'ra ingliz tiliga tarjima qilingan maqolalarni nashr etadi (0095-4527)
Wikimedia fondi.
2010 yil.
Boshqa lug'atlarda "Hujayra (biologiya)" nima ekanligini ko'ring: BIOLOGIYA - BIOLOGIYA. Mundarija: I. Biologiya tarixi.............. 424 Vitalizm va mashinizm. 16—18-asrlarda empirik fanlarning paydo boʻlishi. Evolyutsiya nazariyasining paydo bo'lishi va rivojlanishi. 19-asrda fiziologiyaning rivojlanishi. Hujayra fanining rivojlanishi. 19-asr natijalari... Katta
tibbiy ensiklopediya - (hujayra, tsitus), barcha tirik organizmlarning asosiy strukturaviy va funktsional birligi, elementar tirik tizim. Kafedra sifatida mavjud bo'lishi mumkin. organizm (bakteriyalar, protozoa, ba'zi suv o'tlari va zamburug'lar) yoki ko'p hujayrali hayvonlarning to'qimalarining bir qismi sifatida, ... ...
Biologik ensiklopedik lug'at Biologik entsiklopediya
Bu atamaning boshqa maʼnolari ham bor, qarang: Hujayra (maʼnolari). Inson qon hujayralari (HBC) ... Vikipediya
Tirik organizmlarning kimyoviy tarkibi
Tirik organizmlarning kimyoviy tarkibi ikki shaklda ifodalanishi mumkin: atomik va molekulyar. Atom (elementar) tarkibi tirik organizmlar tarkibiga kiradigan elementlar atomlarining nisbatini ko'rsatadi. Molekulyar (moddiy) tarkibi moddalar molekulalarining nisbatini aks ettiradi.
Kimyoviy elementlar ionlar va noorganik va organik moddalar molekulalari shaklida hujayralarning bir qismidir. Hujayradagi eng muhim noorganik moddalar suv va mineral tuzlar, eng muhim organik moddalar uglevodlar, lipidlar, oqsillar va nuklein kislotalardir.
Suv barcha tirik organizmlarning asosiy tarkibiy qismidir. Ko'pgina tirik organizmlarning hujayralarida o'rtacha suv miqdori taxminan 70% ni tashkil qiladi.
Suvli hujayra eritmasidagi mineral tuzlar kation va anionlarga ajraladi. Eng muhim kationlar K+, Ca2+, Mg2+, Na+, NHJ, anionlar Cl-, SO2-, HPO2-, H2PO-, HCO-, NO-.
Uglevodlar - oddiy shakarlarning bir yoki bir nechta molekulalaridan tashkil topgan organik birikmalar. Hayvon hujayralarida uglevod miqdori 1-5%, ba'zi o'simlik hujayralarida esa 70% ga etadi.
Lipidlar - suvda deyarli erimaydigan yog'lar va yog'ga o'xshash organik birikmalar. Turli hujayralardagi ularning miqdori juda katta farq qiladi: o'simlik urug'lari va hayvonlarning yog 'to'qimalari hujayralarida 2-3 dan 50-90% gacha.
Sincaplar monomerlari aminokislotalar bo'lgan biologik geteropolimerlar. Oqsillarning hosil bo'lishida faqat 20 ta aminokislotalar ishtirok etadi. Ular asosiy yoki asosiy deb ataladi. Aminokislotalarning bir qismi hayvonlarda va odamlarda sintez qilinmaydi va o'simlik oziq-ovqatlari bilan ta'minlanishi kerak (ular muhim deb ataladi).
Nuklein kislotalar. Nuklein kislotalarning ikki turi mavjud: DNK va RNK. Nuklein kislotalar - monomerlari nukleotidlar bo'lgan polimerlar.
Hujayra tuzilishi
Hujayra nazariyasining paydo bo'lishi
- Robert Guk 1665 yilda mantarning bir qismida hujayralarni topdi va birinchi marta "hujayra" atamasini ishlatdi.
- Entoni van Levenguk bir hujayrali organizmlarni kashf etdi.
- 1838 yilda Matias Shleyden va 1839 yilda Tomas Shvann hujayra nazariyasining asosiy tamoyillarini ishlab chiqdilar. Biroq, ular hujayralar birlamchi hujayra bo'lmagan moddadan paydo bo'ladi, deb noto'g'ri ishonishgan.
- Rudolf Virxov 1858 yilda barcha hujayralar boshqa hujayralardan hosil bo'lishini isbotladi hujayra bo'linishi.
Hujayra nazariyasining asosiy tamoyillari
- Hujayra barcha tirik mavjudotlarning tarkibiy birligidir. Barcha tirik organizmlar hujayralardan iborat (viruslardan tashqari).
- Hujayra barcha tirik mavjudotlarning funktsional birligidir. Hujayra hayotiy funktsiyalarning butun majmuasini namoyish etadi.
- Hujayra barcha tirik mavjudotlarning rivojlanish birligidir. Yangi hujayralar faqat dastlabki (ona) hujayraning bo'linishi natijasida hosil bo'ladi.
- Hujayra barcha tirik mavjudotlarning genetik birligidir. Hujayra xromosomalari butun organizmning rivojlanishi haqidagi ma'lumotlarni o'z ichiga oladi.
- Barcha organizmlarning hujayralari kimyoviy tarkibi, tuzilishi va funktsiyalari bo'yicha o'xshashdir.
Uyali aloqa turlari
Tirik organizmlar orasida faqat viruslar hujayra tuzilishiga ega emas. Boshqa barcha organizmlar hujayrali hayot shakllari bilan ifodalanadi. Hujayraning ikki turi mavjud: prokaryotik va eukaryotik. Prokaryotlarga bakteriyalar, eukariotlarga o'simliklar, zamburug'lar va hayvonlar kiradi.
Prokaryotik hujayralar nisbatan oddiy. Ularning yadrosi yo'q, sitoplazmada DNK joylashgan hudud nukleoid deb ataladi, yagona DNK molekulasi aylana shaklida va oqsillar bilan bog'lanmagan, hujayralar eukariotlardan kichikroq, hujayra devoriga glikopeptid - murein, membrana organellalari mavjud emas, ularning vazifalarini plazma membranasining invaginatsiyalari bajaradi, ribosomalar kichik, mikronaychalar yo'q, shuning uchun sitoplazma harakatsiz, kiprikchalar va flagellalar esa maxsus tuzilishga ega.
Eukaryotik hujayralar xromosomalar joylashgan yadroga ega - sitoplazmada oqsillar bilan bog'langan chiziqli DNK molekulalari joylashgan;
O'simlik hujayralari qalin tsellyuloza hujayra devori, plastidlar va yadroni periferiyaga siqib chiqaradigan katta markaziy vakuolaning mavjudligi bilan ajralib turadi. Yuqori o'simliklarning hujayra markazida sentriolalar mavjud emas. Saqlash uglevodlari kraxmaldir.
Zamburug'li hujayralar xitin, sitoplazmada markaziy vakuola bo'lgan hujayra devoriga ega va plastidlar yo'q. Faqat ba'zi zamburug'lar hujayra markazida sentriolga ega. Asosiy zahiradagi uglevod glikogendir.
Hayvon hujayralari, qoida tariqasida, yupqa hujayra devoriga ega, plastidlarni o'z ichiga olmaydi va markaziy vakuol hujayra markaziga xosdir. Saqlash uglevodlari glikogendir.
Eukaryotik hujayraning tuzilishi
Oddiy eukaryotik hujayra uchta komponentdan iborat: membrana, sitoplazma va yadro.
Hujayra membranasi
Tashqarida hujayra membrana bilan o'ralgan bo'lib, uning asosi plazma membranasi yoki plazma membranasi bo'lib, uning tipik tuzilishi va qalinligi 7,5 nm.
Hujayra membranasi muhim va juda xilma-xil vazifalarni bajaradi: hujayra shaklini belgilaydi va saqlaydi; hujayrani zararli biologik vositalarning kirib kelishining mexanik ta'siridan himoya qiladi; ko'plab molekulyar signallarni (masalan, gormonlar) qabul qilishni amalga oshiradi; hujayraning ichki tarkibini cheklaydi; hujayra va atrof-muhit o'rtasidagi metabolizmni tartibga soladi, hujayra ichidagi tarkibning doimiyligini ta'minlaydi; hujayralararo kontaktlarning shakllanishida ishtirok etadi va har xil turlari sitoplazmaning o'ziga xos o'simtalari (mikrovilli, siliya, flagella).
Hayvon hujayralari membranasidagi uglerod komponenti glikokaliks deb ataladi.
Hujayra va uning muhiti o'rtasida moddalar almashinuvi doimiy ravishda sodir bo'ladi. Moddalarni hujayra ichiga va tashqarisiga tashish mexanizmlari tashiladigan zarrachalarning kattaligiga bog'liq. Kichik molekulalar va ionlar hujayra tomonidan to'g'ridan-to'g'ri membrana bo'ylab faol va passiv transport shaklida tashiladi.
Turi va yo'nalishiga qarab, endotsitoz va ekzotsitoz farqlanadi.
Qattiq va katta zarrachalarning so'rilishi va chiqarilishi fagotsitoz va teskari fagotsitoz deb ataladi, mos ravishda suyuq yoki erigan zarrachalar pinotsitoz va teskari pinotsitoz deb ataladi.
Sitoplazma
Sitoplazma hujayraning ichki tarkibi bo'lib, gialoplazma va unda joylashgan turli hujayra ichidagi tuzilmalardan iborat.
Gialoplazma (matritsa) - bu noorganik va organik moddalarning suvdagi eritmasi bo'lib, uning yopishqoqligini o'zgartira oladi va doimiy harakat. Sitoplazmaning harakatlanishi yoki oqishi sikloz deb ataladi.
Matritsa - bu ko'plab fizik va kimyoviy jarayonlar sodir bo'ladigan va hujayraning barcha elementlarini yagona tizimga birlashtiradigan faol muhit.
Hujayraning sitoplazmatik tuzilmalari qo'shimchalar va organellalar bilan ifodalanadi. Qo'shimchalar nisbatan beqaror bo'lib, hayotning ma'lum daqiqalarida ma'lum turdagi hujayralarda topiladi, masalan, ozuqa moddalari (kraxmal donalari, oqsillar, glikogen tomchilari) yoki hujayradan ajralib chiqadigan mahsulotlar sifatida. Organellalar ko'pchilik hujayralarning doimiy va muhim tarkibiy qismlari bo'lib, o'ziga xos tuzilishga ega va hayotiy funktsiyani bajaradi.
Eukaryotik hujayraning membrana organellalariga endoplazmatik retikulum, Golji apparati, mitoxondriyalar, lizosomalar va plastidlar kiradi.
Endoplazmatik retikulum. Hammasi ichki zona Sitoplazma ko'p sonli kichik kanallar va bo'shliqlar bilan to'ldirilgan bo'lib, ularning devorlari tuzilishi bo'yicha plazma membranasiga o'xshash membranalardir. Bu kanallar tarmoqlanib, bir-biri bilan bog'lanib, endoplazmatik retikulum deb ataladigan tarmoqni hosil qiladi.
Endoplazmatik retikulum o'z tuzilishida heterojendir. Uning ikkita turi ma'lum: donador va silliq. Donador tarmoqning kanallari va bo'shliqlari membranalarida ko'plab mayda dumaloq tanalar - ribosomalar mavjud bo'lib, ular membranalarga qo'pol ko'rinish beradi. Silliq endoplazmatik retikulumning membranalari yuzasida ribosomalarni olib yurmaydi.
Endoplazmatik retikulum juda ko'p turli funktsiyalarni bajaradi. Donador endoplazmatik retikulumning asosiy vazifasi ribosomalarda uchraydigan oqsil sintezida ishtirok etishdir.
Lipidlar va uglevodlar sintezi silliq endoplazmatik retikulumning membranalarida sodir bo'ladi. Ushbu sintez mahsulotlarining barchasi kanallar va bo'shliqlarda to'planadi va keyin hujayraning turli organellalariga ko'chiriladi, u erda ular iste'mol qilinadi yoki sitoplazmada hujayra qo'shimchalari sifatida to'planadi. Endoplazmatik retikulum hujayraning asosiy organellalarini bog'laydi.
Golji apparati
Ko'pgina hayvonlar hujayralarida, masalan, asab hujayralarida u yadro atrofida joylashgan murakkab tarmoq shaklini oladi. O'simliklar va protozoa hujayralarida Golji apparati alohida o'roqsimon yoki tayoq shaklidagi jismlar bilan ifodalanadi. Ushbu organoidning tuzilishi shaklining xilma-xilligiga qaramay, o'simlik va hayvon organizmlari hujayralarida o'xshashdir.
Golji apparatiga quyidagilar kiradi: membranalar bilan chegaralangan va guruhlarda joylashgan bo'shliqlar (5-10); bo'shliqlarning uchlarida joylashgan katta va kichik pufakchalar. Bu elementlarning barchasi bitta kompleksni tashkil qiladi.
Golji apparati ko'plab muhim funktsiyalarni bajaradi. Mahsulotlar endoplazmatik retikulum kanallari orqali unga etkaziladi sintetik faoliyat hujayralar - oqsillar, uglevodlar va yog'lar. Bu moddalarning barchasi avval to'planib, keyin katta va kichik pufakchalar shaklida sitoplazmaga kiradi va hayot davomida hujayraning o'zida ishlatiladi yoki undan chiqariladi va organizmda ishlatiladi. Masalan, sutemizuvchilarning oshqozon osti bezi hujayralarida ovqat hazm qilish fermentlari sintezlanadi, ular organoidlarning bo'shliqlarida to'planadi. Keyin fermentlar bilan to'ldirilgan pufakchalar hosil bo'ladi. Ular hujayralardan oshqozon osti bezi kanaliga chiqariladi, u erdan ichak bo'shlig'iga oqib tushadi. Ushbu organellaning yana bir muhim vazifasi shundaki, uning membranalarida hujayrada ishlatiladigan va membranalarning bir qismi bo'lgan yog'lar va uglevodlar (polisaxaridlar) sintezi sodir bo'ladi. Golji apparati faoliyati tufayli plazma membranasining yangilanishi va o'sishi sodir bo'ladi.
Mitoxondriya
Ko‘pchilik hayvon va o‘simlik hujayralarining sitoplazmasida mayda tanachalar (0,2-7 mkm) – mitoxondriyalar (yunoncha «mitos» — ip, «xondrion» — don, donacha) mavjud.
Mitoxondriyalar yorug'lik mikroskopida aniq ko'rinadi, ular yordamida siz ularning shakli, joylashishini tekshirishingiz va ularning sonini hisoblashingiz mumkin. Mitoxondriyalarning ichki tuzilishi yordamida o'rganilgan elektron mikroskop. Mitoxondriyal qobiq ikkita membranadan iborat - tashqi va ichki. Tashqi membranasi silliq, u hech qanday burmalar yoki o'smalar hosil qilmaydi. Ichki membrana, aksincha, mitoxondriyal bo'shliqqa yo'naltirilgan ko'p sonli burmalarni hosil qiladi. Ichki membrananing burmalari cristae (lotincha "crista" - tizma, o'sish) deyiladi. Ularning soni bir necha o'ndan bir necha yuzgacha bo'lishi mumkin va ayniqsa mushak hujayralari kabi faol ishlaydigan hujayralarning mitoxondriyalarida juda ko'p kristallar mavjud.
Mitoxondriya deyiladi elektr stantsiyalari"hujayralar" chunki ularning asosiy vazifasi adenozin trifosfor kislotasi (ATP) sintezidir. Bu kislota barcha organizmlar hujayralarining mitoxondriyalarida sintezlanadi va hujayra va butun organizmning hayotiy jarayonlari uchun zarur bo'lgan universal energiya manbai hisoblanadi.
Yangi mitoxondriyalar hujayrada mavjud bo'lgan mitoxondriyalarning bo'linishi natijasida hosil bo'ladi.
Lizosomalar
Ular kichik dumaloq jismlardir. Har bir lizosoma sitoplazmadan membrana bilan ajratilgan. Lizosoma ichida oqsillarni, yog'larni, uglevodlarni va nuklein kislotalarni parchalaydigan fermentlar mavjud.
Lizosomalar sitoplazmaga kirgan oziq-ovqat zarrachasiga yaqinlashadi, u bilan birlashadi va bitta hazm qilish vakuolasi hosil bo'ladi, uning ichida lizosoma fermentlari bilan o'ralgan oziq-ovqat zarrasi mavjud. Oziq-ovqat zarralarini hazm qilish natijasida hosil bo'lgan moddalar sitoplazmaga kiradi va hujayra tomonidan ishlatiladi.
Oziq moddalarni faol hazm qilish qobiliyatiga ega bo'lgan lizosomalar hayotiy faoliyat davomida o'ladigan hujayra qismlarini, butun hujayralarni va organlarni olib tashlashda ishtirok etadi. Yangi lizosomalarning shakllanishi hujayrada doimiy ravishda sodir bo'ladi. Lizosomalar tarkibidagi fermentlar, boshqa oqsillar singari, sitoplazmadagi ribosomalarda sintezlanadi. Keyin bu fermentlar endoplazmatik retikulum orqali Golji apparatiga boradi, uning bo'shliqlarida lizosomalar hosil bo'ladi. Bu shaklda lizosomalar sitoplazmaga kiradi.
Plastidlar
Plastidlar barcha o'simlik hujayralarining sitoplazmasida joylashgan. Hayvon hujayralarida plastidlar mavjud emas. Plastidlarning uchta asosiy turi mavjud: yashil - xloroplastlar; qizil, to'q sariq va sariq - xromoplastlar; rangsiz - leykoplastlar.
Ko'pchilik hujayralar uchun membrana tuzilishiga ega bo'lmagan organellalar ham talab qilinadi. Bularga ribosomalar, mikrofilamentlar, mikronaychalar va hujayra markazi kiradi.
Ribosomalar. Ribosomalar barcha organizmlarning hujayralarida mavjud. Bular diametri 15-20 nm bo'lgan mikroskopik dumaloq jismlardir. Har bir ribosoma kichik va katta hajmdagi teng bo'lmagan ikkita zarrachadan iborat.
Bitta hujayrada ko'p minglab ribosomalar mavjud, ular granüler endoplazmatik retikulumning membranalarida joylashgan yoki sitoplazmada erkin yotadi; Ribosomalar tarkibida oqsillar va RNK mavjud. Ribosomalarning vazifasi oqsil sintezidir. Protein sintezi murakkab jarayon bo'lib, bir ribosoma tomonidan emas, balki butun bir guruh, shu jumladan bir necha o'nlab birlashgan ribosomalar tomonidan amalga oshiriladi. Bu ribosomalar guruhi polisoma deyiladi. Sintezlangan oqsillar avval endoplazmatik retikulumning kanallari va bo'shliqlarida to'planadi va keyin ular iste'mol qilinadigan organellalar va hujayra joylariga ko'chiriladi. Uning membranalarida joylashgan endoplazmatik retikulum va ribosomalar oqsillarni biosintez qilish va tashish uchun yagona apparatni ifodalaydi.
Mikrotubulalar va mikrofilamentlar
Har xil kontraktil oqsillardan tashkil topgan va hujayraning motor funktsiyalarini aniqlaydigan ipga o'xshash tuzilmalar. Mikronaychalar ichi bo'sh silindrlarga o'xshaydi, ularning devorlari oqsillar - tubulinlardan iborat. Mikrofilamentlar aktin va miyozindan tashkil topgan juda nozik, uzun, ipsimon tuzilmalardir.
Mikronaychalar va mikrofilamentlar hujayraning butun sitoplazmasidan o'tib, uning sitoskeletini hosil qiladi, siklozga, organellalarning hujayra ichidagi harakatiga, yadro materialining bo'linishi paytida xromosomalarning divergensiyasiga va boshqalarga sabab bo'ladi.
Hujayra markazi (tsentrosoma). Hayvon hujayralarida yadro yaqinida hujayra markazi deb ataladigan organella mavjud. Hujayra markazining asosiy qismi ikkita kichik tanadan - zichlashgan sitoplazmaning kichik maydonida joylashgan sentriolalardan iborat. Har bir sentriol uzunligi 1 mkm gacha bo'lgan silindr shakliga ega. Sentriolalar o'ynaydi muhim rol hujayra bo'linishi paytida; ular bo'linish shpindelini shakllantirishda ishtirok etadilar.
Evolyutsiya jarayonida turli hujayralar turli sharoitlarda yashashga va muayyan funktsiyalarni bajarishga moslashgan. Buning uchun ularda yuqorida muhokama qilingan umumiy maqsadli organoidlardan farqli o'laroq ixtisoslashgan deb ataladigan maxsus organellalar mavjud bo'lishi kerak edi. Bularga protozoalarning kontraktil vakuolalari, mushak tolalari miofibrillari, neyrofibrillalar va nerv hujayralarining sinaptik pufakchalari, mikrovillilar kiradi. epiteliya hujayralari, ba'zi oddiy hayvonlarning kirpiklari va flagellalari.
Yadro
Yadro eukaryotik hujayralarning eng muhim tarkibiy qismidir. Ko'pgina hujayralar bitta yadroga ega, ammo ko'p yadroli hujayralar ham uchraydi (bir qator oddiy hayvonlarda, umurtqali hayvonlarning skelet mushaklarida). Ba'zi yuqori ixtisoslashgan hujayralar yadrolarini yo'qotadi (masalan, sutemizuvchilar qizil qon hujayralari).
Yadro, qoida tariqasida, sharsimon yoki oval shaklga ega, kamroq hollarda u segmentlangan yoki fusiform bo'lishi mumkin. Yadro yadro qobig'i va xromatin (xromosomalar) va yadrochalarni o'z ichiga olgan karioplazmadan iborat.
Yadro qobig'i ikkita membranadan (tashqi va ichki) hosil bo'lib, yadro va sitoplazma o'rtasida turli moddalar almashinadigan ko'plab teshiklarni o'z ichiga oladi.
Karioplazma (nukleoplazma) - turli xil oqsillar, nukleotidlar, ionlar, shuningdek, xromosomalar va yadrochalarni o'z ichiga olgan jele o'xshash eritma.
Yadro kichik dumaloq tana bo'lib, intensiv bo'yalgan va bo'linmaydigan hujayralar yadrolarida joylashgan. Yadroning vazifasi rRNKning sintezi va uning oqsillar bilan bog'lanishi, ya'ni. ribosoma bo'linmalarining yig'ilishi.
Xromatin - bu ma'lum bo'yoqlar bilan bo'yalgan oqsillar bilan kompleksda DNK molekulalari tomonidan hosil bo'lgan bo'laklar, granulalar va filamentli tuzilmalar. Xromatin tarkibida DNK molekulalarining turli bo'limlari mavjud turli darajalarda spiralizatsiya va shuning uchun rangning intensivligi va genetik faollikning tabiati bilan farqlanadi. Xromatin - bu bo'linmaydigan hujayralardagi genetik materialning mavjudligi shakli bo'lib, undagi ma'lumotlarni ikki baravar oshirish va amalga oshirish imkoniyatini beradi. Hujayra bo'linishi jarayonida DNK spirallari va xromatin tuzilmalari xromosomalarni hosil qiladi.
Xromosomalar genetik materialning morfologik tashkiliy birligi bo'lgan va hujayra bo'linishi paytida uning aniq taqsimlanishini ta'minlaydigan zich, intensiv bo'yalgan tuzilmalardir.
Har bir biologik turning hujayralaridagi xromosomalar soni doimiydir. Odatda tana hujayralarining yadrolarida (somatik) xromosomalar juft bo'lib, jinsiy hujayralarda juft bo'lmaydi; Jinsiy hujayralardagi bitta xromosomalar to'plami haploid (n), somatik hujayralardagi xromosomalar to'plami esa diploid (2n) deb ataladi. Turli organizmlarning xromosomalari hajmi va shakli jihatidan farq qiladi.
Xromosomalarning soni, hajmi va shakli bilan tavsiflangan tirik organizmning ma'lum bir turi hujayralari xromosomalarining diploid to'plamiga karyotip deyiladi. Somatik hujayralarning xromosomalar to'plamida juftlashgan xromosomalar gomologik, turli juftlikdagi xromosomalar gomologik bo'lmaganlar deyiladi. Gomologik xromosomalar hajmi, shakli va tarkibi jihatidan bir xil (biri ona organizmidan, ikkinchisi ota organizmidan meros bo'lib o'tadi). Kariotip tarkibiga kiradigan xromosomalar, shuningdek, erkak va urg'ochi shaxslarda bir xil bo'lgan autosomalar yoki jinsiy bo'lmagan xromosomalarga va jinsni aniqlashda ishtirok etuvchi va erkak va urg'ochilarda farq qiluvchi geteroxromosoma yoki jinsiy xromosomalarga bo'linadi. Inson karyotipi 46 ta xromosoma (23 juft) bilan ifodalanadi: 44 ta autosoma va 2 ta jinsiy xromosoma (ayollarda ikkita bir xil X xromosoma, erkaklarda X va Y xromosomalari mavjud).
Yadro genetik ma'lumotlarni saqlaydi va amalga oshiradi, oqsil biosintezi jarayonini va oqsillar orqali boshqa barcha hayot jarayonlarini boshqaradi. Yadro irsiy ma'lumotni qiz hujayralar o'rtasida ko'paytirish va taqsimlashda, demak, hujayralar bo'linishi va organizmning rivojlanish jarayonlarini tartibga solishda ishtirok etadi.
