Жасушаның құрылымы мен қызметтері эволюция барысында бірқатар өзгерістерге ұшырады. Жаңа органоидтардың пайда болуының алдында жас планетаның атмосферасы мен литосферасындағы өзгерістер болды. Маңызды сатып алулардың бірі жасуша ядросы болды. Эукариоттық организмдер жеке органеллалардың болуына байланысты прокариоттарға қарағанда айтарлықтай артықшылықтарға ие болды және тез үстемдік ете бастады.
Құрылысы мен функциялары әртүрлі ұлпалар мен мүшелерде біршама өзгеше болатын жасуша ядросы РНҚ биосинтезінің сапасын және тұқым қуалайтын ақпаратты беруді жақсартты.
Шығу орны
Бүгінгі таңда эукариоттық жасушаның пайда болуы туралы екі негізгі гипотеза бар. Симбиотикалық теорияға сәйкес органеллалар (мысалы, флагелла немесе митохондриялар) бір кездері жеке прокариоттық организмдер болған. Қазіргі эукариоттардың ата-бабалары оларды жеп қойды. Нәтижесінде симбиотикалық организм пайда болды.
Өзегі ішке қарай шығыңқы шығу нәтижесінде пайда болғанцитоплазмалық мембрананың бөлімі. Бұл жасушаның қоректенуінің, фагоцитоздың жаңа тәсілін меңгеру жолындағы қажетті меңгеру болды. Азық-түлікті ұстау цитоплазмалық қозғалғыштық дәрежесінің жоғарылауымен қатар жүрді. Прокариоттық жасушаның генетикалық материалы болып табылатын және қабырғаларға бекітілген генофорлар күшті «ағын» аймағына түсіп, қорғауды қажет етті. Нәтижесінде бекітілген генофоры бар мембрана бөлігінде терең инвагинация пайда болды. Бұл гипотеза ядроның қабықшасының жасушаның цитоплазмалық мембранасымен ажырамас байланыста болуымен расталады.
Оқиғалардың дамуының тағы бір нұсқасы бар. Ядроның шығу тегі туралы вирустық гипотеза бойынша ол ежелгі архей жасушасының инфекциясы нәтижесінде пайда болды. Оған ДНҚ вирусы еніп, бірте-бірте өмірлік процестерді толық бақылауға алды. Бұл теорияны дұрыс деп санайтын ғалымдар оның пайдасына көптеген дәлелдер келтіреді. Дегенмен, осы уақытқа дейін бар гипотезалардың ешқайсысы үшін нақты дәлелдер жоқ.
Бір немесе бірнеше
Қазіргі эукариоттардың жасушаларының көпшілігінде ядро болады. Олардың басым көпшілігінде осындай бір ғана органоид бар. Алайда кейбір функционалдық ерекшеліктеріне байланысты ядросын жоғалтқан жасушалар бар. Оларға, мысалы, эритроциттер жатады. Сондай-ақ екі (кірпікшелі) және тіпті бірнеше ядросы бар жасушалар бар.
Жасуша ядросының құрылымы
Организмнің ерекшеліктеріне қарамастан, ядроның құрылымы типтік жиынтығымен сипатталады.органеллалар. Ол жасушаның ішкі кеңістігінен қос қабықшамен бөлінген. Кейбір жерлерде оның ішкі және сыртқы қабаттары қосылып, кеуектер түзеді. Олардың қызметі цитоплазма мен ядро арасында зат алмасу болып табылады.
Органелла кеңістігі ядролық шырын немесе нуклеоплазма деп те аталатын кариоплазмаға толы. Оның құрамында хроматин мен ядрошық бар. Кейде жасуша ядросының соңғы аталған органоидтары бір көшірмеде болмайды. Кейбір организмдерде ядрошықтар, керісінше, болмайды.
Мембран
Ядролық мембрана липидтерден түзілген және екі қабаттан тұрады: сыртқы және ішкі. Шын мәнінде, бұл бірдей жасуша мембранасы. Ядро перинуклеарлық кеңістік арқылы эндоплазмалық тордың арналарымен байланысады, бұл мембрананың екі қабатынан пайда болған қуыс.
Сыртқы және ішкі мембраналардың өзіндік құрылымдық ерекшеліктері бар, бірақ жалпы алғанда өте ұқсас.
Цитоплазмаға ең жақын
Сыртқы қабат эндоплазмалық тордың жарғақшасына өтеді. Оның соңғысынан негізгі айырмашылығы - құрылымдағы ақуыздардың айтарлықтай жоғары концентрациясы. Жасушаның цитоплазмасымен тікелей жанасатын мембрана сыртынан рибосома қабатымен жабылған. Ол ішкі мембранамен біршама үлкен белок кешендері болып табылатын көптеген кеуектер арқылы байланысқан.
Ішкі қабат
Жасуша ядросына қараған қабықшасы сыртқыға қарағанда тегіс, рибосомалармен қапталмаған. Ол кариоплазманы шектейді. Ішкі мембрананың тән ерекшелігі - оны бүйірден қаптайтын ядролық ламина қабаты,нуклеоплазмамен байланыста болады. Бұл ерекше ақуыз құрылымы конверттің пішінін сақтайды, ген экспрессиясын реттеуге қатысады, сонымен қатар хроматиннің ядролық мембранаға қосылуына ықпал етеді.
Метаболизм
Ядро мен цитоплазманың әрекеттесуі ядролық кеуектер арқылы жүзеге асады. Олар 30 ақуыздан құралған күрделі құрылымдар. Бір ядродағы кеуектер саны әртүрлі болуы мүмкін. Ол жасушаның, мүшенің және ағзаның түріне байланысты. Сонымен, адамдарда жасуша ядросында 3-5 мың кеуектер болуы мүмкін, кейбір бақаларда ол 50 000-ға жетеді.
Теуектердің негізгі қызметі – ядро мен жасуша кеңістігінің қалған бөлігі арасындағы зат алмасу. Кейбір молекулалар қосымша энергия шығынынсыз, кеуектер арқылы пассивті түрде өтеді. Олардың көлемі шағын. Үлкен молекулалар мен супрамолекулалық кешендерді тасымалдау белгілі бір энергия мөлшерін тұтынуды талап етеді.
Ядрода синтезделген РНҚ молекулалары кариоплазмадан жасушаға түседі. Ядроішілік процестерге қажетті белоктар кері бағытта тасымалданады.
Нуклеоплазма
Ядролық шырын – белоктардың коллоидты ерітіндісі. Ол ядролық қабықпен шектеліп, хроматин мен ядрошықты қоршайды. Нуклеоплазма – әртүрлі заттар еріген тұтқыр сұйықтық. Оларға нуклеотидтер мен ферменттер жатады. Біріншісі ДНҚ синтезі үшін қажет. Ферменттер транскрипцияға, сондай-ақ ДНҚ жөндеуіне және репликациясына қатысады.
Ядролық шырынның құрылымы жасушаның күйіне байланысты өзгереді. Олардың екеуі бар - стационарлық жәнебөлу кезінде пайда болады. Біріншісі интерфазаға (бөліну арасындағы уақыт) тән. Бұл ретте ядролық шырын нуклеин қышқылдарының және құрылымсыз ДНҚ молекулаларының біркелкі таралуымен ерекшеленеді. Бұл кезеңде тұқым қуалайтын материал хроматин түрінде болады. Жасуша ядросының бөлінуі хроматиннің хромосомаға айналуымен бірге жүреді. Бұл кезде кариоплазманың құрылымы өзгереді: генетикалық материал белгілі бір құрылымға ие болып, ядролық қабық бұзылып, кариоплазма цитоплазмамен араласады.
Хромосомалар
Бөліну кезінде өзгерген хроматиннің нуклеопротеиндік құрылымдарының негізгі қызметтері жасуша ядросында қамтылған тұқым қуалайтын ақпаратты сақтау, жүзеге асыру және беру болып табылады. Хромосомалар белгілі бір пішінмен сипатталады: олар целомера деп те аталатын бастапқы тарылу арқылы бөліктерге немесе қолдарға бөлінеді. Орналасқан жеріне қарай хромосомалардың үш түрі бөлінеді:
- таяқша тәрізді немесе акроцентрлік: олар целомераның соңында дерлік орналасуымен сипатталады, бір қолы өте кішкентай;
- диверсификацияланған немесе субметацентрлік қолдардың ұзындығы бірдей емес;
- тең жақты немесе метацентрлік.
Жасушадағы хромосомалар жиынтығы кариотип деп аталады. Әрбір түрі бекітілген. Бұл жағдайда бір организмнің әртүрлі жасушаларында диплоидты (қос) немесе гаплоидты (бір) жиынтық болуы мүмкін. Бірінші нұсқа негізінен денені құрайтын соматикалық жасушаларға тән. Гаплоидты жиынтық жыныс жасушаларының артықшылығы болып табылады. адамның соматикалық жасушаларықұрамында 46 хромосома бар, жынысы - 23.
Диплоидты жиынтықтың хромосомалары жұп құрайды. Жұпқа кіретін бірдей нуклеопротеидтік құрылымдар аллельдік деп аталады. Олардың құрылымы бірдей және бірдей функцияларды орындайды.
Хромосомалардың құрылымдық бірлігі – ген. Бұл белгілі бір ақуызды кодтайтын ДНҚ молекуласының бөлімі.
Ядрошық
Жасуша ядросында тағы бір органоид бар – ядрошық. Ол кариоплазмадан мембрана арқылы бөлінбейді, бірақ жасушаны микроскоппен тексергенде оңай байқалады. Кейбір ядролардың бірнеше ядролары болуы мүмкін. Ондай органоидтар мүлдем жоқтары да бар.
Ядрошығының пішіні сфераға ұқсайды, мөлшері өте аз. Оның құрамында әртүрлі белоктар бар. Ядрошаның негізгі қызметі рибосомалық РНҚ мен рибосомалардың өздерін синтездеу. Олар полипептидтік тізбектерді құру үшін қажет. Геномның арнайы аймақтарының айналасында ядрошықтар түзіледі. Оларды ядролық ұйымдастырушылар деп атайды. Оның құрамында рибосомалық РНҚ гендер бар. Ядрошық, басқалармен қатар, жасушадағы ақуыздың ең жоғары концентрациясы бар орын. Белоктардың бір бөлігі органоид функцияларын орындау үшін қажет.
Ядрошық екі компоненттен тұрады: түйіршікті және фибриллярлы. Біріншісі - жетілетін рибосоманың суббірліктері. Фибриллярлық орталықта рибосомалық РНҚ синтезі жүзеге асады. Түйіршікті компонент ядрошықтың ортасында орналасқан фибриллярлық компонентті қоршайды.
Жасуша ядросы және оның қызметі
Бұл рөлөзегін ойнайды, оның құрылымымен ажырамас байланыста. Органоидтың ішкі құрылымдары жасушадағы ең маңызды процестерді бірлесіп жүзеге асырады. Онда жасушаның құрылымы мен қызметін анықтайтын генетикалық ақпарат сақталады. Ядро митоз және мейоз кезінде тұқым қуалайтын ақпаратты сақтау және беру үшін жауап береді. Бірінші жағдайда аналық жасуша ата-анасына ұқсас гендер жиынтығын алады. Мейоз нәтижесінде жыныс жасушалары хромосомалардың гаплоидты жиынтығымен түзіледі.
Ядроның тағы бір кем емес маңызды қызметі – жасушаішілік процестерді реттеу. Ол жасушалық элементтердің құрылымы мен жұмысына жауапты ақуыздардың синтезін бақылау нәтижесінде жүзеге асырылады.
Белок синтезіне әсер етудің басқа көрінісі бар. Клетка ішіндегі процестерді басқаратын ядро оның барлық органоидтарын бір жүйеге біріктіреді, жұмыс механизмі жақсы жұмыс істейді. Ондағы сәтсіздіктер, әдетте, жасуша өліміне әкеледі.
Соңында, ядро аминқышқылдарынан бірдей ақуыздың түзілуіне жауап беретін рибосоманың суббірліктерінің синтезделу орны болып табылады. Рибосомалар транскрипция процесінде таптырмас.
Эукариот жасушасы прокариотқа қарағанда жетілген құрылым. Өзіндік мембранасы бар органоидтардың пайда болуы жасушаішілік процестердің тиімділігін арттыруға мүмкіндік берді. Бұл эволюцияда қос липидті мембранамен қоршалған ядроның пайда болуы өте маңызды рөл атқарды. Тұқым қуалайтын ақпаратты мембрана арқылы қорғау ежелгі біржасушалы организмдерді игеруге мүмкіндік бердіорганизмдер өмірдің жаңа жолдарында. Олардың ішінде фагоцитоз болды, ол бір нұсқа бойынша симбиотикалық организмнің пайда болуына әкелді, кейін ол барлық тән органеллалары бар қазіргі эукариоттық жасушаның тегі болды. Жасуша ядросы, кейбір жаңа құрылымдардың құрылымы мен қызметі зат алмасуда оттегін пайдалануға мүмкіндік берді. Мұның салдары Жер биосферасының түбегейлі өзгеруі болды, көп жасушалы организмдердің қалыптасуы мен дамуы үшін негіз қаланды. Бүгінгі таңда адамдар да бар эукариоттық организмдер планетада үстемдік етеді және бұл жағынан ештеңе өзгермейді.
