Өткеннің көрнекті ғалымдарының тұтас галактикасы – Роберт Гук, Энтони ван Левенгук, Теодор Шванн, Матиас Шлейден табиғатты зерттеу саласындағы ашқан жаңалықтарымен ғылымның ең маңызды саласының қалыптасуына жол ашты. қазіргі биология ғылымы – цитология. Жердегі тіршіліктің элементарлы тасымалдаушысы болып табылатын жасушаның құрылымы мен қасиеттерін зерттейді. Жасуша ғылымының дамуы нәтижесінде алынған іргелі білім зерттеушілерді генетика, молекулалық биология және биохимия сияқты пәндерді құруға шабыттандырды.
Оларда жасалған ғылыми жаңалықтар планетаның келбетін толығымен өзгертіп, клондардың, генетикалық түрлендірілген организмдердің және жасанды интеллекттің пайда болуына әкелді. Біздің мақала цитологиялық эксперименттердің негізгі әдістерін түсінуге және жасушалардың құрылымы мен функцияларын білуге көмектеседі.
Жасуша қалай зерттеледі
500 жыл бұрынғыдай, жарық микроскопы жасушаның құрылымы мен қасиеттерін зерттеуге көмектесетін негізгі құрал болып табылады. Әрине, оның сыртқы түрі және оптикалықсипаттамаларын 16 ғасырдың ортасында әкесі мен баласы Янсенс немесе Роберт Гук жасаған алғашқы микроскоптармен салыстыруға болмайды. Заманауи жарық микроскоптарының ажырату қабілеті жасуша құрылымдарының көлемін 3000 есе ұлғайтады. Растрлық сканерлер бактериялар немесе вирустар сияқты субмикроскопиялық объектілердің суреттерін түсіре алады, соңғысы соншалықты кішкентай, олар тіпті жасушалар емес. Цитологияда таңбаланған атомдар әдісі белсенді қолданылады, сондай-ақ жасушаларды in vivo зерттеуде, соның арқасында жасушалық процестердің ерекшеліктері нақтыланады.
Центрифугалау
Жасуша мазмұнын фракцияларға бөлу және жасушаның қасиеттері мен функцияларын зерттеу үшін цитология центрифуганы пайдаланады. Ол кір жуғыш машиналардағы аттас бөлікпен бірдей принцип бойынша жұмыс істейді. Центрден тепкіш үдеу құру арқылы құрылғы жасуша суспензиясын жеделдетеді және органеллалар әртүрлі тығыздыққа ие болғандықтан, олар қабаттарға орналасады. Төменгі жағында ядролар, митохондриялар немесе пластидтер сияқты үлкен бөліктер, ал центрифуганың дистилляциялық торының жоғарғы саптамаларында цитоскелеттің микрофиламенттері, рибосомалар мен пероксисомалар орналасады. Алынған қабаттар бөлінген, сондықтан органоидтардың биохимиялық құрамының ерекшеліктерін зерттеу ыңғайлырақ.
Өсімдіктердің жасушалық құрылымы
Өсімдік жасушасының қасиеттері жануарлар жасушаларының функцияларына көп жағынан ұқсас. Дегенмен, мектеп оқушысы да микроскоп окуляры арқылы өсімдік, жануар немесе адам жасушаларының бекітілген препараттарын зерттей отырып, айырмашылық белгілерін табады. Ол геометриялықдұрыс контурлар, өсімдік жасушаларына тән тығыз целлюлоза қабықшасының және үлкен вакуольдердің болуы. Ал автотрофты организмдер тобындағы өсімдіктерді толық ажырататын тағы бір ерекшелік - цитоплазмада айқын көрінетін сопақша жасыл денелердің болуы. Бұл хлоропласттар - өсімдіктердің визиттік картасы. Өйткені, олар жарық энергиясын жинай алады, оны АТФ макроэргиялық байланыстарының энергиясына айналдырады, сонымен қатар органикалық қосылыстарды: крахмал, ақуыздар мен майларды түзе алады. Фотосинтез осылайша өсімдік жасушасының автотрофтық қасиетін анықтайды.
Трофикалық заттардың тәуелсіз синтезі
Көрнекті орыс ғалымы К. А. Тимирязевтің пікірінше, өсімдіктер эволюцияда ғарыштық рөл атқаратын процеске тоқталайық. Жер бетінде хлорелла немесе хламидомона сияқты бір жасушалы балдырлардан биіктігі 115 метрге жететін алып ағаштар - секвоияларға дейін 350 мыңға жуық өсімдік түрі бар. Олардың барлығы көмірқышқыл газын сіңіріп, оны глюкозаға, аминқышқылдарына, глицеринге және май қышқылдарына айналдырады. Бұл заттарды өсімдіктің өзі ғана емес, сонымен қатар гетеротрофтар деп аталатын организмдер: саңырауқұлақтар, жануарлар және адамдар пайдаланады. Өсімдік жасушаларының органикалық қосылыстарды синтездеу және өмірлік маңызды зат – оттегін түзу қабілеті сияқты қасиеттері автотрофтардың жердегі тіршілік үшін айрықша рөлінің фактісін растайды.
Пластидтердің классификациясы
Гүлдейтін раушан гүлдерінің немесе күзгі орманның экстраваганзасына бей-жай қарау қиын. Өсімдіктердің түсі тек өсімдік жасушаларына тән арнайы органеллалар – пластидтерге байланысты. Олардың құрамында арнайы пигменттердің болуы хлоропласттардың, хромопластардың және лейкопластардың метаболизмдегі функцияларына әсер етеді деп айтуға болады. Жасыл пигментті хлорофиллден тұратын органеллалар жасушаның маңызды қасиеттерін анықтайды және фотосинтез процесіне жауап береді. Олар хромопластарға да айнала алады. Біз бұл құбылысты, мысалы, күзде, ағаштардың жасыл жапырақтары алтын, күлгін немесе қызыл түске айналған кезде байқаймыз. Лейкопластар хромопластарға айнала алады, мысалы, сүтті қызанақтар қызғылт сары немесе қызыл түске дейін піседі. Олар хлоропласттарға да өтуге қабілетті, мысалы, картоп түйнектерінің қабығында жасыл түстің пайда болуы оларды жарықта ұзақ уақыт сақтаған кезде пайда болады.
Өсімдік ұлпасының түзілу механизмі
Жоғары сатыдағы өсімдік жасушаларының ерекше белгілерінің бірі - қатты және күшті қабықтың болуы. Оның құрамында әдетте целлюлозаның, лигниннің немесе пектиннің макромолекулалары болады. Тұрақтылық пен қысуға және басқа да механикалық деформацияларға төзімділік өсімдік ұлпаларын ауыр жүктемелерге төтеп бере алатын ең қатты табиғи құрылымдар тобына ажыратады (мысалы, ағаштың қасиеттерін еске түсіріңіз). Оның жасушаларының арасында мембраналардағы тесіктерден өтетін көптеген цитоплазмалық жіптер пайда болады, олар серпімді жіптер сияқты оларды біріктіреді.өзара. Сондықтан беріктік пен қаттылық өсімдік организмінің жасушасының негізгі қасиеті болып табылады.
Плазмолиз және деплазмолиз
Судың, минералды тұздардың және фитогормондардың қозғалысына жауапты перфорацияланған қабырғалардың болуын плазмолиз құбылысына байланысты анықтауға болады. Өсімдік жасушасын гипертониялық физиологиялық ерітіндіге салыңыз. Оның цитоплазмасындағы су сыртқа диффузияланады, ал микроскоппен гиалоплазманың париетальды қабатының қабыршақтану процесін көреміз. Жасуша кішірейеді, оның көлемі азаяды, яғни. плазмолиз жүреді. Шыны слайдқа бірнеше тамшы су қосып, жасуша цитоплазмасындағыдан төмен ерітінді концентрациясын жасау арқылы бастапқы пішінді қайтаруға болады. H2O молекулалары қабықтағы тесіктер арқылы ішке енеді, жасушаның көлемі мен жасушаішілік қысымы артады. Бұл процесс деплазмолиз деп аталды.
Жануарлар жасушаларының спецификалық құрылымы мен қызметтері
Цитоплазмада хлоропласттардың, сыртқы қабығы жоқ жұқа қабықшалардың, негізінен ас қорыту немесе шығару қызметін атқаратын ұсақ вакуольдердің болмауы – мұның бәрі жануарлар мен адам жасушаларына қатысты. Олардың әртүрлі сыртқы түрі және гетеротрофты тамақтану әдеттері тағы бір ерекшелендіретін ерекшелік болып табылады.
Бөлек организмдер болып табылатын немесе тіндердің бөлігі болып табылатын көптеген жасушалар белсенді қозғалысқа қабілетті. Бұл сүтқоректілердің фагоциттер мен сперматозоидтары, амеба, инфузория-аяқ және т.б. Жануарлар жасушалары мембрана үсті кешені – гликокаликс есебінен ұлпаларға біріктіріледі. Олкөмірсулармен байланысқан гликолипидтерден және белоктардан тұрады және адгезияға ықпал етеді - жасуша мембраналарының бір-біріне жабысып, тіннің пайда болуына әкеледі. Жасушадан тыс ас қорыту гликокаликсте де жүреді. Тамақтанудың гетеротрофты жолы жасушаларда цитоплазманың міндетті бір мембраналық құрылымы Гольджи аппаратында түзілетін арнайы органеллалар – лизосомаларда шоғырланған ас қорыту ферменттерінің тұтас арсеналының болуын анықтайды.
Жануарлар жасушаларында бұл органоид арналар мен цистерналардың ортақ желісімен ұсынылған, ал өсімдіктерде ол көптеген әр түрлі құрылымдық бірліктерге ұқсайды. Өсімдік пен жануардың соматикалық жасушалары митоз жолымен, ал гаметалар мейозбен бөлінеді.
Сонымен, біз тірі организмдердің әртүрлі топтарының жасушаларының қасиеттері органеллалардың микроскопиялық құрылымы мен функцияларының ерекшеліктеріне байланысты болатынын анықтадық.
