Оқу-әдістемелік материалдар №1 басылым
Прокариот және эукариот жасушаларының құрылымдық ерекшеліктері
жүктеу/скачать 108,65 Kb.
|
c6a70f33-095d-11e7-bfa7-a692e7d05c5eобъекты каз УММ
- Бұл бет үшін навигация:
- Дәріс 3,4.Микроорганизмдерде метоболизм жүйелерінің топтасу ерекшеліктері мен алуантүрлілігі, оларды практикада қолдану негізі ретінде
| Прокариот және эукариот жасушаларының құрылымдық ерекшеліктері.
Қазіргі кезде барлық ағзаларды прокариоттар және эукариоттар деп екіге бөлуге болады. Бұл ұғымдар karion – жаңғақ ядросы деген түсінік беретін грек сөзінен туындаған. Прокариот ұғымы “ядроға дейінгі”, ал эукариот – “жақсы немесе анық ядросы бар” дегенді көрсетеді. Прокариоттарға көк-жасыл балдырлар, вирустар, актиномицеттер, бактериялар, спирохеттер, микоплазмалар, хламидиялар жатады. Эукариоттарға – көпшілік балдырлар, саңырауқұлақтар мен қыналар, өсімдік пен жануарлар жатады. Прокариот клеткаларының эукариот жасушаларынан айырмашылығы – олардың генетикалық материалы – сақиналы ДНҚ құрамына ақуыздар кіретін күрделі хромосомаларға жинақталмаған және де мембранамен қапталмаған. Прокариоттарда белгілі бір қызметтер атқаратын мембраналық құрылымдары болмайды. Бактериялар екіге жай бөліну арқылы көбейеді, сондай-ақ екі клетка арасында генетикалық ақпарат алмастыру түрінде жүретін жыныстық көбеюді байқауға болады. Прокариоттар клеткаларының пішіндеріне сәйкес ұсақ болып келеді. Олардың көлемі шамамен 1-10 мкм. Прокариот клеткаларының құрылымы мен химиялық құрамдарында өздеріне тән ерекшеліктері болады. Цитоплазмалық мембранадан тыс орналасқан құрылымдары (жасуша қабықшасы, капсула, сілемейлі қап, талшықтар, ворсинкалар) көбінесе беттік құрылымдар деп аталады. Цитоплазмалық мембрана мен цитоплазма протопласт деп аталады. Эукариот клеткаларының прокариоттардан негізгі ерекшелігі – олар жеке-жеке компартменттерге бөлшектенген, яғни көптеген мембраналық органеллалары болады. Эукариоттардың ақуызбен байланысқан ДНҚ-ы хромосомаларға жинақталып, қос мембранамен қапталған ядрода орналасады. Эукариот клеткаларының пішіндері прокариоттарға қарағанда ірі келеді. Құрылысының күрделілігіне қарай клеткаларды екі топқа бөледі: прокариондық (гректің про — алдымен, карион — ядро) және эукариондық (эу — жақсы, карион — ядро) деп. Прокариоттарға эубактериялар, көк-жасыл балдырлар, спирохеталар, риккетсиялар және микоплазмалар жатады, қалған барлық организмдердің клеткалары, саңырауқұлақтардың, қарапайымдардың, жануарлар мен өсімдіктердің клеткалары — эукариондық клеткалар. Прокариоттардың клеткалары ұсақ болады (0,5-3 мкм). Митохондриялар, хлоропластлар, Гольджи аппараты, лизосомалар сияқты айқын байқалатын мембранамен шектелген органеллалар мен ядролық мембрана болмайды. Прокариоттардың гендік информацияның құрамында эукариондар клеткасының хромосомаларында болатын негізгі белоктар — гистондар жоқ, тұйық сақина пішінді ДНК-ның қос тізбегінен тұратын бір хромосомада орналасқан. Прокариоттардың ядросында митоздық аппарат пен ядрошықтар жоқ. Прокариондық клеткалар аминқышқылдары мен көмірсуларынан тұратын клеткалық қабырғамен қоршалған. Олардың плазмалық мембранасы мезосомалар деп аталатын цитоплазмаға қарап ойындылар құрайды. Цитоплазманың матриксінде ерігіш белоктардың негізгі массасы, гликолиз процестеріне қатысатын ферменттер, түрлі субстраттарды тотықтыратын ферменттер, белоктардың синтезі барысында аминқышқылдарының активтігін арттыратын ферменттер мен липидтер, полисахаридтер синтезіне қатысатын көптеген ферменттер жүйелері болады. Бұл зонада ДНК-ның молекулалары жатады. Прокариоттардың плазмалық мембранасында немесе оның ішкі бетіндегі өсінділерінде АТФ синтезделуіне әкеліп соғатын, тотықтырып фосфорлауға қатысатын ферменттер жүйесі орналасқан. Эукариоттардың клеткалары әдетте ірі және құрылымы жағынан прокариоттардың клеткаларына қарағанда, анағұрлым күрделі келеді. Сонымен бірге эукариоттарда жақсы жетілген ішкі мембраналар жүйесі — эндоплазмалық тор мен Гольджи аппараты, мембраналармен шектелген органеллалар — ядро, митохондриялар, хлоропластар мен лизосомалар болады. Эукариондық клеткаларға цитоплазманың қозғалысы мен митоздық ұршық және талшықтар сияқты энергияны трансформациялаушы көптеген күрделі жүйелер тән. Эукариондық клеткалардың ядросында ядрошықтар мен хромосомалар болады. Хромосомалары ДНК мен гистондардан тұрады. Эукариоттардың плазмалық мембранасы сыртқы жағынан прокариоттардікіндей, әсіресе өсімдіктерде айқын байқалатын, клеткалық қабырғаның элементтерімен қапталған. Жануарлар клеткасында клеткалық қабырғаның аналогі мембрананың құрылыстық белоктарының сыртқы бетінде орналасқан гликопротеиндік және полисахаридтік молекулалардың қабаты түрінде болуы мүмкін. Оның атқаратын функциясы иондарды байланыстыру, клетканың шекаралық микроқоршауын құрау және ерекше антигендер мен рецепторлардың рөлін атқару. Саңырауқұлақтарда клеткалық қабықша хитин мен полисахаридтен тұрады, ал балдырларда, оомицеттерде және жоғары сатыдағы өсімдіктерде клеткалық қабырғаның негізгі компоненті полисахарид — целлюлоза. Жануарлар мен өсімдіктер клеткаларының үш негізгі құрылыстық айырмашылықтары бар: 1) жануарлар клеткаларында болатын центриоль жоғары сатыдағы өсімдіктер клеткаларында болмайды; 2) өсімдіктер клеткаларының жануарлар клеткаларынан өзгешелігі цитоплазмасында пластидтер болады; 3) өсімдіктер клеткаларына целлюлозадан тратын қатты клеткалық қабырға тән. Сыртқы ортадан алынатын энергияның түріне байланысты тірі клеткаларды үлкен екі типке бөлуге болады. Бірінші типтің клеткаларын гетеротрофты клеткалар деп атайды. Бұған жататындар адам организмінің барлық клеткалары мен жоғары сатыдағы жануарлардың клеткалары. Бұл клеткаларға химиялық құрамы күрделі дайын органикалық молекулалардың, атап айтқавда, көмірсулар, белоктар мен майлардың үнемі келіп тұруы қажет. Гетеротрофты клеткалар энергияны осы күрделі заттарды тотықтыру арқылы алады. Гетеротрофты клеткалар бөлінген осы энергияны өзінің биологиялық функцияларының қажетіне жұмсайды. Автотрофты немесе фотосинтездеуші клеткалар клеткалардың екінші типін құрайды. Бұған жататындар жасыл өсімдіктердің клеткалары. Фотосинтез процесі кезінде олар күн сәулесінің энергиясын хлорофилл пигментінің көмегімен химиялық энергияға айналдырады және атмосфералық көміртегінің қос тотығынан көміртегін бөліп алып жабайы органикалық молекуланы (глюкозаның молекуласын) түзеді. Вирустарды құрылысы жағынан клетка деп есептеуге болмайды. Оларда әдеттегі клеткаларда болатын цитоплазма да, органеллалар да жоқ. Вирустарды орыс ботанигі Д. И. Ивановский 1852 жылы ашқан. 1898 жылы голландиялық Бейеринк «вирус» деген сөзді ойлап шығарған (латынның «У» деген сөзі). Вирус белоктік қабықшамен қапталған ДНҚ-ның (немесе РНҚ-ның) молекуласынан тұрады. Вирустардың ерекшелігі өз бетінше тіршілік ете алмайды. Вирус көбею үшін қандай да болмасын бір клетканы инфекциялауы керек Дәріс 2.Прокариот клеткасының сыртқы және ішкі құрылымдары Негізгі сұрақтар: 1. Клетка – тірі заттың ең кішкене бірлігі. 2. Клеткалардың құрылысы: су, белоктар, липидтер, көмірсу, органикалық және неорганикалық иондар, АТФ, нуклеин қышқылдары. 3. Клетканынң морфологиясы. Клетка және организм: барлық организмдердің онтогенезінің негізі – көбею, өсу және клеткалардың жіктелуі. Протоплазманың құрылысы өте күрделі, оның құрамында көптеген химиялық элементтер кездеседі. Сутегі, оттегі, азот, кальций, қалий, натрий, магний, хлор, күкірт. фосфор, алюминий, темір және тағы басқалар. Олар клеткалар мен клеткааралық заттардың зат алмасуға қабілетті, тіршілік әрекеті мен құрылысын сипаттайтын күрделі қосылыстар қүрамына кіреді. Мүндай қосылыстарға белоктар, углеводтар және липоидтар жатады. Оларға коса протоплазмада органикалық емес түздар, еріген су болады. Белоктар—протоплазманың негізгі құрамы. Олар клеткадан және клеткасыз заттардан кұралатын әрбір тірі заттардың функциясы мен құрылысын белгілейді. Тірі заттардың ерекше белгісі — үнемі зат алмасу процесі. Зат алмасудың нәтижесінде тірі заттың химиялық құрамы жаңартылып отырады. Өзінің химиялық қүрамы жағынан белоктар азот, оттегі және сутегі қосылыстарынан тұрады. Оларға тәң қасиет азоттың болуы, осының арқасында белок қосылыстары углеводтардан және майлардан ажыратылады, Көрсетілген элементтерден басқа белоктардың қүрамында, ал, кейбіреулерінде фосфор болады. Белоктың затында 50 процент көміртегі, 21,5—23,5 процент 16—17 процент азот, 6,5—7,3 процент сутегі, және ,5' процент күкірт болады. Белоктар жай протеин күрделі протеидтерге бөлінеді. Жай протеиндерге — альбумин (қанның сары суындағы глобумин, жұмыртқа альбумині, әр түрлі ферленттер), улин (қан белогы), миозин (ет белогы) тг б. жатады. Кейбір күрделі белоктардың құрамына гистон және протоаминдер кіреді. Қүрделі протеиндерге — әр түрлі протеин мен белоксыз заттар қосындысы (нуклеопротеидтер липротейдтер және_глиқопротеидтер) кіреді. Нуклеопротеидтер ядро қүрамына кіреді, липопротеид хондриосомда, ішкі торлы аппаратта байқалған. Протеин мен углевод қосылысы — гликойротеид шырын затттарда кездеседі. Құрамына темір кіретін күрделі белоктың бірі гемоцин эритроцит қүрамында болады. Жай белоктардан ферменттер протоплазманың белогыяда елеулі байқалады. Ал қорыту ферменттерінін, әсерінен және арқылы белоктар жай қосылыс — амин қышқылына жеңіл ыдырайды. Ыдыраудың нәтижесінде амин қышқылдары жаңа белокты қүрауға жүмсалады. Белоктың молекуласы мицелла деп аталады. Белоктың .молекулалық құрамына көптеген амин қышқыл кіреді. Сондықтан мицелла түрліше болып келеді. Академик Зелинский және Гавриловтың мәліметі бойынша молекуласынын, негізіне жататын 2—3 амин қалдығы бар, қысқа пептинді, шумақ циклді мен кезектесіп келіп отырады. Оның көп болуы мүмкін. Солардың санына белок молекуласының молекулалық салмағы — мыңнан миллиондап өзгерін отыруы мүмкін. Ең ірі белоктардың молекулалық салмағы 4000. Эритроциттің негізгі бөлігі—гемоглобиннің барлық салмағы 63000. Ерітінді белоктардық (альбулин) молекуласынын салмағы да немесе соған жақын. Фибрилярлы құрылысы бар молекулалардың үзынша таяқша немесе жіп тәрізді. Протоплазмада белоқтаң басқа майлар, углеводтар баркөбі доға тәрізді иіледі. Иілген жерінен үршыкка бекіпіп, иіндері клетка шетіне қарап жатады. Клетканың бір по- люсінен карағанда хромосомдардың осылай орналасуы-на байланысты олардың жүлдыз тәрізді өрпек тузетіні байқалады. Бүл кезеңді аналық жұлдыз сатысы деп атайды. Метофазада хромосомдар тігінен жарылып, екіге бөлінеді. Липоидтар (майлы заттар). Клетканың тіршілік етуі үшін протоплазманың құрамында көптеген майлы заттар — липоидтар болады. Липоидтың құрамына көміртегі және оттегі кіреді. Олардың кейбіреулерінде фосфор қышқылы және азотты негіздер болады. Липоидтар төрт . топқа: майларға, фосфатидтерге, стеариндерге, церебро-зидтерге бөлінеді. Олардың барлығы эфир, хлороформ, спирт, бензол және басқа май сріткіштерде жеңіл ериді. Майлар клеткалардың бәріндс де болады. Өйткені, олар клетканың тіршілік әрекеті үшін өтс қажет. Майлардың құрамына: пальмитин, олеин, стеарин қышқылдары да кіреді. Қышқылдар глицеринмен қосылып пальмитин, олеин, стеарин құрайды. Протоплазмадағы майлар кебі-несе энергиялық материал есебінде жұмсалады. Фосфа-тидтер әр түрлі қасиеттерге ие болған қосылыс. Оларға лецитин, цефалин, сфингомиэлин жатады. Бұлар күрделі липоидты қосылыстар болып, фосфор қышқылы мен азотты негіздерге ие болады. Фосфатид және цереброзидтер едәуір мелшерде нерв жүйесі элементтерінен табылады. Организмнің барлық клеткаларында кездесетін маңызды стеариндердің бірі — холестерин. Стеариндер барлық тканьдердің клеткалық 'зат алмасу процесінде аса зор роль атқарады. Углеводтар — ор ганизмде энергетикалық материал есебінде маңызды роль атқаратындардың бірі. Фермент-тердің әсерінен углеводтар ыдырайды, яғни тотығады. Мүның нәтижесінде бөлінетін энергия клеткалық про-топлазмаларды қайта құрайтын синтезді процестерде пайдаланылады. Углеводтар моносахаридтер және поли-сахаридтер тобына бөлінеді. Организмде ерекше роль атқаратын жай углевод — монасахаридтің өкілі глюкоза. Глюкоза көбінесе қан мен ткань шырындарында кездеседі. Күрделі углевод поли-сахаридтер крахмал түрінде өсімдік клеткаларында, гли-коген түрінде жануарлар тканьдерінде болады. Көптеген мөлшерде бүл углевод бауыр және еттерден табылады. Өсімдік клеткаларынын кабығын түзетін күр-делі полисахарид — целлюлоза деп аталады. Протоплазманың 80—95 прсшенті орғаникалық емес және органикалық тұздар еріген судан тұрады. Клетка-ның тіршілік әрекетіндс клеткадағы су және басқа зат-тардың мөлшері, унемі өзгеріп отырады. Соған байланыс-ты клеткадағы гидролиз процесі тоқталмай етеді. Зат алмасуда маңызды орын алатын калий, натрий, кальций, магний, темір катиондары және сол сияқты фос- фат, сульфат, хлор аниондары болады. Иондар белок жә-не майлармен қосылып зат алмасу процесінде (олардың езгеруінде) маңызды роль атқарады. Протоплазманың физикалык күйі. Тірі заттың қүрамында едәуір мөлшерде су болады. Протоплазма мен ядроның кұрамында су 90 процент және онан да көп. Тірі заттың қозғалыска кслуі көбінесе өзінің қүрамындағы судың мөлшеріне байланысты. Протоплазманы қатты затқа да, сүйық затқа да жат-қызуға болмайды. Онда осы екеуінің де қасиеті бар. Ті-рі протоплазманы зерттеу, оның күрделі коллоидты екен-дігін көрсетті. Протоплазманың күйі ортаның өзгерісіне байланысты тірі заттарға тән әр түрлі структураларға ауысып отырады. Протоплазманың негізгі касиеттерін түсіну үшін кол-лоидты системалардың ерекшеліктерімен танысу қажет. Коллоидты система деи аталынатын ерітінділер на-ғыз немесе молекулярлы ерітіндіге және коллоидты ері-тіндіге бөлінеді. Ерітінділердің қасиеті олардың түзетін заттарының ерекшелігімен емес, еріткіште болатын бел- шектердің мелшерімен белгіленеді. Молекулярлы ерітінділерде еритін заттар ультрамик-роскопта да көрінбейтін үсақ молекулалар немесе ион-дар күйінде болады. Сондықтан молекулярлы ерітінділер біркелкі болып көрінеді. Коллоидты системада еріген заттардың бөлшектері ірілеу болып, екі фазалы жүйе қүрайды. Қалқып жүретін бөлшектер дисперсті фазаны, ад, сұйығы дисперсті ортаны түзеді. Коллоидты күйдегі заттардың жалпы қасиеттеріне — біріншіден, жартылай өткізгіш мембранадан өте алмауы, екіншіден, коллоидты бөлшектердің сәулені Шашыратып, анық көрінетіндігі. Молекулярлы ерітінділер бұған керісіншс, жартылай өткізетін мембранадан ' толық өтіп, сәулені шашыратпайды және көрсетпейтін де қасиетті бар. Бөлшектердің күйіне байланысты эмульсия және суспензия деп аталынатын екі коллоидты жүйе ажыратылады. Дисперсті фаза эмульсияда сұйық, ал суспеңзияда Катты белшектерден түрады. Коллоидты ерітіндідегі калқып жүретін бөлшектер мицеллалар деп аталынады. Олар формасы түрлі болып, 0,001 микроннан 0,1 микронға дейін жетеді. Мицеллалар ертіндіде біркелкі орна-ласады. Өйткені, олардың электр заряды аттас келеді. Коллоидты ерітінділердің тұрақтылығы да осыған байла-нысты. Бірақ ортаның әр турлі жеріне байланысты, бөл-шектердің электр заряды әр аттас болғандықтан, олар бір-бірімен байланысып, тунбаға тусетін үлкен түйірлер тузеді. Бул қубылыс коагуляция (туну емес ую) деп аталынады. Коллоидты жуйеде қалқып журетін бөлшектер нейтралданумен қатар тығыздалады да. Басқа сөзбен айт-қанда, сұйықтық (золь) қатты күйге (гель) ауысады. Бул процесті желімдену деп атайды. Желімденудің коагуля-циядан айырмашылығы сол, оның коллоидты ерітінді тузетін заттарьгада кушті езгерістер болмайды. Гель зольға оңай ауысып отырады. Желімденудің қайталай-тын процесін тиксотропия деп атайды. Ерітінділердің же-лімдену және коагуляциялану қубылыстары клетканың негізгі тіршілік процестерін қамтамасыз етеді. Протоплазманьщ физикалық қасиетінің өзгеруі, оның амеба тәрізді қозғалысында, көбеюінде, зат алмасуында тітіркену кубылысында байқалады. Клетканың тіршілік қызметіне байланысты прогоплазманың қурылысындағы өзгерістерді рентген сәулесі және электрон микроскобы арқылы толық зерттеуге болады. Протоплазманың мицел-лалары белгілі тәртіппен турлі бағытта орналасып, оның коллоидты болуын қамтамасыз етеді. Бірақ мицеллалар- дың қурылысы мен орналасуы протоплазманың қоюлану және суйықтану қасиеттерін толық бейнелей алмайды. Протоплазманы зерттей келгенде оньщ қасиеттеріне әсер тигізетін суйықтықтың тутқырлығы екендігі анықталды. Протоплазманьщ тутқырлығы біркелкі суйықтықтардың тутқырлығынан айрықша клетканың физиологиялық жағдайда және ортаның әсеріне тәуелді унемі өзгеріп отырады. Мысалы, протоплазманьщ тұтқырлығы клетка-ның амеба тәрізді қозғалысында көрінеді- Бөлінетін клеткалардың бөлшектерінде түтқырлық әр түрлі бола-ды- Клетканың бөлінуінде уршықтың және бунақтың пайда болуы осыған байланысты. Тутқырлық мицелла араларындағы бөлшектердің уй-келуінен пайда болады. Мицелла арасьшдағы үйкелу не-ғурлым аз болса, протоплазма солғурлым суйық болады. Желімдену жағдайьшда, керісінше, мицеллалар кушті уйкеліп, тығыз массалар тузеді. Тутқырлық протоплазманын әр түрлі жағдайын түсіндіргенмен сүйықтылык пен қоюлықтың бір-біріне ауысу себебін толық шеше ал-майды. Протоплазманың нәзік құрылысын зерттей кел-генде тутқырлық тек бөлшектердің үйкелуінен пайда болмайтындығы керінді. Клеткалық протоплазма қара-' пайым коллоидты жүйеден айрықша болады. Өйткені, оНын мицеллаларын құрайтын белоктар мен липойдтар өзара белгілі байланыста болып, клетканың күрделі қу-рылысының негізін қурайды. Мицеллалардың байланы-сы және протоплазманың күйі әр түрлі, протоплазма судың азаюы және көбеюі кезінде, температураның, суте-гі иондарының концентрациясының қүбылысында және басқа жағдайларда өзгеріп отырады. Мысалы, протоплаз-маны су басқанда немесе температурасы көтерілгенде мицельді байланыстар бұзылып, протоплазма сүйықта--лады. Протоплазма тығыздалғанда белокті мицельдер жаңадан түзіліп, қайтадан қалпына келеді. Мұндай қа-сиет тірі заттың ерекшелігін көрсетеді. Протоплазманың мицельді құрылысы клетканың зат алмасу және тіршілік әрекетін қамтамасыз етеді. Зат аямасудың негізіне белок жатады. Белок арқылы про-тонлазманың нәзік қурылыстары мен күрделі әрекеттері езгеріп отырады. Дәріс 3,4.Микроорганизмдерде метоболизм жүйелерінің топтасу ерекшеліктері мен алуантүрлілігі, оларды практикада қолдану негізі ретінде жүктеу/скачать 108,65 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|