1. Молекулалық биология ғылымы. Анықтамасы. Міндеттері. Даму тарихы. Молекулалық-генетикалық зерттеулердің модельді нысаналары
Жасушаның молекулалық биологиясы. Эукариотты жасуша органеллаларының молекулалық құрылысы мен қызметтері
жүктеу/скачать 4,63 Mb.
|
МБМГ СЕССИЯ ОТВЕТТЕР (1)
| 2. Жасушаның молекулалық биологиясы. Эукариотты жасуша органеллаларының молекулалық құрылысы мен қызметтері.
Жасушаның молекулалық биологиясы цитология, биохимия және биофизиканың тоғысуында пайда болып, қарқынды дамып жатқан білім аймағы болып табылады. Оның тез дамуы биологияға физика мен химияның, әсіресе, электронды және жарықтық микроскопияның, жасуша құрылымы мен макромолекулаларды бөлу және тазалау әдістерінің енуіне, нәруыздардың, полисахаридтер мен полимерлі макромолекулалы нуклеин қышқылдары мономерлерінің реттілігін, липидтердің нәзік құрылымын анықтауға айтарлықтай байланысты. Молекулалық биология нуклеин қышқылдарының құрылысы мен қызметін, тұқым қуалайтын ақпараттың таралу механизмі мен қағидаларын, сондай-ақ, жасушаның функциясы мен құрылымының молекулалық негізін, өсу, даму, бөліну, ісіктік трансформация және жасушаның өлуін зерттейді. Жасуша — тірі организмдердің құрылымының ең қарапайым бөлігі, құрылысы мен тіршілігінің негізгі жүйесі болып табылады. Жасуша өз алдына жеке организм ретінде (бактерияда, қарапайымдарда, кейбір балдырлар мен саңырауқұлақтарда) немесе көп жасушалы жануарлар, өсімдіктер және саңырауқұлақтардың тіндері мен ұлпаларының құрамында кездеседі. «Жасуша» терминін ғылымға ең алғаш 1665 жылы ағылшын жаратылыстанушысы Р.Гук (1635 – 1703) енгізген. Жасуша – барлық тірі формалардың - бір жасушалылардың, көп жасушалылардың, тіпті жасушасыздардың құрылысының, тіршілік әрекетінің және дамуының негізін құрайды. Жасуша өзінде бар механизмдер нәтижесінде зат алмасуын, биологиялық қолдануды, көбеюді, тұқым қуалау және өзгергіштік ақпаратты қасиеттерін қамтамасыз ете отырып, органикалық әлемге тән бірлік пен түрлілік сапасын негіздейді. Қазіргі жасушалық теориялардың негізгі қағидалары 1.Жасуша — бұл барлық тірі құрылымның қарапайым, функционалдық бірлігі. 2.Жасуша — бірегей жүйе, заңдылықтармен байланысқан, оның құрамына өзара көптеген бүтін құрылым түзетін және байланысқан қызметтік бірлік – органоидтардан тұратын элементтер кіреді. 3. Барлық организмдердің жасушалары гомологты. 4. Жасуша тек аналық жасушаның бөлінуі арқылы түзіледі. Қазіргі кездегі тұжырым бойынша тіршіліктің 2 формасы белгілі: 1) Тіршіліктіц жасушасыз формасы — оған вирустар жатады. Вирустар — өте кішкентай, тіпті жай микроскоп арқылы көрінбейтін, денелер. Олар нуклеин кышқылдарынан және ақуыздан түрады. Олардың тіршілігі тек жасушаға енгеннен кейін ғана байқалды, ал, өз беттерінше оларда тіршілік құбылыстары байқалмайды. Вирустарды 1892 жылы орыс ғалымы Д. И. Ивановский ашкан. 2) Тіршіліктің жасушалы формасы. Оның 2 түрі белгілі: а) прокариотты жасушалар (бактериялар, көкжасыл балдырлар) цитоплазмасы қос қабатты липидтік мембранамен қоршалған, ядросы болмайды, түқым қуалайтын материал сақина тэрізді ДНҚ молекуласынан түрады; рибосомадан баска органоидтары болмайды, мөлшері жағынан өте ұсақ болып келеді 0,1—0,5 мкм, митоз кездеспейді. б)Эукариотты жасушалар — цитоплазмасы қос қабатты липидтік мембранамен қоршалған, ядросы болады; тұқым қуалайтын материалы хромосомаларда орналасады, барлық органоидтары болады; жасуша мөлшері біршама ірі болып келеді — 15—65 мкм., митоз жолымен бөлінеді. Эукариотты жасушадардың мембранасы аққуыз-липидті мембраналармен қапталған. -Жасушада заттар бір органелладан екінші органеллаға көпіршіктер арқылы өтіп, озғалып отырады.Заттардың тасымалдануы және миграциясы, аққуыз ағыны не веззикула ағыны негізінде жүзеге асады. -Жасуша органеллалары-динамикалық құрылымдар, олар өсіп, ыдырап жойылып не жаңадан түзіліп отырады. -Органеллалар қалай болса солай ретсіз орналаспайды, олар атқаратын қызметіне сай орналасады. - Органеллалар қалай болса солай ретсіз орналаспайды, олар атқаратын қызметіне сай орналасады. - Рибосомалар – нәруыздарды синтездейді; - Жасуша орталығы – микротүтікшелерден тұратын және хромосомаларды жас жасушаларға бөлетін бөліну ұршығын түзеді; - Эндоплазмалық тор – жасуша ішінде заттарды тасымалдайды, нәруыздарды, майлар мен көмірсуларды синтездейді; - Гольджи кешені – липидтер мен көмірсуларды синтездейді; - Лизосомалар – асқорыту вакуольдері; - Митохондриялар – энергия көзі; - Пластидтер – хлоропласттар, хромопласттар, лейкопласттар; - Ядро – көптеген жасушалардың міндетті бөлігі. Жасушалық ұйымдасудың эукариоттық типі. 1. Эукариотты жасушалардың мөлшері үлкен және морфологиялық оқшауланған ядросы бар. 2. Ядроның негізі хроматин болып табылады. 3. Ядро жасушаның ортасында орналасқан. 4. Эукариоттық жасушалардың өмірлік циклі тұқым қуалайтын аппараттың күрделі қайта құрылуымен қатар жүреді. • Эукариотты жасушалардың негізгі компоненттері: плазмолемма, цитоплазма, ядро. • Эукариотты жасушалардың цитоплазмасы химиялық және құрылымдық жағынан күрделі. Цитоплазманың негізгі компоненттері: гиалоплазма, цитоскелет, қосындылар және оргоноидтар. Плазмолемма – жасушаны қоршап жатады. Жасушалық мембрана – жасуша цитоплазмасын сыртқы ортадан немесе жасуша қабықшасынан бөліп тұратын органоиды. Оның қалыңдығы 7 – 10 нм. Негізінен жасуша мен оны қоршаған сыртқы орта арасындағы метаболизмге зат алмасуға қатысады, сондай-ақ, жасушаның қозғалуы мен бір-біріне жалғануында үлкен рөл атқарады. Жасушаның жалпы құрылысы жануарларға да, өсімдіктерге де тән. Плазмолемманың негізі – сыртынан қалыңдығы 10 - 20 нм болатын гликокаликс қабатымен жабылған биологиялық мембрана. Плазмолемманың құрылысы: 1. Липидті қосқабат (гидрофилді «басы» және гидрофобты «құйрығы»); 2. Нəруыздар: интегралды, шеткі; 3. Гликокаликс – гликокаликстің негізгі құраушылары полисахаридтердің нәруыздармен (гликопротеиндер) және майлармен (гликолипидтер) кешендері болып табылады. Плазмолемманың қызметтері: шектеуші (тосқауылдық) заттардың таңдамалы өткізгіштігін реттеу және қамтамасыз ету, гидрофильді және гидрофобты фазалар арасындағы бөлу, ферментті кешендердің болуы, рецепторлардың болуы. Плазмолемманың қасиеттері: тұйықтығы, латералды қозғалғыштығы, асимметриялығы жатады. Цитоплазма (гр. kytos — жасуша және гр. плазма — қалыптасқан) — жасуша жарғақшасы мен ядро арасын толтырып тұратын қоймалжың сұйықтық. Клетка Цитоплазмасының сырты плазмолеммамен қапталған. Цитоплазмада негізгі зат (матрица, гиалоплазма), цитоскелет, қосындылар жəне органеллалар болады. . Цитоплазманың негізгі заты плазмалемма, ядролық мембрана және басқа жасушаішілік құрылымдар арасындағы кеңістік. Гиалоплазманың нәруыздық құрамы әр түрлі. Ең маңызды нәруыздар гликолиз ферменттерімен, қант алмасуымен, азотты негіздермен, амин қышқылдары мен липидтермен белгілі. Гиалоплазмадағы бірқатар нәруыздар микротүтікшелер сияқтықұрылымдар жиналатын суббірліктер ретінде қызмет етеді. Цитоплазманың негізгі заты жасуша ішіндегі барлық құрылымдардыбіріктіретін және олардың бір-бірімен өзара әрекеттесуін қамтамасыз ететін жасушаның шынайы ішкі ортасын құрайды. Матрица бойынша біріктіруші, тіректік қызметінің орындалуы 2-3 нм фибриллалардан түзілген және бүкіл цитоплазмаға енетін микротрабикулярлы тордың болуымен байланысты болуы мүмкін. Қосындылар - цитоплазманың тұрақты емес компоненттері, олар қоректік заттар (май, гликоген), жасушадан шығарылатын өнімдер (секреция түйіршіктері) балласты заттарымен (кейбір пигменттер) қызмет етеді. Ядро – организмдегі ақуыздық алмасуды реттеу арқылы тұқым қуалаушылық қасиеттерді ұрпақтан ұрпаққа жеткізетін жасушаның негізгі бөлігі. Ядро компоненттері: ядро қабықшасы, хроматин; ядрошық, ядро шырыны жатады. Ядро қабықшасы: генетикалық материалды ерекшелейді, екі мембрана мен перинуклеарлы кеңістіктен және диаметрі 80-90 нм саңылаулардан тұрады. Генетикалық ақпараттың негізі ядролық матрикстегі хроматин жіпшесінде орналасқан. Ядрошық – тығыз дөңгелек денешік, өлшемі 1-10 мкм. Ядрошық дегеніміз рРНҚ-ның синтезі жүретін, ядроның ішіндегі айқын морфологиялық құрылымды айтады. Ядро шырыны – ядро қабықшасының астында орналасқан жартылай сұйық зат және ол ядроның ішкі ортасын құрайды. Ядро шырынының құрамына түрлі нәруыздар, ферменттер, рибосомалық нәруыздар, хромосомалар, нуклеотидтер, аминқышқылдары және басқа цитоплазмаға тасымалданатын да ядродан нуклеин қышқылдары мен рибосомалардың суббірліктерінің синтезін қамтамасыз ететін заттар кіреді. Эндоплазмалық тор - цитоплазмадағы көпіршіктердің, жалпақ қапшықтардың және түтікше құрылымдардың торлы жүйесі. Бұл әртүрлі иондарды, қоректік заттарды тасымалдайды, липидтер мен көмірсулардың (полисахаридтер) алмасуына және улы заттарды залалсыздандыруға қатысады. Ядроның айналасында орналасады, мембраналардан түзіледі, қуыстар мен өзектердің тармақталған торы. Эндоплазмалық тордың 2 түрі бар: •1) тегіс ЭПТ көміртекті және майлы алмасуға қатысады; •2)Түйіршікті ЭПТ рибосомалар көмегімен нәруыз синтезін қамтамасыз етеді. Түйіршікті ЭПТ құрылысының ерекшелігі оның мембраналарына полисоманың бекуі. Осының нәтижесінде ол белгілі категориясының, нәруыздардың негізінен жасушадан алынып тасталатын, мысалы, без жасушаларымен секреттелетін нәруыздардың синтезі қызметін атқарады. Рибосома - жасушадағы ақуыздың түзілуін қамтамасыз етеді. Оның диаметрі 20 – 30 нм. Рибосомалар - сферикалық бөлшектер цитоплазмада еркін орналасады немесе ЭПТ мембраналарына бекиді. Рибосома цитоплазмада бос күйінде де, жалғасқан түрде де, сондай-ақ барлық тірі организмдердің жасушасында кездеседі. Гольджи жиынтығы- бір-бірімен қабаттаса тығыз орналасқан жалпақ жарғақты 5 – 10 «цистернадан» және олардың шетіндегі ұсақ көпіршіктерден құралған күрделі құрылымның кешені болып табылады. Мұнда ақуыздар мен липидтердің биохимиялық модификациясы, протеинликандарды жинау, өнімдердің жинақталуы және бөлінуі жүзеге асады. Гольджи кешенінде заттардың биохимиялық модификациясы жүзеге асырылады: ақуыздар мен липидтердің гликозилденуі; гликозилдеу және протеогликандарды жинау; манноз 6-фосфатты қосу; заттарды әрі қарай тасымалдау үшін сұрыптау жүзеге асырылады. Гольджи жиынтығында ЭПТда синтезделген заттарды орамдау, сақтау және шығару жүреді. Лизосома – қабырғасы мембранамен шектелген, қуысында ас қорыту ферменттері (протеиназа, нуклеаза, глюкозида, фосфатаза, липаза, тағы басқа) бар ұсақ көпіршіктер. Көпіршіктердің диаметрі 0,2 – 0,8 мкм. Лизосома ферменттерінің (20-дан астам) көмегімен жасуша ішіндегі ас қорытуға және жасуша құрамындағы жарамсыз құрылымдарды ыдыратуға қатысады. Лизосомалар Гольджи жиынтығының құрылымынан түзіледі. Біріншілік лизосомалар (100 нм) – белсенді емес органеллалар; Екіншілік (біріншіліктен түзілген) – қорыту үдерісі жүретін органеллалар. Митохондрия – Жасушаның тыныс алу процесін қамтамасыз ететін органоид. Митохондриялар – екі мембраналы органоид, ішкі мембранада өскіндер кристалар болады, ішінде нәруыздар биосинтезінің меншікті генетикалық аппараты орналасады. Митохондриялардың негізгі қызметі – тотықтандыр заттардан жолымен энергияны нақты (АҮФ химиялық синтезі) ферментативті алу. Энергия әртүрлі механикалық, химиялық, осмостық жұмыстарға жұмсалады. Жануар жасушасында митохондрия саны шамамен 150-1500 аралығында. Митохондрияның ұзындығы 10 мкм-дей, диаметрі 0,2 – 1 мкм болады. Жасушадағы негізгі энергия тасушы зат – аденозин үш фосфор қышқылы. Центросома немесе жасуша орталығы - бөлінуге қабілетті барлық жасушаларда кездеседі. Жасуша орталығы екі центриолден тұрады: жаңадан түзілген және аналық, олар бір-біріне перпендикуляр орналасып, диплосома құрайды. Центриолилердің тек біреуінде ғана, яғни, аналығында көптеген қосымша құрылымдар болады. Олардың біреуі сатиллиттер, олардың саны тұрақты емес және центриолдың барлық ұзына бойына орналасады. Диплосоманың аналық бөлігі микротүтікшелер жасаудың көзі болып табылады. Центириолдар ұзындығы 0,3 мкм, диаметрі 0,1 мкм цилиндр тәрізді. Центириолдардың қабырғалары ақуыз микротүтікшелерінің тоғыз тобынан тұрады. Центриолалар қабырғасы Митохондриялар жасуша ішінде орын алмастыруға қабілетті. Сондай-ақ, өздігінен екі еселенуге қабілетті, яғни бөліну арқылы көбейеді. жүктеу/скачать 4,63 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|