Ә. Қалиев, Е. Жұмабеков Өсімдік генетикасы
жүктеу/скачать 9,78 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- МИТОЗ — ЖЫНЫССЫЗ КӨБЕЮДІҢ ЦИТОЛОГИЯЛЫҢ НЕГІЗІ
- 6-сурет. Митоз Жүйесі
- Мейоз жуйесі
КЛЕТКАНЫҢ МОЛЕКУЛАЛЫҢ ҚҰРАМЫ Өсімдік және жануарлар клеткаларында 85% су, 'ГО% белок, 0,4% ДНК, 0,7%"РНК, 2% липидтер, 0,4% басқа органикалық және 1,5% бейорганикалық заттар болады. Су бос және байланысқан күйде болады. Барлық судың 95% бос күйде болып, ал 4—5% байланысқан су. Байланысқан су сутектік және басқа байланыстар арқылы белоктармен қосылған. Бос күйдегі су еріткіш және протоплазманың коллойдты системасының дисперсиялық ортасы ретінде пайдаланылады. Сонымен бірге клеткада хлор аниондары, нат-рий катиондары, кальций, темір, марганец, мыс (0,05% аздау), сондай-ақ ванадий, мырыш, никель, молибден, қалайы иондары болады. Клетканьщ құрылымдық ерекшеліктері қайталанатын қарапайым бірліктерден (единицалардан) тұрып, ковалентті байланыстармен қосылған ұзын молекулалармен тығыз байланысты. Бұл бірліктер мономерлер деп, ал . олардан түзілетін макромолекулалар полимерлер деп аталады. Клеткада, полимерлердің төмендегі үш типі аса маңызды роль атқарады: 1. Полипептидтік байланыстармен қосылған амин қышқылдарынан тұратын белоктар мен полипептидтер." Моноқанттардың (крахмал, целлюлоза және гликоген) полимерлері болып табылатын полиқанттар. Қарапайым (элементте) бірліктерден (нуклеотидтердің әртүрлі төрт типінен) тұратын нуклеин қышқылдары. МИТОЗ — ЖЫНЫССЫЗ КӨБЕЮДІҢ ЦИТОЛОГИЯЛЫҢ НЕГІЗІ Жыныссыз немесе вегетатнвті көбею кезінде жаңа органнзмдер бір клеткадан немесе клеткалар тобынан пайда болады. Мұндай көбею, негізіне митоз деп аталатын клетканың беліну әдісі'жатады; бұл кезде бір клеткадан өзара және аналык, клеткамен генетикалық жағынан ұқсас жаңа екі клетка пайда болады. Митоз — бұл клеткадағы генетикалық материалдыц ұрпақ клеткаларына бірдей таратылып бөліну әдісі. Алдыңғы бөлінудің соңынан бастап келесі бөлінудің соңына дейінгі уақытты — митоздық цикл, митоз кезіндегі ядроның бөліну процесін — кариокимез, ал цитопластың бөлі-нуін цитокинез деп атайды. Биохимиялық процестердің активтігіне қарай интер-фаза мынадай кезеңдерге бөлінеді: I (ИІ)-кезен — пресннтетикалық, синтетикалық II (И^^-кезеңі және III (Из)-кезең — постсинтетикалық (4-сурет). Интерфаза- 
4-сур«т. Митоздық цикл. кезеқ, И2— синтетикалық кезең, И3— постсинтетикалық кезең. да — клетка бөлініп шығатын немесе клеткада қорға жиналатын өзіне тән негізгі заттар мен өнімдсрді синтездеп, тиісті мелшерге Дейін өседі. Әдетте клетканың түрлі затының, соның ішінде хромосомалардың да массасы екі еселенетіні морфологиялық жағынан дәлелденді. Хромосома Я2-кезеңде екі хроматидтен тұрады. Олар интерфазада тарқатылады (спиральсызданады) және жінішкергендігі сонша, жарық микроскопынан көрінбейді, тек бұратылғай түйіндерінен ғана хороматиннің түйіршіктерін көруге болады. Электрондык, микроскоп хромосомаларды бөлінбей тұрған ядродан (интерфазада) да байқауға мүмкіндік береді. Олар П-кезенде әр-қайсының диаметрі 0,01 мкм-ге тең екі хроматид жібінен тұрады. Хромосомалар профазада ширатылЬІп, біртіндеп жарық микроскопынан көрінетін белгілі формасы бар денешікке айналады (5-сурет). Профазаның аяғына қарай хромосомалар барынша ширатылады. Ядро қабықшасы мен ядрошықтьің бөлшек.енуі басталады. Цитоплазма мен кариолимфа араласып, миксоплазма түзеді. Миксоплазманың материалынан ахроматинді ұршық део аталатын түзіледі, оның толық қалыптасуы клетка келесі фазаға — метафазаға көшуі. Жаңа клетка бөліну аркылы пайда брлады, ал клетка тканьге тән белгілі бір шамаға жеткенде, бір аналык клеткадан екі жаңа клетка пайда болады, олар ез кезегінде өніп-өсіп, дамиды және бөліну арқылы көбейеді. Клеткалардың бөлінуі екі тәсілмен — тікелей ядролык бөліну немесе амитоз жолымен және тікелей емес бөліну немесе митоз (кариокинез) жолымен жүреді. Клеткалық бөліну ең қарапайым формада был'айша жүреді. Қлетка ядросында жіңішкерген жері біртіндеп одан ары жіңішкеріп, ақыр аяғында ядро екі бөлікке бөлініп, нәтижесінде екі ядролы клетка пайда болады. Ядроның екіге үзілуінен басқа оның бөлшектенуі, яғни үш немесе одан.да. көп учаскелерге бөлінуі, сондай-ақ бүр-шіктенуі — аналық ядродан біршама кішкене учаскенің бөліиуі мүмкін. Амитоздық бөліну көбіне көп клеткалы жануарлар йен өсімдіктердің дифференцияланған (морфологиялык гоелгілері мен қызметі әртүрлі біртегіс клеткалардан даму процесінде түзілген) клеткаларының көбеюі кезінде .кездеседі. Лейкоциттердің ядролары, шеміршек, сіңір ^клеткалары, зақымданған тканьдер клеткалары осындай ^олмен кебейеді, 
5-сурет. Митоз жуйесі (схема түрінде). , А....Е — митоз фазалары; 1, 4 — центросомалар, 2 — ядро, 3 — хроцосома, Амиічэз кезінде ядро жас клеткалар арасында дәл тең бөлінбейді де, соңғы жас.клеткалар тұқым қуалау ақпарат көлемінтаңдай алмайды. Осымен байланысты көп ғалымдар амитозды клеткалық бөлінудің толық формасы деп есептемейді. Қазіргі кезде бұл бұрыс түсінік толығынан теріске шығарылды. Цитологиялық, эмбриологиялық зерттеу деректері амитоздың •ең қарапайым организмдерде көбеюдің бастапқы формасы екенін көрсетті.,., А. .П. Прокофьева-Бельговскаяның 1953-60 жылдардағы деректері бойынша амитоздың беліну есебінен"картоп түйнектерінің түзілуі іске асырылады, өйткені митоздык бөліну түйнек салудың ерте фазаларында, түйнск жерасты өркенінің (столонаның) ептеп жуандаған кезде токталады. К.летканың белінуі — митоз — курделі процесс, сонын, арқасында клетка материалы жас клеткалар арасында теңдей бөлінеді. Митоз — макромолекулалық және биохимиялық деңгейлерде жүретін өзгерістердің соңғы фазасы ғана. Өйткені, митоз басталғанға дейін клетканың барлық негізгі құрамдары, олардың ішінде тұқым қуалайтын белгілерді беруге қатысатындары бөлініп, екі еселенеді. Демек, клетканың бәлінуі — митозды осыған дейін екі еселенген макромолекулалық бірліктердің ақырғы бөліну процесі деп қарастыруға болады. Бөлінудің бұл тәсілін есімдік клеткалары бойынша орыс ботанигі И. Д. Чистяков (1874), ал жануарлар клет-каларынан орыс гистологы П. И. Перемежко (1878) ашты. Кейіннен бұл ілімді Э. Страсбургер (1844—1912), В, Флеминг (1843—1905) егжей-тегжейлі зерттеді. В. Флеминг 1882 жылы «митоз» терминін ұсынды. Бөліну—митоз процесінде әрбір клетка митоздың негізін құрайтын негізгі екі элементпен — хроматин және ахроматин аппаратымен сипатталады. Хроматин аппараты хромосомалар мен ядрошықтан түзіледі, өйткені ядрошық митоздық цнклге қатысады. Дхроматин аппараты клетка ортасынан немесе полюстер'мен ұршықтан құралады. (Митоз жүйелі бірінен соң бірі қайталанатын бес фазадан: профаза, прометофаза, метафаза, анафаза, телофазадан тұрады (6-суретті караңыз). Қазіргі кезде митозда үш кезең анықталып отыр: 1. Қайта ұйымдастыру (профаза) кезеңі, бұл кезде'интерфазада синтезделетін клеткалық материалдан хро- мосомалардың құрылымдық элементтері және митоздық аппарат түзіліп, сонымен бір мезгілде клетка құрылымдары (ядрошық, ядро қабығы) ыдырайды. Бөліну және қозғалу кезеңі (метафаза және анафаза). Қайта құру кезеңі, бүл кезде клетканың типтік кұрылысы қалпына келеді, бұл кезең телофаза деп аталады және ол цитоплазманың бөлінуімен аяқталады. Митоз кезінде клеткада жүретін процестердің едәуір күрделілігі және .қатаң бірізділігі әлдеқашан мнтоздың Оөлшу фазаларының басталар алдында интерфаза кезін- 
6-сурет. Митоз Жүйесі (микроскоппен қараганда). де өтетін қандай бір процестер болуы мүмкін деген жорамал жасауға негіз болды. Өйткені митоздың телофазасында жаңа ғана түзілген жас клеткалар жаңа клеткалық бөлінуге кірісе алмайды., Себебі, олар өздерінің көлемдерін үлкейтіп, сан жағынан цитоплазма мен ядроның барлық құрылымдық элементтерін қалпына келтірулері керек. Соның өзінде белок синтезімен байланысты процестердің маңызы аса күшті, оған қбса интерфазада хромосомалардың құрылымы қалпына келуі, яғни редупликация процесі жүруі тиіс. Соңғы жылдары интерфазада жүретін және клетканың митозға енуі мүмкіндігін қамтамасыз ететін көптеген процестер нақтыланып, құпиялары ашылды. Клетканы бөлінуге даярлаудың үш кезеңі анықталып отыр. Митоз аяқталғаннан кейін клетка тікелей пресинтездік кезеңге енеді, оның ұзақтығы біршама үлкен, 10 сағаттан бірнеше тәулікке дейін созылады. Бұл кезеңде клеткалық құрылымдар түзуге қажет РНК және белок жиналады. Бидайда бұл кезеңнің ұзактығы 1 сағат, адамның қатерлі ісік клеткаларында 8,5 са-ғат. Бұдан кейін сннтездік кезең (И2) басталады, бұл кезде ДНК синтезделеді және хромосомалық құрылымдар ыкшамдалады, сондықтан бұл кезеңнің аяғында ДНК мөлшері екі еселенеді. Бұл-кезеңнің ұзақтығы 6—10 сағат. Бөлінуге қажетті энергия жинау, және басқа органоидтардың түзілуіне байланысты одан арғы процесстер постсинтетикалық кезецде (И3) өтеді. Бұл кезеңнің ұзақтығы 1,5—4,6 сағат. Ең соңында митоз басталады. Оның ұзақтығы 1,5—0,6 сағат. Қлетканың бөлінуге дайындалатын үш кезеңі мен митоздьщ өзін митоздык, цикл деп атайды. Яғни, бөлінуден бастап жаңа ұрпақтың екі клеткасының келесі бөлінуіне дейін клеткада жүретін процестердің жиынтығы митоздық цикл деп аталады. Митоздын, биологиялық мәні хромосомалардағы тұқым қуалаушылық материалын жаңадан түзілген клеткалар арасында тең бөлуде. Митоздың іске асуы үшін редупликациялану қабілеті бар ерекше құрылымдық бірліктердің — хромосомалардың ғана емес, сондай-ақ хромосомалардың полюстерге карай қозғалуын қамтамасыз ететін митоздық аппараттың (ахроматинді ұршықтың) болуы қажетті шарт болып табылады. Сонымен, ядро мен клетканың бөлінуі, оның көбеюінің негізгі тәсілі болып табылады, өйткені бөліну процесінде бір клеткадан екі клетка пайда болады. Нәтижесінде клетка өзіне тән құрылысы мен қызметі бар езіне ұксас клетка түзеді. Мейоз. Жыныс клеткалары дамуының негізіне ортақ бір механизм — мейоз жатады. Мейоз диплоидты ядродан гаплоидты ядроға ауысуды қамтамасыз етеді. Өсімдіктердін/тіршілік циклінде мейоздың ролі олардың эволюциялық дамуына байланысты. Мейоздың басталуы үшін қажетті шарт, аналык клеткаларда белоктар мен нуклеин қышқылдарының (ДНК, РНҚ) синтезделуі болып табылады.. Хромосомалар мейоз процесі кезінде крньюгацияланады. Олардың түйісуі, орын алмасуы, сондай-ақ еркін комбинациялануы гендердің ата-енеден ұрпақка берілу заңдылығын қамтамасыз ететін басты механизм — меиоздың ең негізгі биологиялық маңызы міне, осы. Мейоз бірінен соң бірі келетін екі бөлінуден тұрады. Бірінші мейоздық бөліну (редукциялық) кезінде хромосомалардьщ саны екі есе азаяды, екінші бөлінуі эквациялық бөліну деп аталады. Мейоздың бірінші белінуінің Рофазасында байқалатын құбылыстардың күрделілігіне Оаиланысты ол бес кезеңге бөлінеді. 
7-сурет. Мейоз жуйесі (схема түрінде). А—Д — профаза (А ~ лептонема, В —І зигоаема, В — пахинема, Ғ — диплонема, ' Д — диакинез); £ — метафаза, Ж — анафаза, 3 ~ телофаза (1-бөлініс); Л — профаза,, К — метафаза, Л — анафаза, М — телофаза (2-бөлініс). Олардың біріншісі — лептонема. Ядроларда өзіне тән хромомераларға дифференциялану байқалады, олардың саны жекелеген хромосомаларда бірнеше мыңға жетуі мүмкін. Лептонеманың бастапқы кезеңінде-ақ хромосомалар қөсарлы (екеуден) екені анықталды, демек олардың екі еселенуі интерфазада іске асқан. Зигонема адам таңқалатындай дәлдікпен жүретін гомологиялық хромосомалар екеу-екеуден (жұп-жұптан) коньюгациялану процесіне кіріскен кезден басталады; жұп хромосомалар ғана емес, олардьщ жеке хромонемалары мен гендері де гомологиялы болып шығады. Жұптасып қосылу көбіне шетінен немесе центромералардан басталады. Бір нүктеден басталған жақындап қосылу «молния» ілгегі тәрізді хромосоманың бүкіл ән бойына таралып, биваленттер түзеді және бұл процесс хромосомалардың конъюгациясы деп аталады. Пахинема кезінде хромосомалардың оралымдануына байланысты хромосомалар одан әрі жуандап әрі қысқара түседі. Бұл кезде биваленттерді құрайтын әрбір гомологиялық хромосома екі еселенеді (редупликацйя), Нәтйжесінде төрт хроматид түзіледі, сонымен бірге айқасу нәтижесінде гомологиялық хромосомалар учаскелерімен алмасады. Кроссинговердің тікелей нәтижесі ретінде плазмалар түзіліп, бұл әрбір гомологтың хроматидтері арасында сегментация алмасуды қамтамасыз өтелі Айқаспа хромосомаларды түбегейлі қайта құруға әкеледі. Сондықтан гомологиялық аталық және аналық хромосомалардың құрамы жағынан бастапқы хромосомалардан айырмашылығы болады. Диплонема. Бұл кезеңде хромонемалардың оралымдануы нәтижесінде хромотидтер жуандайды. Осы кездг гомологиялық биваленттер екелеген жерлерінде бір-бірінен ажырай бастайды. Бұл кезең бойы биваленттер айқасу нүктелерінде қосылған күйде қалады да, мүның өзі хназмалар түзілуіне әкеледі. Диакинез. Бұл кезеңде хроматидтердің қарқынды оралымдануынан биваленттер барынша қысқарады. Ядрошықтар мен ядро қабығы жоғалады. / метафаза кезеңінде митоз кезіндегідей хромосомалар экваторлы жазықтықта ұршық тәрізді орналасады. / анафаза кезеңінде гомолоғиялық хромосомалар жұбы белініп қарама-қарсы полюстерге қарай алшақтап кетеді. Кезең соңына қарай клеткалардиң бөлінуі басталады. / телофаза кезеңінде гомологиялық хромосомалар қарсы полюске жетеді. Оған дейін қос клеткалық ядро құралып үлгереді. Олардың әрқайсысының құрамында бөлінгенге дейін клеткада болған хромосоманың жұп жиынтығынан емес, тақ хромосомалар жиынтығынан болады. Сөйтіп клеткалар хромосоманың сол түрге тән хромосомалар жиынтығының жартысын ғана иеленеді. жүктеу/скачать 9,78 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|