Жасуша – тірі материяның ұйымдасу деңгейі, барлық тірі заттардың негізгі қасиеттеріне ие дербес биожүйе. Демек, ол дами алады, көбейеді, қозғалады, бейімделеді және өзгереді. Сонымен қатар, кез келген жасушалар зат алмасуымен, ерекше құрылымымен, құрылымдары мен қызметтерінің реттілігімен сипатталады.
Жасушаларды зерттейтін ғылым – цитология. Оның пәні – көп жасушалы жануарлар мен өсімдіктердің құрылымдық бірліктері, бір жасушалы организмдер – бактериялар, қарапайымдар және бір ғана жасушадан тұратын балдырлар.
Тірі ағзалардың құрылымдық бірліктерінің жалпы ұйымдасуы туралы айтатын болсақ, олар қабықша мен ядрошығы бар ядродан тұрады. Оларға жасуша органоидтары, цитоплазма да жатады. Бүгінгі таңда әртүрлі зерттеу әдістері жоғары деңгейде дамыған, бірақ микроскопия жасушалардың құрылымын зерттеуге және оның негізгі құрылымдық элементтерін зерттеуге мүмкіндік беретін жетекші орынды алады.
Органоид дегеніміз не?
Органоидтар (оларды органеллалар деп те атайды) кез келген жасушаның тұрақты құрамдас элементтеріоны аяқтау және белгілі бір функцияларды орындау. Бұл оның жұмысын жалғастыру үшін маңызды құрылымдар.
Органоидтарға ядро, лизосомалар, эндоплазмалық тор және Гольджи кешені, вакуольдер мен везикулалар, митохондриялар, рибосомалар және жасуша орталығы (центросома) жатады. Бұған жасушаның цитоскелеттерін (микротүтікшелер мен микрофиламенттер), меланосомаларды құрайтын құрылымдар да кіреді. Қозғалыс органеллаларын бөлек бөліп алу керек. Бұл кірпікшелер, жілікшелер, миофибрилдер және псевдоподтар.
Бұл құрылымдардың барлығы өзара байланысты және жасушалардың үйлестірілген қызметін қамтамасыз етеді. Сондықтан да: «Органоид дегеніміз не?» деген сұрақ туындайды. - бұл көп жасушалы ағзаның мүшесіне теңестірілетін құрамдас деп жауап бере аласыз.
Органеллалардың классификациясы
Жасушалардың мөлшері мен пішіні, атқаратын қызметтері бойынша ерекшеленеді, бірақ сонымен бірге олардың химиялық құрылымы ұқсас және біртұтас ұйымдастыру принципі бар. Сонымен бірге органоид дегеніміз не және ол қандай құрылымдар деген сұрақ өте даулы. Мысалы, лизосомалар немесе вакуольдер кейде жасуша органеллалары ретінде жіктелмейді.
Егер осы жасуша компоненттерінің жіктелуі туралы айтатын болсақ, онда мембраналық емес және мембраналық органоидтар ажыратылады. Мембраналық емес - бұл жасуша орталығы және рибосомалар. Қозғалыс органеллаларында (микротүтікшелер мен микрофиламенттер) де мембраналар жоқ.
Мембраналық органоидтардың құрылымы биологиялық мембрананың болуына негізделген. Бір мембраналы және қос мембраналы органеллалар бір құрылымды қабықшаға ие, ол мыналардан тұрады:фосфолипидтер мен белок молекулаларының қос қабаты. Ол цитоплазманы сыртқы ортадан бөледі, жасушаның пішінін сақтауға көмектеседі. Өсімдік жасушаларында мембранадан басқа жасуша қабырғасы деп аталатын сыртқы целлюлоза қабықшасы да бар екенін есте ұстаған жөн. Ол көмекші функцияны орындайды.
Мембраналық органоидтарға EPS, лизосомалар және митохондриялар, сондай-ақ лизосомалар мен пластидтер жатады. Олардың мембраналары тек белоктар жиынтығында ғана ерекшеленуі мүмкін.
Органеллалардың функционалдық қабілеті туралы айтатын болсақ, онда олардың кейбіреулері белгілі бір заттарды синтездей алады. Сонымен, синтездің маңызды органеллалары - АТФ түзілетін митохондриялар. Рибосомалар, пластидтер (хлоропластар) және кедір-бұдыр эндоплазмалық ретикулум белоктардың синтезіне, тегіс ER липидтер мен көмірсулардың синтезіне жауап береді.
Органеллалардың құрылымы мен қызметтерін толығырақ қарастырайық.
Негізгі
Бұл органоид өте маңызды, себебі ол жойылған кезде жасушалар өз қызметін тоқтатады және өледі.
Ядроның қос қабықшасы бар, оның ішінде көптеген кеуектер бар. Олардың көмегімен ол эндоплазмалық тормен және цитоплазмамен тығыз байланысты. Бұл органеллада хроматин – хромосомалар бар, олар белоктар мен ДНҚ кешені болып табылады. Осыны ескере отырып, геномның негізгі бөлігін сақтауға жауапты органелла болып табылатын ядро деп айта аламыз.
Ядроның сұйық бөлігі кариоплазма деп аталады. Оның құрамында ядро құрылымдарының тіршілік әрекетінің өнімдері бар. Ең тығыз аймақ - ядрошық, онда рибосомалар, күрделі белоктар жәнеРНҚ, сонымен қатар калий, магний, мырыш, темір және кальций фосфаттары. Ядрошық жасуша бөлінбес бұрын жойылып, осы процестің соңғы кезеңдерінде қайтадан түзіледі.
Эндоплазмалық ретикулум (ретикулум)
EPS – бір мембраналы органоид. Ол жасуша көлемінің жартысын алып жатыр және бір-бірімен, сондай-ақ цитоплазмалық мембрана мен ядроның сыртқы қабығымен байланысқан түтікшелер мен цистерналардан тұрады. Бұл органоидтың мембранасы плазмалеммамен бірдей құрылымға ие. Бұл құрылым интегралды және цитоплазмаға ашылмайды.
Эндоплазмалық ретикулум тегіс және түйіршікті (кедір-бұдыр). Рибосомалар түйіршікті ЭР-дің ішкі қабығында орналасады, онда ақуыз синтезі жүреді. Тегіс эндоплазмалық тордың бетінде рибосомалар жоқ, бірақ мұнда көмірсулар мен май синтезі жүреді.
Эндоплазмалық торда түзілетін барлық заттар өзекшелер мен түтікшелер жүйесі арқылы тағайындалған жерлеріне тасымалданады, сонда жинақталып, кейін әртүрлі биохимиялық процестерде қолданылады.
ЭПС синтездеу қабілетін ескере отырып, дөрекі ретикулум негізгі қызметі белок түзу болып табылатын жасушаларда, ал тегіс ретикулум көмірсулар мен майларды синтездейтін жасушаларда орналасады. Сонымен қатар, кальций иондары тегіс ретикулумда жиналады, олар жасушалардың немесе жалпы ағзаның қалыпты жұмыс істеуі үшін қажет.
Сонымен қатар ER Гольджи аппаратының қалыптасу орны екенін атап өткен жөн.
Лизосомалар, олардың қызметі
Лизосомалар жасушалық органоидтар,гидролиздік және ас қорыту ферменттері (протеазалар, липазалар және нуклеазалар) бар бір мембраналы дөңгелек пішінді қапшықтармен ұсынылған. Лизосомалардың құрамы қышқыл ортамен сипатталады. Бұл түзілістердің мембраналары оларды цитоплазмадан оқшаулап, жасушалардың басқа құрылымдық компоненттерінің бұзылуына жол бермейді. Лизосома ферменттері цитоплазмаға шығарылғанда, жасуша өздігінен жойылады - автолиз.
Айта кететін жайт, ферменттер ең алдымен кедір-бұдыр эндоплазмалық ретикулумда синтезделеді, содан кейін олар Гольджи аппаратына ауысады. Мұнда олар модификацияға ұшырап, мембраналық көпіршіктерге оралып, ажырай бастайды, жасушаның дербес құрамдас бөліктері – лизосомалар, олар бастапқы және қайталама болып табылады.
Біріншілік лизосомалар – Гольджи аппаратынан бөлінетін құрылымдар, ал екіншілік (ас қорыту вакуольдері) – бастапқы лизосомалар мен эндоцитарлы вакуольдердің қосылуы нәтижесінде пайда болатын құрылымдар.
Осы құрылым мен ұйымды ескере отырып, лизосомалардың негізгі қызметтерін ажыратуға болады:
- жасушаның ішінде әртүрлі заттардың қорытылуы;
- керексіз жасушалық құрылымдардың бұзылуы;
- жасушаларды қайта ұйымдастыру процестеріне қатысу.
Вакуольдер
Вакуольдер - судың және онда еріген органикалық және бейорганикалық қосылыстардың резервуары болып табылатын бір мембраналы сфералық органеллалар. Бұл құрылымдардың қалыптасуына Гольджи аппараты мен EPS қатысады.
Жануарлар жасушасында вакуольдерКішкентай. Олар шағын және көлемнің 5% -нан аспайды. Олардың негізгі рөлі – заттардың жасуша бойымен тасымалдануын қамтамасыз ету.
Өсімдік жасушасының вакуольдері үлкен және олардың көлемінің 90%-ын алады. Жетілген жасушада орталық орынды алатын бір ғана вакуоль болады. Оның қабығы тонопласт, ал оның ішіндегісі жасуша шырыны деп аталады. Өсімдік вакуольдерінің негізгі қызметтері жасуша қабықшасының керілуін, әртүрлі қосылыстардың және жасушаның қалдық өнімдерінің жиналуын қамтамасыз ету болып табылады. Сонымен қатар, бұл өсімдік жасушасының органеллалары фотосинтез процесіне қажетті суды қамтамасыз етеді.
Жасуша шырынының құрамы туралы айтатын болсақ, онда оның құрамына келесі заттар кіреді:
- резерв – органикалық қышқылдар, көмірсулар мен белоктар, жеке амин қышқылдары;
- клеткалардың тіршілігі барысында түзілетін және оларда жинақталатын қосылыстар (алкалоидтар, таниндер және фенолдар);
- фитонцидтер және фитогормондар;
- пигменттер, олардың арқасында жемістер, тамырлар және гүл жапырақтары сәйкес түске боялады.
Гольджи кешені
«Гольджи аппараты» деп аталатын органоидтардың құрылымы өте қарапайым. Өсімдік жасушаларында олар қабықшасы бар жеке денелерге ұқсайды, жануарлар жасушаларында олар цистерналармен, түтікшелермен және қуықтармен бейнеленген. Гольджи кешенінің құрылымдық бірлігі диктиосома болып табылады, ол 4-6 «бактериялар» дестесі және олардан бөлініп тұратын және жасушаішілік тасымалдау жүйесі болып табылатын ұсақ көпіршіктермен бейнеленген, сонымен қатар лизосомалар көзі қызметін атқара алады. Диктиосомалар саны біреуден бірнешеге дейін өзгеруі мүмкінжүздеген.
Гольджи кешені әдетте ядроға жақын орналасады. Жануарлар жасушаларында – жасуша орталығына жақын. Бұл органоидтардың негізгі қызметтері келесідей:
- белоктардың, липидтердің және сахаридтердің секрециясы және жинақталуы;
- Гольджи кешеніне түсетін органикалық қосылыстардың модификациясы;
- бұл органоид лизосомалардың түзілу орны болып табылады.
ЭР, лизосомалар, вакуольдер және Гольджи аппараты бірігіп жасушаны сәйкес функциялары бар жеке бөлімдерге бөлетін түтікшелі-вакуольді жүйені құрайтынын атап өткен жөн. Сонымен қатар, бұл жүйе мембраналардың тұрақты жаңаруын қамтамасыз етеді.
Митохондриялар - жасушаның энергия станциялары
Митохондриялар АТФ синтездейтін таяқша тәрізді, сфералық немесе жіп тәрізді екі мембраналы органеллалар. Олардың тегіс сыртқы беті және кристал деп аталатын көптеген қатпарлары бар ішкі қабығы бар. Айта кету керек, митохондриядағы кристалдар саны жасушаның энергия қажеттілігіне байланысты өзгеруі мүмкін. Дәл ішкі мембранада аденозинтрифосфатты синтездейтін көптеген ферменттік кешендер шоғырланған. Мұнда химиялық байланыстардың энергиясы АТФ-ның макроэргиялық байланыстарына айналады. Сонымен қатар, митохондриялар жинақталған және өсу мен синтезге жұмсалатын энергияның бөлінуімен май қышқылдары мен көмірсуларды ыдыратады.
Бұл органоидтардың ішкі ортасы матрица деп аталады. Олдөңгелек ДНҚ мен РНҚ, ұсақ рибосомалардан тұрады. Бір қызығы, митохондриялар жартылай автономды органеллалар болып табылады, өйткені олар жасушаның жұмысына тәуелді, бірақ сонымен бірге олар белгілі бір тәуелсіздікті сақтай алады. Осылайша, олар өздерінің белоктары мен ферменттерін синтездей алады, сонымен қатар өздігінен көбейе алады.
Митохондрия аэробты прокариоттық организмдер иесі жасушаға енген кезде пайда болды, бұл белгілі бір симбиотикалық кешеннің пайда болуына әкелді. Сонымен, митохондриялық ДНҚ қазіргі бактериялардың ДНҚ-сымен бірдей құрылымға ие және митохондриялар мен бактериялардағы ақуыз синтезі бірдей антибиотиктермен тежеледі.
Пластидтер - өсімдік жасушасының органоидтары
Пластидтер айтарлықтай үлкен органоидтар. Олар тек өсімдік жасушаларында болады және прекурсорлардан – пропластидтерден түзіледі, құрамында ДНҚ бар. Бұл органоидтар зат алмасуда маңызды рөл атқарады және цитоплазмадан қос мембрана арқылы бөлінеді. Сонымен қатар, олар ішкі мембраналардың реттелген жүйесін құра алады.
Пластидтер үш түрлі болады:
- Хлоропласттар – органикалық қосылыстар мен бос оттегін түзетін фотосинтезге жауапты ең көп пластидтер. Бұл құрылымдар күрделі құрылымға ие және цитоплазмада жарық көзіне қарай қозғалуға қабілетті. Хлоропласттардың құрамындағы негізгі зат хлорофилл болып табылады, оның көмегімен өсімдіктер күн энергиясын пайдалана алады. Айта кету керек, хлоропластар, митохондриялар сияқты, жартылай автономды құрылымдар болып табылады, өйткені оларөз белоктарының тәуелсіз бөлінуі және синтезі.
- Лейкопласттар – түссіз пластидтер, олар жарық әсер еткенде хлоропласттарға айналады. Бұл жасушалық компоненттерде ферменттер бар. Олардың көмегімен глюкоза айналады және крахмал дәндері түрінде жинақталады. Кейбір өсімдіктерде бұл пластидтер кристалдар және аморфты денелер түрінде липидтерді немесе ақуыздарды жинақтауға қабілетті. Лейкопласттардың ең көп саны өсімдіктердің жер асты мүшелерінің жасушаларында шоғырланған.
- Хромопластар пластидтердің қалған екі түрінің туындылары болып табылады. Олар қызыл, сары немесе қызғылт сары түсті каротиноидтарды түзеді (хлорофиллдің бұзылуы кезінде). Хромопластар пластидтердің өзгеруінің соңғы кезеңі болып табылады. Олардың көпшілігі жемістерде, жапырақшаларда және күзгі жапырақтарда болады.
Рибосома
Органелла рибосома деп нені айтады? Рибосомалар екі фрагменттен (кіші және үлкен суббірліктер) тұратын мембраналық емес органоидтар деп аталады. Олардың диаметрі шамамен 20 нм. Олар барлық типтегі жасушаларда кездеседі. Бұл жануарлар мен өсімдік жасушаларының органоидтары, бактериялар. Бұл құрылымдар ядрода қалыптасады, содан кейін олар цитоплазмаға өтеді, онда олар еркін орналасады немесе EPS-ке бекітіледі. Синтездеу қасиеттеріне байланысты рибосомалар жалғыз қызмет етеді немесе полирибосомаларды түзу үшін комплекстерге біріктіріледі. Бұл жағдайда бұл мембраналық емес органоидтар хабаршы РНҚ молекуласымен байланысады.
Рибосомада оның негізін құрайтын 4 рРНҚ молекуласы, сондай-ақ әртүрлі белоктар бар. Бұл органоидтың негізгі міндеті - белок синтезінің бірінші сатысы болып табылатын полипептидтік тізбекті құрастыру. Эндоплазмалық тордың рибосомаларынан түзілетін белоктарды бүкіл ағза пайдалана алады. Жеке жасушаның қажеттілігіне арналған белоктар цитоплазмада орналасқан рибосомалар арқылы синтезделеді. Рибосомалар митохондриялар мен пластидтерде де болатынын атап өткен жөн.
Жасушаның цитоскелеті
Жасуша цитоскелеті микротүтікшелерден және микрофиламенттерден түзіледі. Микротүтікшелер диаметрі 24 нм болатын цилиндрлік түзілімдер. Олардың ұзындығы 100 мкм-1 мм. Негізгі компонент - тубулин деп аталатын ақуыз. Ол жиырылуға қабілетсіз және колхициннің әсерінен жойылуы мүмкін. Микротүтікшелер гиалоплазмада орналасады және келесі қызметтерді атқарады:
- серпімді, бірақ сонымен бірге тордың берік жақтауын жасаңыз, бұл оның пішінін сақтауға мүмкіндік береді;
- жасуша хромосомаларының таралу процесіне қатысады;
- органеллалардың қозғалысын қамтамасыз етеді;
- жасуша орталығында, сондай-ақ жілік пен кірпікшелерде бар.
Микрофиламенттер - плазмалық мембрана астында орналасқан және актин немесе миозин белоктарынан тұратын жіпшелер. Олар жиырылуы мүмкін, нәтижесінде цитоплазманың қозғалуы немесе жасуша мембранасының шығыңқы болуы мүмкін. Сонымен қатар, бұл компоненттер жасушаның бөлінуі кезінде тарылудың пайда болуына қатысады.
Жасуша орталығы (центросома)
Бұл органоид 2 центриолдан және центросферадан тұрады. Цилиндрлік центриоль. Оның қабырғалары үш микротүтікшелерден тұрады, олар бір-бірімен көлденең байланыстар арқылы қосылады. Центриолдар бір-біріне тік бұрышта жұп болып орналасады. Жоғары сатыдағы өсімдіктердің жасушаларында бұл органеллалар жетіспейтінін атап өткен жөн.
Жасуша орталығының негізгі рөлі - жасушаның бөлінуі кезінде хромосомалардың біркелкі таралуын қамтамасыз ету. Ол сонымен қатар цитоскелеттің ұйымдастырылу орталығы болып табылады.
Қозғалыс органеллалары
Қозғалыс органеллаларына кірпікшелер, сондай-ақ жілікшелер жатады. Бұл шаш түріндегі кішкентай өсінділер. Жақпақшада 20 микротүтікше бар. Оның негізі цитоплазмада орналасады және базальды дене деп аталады. Жалаушаның ұзындығы 100 мкм немесе одан да көп. Өлшемдері небәрі 10-20 микрон болатын флагеллалар кірпікшелер деп аталады. Микротүтікшелер сырғанау кезінде кірпікшелер мен жгутика тербеліс жасай алады, бұл жасушаның өзінің қозғалысын тудырады. Цитоплазмада миофибрилдер деп аталатын жиырылғыш фибрилдер болуы мүмкін - бұл жануарлар жасушасының органоидтары. Миофибрилдер, әдетте, миоциттерде - бұлшықет тінінің жасушаларында, сондай-ақ жүрек жасушаларында орналасады. Олар кішірек талшықтардан (протофибрилдерден) тұрады.
Миофибрилл шоғырлары күңгірт талшықтардан тұратынын атап өту керек - бұл анизотропты дискілер, сондай-ақ ашық аймақтар - бұл изотропты дискілер. Миофибриллдің құрылымдық бірлігі - саркомера. Бұл актин және миозин жіптері бар анизотропты және изотропты дискінің арасындағы аймақ. Олар сырғанау кезінде саркомер жиырылады, бұл бүкіл бұлшықет талшығының қозғалысына әкеледі. Сағатбұл ATP және кальций иондарының энергиясын пайдаланады.
Жануарлардың қарапайымдылары мен сперматозоидтары жілікшенің көмегімен қозғалады. Кірпікшелер – кірпікшелердің қозғалыс мүшесі-аяқ киімнің. Жануарлар мен адамдарда олар тыныс алу жолдарын жауып, шаң сияқты ұсақ қатты бөлшектерден арылуға көмектеседі. Сонымен қатар, амебоидты қозғалысты қамтамасыз ететін және көптеген біржасушалы және жануарлар жасушаларының (мысалы, лейкоциттер) элементтері болып табылатын псевдоподтар да бар.
Өсімдіктердің көпшілігі ғарышта қозғала алмайды. Олардың қозғалысы - өсу, жапырақ қозғалысы және жасушалар цитоплазмасының ағымының өзгеруі.
Қорытынды
Жасушалардың әртүрлілігіне қарамастан, олардың барлығының құрылымы мен ұйымы ұқсас. Органеллалардың құрылымы мен қызметтері жеке жасушаның да, бүкіл организмнің де қалыпты қызметін қамтамасыз ететін бірдей қасиеттермен сипатталады.
Бұл үлгіні келесідей көрсетуге болады.
Кесте "Эукариот жасушаларының органоидтары"
Органоид |
Өсімдік жасушасы |
Жануарлар торы |
Негізгі функциялар |
| core | бұл | бұл | ДНҚ сақтау, РНҚ транскрипциясы және ақуыз синтезі |
| эндоплазмалық ретикулум | бұл | бұл | белоктардың, липидтердің және көмірсулардың синтезі, кальций иондарының жинақталуы, Гольджи кешенінің түзілуі |
| митохондрия | бұл | бұл | АТФ, меншікті ферменттер мен белоктардың синтезі |
| пластидтер | бұл | жоқ | фотосинтезге қатысу, крахмал, липидтер, белоктар, каротиноидтардың жинақталуы |
| рибосомалар | бұл | бұл | полипептидтік тізбекті жинау (ақуыз синтезі) |
| микротүтікшелер мен микрофиламенттер | бұл | бұл | клетканың белгілі бір пішінді ұстауына мүмкіндік береді, жасуша орталығының, кірпікшелер мен жікшелердің ажырамас бөлігі болып табылады, органоидтардың қозғалысын қамтамасыз етеді |
| лизосомалар | бұл | бұл | клетка ішіндегі заттардың қорытылуы, оның қажетсіз құрылымдарының бұзылуы, жасушаның қайта құрылуына қатысу, автолизді тудырады |
| үлкен орталық вакуоль | бұл | жоқ | клетка қабықшасының керілуін қамтамасыз етеді, қоректік заттар мен жасушаның қалдық өнімдерін, фитонцидтер мен фитогормондарды, сонымен қатар пигменттерді жинақтайды, су қоймасы болып табылады |
| Гольджи кешені | бұл | бұл | белоктарды, липидтерді және көмірсуларды бөліп шығарады және жинақтайды, жасушаға түсетін қоректік заттарды өзгертеді,лизосомалардың түзілуіне жауапты |
| ұялық орталық | бар,жоғары өсімдіктерден басқа | бұл | - цитоскелеттің ұйымдасу орталығы, жасушаның бөлінуі кезінде хромосомалардың біркелкі дивергенциясын қамтамасыз етеді |
| миофибрилдері | жоқ | бұл | бұлшықет жиырылуын қамтамасыз ету |
Қорытынды жасайтын болсақ, жануар мен өсімдік жасушасының арасында шамалы айырмашылықтар бар деп айта аламыз. Сонымен бірге органоидтардың функционалдық ерекшеліктері мен құрылымы (жоғарыдағы кесте мұны растайды) жалпы ұйымдастыру принципіне ие. Жасуша үйлесімді және біртұтас жүйе ретінде қызмет етеді. Сонымен бірге органоидтардың қызметтері өзара байланысты және жасушаның тіршілік әрекетін оңтайлы жұмыс істеуге және қолдауға бағытталған.
