Жасуша биологиясы жалпы алғанда мектеп бағдарламасынан бастап бәріне белгілі. Біз сізді бір кездері оқыған нәрсені еске түсіруге, сондай-ақ ол туралы жаңа нәрсе ашуға шақырамыз. «Жасуша» атауын 1665 жылы ағылшын Р. Гук ұсынған. Алайда ол тек 19 ғасырда ғана жүйелі түрде зерттеле бастады. Ғалымдар басқа нәрселермен қатар, денедегі жасушаның рөліне қызығушылық танытты. Олар көптеген әртүрлі мүшелер мен ағзалардың (жұмыртқалар, бактериялар, жүйкелер, эритроциттер) бөлігі болуы мүмкін немесе тәуелсіз организмдер (қарапайымдылар) болуы мүмкін. Олардың әртүрлілігіне қарамастан, олардың функциялары мен құрылымында ортақ көп нәрсе бар.
Ұяшық функциялары
Олардың барлығы пішіні және көбінесе қызметі жағынан әртүрлі. Бір организмнің ұлпалары мен мүшелерінің жасушалары да айтарлықтай ерекшеленуі мүмкін. Дегенмен, жасушаның биологиясы олардың барлық сорттарына тән функцияларды көрсетеді. Бұл жерде ақуыз синтезі әрқашан жүреді. Бұл процесті генетикалық аппарат басқарады. Белоктарды синтездемейтін жасуша негізінен өлі. Тірі жасуша дегеніміз - құрамдас бөліктері үнемі өзгеріп тұратын жасуша. Дегенмен, заттардың негізгі сыныптары қаладыөзгеріссіз.
Жасушадағы барлық процестер энергия арқылы жүзеге асады. Бұл тамақтану, тыныс алу, көбею, зат алмасу. Демек, тірі жасуша оның ішінде үнемі энергия алмасуының жүруімен сипатталады. Олардың әрқайсысының ортақ ең маңызды қасиеті бар - энергияны жинақтау және оны жұмсау. Басқа функцияларға бөлу және ашуланшақтық жатады.
Барлық тірі жасушалар қоршаған ортадағы химиялық немесе физикалық өзгерістерге жауап бере алады. Бұл қасиет қозу немесе тітіркену деп аталады. Жасушада қозу кезінде заттардың ыдырау жылдамдығы және биосинтез, температура, оттегінің шығыны өзгереді. Бұл күйде олар өздеріне тән функцияларды орындайды.
Жасуша құрылымы
Биология сияқты ғылымда тіршіліктің ең қарапайым түрі болып саналғанымен оның құрылымы біршама күрделі. Жасушалар жасуша аралық затта орналасады. Бұл олардың тыныс алуын, тамақтануын және механикалық күшін қамтамасыз етеді. Ядро мен цитоплазма әрбір жасушаның негізгі құрамдас бөлігі болып табылады. Олардың әрқайсысы мембранамен жабылған, оның құрылыс элементі молекула болып табылады. Биология мембрананың көптеген молекулалардан тұратынын анықтады. Олар бірнеше қабаттарда орналасқан. Мембрананың арқасында заттар селективті түрде енеді. Цитоплазмада органоидтар – ең кіші құрылымдар болады. Бұл эндоплазмалық тор, митохондриялар, рибосомалар, жасуша орталығы, Гольджи кешені, лизосомалар. Осы мақалада берілген суреттерді зерделеу арқылы сіз жасушалардың қандай болатынын жақсырақ түсінесіз.
Мембран
Өсімдік жасушасын микроскоппен (мысалы, пияз түбірі) зерттегенде оның біршама қалың қабықпен қоршалғанын байқауға болады. Кальмардың үлкен аксоны бар, оның қабығы мүлде басқа сипатта. Дегенмен, ол аксонға қандай заттардың түсуі немесе жіберілмеуі керектігін шешпейді. Жасуша қабықшасының қызметі – бұл жасуша қабықшасын қорғаудың қосымша құралы. Қабықша «жасушаның бекінісі» деп аталады. Дегенмен, бұл оның мазмұнын қорғайтын және қорғайтын мағынада ғана дұрыс.
Әр жасушаның мембранасы да, ішкі мазмұны да әдетте бірдей атомдардан тұрады. Бұл көміртегі, сутегі, оттегі және азот. Бұл атомдар периодтық жүйенің басында орналасқан. Мембрана молекулалық елеуіш, өте жұқа (оның қалыңдығы шаштың қалыңдығынан 10 мың есе аз). Оның кеуектері ортағасырлық қаланың бекініс қабырғасында жасалған тар ұзын өткелдерге ұқсайды. Олардың ені мен биіктігі ұзындығынан 10 есе аз. Сонымен қатар, бұл електен тесіктер өте сирек кездеседі. Кейбір жасушаларда кеуектер бүкіл мембрана аймағының миллионнан бір бөлігін ғана алады.
Негізгі
Жасуша биологиясы ядро тұрғысынан да қызықты. Бұл ғалымдардың назарын аударған ең үлкен органоид. 1981 жылы жасуша ядросын шотланд ғалымы Роберт Браун ашты. Бұл органоид - ақпарат сақталады, өңделеді, содан кейін көлемі өте үлкен цитоплазмаға тасымалданатын кибернетикалық жүйенің бір түрі. Бұл процесте өзегі өте маңыздытұқым қуалаушылық, онда ол үлкен рөл атқарады. Сонымен қатар, ол регенерация функциясын орындайды, яғни ол бүкіл жасушалық дененің тұтастығын қалпына келтіруге қабілетті. Бұл органоид жасушаның барлық маңызды функцияларын реттейді. Ядроның пішініне келетін болсақ, көбінесе ол сфералық, сонымен қатар жұмыртқа тәрізді. Хроматин бұл органоидтың ең маңызды құрамдас бөлігі болып табылады. Бұл арнайы ядролық бояғыштармен жақсы боялатын зат.
Қос мембрана ядроны цитоплазмадан бөліп тұрады. Бұл мембрана Гольджи кешенімен және эндоплазмалық ретикулуммен байланысты. Ядролық мембрананың кеуектері бар, олар арқылы кейбір заттар оңай өтеді, ал басқалары оны өтуі қиынырақ. Осылайша, оның өткізгіштігі селективті.
Ядролық шырын - ядроның ішкі мазмұны. Ол оның құрылымдары арасындағы кеңістікті толтырады. Міндетті түрде ядрода ядрошықтар (бір немесе бірнеше) болады. Олар рибосомаларды түзеді. Ядрошықтардың мөлшері мен жасушаның белсенділігі арасында тікелей байланыс бар: ядролар неғұрлым үлкен болса, соғұрлым ақуыз биосинтезі белсенді түрде жүреді; және керісінше, синтезі шектеулі жасушаларда олар мүлдем жоқ немесе аз болады.
Хромосомалар ядрода болады. Бұл арнайы жіп тәрізді түзілімдер. Адам ағзасындағы жасуша ядросында жыныстық хромосомалардан басқа 46 хромосома болады. Олар ұрпаққа берілетін ағзаның тұқым қуалайтын бейімділігі туралы ақпаратты қамтиды.
Жасушаларда әдетте бір ядро болады, бірақ көп ядролы жасушалар да болады (бұлшық еттерде, бауырда, т.б.). Егер ядролар жойылса, жасушаның қалған бөліктері өмір сүруге жарамсыз болады.
Цитоплазма
Цитоплазма – түссіз шырышты жартылай сұйық масса. Оның құрамында шамамен 75-85% су, шамамен 10-12% аминқышқылдары мен белоктар, 4-6% көмірсулар, 2-3% липидтер мен майлар, сондай-ақ 1% бейорганикалық және кейбір басқа заттар бар.
Цитоплазмада орналасқан жасушаның мазмұны қозғалуға қабілетті. Осының арқасында органеллалар оңтайлы орналасады және биохимиялық реакциялар жақсы жүреді, сондай-ақ метаболикалық өнімдерді шығару процесі. Цитоплазма қабатында әртүрлі түзілістер берілген: беткей өсінділер, жілікшелер, кірпікшелер. Цитоплазмаға бір-бірімен байланысатын жалпақ қапшықтардан, көпіршіктерден, түтікшелерден тұратын торлы жүйе (вакуольді) өтеді. Олар сыртқы плазмалық мембранаға қосылған.
Эндоплазмалық ретикулум
Бұл органоид цитоплазманың орталық бөлігінде орналасқандықтан осылай аталды (грек тілінен «эндон» сөзі «ішкі» деп аударылады). EPS - әртүрлі пішіндегі және өлшемдегі көпіршіктердің, түтіктердің, түтіктердің өте тармақталған жүйесі. Олар жасуша цитоплазмасынан мембраналар арқылы бөлінеді.
EPS екі түрі бар. Біріншісі түйіршікті, ол цистерналар мен түтікшелерден тұрады, олардың беті түйіршіктермен (дәндер) нүктелі. EPS екінші түрі агранулярлық, яғни тегіс. Грандар - рибосомалар. Бір қызығы, түйіршікті EPS негізінен жануарлар эмбриондарының жасушаларында байқалады, ал ересек формаларда әдетте агранулярлы болады. Рибосомалар цитоплазмада ақуыз синтезінің орны екені белгілі. Осыған сүйене отырып, түйіршікті EPS негізінен белсенді ақуыз синтезі жүретін жасушаларда пайда болады деп болжауға болады. Агранулярлық желі негізінен липидтердің, яғни майлардың және әртүрлі май тәрізді заттардың белсенді синтезі жүретін жасушаларда ұсынылған деп есептеледі.
EPS-тің екі түрі де тек органикалық заттардың синтезіне қатыспайды. Мұнда бұл заттар жиналып, қажетті жерлерге де тасымалданады. EPS сонымен қатар қоршаған орта мен жасуша арасындағы метаболизмді реттейді.
Рибосома
Бұл жасушалық мембраналық емес органоидтар. Олар белок пен рибонуклеин қышқылынан тұрады. Жасушаның бұл бөліктері ішкі құрылымы жағынан әлі толық зерттелмеген. Электрондық микроскопта рибосомалар саңырауқұлақ тәрізді немесе дөңгелек түйіршіктерге ұқсайды. Олардың әрқайсысы ойық арқылы кіші және үлкен бөліктерге (бөлімшелерге) бөлінеді. Бірнеше рибосомалар көбінесе i-РНҚ (хабаршы) деп аталатын арнайы РНҚ (рибонуклеин қышқылы) тізбегі арқылы байланысады. Осы органеллалардың арқасында ақуыз молекулалары аминқышқылдарынан синтезделеді.
Гольджи кешені
Биосинтез өнімдері ЭПС түтікшелері мен қуыстарының люменіне түседі. Мұнда олар Гольджи кешені деп аталатын арнайы аппаратқа шоғырланған (жоғарыдағы суретте Гольджи кешені ретінде көрсетілген). Бұл аппарат ядроға жақын орналасқан. Ол жасуша бетіне жеткізілетін биосинтетикалық өнімдерді тасымалдауға қатысады. Сондай-ақ Гольджи кешені оларды жасушадан шығаруға, түзілуге қатысадылизосомалар, т.б.
Бұл органелланы итальяндық цитолог Камилио Гольджи ашқан (өмір - 1844-1926). Оның құрметіне 1898 жылы Гольджи аппараты (кешені) деп аталды. Рибосомаларда түзілетін белоктар осы органеллаға енеді. Басқа органоидтар қажет болғанда, Гольджи аппаратының бір бөлігі бөлінеді. Осылайша, ақуыз қажетті жерге тасымалданады.
Лизосомалар
Жасушалардың сыртқы түрі және олардың құрамына қандай органоидтар кіретіні туралы айтқанда, лизосомалар туралы айту керек. Олардың сопақ пішіні бар, олар бір қабатты мембранамен қоршалған. Лизосомаларда белоктарды, липидтерді және көмірсуларды ыдырататын ферменттер жиынтығы бар. Лизосомалық мембрана зақымдалған болса, ферменттер жасуша ішіндегі заттарды ыдыратады және бұзады. Нәтижесінде ол қайтыс болды.
Ұялы орталық
Ол бөлінуге қабілетті жасушаларда кездеседі. Жасуша орталығы екі центриолдан (таяқша тәрізді денелерден) тұрады. Гольджи кешені мен ядроның жанында орналасып, бөліну шпиндельінің түзілуіне, жасушаның бөліну процесіне қатысады.
Митохондрия
Энергиялық органоидтарға митохондриялар (жоғарыдағы суретте) және хлоропласттар жатады. Митохондриялар әрбір жасушаның бастапқы қуат көздері болып табылады. Дәл оларда энергия қоректік заттардан алынады. Митохондриялардың пішіні өзгермелі, бірақ көбінесе олар түйіршіктер немесе жіпшелер. Олардың саны мен мөлшері тұрақты емес. Бұл белгілі бір жасушаның функционалдық белсенділігіне байланысты.
Электрондық микрографты қарастырсақ,Митохондриялардың екі мембранасы бар екенін көруге болады: ішкі және сыртқы. Ішкі бөлігі ферменттермен жабылған өсінділерді (cristae) құрайды. Кристалардың болуына байланысты митохондриялардың жалпы беті ұлғаяды. Бұл ферменттердің белсенділігі белсенді түрде жүруі үшін маңызды.
Митохондрияда ғалымдар арнайы рибосомалар мен ДНҚ-ны ашты. Бұл жасушаның бөлінуі кезінде бұл органоидтардың өздігінен көбеюіне мүмкіндік береді.
Хлоропластар
Хлоропласттарға келетін болсақ, бұл диск немесе шар тәрізді, қос қабығы бар (ішкі және сыртқы). Бұл органоидтың ішінде сонымен қатар рибосомалар, ДНҚ және грана – ішкі мембранамен де, бір-бірімен де байланысқан арнайы мембраналық түзілімдер бар. Хлорофилл гранның мембраналарында кездеседі. Оның арқасында күн сәулесінің энергиясы аденозинтрифосфаттың (АТФ) химиялық энергиясына айналады. Хлоропласттарда көмірсуларды синтездеу үшін қолданылады (су мен көмірқышқыл газынан түзіледі).
Келісемін, жоғарыда келтірілген ақпаратты тек биология тестінен өту үшін білу қажет емес. Жасуша - біздің денемізді құрайтын құрылыс материалы. Ал барлық тірі табиғат жасушалардың күрделі жиынтығы. Көріп отырғаныңыздай, оларда көптеген компоненттер бар. Бір қарағанда, жасушаның құрылымын зерттеу оңай жұмыс емес сияқты көрінуі мүмкін. Дегенмен, қарасаңыз, бұл тақырып соншалықты күрделі емес. Биология сияқты ғылымды жетік білу үшін оны білу керек. Жасушаның құрамы оның негізгі тақырыптарының бірі болып табылады.
