Цитология негіздері. Жасушаның химиялық құрылысы
Жасуша теориясы
Көмірсулар және липидтер
Нуклеин қышқылдары — ДНҚ
Рибонуклеин қышқылы РНҚ
Жасушаның құрылысы мен атқаратын қызметі.
Жасуша қабықшасының құрылысы мен атқаратын қызметі.
Цитоплазма және оның орғаноидтары. Эндоплазмалық тор, рибосома және информасома
Биосфера туралы ілім негіздері. Биосфера және жер ғаламшары биомассасының қасиеттері.
құрлық беті мен мұхит биомассасы
Көмірсулар және липидтер
Нуклеин қышқылдары — ДНҚ
Рибонуклеин қышқылы РНҚ
Жасушаның құрылысы мен атқаратын қызметі.
Жасуша қабықшасының құрылысы мен атқаратын қызметі.
Цитоплазма және оның орғаноидтары. Эндоплазмалық тор, рибосома және информасома
Биосфера туралы ілім негіздері. Биосфера және жер ғаламшары биомассасының қасиеттері.
құрлық беті мен мұхит биомассасы
Цитология — жасуша туралы ғылым. Жасушаны зерттейтін ғылымды цитология деп атайды. (грекше. "цитос"— жасуша, "логос"— ғылым). Цитология ғылымы бір жасушалы, көп жасушалы ағалар жасушасының құрылысын, құрамын және қызметін зерттейді. Ал жасуша бүкіл тірі денелердің ең қарапайым құрылысын, қызметін және дамуын сипаттайды. Сондықтан да цитологияның зерттейтін құбылыстары мен заңдылықтары цитология, тәнтану, эмбриология, физиология, генетика, биохимия, молекулалық биология, және т.б. ғылым негіздерінің қалануына жол ашты.
Цитология бөлімі — цитохимия пәні жасушаның химиялык құрамының құрылысын, олардың түзілуін, жасушадағы таралуы мен белсенділігін және оның қызметінің өзгеруіне байланысты химиялық қосылыстардың өзгеріп отыруын зерттейді. Цитохимияның негізгі жетістіктерінің бірі — нуклеин қышқылдарының ақуыз молекуласын синтездеудегі генетикалық рөлін анықтау. Жасушаның белсенді қызметіне байланысты ақуыздың өзгеріске ұшырау себептерін және олардың зат айналымындағы рөлін зерттеу де цитохимияның үлесіне тиеді.
Бұдан біз цитология ғылымының көп саланы қамтитынын байқаймыз. Өзінің даму бағытында цитология тек биологиямен ғана емес, сонымен қатар медицина, ауылшаруашылык, химия, физика, математика және т. б. ғылымдармен де тығыз байланысты. Бұл ғылымдардың жетістіктері мен әдістері цитологиялық зерттеулерде кең көлемде қолданылады. Сондай-ақ цитологияның жетістіктері көптеген ғылымның негізін салуда маңызды рөл атқарады.
Ч. Дарвиннің эволюциялық теориясының жасалуы алдында ағзаның жасушалы құрылысты екендігі туралы өте маңызды жаңалық ашылған болатын. Осы ашылған жаналық органикалық дүние бірлігінің өте нанымды дәлелінің бірі болды. Осындай дәлелді өсімдіктер мен жануарлардың жасуша құрылымының ұқсастық-тарынан да көруге болады.
Жасуша теориясының ашылуы. Жасуша теориясы дегеніміз — тіршшіктің негізін құрайтын жасушалардың құрылымы, көоеюі және көпжасушалы агзаларды қалыптастырудагы қызметі туралы жинақталган үгым. Жасуша теориясының даму тарихы 300 созылды. Оны зерттеуде әр түрлі оптикалық әдістердің дамуы микроскоптың жетілдірілуіне негізделді. Алғашқы микроскопты XVII ғасырда агылшын физигі Роберт Гук (1635—1703 ж. ) жасаған. Ол микроскоппен 1662 жылдан бастап түрлі объектілерді: тыгын шұрықтарын (пораларын), кымыздық, қамыс және басқалардын ішкі қуыстарын көрді.
Гуктің микроскопы қаралатын затты жүз еседен астам ғана үлкейтіп көрсететін болған. Роберт Гук есімдіктерді микроскоп аркылы қарап отырып, олардың ұлпаларынан ара ұясы тәрізденген құрылысты тапқан. Ол осы ұяларды грек сөзімен "целлюлла" — 'жасуша" деп атады. Бұл жерде Р. Гук тіршілігін жойған жасушалардың ұяшығын ғана көрген еді.
XVII ғасырдың 70-жылдарынан бастап голландық Антони Ван Левенгук объектіні үш есе үлкейтетін микроскоп жасап, оның көмегімен судагы бір жасушалы ағза — кірпікшелікке бісшені тұңғыш рет көрді.
Тірі жасушаны алғаш рет 1839 жылы чех ғалымы Ян Пуркинье керген еді. Ол жасушаның ішіндегі сұйықты протоплазма немесе алғашкы плазма деп атады. Қазір протоплазма тек тарихи дерек ретінде ғана пайдаланылады, оны ғылыми тілде цитоплазма дейді. Протоплазма дегеніміз — жасуша ішіндегі сұйықтық пен ядро.
Цитология бөлімі — цитохимия пәні жасушаның химиялык құрамының құрылысын, олардың түзілуін, жасушадағы таралуы мен белсенділігін және оның қызметінің өзгеруіне байланысты химиялық қосылыстардың өзгеріп отыруын зерттейді. Цитохимияның негізгі жетістіктерінің бірі — нуклеин қышқылдарының ақуыз молекуласын синтездеудегі генетикалық рөлін анықтау. Жасушаның белсенді қызметіне байланысты ақуыздың өзгеріске ұшырау себептерін және олардың зат айналымындағы рөлін зерттеу де цитохимияның үлесіне тиеді.
Бұдан біз цитология ғылымының көп саланы қамтитынын байқаймыз. Өзінің даму бағытында цитология тек биологиямен ғана емес, сонымен қатар медицина, ауылшаруашылык, химия, физика, математика және т. б. ғылымдармен де тығыз байланысты. Бұл ғылымдардың жетістіктері мен әдістері цитологиялық зерттеулерде кең көлемде қолданылады. Сондай-ақ цитологияның жетістіктері көптеген ғылымның негізін салуда маңызды рөл атқарады.
Ч. Дарвиннің эволюциялық теориясының жасалуы алдында ағзаның жасушалы құрылысты екендігі туралы өте маңызды жаңалық ашылған болатын. Осы ашылған жаналық органикалық дүние бірлігінің өте нанымды дәлелінің бірі болды. Осындай дәлелді өсімдіктер мен жануарлардың жасуша құрылымының ұқсастық-тарынан да көруге болады.
Жасуша теориясының ашылуы. Жасуша теориясы дегеніміз — тіршшіктің негізін құрайтын жасушалардың құрылымы, көоеюі және көпжасушалы агзаларды қалыптастырудагы қызметі туралы жинақталган үгым. Жасуша теориясының даму тарихы 300 созылды. Оны зерттеуде әр түрлі оптикалық әдістердің дамуы микроскоптың жетілдірілуіне негізделді. Алғашқы микроскопты XVII ғасырда агылшын физигі Роберт Гук (1635—1703 ж. ) жасаған. Ол микроскоппен 1662 жылдан бастап түрлі объектілерді: тыгын шұрықтарын (пораларын), кымыздық, қамыс және басқалардын ішкі қуыстарын көрді.
Гуктің микроскопы қаралатын затты жүз еседен астам ғана үлкейтіп көрсететін болған. Роберт Гук есімдіктерді микроскоп аркылы қарап отырып, олардың ұлпаларынан ара ұясы тәрізденген құрылысты тапқан. Ол осы ұяларды грек сөзімен "целлюлла" — 'жасуша" деп атады. Бұл жерде Р. Гук тіршілігін жойған жасушалардың ұяшығын ғана көрген еді.
XVII ғасырдың 70-жылдарынан бастап голландық Антони Ван Левенгук объектіні үш есе үлкейтетін микроскоп жасап, оның көмегімен судагы бір жасушалы ағза — кірпікшелікке бісшені тұңғыш рет көрді.
Тірі жасушаны алғаш рет 1839 жылы чех ғалымы Ян Пуркинье керген еді. Ол жасушаның ішіндегі сұйықты протоплазма немесе алғашкы плазма деп атады. Қазір протоплазма тек тарихи дерек ретінде ғана пайдаланылады, оны ғылыми тілде цитоплазма дейді. Протоплазма дегеніміз — жасуша ішіндегі сұйықтық пен ядро.
ЦИТОЛОГИЯ НЕГІЗДЕРІ. ЖАСУШАНЫҢ ХИМИЯЛЫҚ ҚҰРЫЛЫСЫ
ЖАСУША ТЕОРИЯСЫ
Цитология — жасуша туралы ғылым. Жасушаны зерттейтін ғылымды цитология
деп атайды. (грекше. "цитос"— жасуша, "логос"— ғылым). Цитология ғылымы бір
жасушалы, көп жасушалы ағалар жасушасының құрылысын, құрамын және қызметін
зерттейді. Ал жасуша бүкіл тірі денелердің ең қарапайым құрылысын, қызметін
және дамуын сипаттайды. Сондықтан да цитологияның зерттейтін құбылыстары
мен заңдылықтары цитология, тәнтану, эмбриология, физиология, генетика,
биохимия, молекулалық биология, және т.б. ғылым негіздерінің қалануына жол
ашты.
Цитология бөлімі — цитохимия пәні жасушаның химиялык құрамының
құрылысын, олардың түзілуін, жасушадағы таралуы мен белсенділігін және оның
қызметінің өзгеруіне байланысты химиялық қосылыстардың өзгеріп отыруын
зерттейді. Цитохимияның негізгі жетістіктерінің бірі — нуклеин
қышқылдарының ақуыз молекуласын синтездеудегі генетикалық рөлін анықтау.
Жасушаның белсенді қызметіне байланысты ақуыздың өзгеріске ұшырау
себептерін және олардың зат айналымындағы рөлін зерттеу де цитохимияның
үлесіне тиеді.
Бұдан біз цитология ғылымының көп саланы қамтитынын байқаймыз. Өзінің
даму бағытында цитология тек биологиямен ғана емес, сонымен қатар медицина,
ауылшаруашылык, химия, физика, математика және т. б. ғылымдармен де тығыз
байланысты. Бұл ғылымдардың жетістіктері мен әдістері цитологиялық
зерттеулерде кең көлемде қолданылады. Сондай-ақ цитологияның жетістіктері
көптеген ғылымның негізін салуда маңызды рөл атқарады.
Ч. Дарвиннің эволюциялық теориясының жасалуы алдында ағзаның жасушалы
құрылысты екендігі туралы өте маңызды жаңалық ашылған болатын. Осы ашылған
жаналық органикалық дүние бірлігінің өте нанымды дәлелінің бірі болды.
Осындай дәлелді өсімдіктер мен жануарлардың жасуша құрылымының ұқсастық-
тарынан да көруге болады.
Жасуша теориясының ашылуы. Жасуша теориясы дегеніміз — тіршшіктің
негізін құрайтын жасушалардың құрылымы, көоеюі және көпжасушалы агзаларды
қалыптастырудагы қызметі туралы жинақталган үгым. Жасуша теориясының даму
тарихы 300 созылды. Оны зерттеуде әр түрлі оптикалық әдістердің дамуы
микроскоптың жетілдірілуіне негізделді. Алғашқы микроскопты XVII ғасырда
агылшын физигі Роберт Гук (1635—1703 ж. ) жасаған. Ол микроскоппен 1662
жылдан бастап түрлі объектілерді: тыгын шұрықтарын (пораларын), кымыздық,
қамыс және басқалардын ішкі қуыстарын көрді.
Гуктің микроскопы қаралатын затты жүз еседен астам ғана үлкейтіп
көрсететін болған. Роберт Гук есімдіктерді микроскоп аркылы қарап отырып,
олардың ұлпаларынан ара ұясы тәрізденген құрылысты тапқан. Ол осы ұяларды
грек сөзімен "целлюлла" — 'жасуша" деп атады. Бұл жерде Р. Гук
тіршілігін жойған жасушалардың ұяшығын ғана көрген еді.
XVII ғасырдың 70-жылдарынан бастап голландық Антони Ван Левенгук
объектіні үш есе үлкейтетін микроскоп жасап, оның көмегімен судагы бір
жасушалы ағза — кірпікшелікке бісшені тұңғыш рет көрді.
Тірі жасушаны алғаш рет 1839 жылы чех ғалымы Ян Пуркинье керген еді.
Ол жасушаның ішіндегі сұйықты протоплазма немесе алғашкы плазма деп атады.
Қазір протоплазма тек тарихи дерек ретінде ғана пайдаланылады, оны ғылыми
тілде цитоплазма дейді. Протоплазма дегеніміз — жасуша ішіндегі сұйықтық
пен ядро.
Роберт Браун жасуша протоплазмасының тұрақты бөлігі — ядроны ашты. XIX
ғасырдың басында жануарлар мен өсімдіктердің жасушалары кеңінен зерттеліп,
олардан алынған маглүматтар 1838—39 жж. ботаник Маттиас Шлейден мен зоолог
Теодор Шваннга жасушалардың құрылысы туралы ортақ қорытынды жасауга
мүмкіндік берді. Олардың тұжырымдауы бойынша, өсімдіктер мен жануарлар
жасушаларының құрылыстары өте ұқсас және тіршіліктің дербес иесі екендігі,
тірі ағзаның ең үсақ бірлігі, сонымен катар жасушасыз тіршілік
болмайтындығы туралы ғылымга дұрыс түсінік берді. Осыдан кейін жасушаның
тіршілік үшін маңыздылыгы терең және жан-жақты зерттеле бастады. Мәселен,
1858 жылы Рудольф Вихров әрбір жасуша өзіндей жасушаның бөлінуі арқылы
пайда болатынын анықтады. Карл Бэр сүтқоректілердің жұмыртқа жасушасын
ашып, көп жасушалардың дамуы бір жасушадан басталатынын және аталық
сперматозоид пен аналық жұмыртқа қосылғанда, зигота түзетінін анықтады. К.
Бэрдін бұл жаңалыгы жасушалардың ағза дамуындагы маңызын дәлелдеді. Тірі
ағзалар жасушаларының химиялық құрамы мен зат алмасуынын ұксастығының
ашылуы жасуша теориясын дамытып, барлык органикалық әлемнің шығу тегі мен
эволюциялық даму-ынын бірыңғай екенін дәлелдей түсті.
Сонымен жасуша теориясының негізгі қағидалары төмендегідей: 1) жасуша
— барлық тірі ағзалардың ең кіші негізгі өлшемі; 2) әр түрлі ағза
жасушаларының құрылысы, химиялық құрамы, зат алмасуы және негізгі тіршілік
әрекеттері ұқсас; 3) жасушалар бастапқы (аналық) жасушаларының бөлінуі
арқылы пайда болады. Атқаратын қызметі мен құрылысына қарай жасушалардың
пішіні алуан түрлі болып келеді
Ағзалар жасушаларынын құрылысына карай екі топқа бөлінеді. Оның бір
тобына қрылысы өте қарапайым болып келетін бакте-риялар мен көк-жасыл
балдырлар жатады. Олардың толық қалыптасқан ядросы болмайды, бұларды
прокариоттар деп атайды. Ағзалардың екінші тобында ядро және арнаулы қызмет
атқаратын органоидтары болады. Мұндай ағзаларды эукариоттар деп атайды.
Эукариоттарға бір жасушалы жасыл балдырлар, қарапайымдар, жоғары дәрежелі
гүлді өсімдіктер және сүтқоректі хайуанаттар, т. б. жатады.
Ал вирустар — тіршіліктің жасушасыз ерекше пішіні. Қорыта келгенде,
жасуша теориясы "жасушаның" барлық тірі ағзалар құрылымының бірлігі екенін,
жануарлар мен есімдіктер жасушаларының өзара ұксас екенін толық дәлелдейді.
Бұл ұқсастық бүкіл тірі ағзалардың шығу тегінің бір екенін айқындай түсті.
Жасуша теориясы тіршілікті материалистік тұрғыдан түсіндіруге, ағзалар
арасындағы эволюциялык байланысты ашуга негіз болды.
Микроскоп. Жасушалардың мембранасына, ядросына және цитоплазмасының
құрамына кіретін молекулалар мен органоидтарды жарық немесе электрондық
микроскоп арқылы көруге болады. Жарык арқылы көрсететін микроскоп
зерттейтін заттарды 100 — 3000 есеге дейін үлкейтіп көрсетеді, ал
жетілдірілген окулярды қолданып, зерттелетін объектіні экранға түсіргенде
оны 100 мың есеге дейін үлкейтуге болады.
Жарық арқылы көрсететін микроскоп. Жарық сәулесін қолданғанда
үлкендігі 200—350 нм объекті көрінеді, ал ультра-күлгін сәулені
пайдаланып, оның үлкейту мүмкіндігін 130—140 нм-ге дейін жеткізуге болады.
Зерттелетін заттарды өздеріне тән түске бояғанда микроскоп арқылы жаксы,
анық көрінеді. Электрондық микроскоптың шығуы жасушаның құрылысын
молекулалық деңгейде зерттеудің жаңа дәуірін бастады.
Электрондық микроскопта жарықтың орнына тез қозғалатын электрондар ағыны
пайдаланылып, жарық арқылы көрсететін микроскоптағы шыны линзалары
электромагнит өрістерімен алмастырылған. Өте тез қозғалатын электрондар
әуелі зерттелетін затқа шогырланып, одан кейін оны экранда бейнелейді. Осы
әдіспен экрандағы суретті бақылауға немесе суретке түсіріп алуға болады.
Электрондық микроскоппен зерттелетін биологиялық объектілер күрделі
өңдеуден өтеді.
Биологияның арнаулы саласы — биохимия жасушаның химиялық құрамын
молекулалық деңгейде зерттеу үшін центрифуга деп аталатын күрделі құралды
пайдаланады. Ол өте жылдам (минутына бірнеше мыңдаған айналым жасайтын)
айналып, жасушаның құрылымдық бөліктерін бір-бірінен беліп алады, себебі
оның бөліктерінің тығыздықтары әр түрлі болады. Жасушаның аса нәзік
құрылысы мен қызметін зерттеу тек цитологтардың, биохимиктердің,
физиологтардың, генетиктер мен биофизиктердің күш-жігерін ұштастырудың
нәтижесінде ғана мүмкін екені өзінен-өзі түсінікті. Жасуша теориясы
негізінің қалануы және жетілдірілген техникалык құралдардың шығуы жасушаның
құрылысы мен химиялык құрамын, аткаратын кызметін зерттеуге кең
жол ашты.
Тіршілік иелерінің химиялық құрылысы. Жасушадағы бейорганикалық және
органикалық заттар.
Жасушаның атомдық және молекулалық құрамы. Табиғатта кездесетін 92 химиялық
элементтің 24-і ағза жасушаларының құрамында болады. Олар жасудағы
мөлшеріне қарай үш топқа бөлінеді: 1. Органикалық қосылыстардың құрамына
кіретін негізгі элементтер. Олардың жасуша құрамындағы үлесі 99%; 2. Ион
түрінде кездесетін элементтер. Олардың жасушадағы жалпы мөлшері 1%
шамасында; 3. Жасушада өте аз мөлшерде кездесетін (0,01 % - тен кем)
микроэлементтер. Жасушада кездесетін элементтер 1- кестеде берілген.
Осы кестеде берілген элементтердің құрамы барлық жануарлар жасушасында
бірдей болады, ал өсімдіктер мен ұсақ ағза жасушаларында баскаша. Тірі
ағзадагы химиялық элементтердің зат айналым әрекетіңдегі маңызы соншалық,
егер микроэлементтер жетіспесе, ағза ауруға ұшырайды. Мәселен, жасушадағы
иодтың мөлшері 0,01 % болуы қажет. Егер тағамның құрамында иод жетіспесе,
бала бойының өсуі тежеледі. Егер тағамның құрамында мыстың мөлшері
жетіспесе, мал жаппай ауруга ұшырайды. Сонымен қатар, химиялык
элементтердің тірі ағзалардагы үлесі жер бетіндегі таралуынан мүлдем
өзгеше, оны 2-кестедегі мәліметтерден көруге болады.
Тірі ағза жасушасында (клеткасында) кездесетін сутегі, оттегі,
көміртегі және азоттың үлесі 99% -ке дейін жетеді. Осылардың үшеуінің
(сутегі, көміртегі, азот) жер бетіндегі жалпы үлесі 1%-тен кем
болады.Сонымен қатар, адам
ағзасында болатын он элементтің сегізі теңіз суында кездеседі. Бұдан
төмендегідей болжам жасауға болады.
1. Оттегі, сутегі, көміртегі және азоты бар химиялық қосылыстардан
тірі материяның негізі қаланған. 2. Алғашқы тірі ағзалар бейорғаникалық
қосылыстардың негізіңде теңіз суында пайда болып дамығандығын көруге
болады.
Жасушаның молекулалық құрылымы күрделі және әрқилы болады. Кейбір
қосылыстар, мысалы, су және минералды түздар өлі табиғатта да кездеседі, ал
органикалық қосылыстар: көмірсу, ли-пид, ақуыз (протеин) және нуклеин
қышқылдары, т. б. тек тірі жасушаларға ғана тән, олардың мелшері мына
кестеде берілген.
Су. Жасушадағы химиялық қосылыстардың ішінде су бірінші орын алады.
Жасуша салмағының 75%-ке жуығы судан тұрады; оның мөлшері жас жасушада —
95%, ескі жасушада 60% шамасында кездеседі. Тірі ағзадағы судың қасиеттері
оның молекуласының құрылымына байланысты. Судың молекуласындағы бір атом
өттегі екі атом сутегімен ковалентті берік байланыс құрайды. Су молекуласы
кеңістікте иіліп, бұрыш жасай орналаскан. Ортадағы оттегі атомы сутегінің
екі атомымен полюсті байланысқандықтан, оттегі сутегінің электрондарын
күшті тартатындығын суреттен айкын көруге болады. Су тіршіліктің көзі,
әсіресе жасушадағы зат айналым әрекеттерін жетілдіруде маңызды рөл
атқарады, оны мына қасиеттерінен көруге болады. Мысалы:
1. Су өзара (когезия) және басқа заттармен (адгезия) қосылуга икемді
келеді. Су молекулаларының беттік
керілу қасиеті олардың бір-бірімен сутектік байланыс арқылы
қосылуына негізделген. Судың полярлы молекулалары электр заряды келген
заттармен байланыса алады. Оның қылтүтік қасиеттерінің өзі осы
адгезиямен (өте ұсақ түтікшелер арқы. ағуымен) түсіндіріледі. Мысалы су
кішкене түтікшелер арқылы ағаштың тамырынан жапырактарына дейін көтеріледі.
2. Су — еріткіш. Баска сұйықтармен салыстырғанда заттар суда жақсы
ериді. Мүны тірі ағзадагы зат алмасуды реттеуде маңызы зор. Полярсыз
(гидрофобты) қосылыстар суда ерімейді немесе өте нашар ериді. Ондай
косылыстар мен судың арасында беттік бөліну қалыптасады, мүны күнделікті
түрмыстан — сүйық май мен судың арасындағы беттік бөлінуден көруге болады.
3. Судың жылуды өткізгіштік қасиеті жогары болады. Жылу өткізгіштік
— ол белтілі заттың бойымен жылудың таралу мүмкіндігі. Тірі ағзада жүріп
жатқан химиялык реакциялардың нәтижесінде бөлінетін жылудың белгілі бір
мөлшері (энергияның бір түрден екінші түрге айналу заңдылыгын еске
түсіріңдер) денедегі су арқылы біркелкі таралып және сыртқы ортаға
шығарылып отырады.
4. Су жоғары температурада қайнайды. Судың қайнау температурасы
жоғары болгандықтан, жер бетіндегі судың қайнап кетуі және сутектік
байланыстың үзілуі өте сирек кездеседі, ал мұның өзі тірі ағзалардын
қалыпты тіршілік етуін камтамасыз етеді.
5. Судың булануынан дене салқындайды. Судың булануына көп энергия
кететіндіктен, оның осы қасиеті көптеген тірі ағза денелерін салқындатуға
пайдаланылады. Мысалы, адам мен хайуанаттардың денесінің салқындауы терлеу
(булану) арқылы жүзеге асады.
6. Судық қату температурасының әсері. Егер судың кристалдары тірі
ағзалардын ұлпаларында пайда болса, онда олар тіршілігін жойган болар еді.
Бірак қысқы ұйқыга кететін кептеген жануарларда мұз кристалдарының пайда
болуына жол бермейтін табиғи антифриздер болады. Ал құстар мен
сүтқоректілердің температурасьгның жоғары болуы олардын тіршілігінің сергек
болуын камтамасыз етеді.
Сонымен, тірі ағзалардың тіршілігінде судың биологиялық маңызы өте зор.
Көптеген заттар суда ерігенде иондарға ыдырайды немесе диссоциацияланады.
Суда диссоциацияланған заттар катиондар және аниондар түрінде болады.
Диссоциация құбылысы туралы маглұматтарды химия пәнінен аласындар.
Тұздар. Жасушадағы ерітінді күйіндегі минералды тұздар аниондар мен
катиоңдарға диссоциацияланып, ондағы химиялык элементтер мөлшерін және
осмостық қысымын қалыпты деңгейде ұстап тұруға мүмкіндік береді. Катиондар
ішіндегі ең маңыздылары К+, Na+, Са2+, Mg2+. Жасушадагы және оның тіршілік
ортасындағы кейбір катиондардың каныкпасы бірдей емес. Мысалы, тірі
жасушадагы калий ионының каныкпасы едәуір жоғары, ал натрий ионы өте аз.
Керісінше, жасуша айналасындагы ортада мысалы, қан плазмасында, теңіз
суында калий ионы аз да, натрий ионы көп. Мұңдай арақатынас жасуша
жарғақшасының (мембранасының) таңдап өткізу қасиетіне тікелей байланысты
бола отырып, жасушаның тіршілігі барысында тұрақтылық сақталады. Жасуша
тіршілігі жойылған кезде бұл арақатынас та тез арада теңеседі. Жасуша мен
ағналадағы орта иондарының әр түрлі қанықпасының болуы ағза тіршілігі үшін
өте маңызды. Себебі жасушаға сыртқы ортадан судың енуі, сол сияқты
өсімдіктердің тамыр жүйесі арқылы топырақтан суды сіңіруі — осы заңдылыққа
сай жүретін әрекеттер.
Кейбір жеке элементтердің, мысалы Fe, Р, Mg, Co, Zn жетіспеуі нуклеин
қышқылдарының түзілуін, гемоглобиннің, т. б. тіршілікке қажетті ақуыздың
синтезделуін тоқтатып, ағзаны қауіпті ауруларға ұшыратады. Жасушаның
тіршілігі үшін НРО2-4, Н2 Р04-, СГ-, НСО- з аниондарының да маңызы зор. Бұл
аниондардың болуына байланысты тіршілік әрекетінің барысында қышқылдар мен
сілтілер үздіксіз түзіліп тұруына қарамастан, қалыпты жағдайда жасуша
реакциясы әлсіз сілтілі, бейтарап болады. Олай болса, бүл аниондар
жасушаның рН түрақтылығын анықтайды. Бейорганикалық заттар әр түрлі
қосылыстар түзе отырып, жасушада ерітінді күйінде де, қатты заттар күйінде
де кездеседі. Мысалы, азот қосылыстары ақуыздың, амин кышқылдарының және
нуклеин қышқылдары мен АТФ-тың құрамына кіреді. Фосфор қосылыстары
жасушадағы барлық жарғақша (мембрана) құрамдарына, нуклеин қышқылдары мен
АТФ-тың, ферменттердің, .үлпалардың құрамына кіреді. Кальций косылыстары
қан құрамына еніп, оның үю барысына, сондай-ақ сүйек ұлпасының,
бақалшақтың, қаңқаның, т. б. түзілуіне қатысады. Жасушаның құрамында
бейорганикалық заттармен қоса негізгі органикалық заттар молекуласының
болуы шарт.
КӨМІРСУЛАР ЖӘНЕ ЛИПИДТЕР
Жасушаның органикалық заттары. Тірі жасушаның құрамында өлі табиғатта
кездесетін көптеген органикалық қосылыстар болады. Ондай қосылыстарға:
көмірсулар, липидтер, ақуыздар, нуклеин қышқылдары және т. б. органикалык
қосылыстар жатады. Органикалык қосылыстар дегеніміз — құрамына көміртегі
немесе онық қосылыстары кіретін, сондай-ак. ауада және оттегінде жана
алатын заттар.
Тірі жасушадағы органикалык заттардың барлығы биополимерлерге жатады.
Полимер молекуласы карапайым заттардан құралады, оларды мономерлер деп
атайды. Егер "А" әрпі бар мономер болса, онда мынадай тізбектен: А-А-А-А-А-
А-А... А полимер молекуласы, яғни мыңдаған мономерлерден биополимер
молекуласы түзіледі. Ондай полимерлерге: крахмал, гликоген, жасунық
(клетчатка), акуыз, нуклеин қышқылдарын, т. б. жатқызуға болады.
Көміртегі. Су және ондагы еритін әр түрлі тұздар тіршілікке қажетті
химиялық өзгерістердің ортасы болып табылады. Тіршіліктің өзі — құрамында
негізгі элемент көміртегі болатын көптеген ірі молекулалардың өзара
әрекеттесуінің нәтижесі. Ертеде мұндай молекулалар тек тірі ағзаларда ғана
түзіледі деп есептелгендіктен, оларды органикалык заттар деп атаған. Тек
көміртегінің кейбір қосылыстары, мысалы, көміртегі (IV) оксиді, көмір
қышқылы және оның тұздары, т. б. бейорганикалық қосылыстарға жатады.
Еңді осы органикалык заттардың негізін құрайтын көміртегі атомдарының
өзара байланысына назар аударайык. Әрбір кеміртегі атомы төрт ковалентті
байланыс арқылы бір-бірімен косылып, ұзын тізбектер тұзумен қатар
тармақталған қысқа тізбектер де түзеді.
Кей жағдайда көміртегі атомдары өзара сакина тәрізденіп қосылады да,
тұйықталған қосылыстар түзеді.
Сондай-ақ бақшадағы топырақтын құрамын құнарландыратын бактерия
жасушасындағы биокатализатор — ақуыз болып табылады. Ең алдымен, ақуыз азық
ретінде қажет. Ол — біздің ағзамыз үшін қуат көзі, ал денсаулық ақуыздың
мөлшеріне тікелей байланысты. Ақуыздың тамақ құрамында жетіспеуі әр түрлі
ауруға әкеліп соқтырады. Денсаулық үшін сапалы ақуыз керек. Құрамында аса
құнды аминқышқылдары болатын ақуыздар сапалы ақуыз деп аталады. Өйткені
аминқышкылдарының бәрі адам денесінде синтезделмейді, оларды дайын күйінде
өсімдік және жануартекті азық-түліктерден қабылдайды. Қорыта келгенде,
ақуыздың кызметін былай топтастыруға болады:
1. Жасушадағы әр түрлі химиялық реакцияларды жүргізетін
биокатализаторлар — ферменттер.
2. Жасуша ішіндегі белгілі әрекеттерді реттеуге қатысатьш акуыз —
гормондар.
3. Жасушаны немесе ағзаны қорғайтын түрі.
4. Сапасы жогары қоректік түрі.
5. Улы қасиеті бар — токсиндер.
6. Заттың тасымалдануын қамтамасыз ету.
7. Бүлшыкеттің жиырылуын іске асыратын ақуыз.
8. ДНҚ-ның "әкімшілік" кызметін реттейтін және вирус қабықшасын құрайтын
түрлері болады.
Демек, тірщіліктің тірегі - ақуыз ,молекуласы екеніне жоғарыдагы
деректер толық дәлел бола алады.
НУКЛЕИН ҚЫШҚЫЛДАРЫ — ДНҚ
Акуыз молекуласы сияқты, ДНҚ молекуласы да биологиялық полимер. ДНҚ-
ның молекулалық салмағы 10 млн болады, кейбір жағдайда (акуыздың
биосинтезіне байланысты) 50—100 миллионға дейін жетеді. ДНҚ полимерінің
мономерлерінің рөлін комплементтік негізіне сәйкес бірінен кейін бірі
орналасатын нуклеотидтер атқарады.
Нуклеин қышқылдары ең алғаш жасушанын ядросынан табылды, ол латынша
"нуклеус"— ядро деген мағынаны білдіреді. Сондыктан нуклеин қышқылдары деп
аталған.
Нуклеин қышқылдарының екі түрі бар: дезоксирибонуклеин "ДНҚ" және
рибонуклеин кышкылдары "РНҚ".
ДНҚ-ның құрылымы, саны және қасиеттері. ДНҚ-ның құрылымын зерттеген
көптеген тәжірибелердің нәтижесінде, қырқыншы жылдардың аягында
төмендегідей мәліметтер белгілі болды:
1) ДНҚ 4 нуклеотидтен (аденин, гуанин, цитозин, тимин) тұрады 6. Олардың
алдыңгы екеуі екі, ал қалгандары бір сақинадан құралған. Әр нуклеотид
бесбұрышты қантпен коваленттік байланыс арқылы қосылған фосфат тобы мен
азоттық негізден тұрады 7.
2) нуклеотидтер бір-бірімен қант және фосфор тобымен ковалентті байланыс
арқылы қосылған. Осы фосфор тобы мен қанттың қалдыгынан тұратын ұзын
шиыршықты молекуланы қант-фосфорлы тұлғасы дейді.
3) Э. Чаргафф анықтаган ДНҚ-ның барлық молекуласындағы адениннің (А)
саны тиминмен (Т) бірдей, ал гуаниндікі (Г) цитозинмен (Ц) тең; оны қысқаша
былай белгілейді — А=Т, Г=Ц аденин мен тимин екі сутектік байланыспен, ал
гуанин мен цитозин үш сутектік байсаныс арқылы қосылыс түгіледі.
4) ДНҚ-ның молекуласы шиыршық (оралма) болып оралған. Оның негіздері
шиыршыққа тік бұрышпен орналасады. Оны ең алғаш Р. Франклин түсірген
рентгенограммадан көруге болады Рентгенограмманың көмегімен қант-фосфорлы
тұлғаның шиыршықтың сыртқы жағында, ал негізі іште екенін және шиыршықтың
бір орамында он нуклеотид болатыны анықталды.
Р. Франклин ашқан деректердің ДНҚ-ның құрамын анықтауда маңызы зор болды,
бірак екі сүрақ жауапсыз калды: ДНҚ-ның молекуласы қанша жіпшеден тұрады
және олар қалай байланысқан? Бұл сұрақтың жауабына негіз болған 1953 жылы
Ж. Уотсон мен Ф. Крик ұсынған ДНҚ-ның құрылымы еді. Олар ұсынған құрылымды
ДНҚ молекуласы екі жіпшеден немесе тізбектен түратындығын 9-суреттен байқау
қиын емес. Бұл жердегі жіпшелердің орнында осы тізбектердің кант-фосфатты
тұлғасы тұрады да, ал баспалдақтың рөлін негіздер атқарады. Әрбір баспалдақ
екі негізден тұрса, олардың біреуі екі, ал екіншісі бір сақинадан тұрады.
Енді ДНҚ-ның қосарлы сақинасынын қалай түзілетіңдігін қарастырайық. 8-
суретте ДНҚ-ның қосарлы сақинасынын шағын бөлігі бейнеленген. Мұнда бір
тізбектің азотты негіздері екінші тізбектің азотты негіздерімен сутектік
байланыс аркылы әзара жакын орналасқан.
Сутектік байланыстың түзілуінің өзі азотты негіздердін, ете жақын
түйісуінің нәтижесі деп түсінген дұрыс.
Түйісетін нуклеотидтер белгілі бір заңдылықка бағынады, aтап айтқанда;
бір тізбекте А орналасса, екінші тізбекте оның қарсысында Т орналасады,
яғни А-ға Т комплементті, ал Г-ге Ц комплементті болып орналасады.
Нуклеотидтердің осылай комплементке сай орналасуының нәтижесінде,
біріншіден, қосарлы сакинаның бүкіл ұзына бойындағы тізбектердің ара
қашықтығы бірдей болады, екіншіден, қарама-қарсы орналасқан негіздердің
арасы сутектік байланыстар арқылы қосылады. Мәселен Г мен Ц үш сутектік
байланыс, ал А мен Т арасындағы екі сутектік байланыс түзіледі. Неғұрлым
сутектік байланыс көп болса ДНҚ жіпшелері берік болады және оның молекуласы
тұрақты болып, козғалгыштыгы сақталатындығы дәлелденді.
Қорыта келе, Ж. Уотсон мен Ф. Крик ашқан ДНҚ молекуласы құрылымының
дұрыстығы эксперимент жүзінде толық дәлелденіп, молекулалық биология мен
генетиканың дамуына зор ықпалын тигізді.
ДНҚ-ның екі еселенуі. Жасуша бөлінер алдында ДНҚ екі еселенеді, яғни
жаңа жасушадағы генетикалық ақпарат "ескімен" бірдей болады. Қос тізбектегі
негіздер бірдей болғандықтан, кез келген жұп өзінің қарсы (екінші) жағының
қалыптасуына ақпарат береді. Мысалы: бір тізбек А — Т — А — Г — Ц — А
болса, оның қарсысында Т — А — Т — Ц — Г — Т. Олар нуклеотидтердің
комплементтік негізіне сәйкес келеді. ДНҚ-ның екі еселенуінің жолын 1958 ж.
М. Н. Мейсельсон мен Ф. Сталь дәлелдеді. Алғашқыда олар үш түрлі болжам
ұсынды:
1. Сақтала екі еселену. Жаңа тізбекте молекула пайда болу үшін
алдыңғы ДНҚ-ның қос оралымының қалпы (матрица) негіз болады. Жаңа жасушаның
біреуі бұрынғы ДНҚ-ның молекуласын алса, ал екіншісі жаңадан синтезделген
молекуласын алады.
2. Жартылай сақтала екі еселену. Азотты негіздер арасындағы әлсіз
сутектік байланыстары үзілген соң негіздер ыдырап, ДНҚ-ның молекуласының
қос тізбегі ашылған сырма сияқты екі жаққа кетеді. Бөлінген әрбір тізбек
болашакта пайда болатын тізбекке қалып қызметін атқарады. "Жаңа" және "ескі
тізбектер сутектік байланыстар арқылы қосылады. Яғни жаңа жасушада "жаңа"
және "ескі" тізбектерден тұратын ДНҚ молекулалары түзіледі.
3. Бытыраңқы екі еселену. ДНҚ қысқа бөлшектерге ыдырап, жаңадан пайда
болатын қос тізбектің негізін қалайды. Одан кейін ДНҚ белгісіз жолмен екі
еселенеді.
Өте көңіл аударарлық және қарапайым тәжірибелердің көмегімен екінші
болжамның дұрыс екені дәлелденді. Мейсельсон мен Сталь "бұрынғы" және
"жаңа" пайда болатын ДНҚ-ны айыру үшін, азоттың екі изотопын (N14 кәдімгі
азот және N15 атомында қосымша нейтрон бар ауыр изотопты азот)
пайдаланып бактерияларды арнайы қоректік ортада ұстап, бірнеше
қайталанып жасалган тәжірибенің нәтижесінде ДНҚ-ның жартылай кертартпа
жолымен екі еселенетінін дәлелдеді.
ДНҚ-ның осы жолмен екі еселенуі соңынан эукариоттарда
дәлелденді. ДНҚ-ның екі еселенуі үшін оның қос тізбегі ыдырайды.
Оның ыдырауына арнаулы ферменттер көмектеседі. Қос тізбектің ыдырауы
олардың арасындағы сутектік байланыстардың үзілуінің нәтижесінде жүзеге
асады. Сутектік байланыстардың үзілуі ДНҚ молекуласының бір ұшынан
басталып, екінші ұшында аяқталады 10. ДНҚ молекуласы екі
тізбекке ажырағаннан кейін сол тізбектердің қарама-карсысында
жана тізбектің полинуклеотидтері синтезделеді. Синтездел\ген ДНҚ
молекуласының екі еселенуі немесе редупликациялануы Уотсон мен Криктің
болжамына сәйкес келетінін эксперимент жүргізген ғалымдар
дәлелдеді. Биохимиктер ДҢҚ редупликатына катысатын ерекше ферменттер бөліп
алды. Бұл ферментті ДНҚ полимераза деп атады. Осы ашқан жаңалығы үшін
американ ғалымы Артур Корнберг Нобель сыйлығының лауреаты атанды.
1968 жылы жапон ғалымы Р. Оказакидің зерттеулерінде жаңа жіпшелердің
(тізбектердің) синтезделуі үзінді арқылы реттелетіні дәлелденді.
Синтезделген ДНҚ молекуласының үзінділерін "үзінді ертегісі" деп атады. Ол
үзінділерден қалайша бірігіп бүтін тізбек пайда болады? Бұл сұрақтың жауабы
американдық ғалымдар Ричардсон мен Вейстің ашқан жаңалыктары арқылы
дәлелденді. Ол жаңа үзіндіні ағылшынша лигаза (ligaza) — жабыстырушы
(жалғастырушы) ферменті деп атады. Лигаза ферменттерінің қасиетін зерттеу
нәтижесінде ол ферменттің жаңа синтезделген ДНҚ-ның "үзінді ертегілерін"
бір-бірімен біріктіретіні, яғни оларды бірімен-бірін жалғап, бүтін бір
тізбек жасайтыны дәлелденді.
Нуклеин қышқылдарының биологиялық рөлі. Біз нуклеин қышқылдарының
құрылысы мен жасуша тіршілігіндегі манызын білудің барысында, өмірдің
негізгі құпиясы осы ДНҚ-ға байланысты екеніне көз жеткіздік. Дүниеге келген
жас сәбидің дене қүұрылысы мен кылықтары ата-анасына ұксайды. Сонымен қатар
әрбір адамның ешкімге ұқсамайтын өзіне тән ерекше қасиеттері бар. Осы
касиеттердің түқым куалауы, қалыпты өсуі мен дамуы зат алмасуы сиякты
маңызды құбылыстар қалай жүреді? Генетикалық ақпарат, міне, осы тәрізді
және баска көптеген сұрактарга жауап береді. Жас ағза генетикалық ақпаратты
анасы мен атасынан алады. Жоғарыда атап өтілгендей, ағзаның белгілерінің
(шаш пен көздің реңі, өсу, т. б.) қалыптасуы гендерге байланысты болады.
Генетикалық ақпарат гендердің әр түрлі комбинациялануынан тұратындықтан,
ағзалардың белгілері мен қасиеттері бірдей болмайды. Ағзанын калыптасуыша
сыртқы ортанын да әсері болады. Тендер немесе ДНҚ тірі табиғат материясының
негізгі тасушысы болып табылады. Ақуыз молекуласы синтезделетін жерге ДНҚ-
ның ақпаратын жеткізуде ДНҚ-ның рөлі зор.
РИБОНУКЛЕИН ҚЫШҚЫЛЫ РНҚ
РНҚ молекуласының құрылымы. ДНҚ мен РНҚ бірдей мономерлі тізбек —
нуклеотидтерден тұрады, сонымен қатар олардын арасында төмендегідей
айырмашылықтар бар:
1. Олардың молекуласындағы қанттардың құрамы әр түрлі. РНҚ рибозадан
құралған, сондықтан рибонуклеин қышқылы деп аталады, ал ДНҚ-ның құрамы
көмірсудың дезоксирибозасынан тұратындықтан, дезоксирибонуклеин қышқылы ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
ЖАСУША ТЕОРИЯСЫ
Цитология — жасуша туралы ғылым. Жасушаны зерттейтін ғылымды цитология
деп атайды. (грекше. "цитос"— жасуша, "логос"— ғылым). Цитология ғылымы бір
жасушалы, көп жасушалы ағалар жасушасының құрылысын, құрамын және қызметін
зерттейді. Ал жасуша бүкіл тірі денелердің ең қарапайым құрылысын, қызметін
және дамуын сипаттайды. Сондықтан да цитологияның зерттейтін құбылыстары
мен заңдылықтары цитология, тәнтану, эмбриология, физиология, генетика,
биохимия, молекулалық биология, және т.б. ғылым негіздерінің қалануына жол
ашты.
Цитология бөлімі — цитохимия пәні жасушаның химиялык құрамының
құрылысын, олардың түзілуін, жасушадағы таралуы мен белсенділігін және оның
қызметінің өзгеруіне байланысты химиялық қосылыстардың өзгеріп отыруын
зерттейді. Цитохимияның негізгі жетістіктерінің бірі — нуклеин
қышқылдарының ақуыз молекуласын синтездеудегі генетикалық рөлін анықтау.
Жасушаның белсенді қызметіне байланысты ақуыздың өзгеріске ұшырау
себептерін және олардың зат айналымындағы рөлін зерттеу де цитохимияның
үлесіне тиеді.
Бұдан біз цитология ғылымының көп саланы қамтитынын байқаймыз. Өзінің
даму бағытында цитология тек биологиямен ғана емес, сонымен қатар медицина,
ауылшаруашылык, химия, физика, математика және т. б. ғылымдармен де тығыз
байланысты. Бұл ғылымдардың жетістіктері мен әдістері цитологиялық
зерттеулерде кең көлемде қолданылады. Сондай-ақ цитологияның жетістіктері
көптеген ғылымның негізін салуда маңызды рөл атқарады.
Ч. Дарвиннің эволюциялық теориясының жасалуы алдында ағзаның жасушалы
құрылысты екендігі туралы өте маңызды жаңалық ашылған болатын. Осы ашылған
жаналық органикалық дүние бірлігінің өте нанымды дәлелінің бірі болды.
Осындай дәлелді өсімдіктер мен жануарлардың жасуша құрылымының ұқсастық-
тарынан да көруге болады.
Жасуша теориясының ашылуы. Жасуша теориясы дегеніміз — тіршшіктің
негізін құрайтын жасушалардың құрылымы, көоеюі және көпжасушалы агзаларды
қалыптастырудагы қызметі туралы жинақталган үгым. Жасуша теориясының даму
тарихы 300 созылды. Оны зерттеуде әр түрлі оптикалық әдістердің дамуы
микроскоптың жетілдірілуіне негізделді. Алғашқы микроскопты XVII ғасырда
агылшын физигі Роберт Гук (1635—1703 ж. ) жасаған. Ол микроскоппен 1662
жылдан бастап түрлі объектілерді: тыгын шұрықтарын (пораларын), кымыздық,
қамыс және басқалардын ішкі қуыстарын көрді.
Гуктің микроскопы қаралатын затты жүз еседен астам ғана үлкейтіп
көрсететін болған. Роберт Гук есімдіктерді микроскоп аркылы қарап отырып,
олардың ұлпаларынан ара ұясы тәрізденген құрылысты тапқан. Ол осы ұяларды
грек сөзімен "целлюлла" — 'жасуша" деп атады. Бұл жерде Р. Гук
тіршілігін жойған жасушалардың ұяшығын ғана көрген еді.
XVII ғасырдың 70-жылдарынан бастап голландық Антони Ван Левенгук
объектіні үш есе үлкейтетін микроскоп жасап, оның көмегімен судагы бір
жасушалы ағза — кірпікшелікке бісшені тұңғыш рет көрді.
Тірі жасушаны алғаш рет 1839 жылы чех ғалымы Ян Пуркинье керген еді.
Ол жасушаның ішіндегі сұйықты протоплазма немесе алғашкы плазма деп атады.
Қазір протоплазма тек тарихи дерек ретінде ғана пайдаланылады, оны ғылыми
тілде цитоплазма дейді. Протоплазма дегеніміз — жасуша ішіндегі сұйықтық
пен ядро.
Роберт Браун жасуша протоплазмасының тұрақты бөлігі — ядроны ашты. XIX
ғасырдың басында жануарлар мен өсімдіктердің жасушалары кеңінен зерттеліп,
олардан алынған маглүматтар 1838—39 жж. ботаник Маттиас Шлейден мен зоолог
Теодор Шваннга жасушалардың құрылысы туралы ортақ қорытынды жасауга
мүмкіндік берді. Олардың тұжырымдауы бойынша, өсімдіктер мен жануарлар
жасушаларының құрылыстары өте ұқсас және тіршіліктің дербес иесі екендігі,
тірі ағзаның ең үсақ бірлігі, сонымен катар жасушасыз тіршілік
болмайтындығы туралы ғылымга дұрыс түсінік берді. Осыдан кейін жасушаның
тіршілік үшін маңыздылыгы терең және жан-жақты зерттеле бастады. Мәселен,
1858 жылы Рудольф Вихров әрбір жасуша өзіндей жасушаның бөлінуі арқылы
пайда болатынын анықтады. Карл Бэр сүтқоректілердің жұмыртқа жасушасын
ашып, көп жасушалардың дамуы бір жасушадан басталатынын және аталық
сперматозоид пен аналық жұмыртқа қосылғанда, зигота түзетінін анықтады. К.
Бэрдін бұл жаңалыгы жасушалардың ағза дамуындагы маңызын дәлелдеді. Тірі
ағзалар жасушаларының химиялық құрамы мен зат алмасуынын ұксастығының
ашылуы жасуша теориясын дамытып, барлык органикалық әлемнің шығу тегі мен
эволюциялық даму-ынын бірыңғай екенін дәлелдей түсті.
Сонымен жасуша теориясының негізгі қағидалары төмендегідей: 1) жасуша
— барлық тірі ағзалардың ең кіші негізгі өлшемі; 2) әр түрлі ағза
жасушаларының құрылысы, химиялық құрамы, зат алмасуы және негізгі тіршілік
әрекеттері ұқсас; 3) жасушалар бастапқы (аналық) жасушаларының бөлінуі
арқылы пайда болады. Атқаратын қызметі мен құрылысына қарай жасушалардың
пішіні алуан түрлі болып келеді
Ағзалар жасушаларынын құрылысына карай екі топқа бөлінеді. Оның бір
тобына қрылысы өте қарапайым болып келетін бакте-риялар мен көк-жасыл
балдырлар жатады. Олардың толық қалыптасқан ядросы болмайды, бұларды
прокариоттар деп атайды. Ағзалардың екінші тобында ядро және арнаулы қызмет
атқаратын органоидтары болады. Мұндай ағзаларды эукариоттар деп атайды.
Эукариоттарға бір жасушалы жасыл балдырлар, қарапайымдар, жоғары дәрежелі
гүлді өсімдіктер және сүтқоректі хайуанаттар, т. б. жатады.
Ал вирустар — тіршіліктің жасушасыз ерекше пішіні. Қорыта келгенде,
жасуша теориясы "жасушаның" барлық тірі ағзалар құрылымының бірлігі екенін,
жануарлар мен есімдіктер жасушаларының өзара ұксас екенін толық дәлелдейді.
Бұл ұқсастық бүкіл тірі ағзалардың шығу тегінің бір екенін айқындай түсті.
Жасуша теориясы тіршілікті материалистік тұрғыдан түсіндіруге, ағзалар
арасындағы эволюциялык байланысты ашуга негіз болды.
Микроскоп. Жасушалардың мембранасына, ядросына және цитоплазмасының
құрамына кіретін молекулалар мен органоидтарды жарық немесе электрондық
микроскоп арқылы көруге болады. Жарык арқылы көрсететін микроскоп
зерттейтін заттарды 100 — 3000 есеге дейін үлкейтіп көрсетеді, ал
жетілдірілген окулярды қолданып, зерттелетін объектіні экранға түсіргенде
оны 100 мың есеге дейін үлкейтуге болады.
Жарық арқылы көрсететін микроскоп. Жарық сәулесін қолданғанда
үлкендігі 200—350 нм объекті көрінеді, ал ультра-күлгін сәулені
пайдаланып, оның үлкейту мүмкіндігін 130—140 нм-ге дейін жеткізуге болады.
Зерттелетін заттарды өздеріне тән түске бояғанда микроскоп арқылы жаксы,
анық көрінеді. Электрондық микроскоптың шығуы жасушаның құрылысын
молекулалық деңгейде зерттеудің жаңа дәуірін бастады.
Электрондық микроскопта жарықтың орнына тез қозғалатын электрондар ағыны
пайдаланылып, жарық арқылы көрсететін микроскоптағы шыны линзалары
электромагнит өрістерімен алмастырылған. Өте тез қозғалатын электрондар
әуелі зерттелетін затқа шогырланып, одан кейін оны экранда бейнелейді. Осы
әдіспен экрандағы суретті бақылауға немесе суретке түсіріп алуға болады.
Электрондық микроскоппен зерттелетін биологиялық объектілер күрделі
өңдеуден өтеді.
Биологияның арнаулы саласы — биохимия жасушаның химиялық құрамын
молекулалық деңгейде зерттеу үшін центрифуга деп аталатын күрделі құралды
пайдаланады. Ол өте жылдам (минутына бірнеше мыңдаған айналым жасайтын)
айналып, жасушаның құрылымдық бөліктерін бір-бірінен беліп алады, себебі
оның бөліктерінің тығыздықтары әр түрлі болады. Жасушаның аса нәзік
құрылысы мен қызметін зерттеу тек цитологтардың, биохимиктердің,
физиологтардың, генетиктер мен биофизиктердің күш-жігерін ұштастырудың
нәтижесінде ғана мүмкін екені өзінен-өзі түсінікті. Жасуша теориясы
негізінің қалануы және жетілдірілген техникалык құралдардың шығуы жасушаның
құрылысы мен химиялык құрамын, аткаратын кызметін зерттеуге кең
жол ашты.
Тіршілік иелерінің химиялық құрылысы. Жасушадағы бейорганикалық және
органикалық заттар.
Жасушаның атомдық және молекулалық құрамы. Табиғатта кездесетін 92 химиялық
элементтің 24-і ағза жасушаларының құрамында болады. Олар жасудағы
мөлшеріне қарай үш топқа бөлінеді: 1. Органикалық қосылыстардың құрамына
кіретін негізгі элементтер. Олардың жасуша құрамындағы үлесі 99%; 2. Ион
түрінде кездесетін элементтер. Олардың жасушадағы жалпы мөлшері 1%
шамасында; 3. Жасушада өте аз мөлшерде кездесетін (0,01 % - тен кем)
микроэлементтер. Жасушада кездесетін элементтер 1- кестеде берілген.
Осы кестеде берілген элементтердің құрамы барлық жануарлар жасушасында
бірдей болады, ал өсімдіктер мен ұсақ ағза жасушаларында баскаша. Тірі
ағзадагы химиялық элементтердің зат айналым әрекетіңдегі маңызы соншалық,
егер микроэлементтер жетіспесе, ағза ауруға ұшырайды. Мәселен, жасушадағы
иодтың мөлшері 0,01 % болуы қажет. Егер тағамның құрамында иод жетіспесе,
бала бойының өсуі тежеледі. Егер тағамның құрамында мыстың мөлшері
жетіспесе, мал жаппай ауруга ұшырайды. Сонымен қатар, химиялык
элементтердің тірі ағзалардагы үлесі жер бетіндегі таралуынан мүлдем
өзгеше, оны 2-кестедегі мәліметтерден көруге болады.
Тірі ағза жасушасында (клеткасында) кездесетін сутегі, оттегі,
көміртегі және азоттың үлесі 99% -ке дейін жетеді. Осылардың үшеуінің
(сутегі, көміртегі, азот) жер бетіндегі жалпы үлесі 1%-тен кем
болады.Сонымен қатар, адам
ағзасында болатын он элементтің сегізі теңіз суында кездеседі. Бұдан
төмендегідей болжам жасауға болады.
1. Оттегі, сутегі, көміртегі және азоты бар химиялық қосылыстардан
тірі материяның негізі қаланған. 2. Алғашқы тірі ағзалар бейорғаникалық
қосылыстардың негізіңде теңіз суында пайда болып дамығандығын көруге
болады.
Жасушаның молекулалық құрылымы күрделі және әрқилы болады. Кейбір
қосылыстар, мысалы, су және минералды түздар өлі табиғатта да кездеседі, ал
органикалық қосылыстар: көмірсу, ли-пид, ақуыз (протеин) және нуклеин
қышқылдары, т. б. тек тірі жасушаларға ғана тән, олардың мелшері мына
кестеде берілген.
Су. Жасушадағы химиялық қосылыстардың ішінде су бірінші орын алады.
Жасуша салмағының 75%-ке жуығы судан тұрады; оның мөлшері жас жасушада —
95%, ескі жасушада 60% шамасында кездеседі. Тірі ағзадағы судың қасиеттері
оның молекуласының құрылымына байланысты. Судың молекуласындағы бір атом
өттегі екі атом сутегімен ковалентті берік байланыс құрайды. Су молекуласы
кеңістікте иіліп, бұрыш жасай орналаскан. Ортадағы оттегі атомы сутегінің
екі атомымен полюсті байланысқандықтан, оттегі сутегінің электрондарын
күшті тартатындығын суреттен айкын көруге болады. Су тіршіліктің көзі,
әсіресе жасушадағы зат айналым әрекеттерін жетілдіруде маңызды рөл
атқарады, оны мына қасиеттерінен көруге болады. Мысалы:
1. Су өзара (когезия) және басқа заттармен (адгезия) қосылуга икемді
келеді. Су молекулаларының беттік
керілу қасиеті олардың бір-бірімен сутектік байланыс арқылы
қосылуына негізделген. Судың полярлы молекулалары электр заряды келген
заттармен байланыса алады. Оның қылтүтік қасиеттерінің өзі осы
адгезиямен (өте ұсақ түтікшелер арқы. ағуымен) түсіндіріледі. Мысалы су
кішкене түтікшелер арқылы ағаштың тамырынан жапырактарына дейін көтеріледі.
2. Су — еріткіш. Баска сұйықтармен салыстырғанда заттар суда жақсы
ериді. Мүны тірі ағзадагы зат алмасуды реттеуде маңызы зор. Полярсыз
(гидрофобты) қосылыстар суда ерімейді немесе өте нашар ериді. Ондай
косылыстар мен судың арасында беттік бөліну қалыптасады, мүны күнделікті
түрмыстан — сүйық май мен судың арасындағы беттік бөлінуден көруге болады.
3. Судың жылуды өткізгіштік қасиеті жогары болады. Жылу өткізгіштік
— ол белтілі заттың бойымен жылудың таралу мүмкіндігі. Тірі ағзада жүріп
жатқан химиялык реакциялардың нәтижесінде бөлінетін жылудың белгілі бір
мөлшері (энергияның бір түрден екінші түрге айналу заңдылыгын еске
түсіріңдер) денедегі су арқылы біркелкі таралып және сыртқы ортаға
шығарылып отырады.
4. Су жоғары температурада қайнайды. Судың қайнау температурасы
жоғары болгандықтан, жер бетіндегі судың қайнап кетуі және сутектік
байланыстың үзілуі өте сирек кездеседі, ал мұның өзі тірі ағзалардын
қалыпты тіршілік етуін камтамасыз етеді.
5. Судың булануынан дене салқындайды. Судың булануына көп энергия
кететіндіктен, оның осы қасиеті көптеген тірі ағза денелерін салқындатуға
пайдаланылады. Мысалы, адам мен хайуанаттардың денесінің салқындауы терлеу
(булану) арқылы жүзеге асады.
6. Судық қату температурасының әсері. Егер судың кристалдары тірі
ағзалардын ұлпаларында пайда болса, онда олар тіршілігін жойган болар еді.
Бірак қысқы ұйқыга кететін кептеген жануарларда мұз кристалдарының пайда
болуына жол бермейтін табиғи антифриздер болады. Ал құстар мен
сүтқоректілердің температурасьгның жоғары болуы олардын тіршілігінің сергек
болуын камтамасыз етеді.
Сонымен, тірі ағзалардың тіршілігінде судың биологиялық маңызы өте зор.
Көптеген заттар суда ерігенде иондарға ыдырайды немесе диссоциацияланады.
Суда диссоциацияланған заттар катиондар және аниондар түрінде болады.
Диссоциация құбылысы туралы маглұматтарды химия пәнінен аласындар.
Тұздар. Жасушадағы ерітінді күйіндегі минералды тұздар аниондар мен
катиоңдарға диссоциацияланып, ондағы химиялык элементтер мөлшерін және
осмостық қысымын қалыпты деңгейде ұстап тұруға мүмкіндік береді. Катиондар
ішіндегі ең маңыздылары К+, Na+, Са2+, Mg2+. Жасушадагы және оның тіршілік
ортасындағы кейбір катиондардың каныкпасы бірдей емес. Мысалы, тірі
жасушадагы калий ионының каныкпасы едәуір жоғары, ал натрий ионы өте аз.
Керісінше, жасуша айналасындагы ортада мысалы, қан плазмасында, теңіз
суында калий ионы аз да, натрий ионы көп. Мұңдай арақатынас жасуша
жарғақшасының (мембранасының) таңдап өткізу қасиетіне тікелей байланысты
бола отырып, жасушаның тіршілігі барысында тұрақтылық сақталады. Жасуша
тіршілігі жойылған кезде бұл арақатынас та тез арада теңеседі. Жасуша мен
ағналадағы орта иондарының әр түрлі қанықпасының болуы ағза тіршілігі үшін
өте маңызды. Себебі жасушаға сыртқы ортадан судың енуі, сол сияқты
өсімдіктердің тамыр жүйесі арқылы топырақтан суды сіңіруі — осы заңдылыққа
сай жүретін әрекеттер.
Кейбір жеке элементтердің, мысалы Fe, Р, Mg, Co, Zn жетіспеуі нуклеин
қышқылдарының түзілуін, гемоглобиннің, т. б. тіршілікке қажетті ақуыздың
синтезделуін тоқтатып, ағзаны қауіпті ауруларға ұшыратады. Жасушаның
тіршілігі үшін НРО2-4, Н2 Р04-, СГ-, НСО- з аниондарының да маңызы зор. Бұл
аниондардың болуына байланысты тіршілік әрекетінің барысында қышқылдар мен
сілтілер үздіксіз түзіліп тұруына қарамастан, қалыпты жағдайда жасуша
реакциясы әлсіз сілтілі, бейтарап болады. Олай болса, бүл аниондар
жасушаның рН түрақтылығын анықтайды. Бейорганикалық заттар әр түрлі
қосылыстар түзе отырып, жасушада ерітінді күйінде де, қатты заттар күйінде
де кездеседі. Мысалы, азот қосылыстары ақуыздың, амин кышқылдарының және
нуклеин қышқылдары мен АТФ-тың құрамына кіреді. Фосфор қосылыстары
жасушадағы барлық жарғақша (мембрана) құрамдарына, нуклеин қышқылдары мен
АТФ-тың, ферменттердің, .үлпалардың құрамына кіреді. Кальций косылыстары
қан құрамына еніп, оның үю барысына, сондай-ақ сүйек ұлпасының,
бақалшақтың, қаңқаның, т. б. түзілуіне қатысады. Жасушаның құрамында
бейорганикалық заттармен қоса негізгі органикалық заттар молекуласының
болуы шарт.
КӨМІРСУЛАР ЖӘНЕ ЛИПИДТЕР
Жасушаның органикалық заттары. Тірі жасушаның құрамында өлі табиғатта
кездесетін көптеген органикалық қосылыстар болады. Ондай қосылыстарға:
көмірсулар, липидтер, ақуыздар, нуклеин қышқылдары және т. б. органикалык
қосылыстар жатады. Органикалык қосылыстар дегеніміз — құрамына көміртегі
немесе онық қосылыстары кіретін, сондай-ак. ауада және оттегінде жана
алатын заттар.
Тірі жасушадағы органикалык заттардың барлығы биополимерлерге жатады.
Полимер молекуласы карапайым заттардан құралады, оларды мономерлер деп
атайды. Егер "А" әрпі бар мономер болса, онда мынадай тізбектен: А-А-А-А-А-
А-А... А полимер молекуласы, яғни мыңдаған мономерлерден биополимер
молекуласы түзіледі. Ондай полимерлерге: крахмал, гликоген, жасунық
(клетчатка), акуыз, нуклеин қышқылдарын, т. б. жатқызуға болады.
Көміртегі. Су және ондагы еритін әр түрлі тұздар тіршілікке қажетті
химиялық өзгерістердің ортасы болып табылады. Тіршіліктің өзі — құрамында
негізгі элемент көміртегі болатын көптеген ірі молекулалардың өзара
әрекеттесуінің нәтижесі. Ертеде мұндай молекулалар тек тірі ағзаларда ғана
түзіледі деп есептелгендіктен, оларды органикалык заттар деп атаған. Тек
көміртегінің кейбір қосылыстары, мысалы, көміртегі (IV) оксиді, көмір
қышқылы және оның тұздары, т. б. бейорганикалық қосылыстарға жатады.
Еңді осы органикалык заттардың негізін құрайтын көміртегі атомдарының
өзара байланысына назар аударайык. Әрбір кеміртегі атомы төрт ковалентті
байланыс арқылы бір-бірімен косылып, ұзын тізбектер тұзумен қатар
тармақталған қысқа тізбектер де түзеді.
Кей жағдайда көміртегі атомдары өзара сакина тәрізденіп қосылады да,
тұйықталған қосылыстар түзеді.
Сондай-ақ бақшадағы топырақтын құрамын құнарландыратын бактерия
жасушасындағы биокатализатор — ақуыз болып табылады. Ең алдымен, ақуыз азық
ретінде қажет. Ол — біздің ағзамыз үшін қуат көзі, ал денсаулық ақуыздың
мөлшеріне тікелей байланысты. Ақуыздың тамақ құрамында жетіспеуі әр түрлі
ауруға әкеліп соқтырады. Денсаулық үшін сапалы ақуыз керек. Құрамында аса
құнды аминқышқылдары болатын ақуыздар сапалы ақуыз деп аталады. Өйткені
аминқышкылдарының бәрі адам денесінде синтезделмейді, оларды дайын күйінде
өсімдік және жануартекті азық-түліктерден қабылдайды. Қорыта келгенде,
ақуыздың кызметін былай топтастыруға болады:
1. Жасушадағы әр түрлі химиялық реакцияларды жүргізетін
биокатализаторлар — ферменттер.
2. Жасуша ішіндегі белгілі әрекеттерді реттеуге қатысатьш акуыз —
гормондар.
3. Жасушаны немесе ағзаны қорғайтын түрі.
4. Сапасы жогары қоректік түрі.
5. Улы қасиеті бар — токсиндер.
6. Заттың тасымалдануын қамтамасыз ету.
7. Бүлшыкеттің жиырылуын іске асыратын ақуыз.
8. ДНҚ-ның "әкімшілік" кызметін реттейтін және вирус қабықшасын құрайтын
түрлері болады.
Демек, тірщіліктің тірегі - ақуыз ,молекуласы екеніне жоғарыдагы
деректер толық дәлел бола алады.
НУКЛЕИН ҚЫШҚЫЛДАРЫ — ДНҚ
Акуыз молекуласы сияқты, ДНҚ молекуласы да биологиялық полимер. ДНҚ-
ның молекулалық салмағы 10 млн болады, кейбір жағдайда (акуыздың
биосинтезіне байланысты) 50—100 миллионға дейін жетеді. ДНҚ полимерінің
мономерлерінің рөлін комплементтік негізіне сәйкес бірінен кейін бірі
орналасатын нуклеотидтер атқарады.
Нуклеин қышқылдары ең алғаш жасушанын ядросынан табылды, ол латынша
"нуклеус"— ядро деген мағынаны білдіреді. Сондыктан нуклеин қышқылдары деп
аталған.
Нуклеин қышқылдарының екі түрі бар: дезоксирибонуклеин "ДНҚ" және
рибонуклеин кышкылдары "РНҚ".
ДНҚ-ның құрылымы, саны және қасиеттері. ДНҚ-ның құрылымын зерттеген
көптеген тәжірибелердің нәтижесінде, қырқыншы жылдардың аягында
төмендегідей мәліметтер белгілі болды:
1) ДНҚ 4 нуклеотидтен (аденин, гуанин, цитозин, тимин) тұрады 6. Олардың
алдыңгы екеуі екі, ал қалгандары бір сақинадан құралған. Әр нуклеотид
бесбұрышты қантпен коваленттік байланыс арқылы қосылған фосфат тобы мен
азоттық негізден тұрады 7.
2) нуклеотидтер бір-бірімен қант және фосфор тобымен ковалентті байланыс
арқылы қосылған. Осы фосфор тобы мен қанттың қалдыгынан тұратын ұзын
шиыршықты молекуланы қант-фосфорлы тұлғасы дейді.
3) Э. Чаргафф анықтаган ДНҚ-ның барлық молекуласындағы адениннің (А)
саны тиминмен (Т) бірдей, ал гуаниндікі (Г) цитозинмен (Ц) тең; оны қысқаша
былай белгілейді — А=Т, Г=Ц аденин мен тимин екі сутектік байланыспен, ал
гуанин мен цитозин үш сутектік байсаныс арқылы қосылыс түгіледі.
4) ДНҚ-ның молекуласы шиыршық (оралма) болып оралған. Оның негіздері
шиыршыққа тік бұрышпен орналасады. Оны ең алғаш Р. Франклин түсірген
рентгенограммадан көруге болады Рентгенограмманың көмегімен қант-фосфорлы
тұлғаның шиыршықтың сыртқы жағында, ал негізі іште екенін және шиыршықтың
бір орамында он нуклеотид болатыны анықталды.
Р. Франклин ашқан деректердің ДНҚ-ның құрамын анықтауда маңызы зор болды,
бірак екі сүрақ жауапсыз калды: ДНҚ-ның молекуласы қанша жіпшеден тұрады
және олар қалай байланысқан? Бұл сұрақтың жауабына негіз болған 1953 жылы
Ж. Уотсон мен Ф. Крик ұсынған ДНҚ-ның құрылымы еді. Олар ұсынған құрылымды
ДНҚ молекуласы екі жіпшеден немесе тізбектен түратындығын 9-суреттен байқау
қиын емес. Бұл жердегі жіпшелердің орнында осы тізбектердің кант-фосфатты
тұлғасы тұрады да, ал баспалдақтың рөлін негіздер атқарады. Әрбір баспалдақ
екі негізден тұрса, олардың біреуі екі, ал екіншісі бір сақинадан тұрады.
Енді ДНҚ-ның қосарлы сақинасынын қалай түзілетіңдігін қарастырайық. 8-
суретте ДНҚ-ның қосарлы сақинасынын шағын бөлігі бейнеленген. Мұнда бір
тізбектің азотты негіздері екінші тізбектің азотты негіздерімен сутектік
байланыс аркылы әзара жакын орналасқан.
Сутектік байланыстың түзілуінің өзі азотты негіздердін, ете жақын
түйісуінің нәтижесі деп түсінген дұрыс.
Түйісетін нуклеотидтер белгілі бір заңдылықка бағынады, aтап айтқанда;
бір тізбекте А орналасса, екінші тізбекте оның қарсысында Т орналасады,
яғни А-ға Т комплементті, ал Г-ге Ц комплементті болып орналасады.
Нуклеотидтердің осылай комплементке сай орналасуының нәтижесінде,
біріншіден, қосарлы сакинаның бүкіл ұзына бойындағы тізбектердің ара
қашықтығы бірдей болады, екіншіден, қарама-қарсы орналасқан негіздердің
арасы сутектік байланыстар арқылы қосылады. Мәселен Г мен Ц үш сутектік
байланыс, ал А мен Т арасындағы екі сутектік байланыс түзіледі. Неғұрлым
сутектік байланыс көп болса ДНҚ жіпшелері берік болады және оның молекуласы
тұрақты болып, козғалгыштыгы сақталатындығы дәлелденді.
Қорыта келе, Ж. Уотсон мен Ф. Крик ашқан ДНҚ молекуласы құрылымының
дұрыстығы эксперимент жүзінде толық дәлелденіп, молекулалық биология мен
генетиканың дамуына зор ықпалын тигізді.
ДНҚ-ның екі еселенуі. Жасуша бөлінер алдында ДНҚ екі еселенеді, яғни
жаңа жасушадағы генетикалық ақпарат "ескімен" бірдей болады. Қос тізбектегі
негіздер бірдей болғандықтан, кез келген жұп өзінің қарсы (екінші) жағының
қалыптасуына ақпарат береді. Мысалы: бір тізбек А — Т — А — Г — Ц — А
болса, оның қарсысында Т — А — Т — Ц — Г — Т. Олар нуклеотидтердің
комплементтік негізіне сәйкес келеді. ДНҚ-ның екі еселенуінің жолын 1958 ж.
М. Н. Мейсельсон мен Ф. Сталь дәлелдеді. Алғашқыда олар үш түрлі болжам
ұсынды:
1. Сақтала екі еселену. Жаңа тізбекте молекула пайда болу үшін
алдыңғы ДНҚ-ның қос оралымының қалпы (матрица) негіз болады. Жаңа жасушаның
біреуі бұрынғы ДНҚ-ның молекуласын алса, ал екіншісі жаңадан синтезделген
молекуласын алады.
2. Жартылай сақтала екі еселену. Азотты негіздер арасындағы әлсіз
сутектік байланыстары үзілген соң негіздер ыдырап, ДНҚ-ның молекуласының
қос тізбегі ашылған сырма сияқты екі жаққа кетеді. Бөлінген әрбір тізбек
болашакта пайда болатын тізбекке қалып қызметін атқарады. "Жаңа" және "ескі
тізбектер сутектік байланыстар арқылы қосылады. Яғни жаңа жасушада "жаңа"
және "ескі" тізбектерден тұратын ДНҚ молекулалары түзіледі.
3. Бытыраңқы екі еселену. ДНҚ қысқа бөлшектерге ыдырап, жаңадан пайда
болатын қос тізбектің негізін қалайды. Одан кейін ДНҚ белгісіз жолмен екі
еселенеді.
Өте көңіл аударарлық және қарапайым тәжірибелердің көмегімен екінші
болжамның дұрыс екені дәлелденді. Мейсельсон мен Сталь "бұрынғы" және
"жаңа" пайда болатын ДНҚ-ны айыру үшін, азоттың екі изотопын (N14 кәдімгі
азот және N15 атомында қосымша нейтрон бар ауыр изотопты азот)
пайдаланып бактерияларды арнайы қоректік ортада ұстап, бірнеше
қайталанып жасалган тәжірибенің нәтижесінде ДНҚ-ның жартылай кертартпа
жолымен екі еселенетінін дәлелдеді.
ДНҚ-ның осы жолмен екі еселенуі соңынан эукариоттарда
дәлелденді. ДНҚ-ның екі еселенуі үшін оның қос тізбегі ыдырайды.
Оның ыдырауына арнаулы ферменттер көмектеседі. Қос тізбектің ыдырауы
олардың арасындағы сутектік байланыстардың үзілуінің нәтижесінде жүзеге
асады. Сутектік байланыстардың үзілуі ДНҚ молекуласының бір ұшынан
басталып, екінші ұшында аяқталады 10. ДНҚ молекуласы екі
тізбекке ажырағаннан кейін сол тізбектердің қарама-карсысында
жана тізбектің полинуклеотидтері синтезделеді. Синтездел\ген ДНҚ
молекуласының екі еселенуі немесе редупликациялануы Уотсон мен Криктің
болжамына сәйкес келетінін эксперимент жүргізген ғалымдар
дәлелдеді. Биохимиктер ДҢҚ редупликатына катысатын ерекше ферменттер бөліп
алды. Бұл ферментті ДНҚ полимераза деп атады. Осы ашқан жаңалығы үшін
американ ғалымы Артур Корнберг Нобель сыйлығының лауреаты атанды.
1968 жылы жапон ғалымы Р. Оказакидің зерттеулерінде жаңа жіпшелердің
(тізбектердің) синтезделуі үзінді арқылы реттелетіні дәлелденді.
Синтезделген ДНҚ молекуласының үзінділерін "үзінді ертегісі" деп атады. Ол
үзінділерден қалайша бірігіп бүтін тізбек пайда болады? Бұл сұрақтың жауабы
американдық ғалымдар Ричардсон мен Вейстің ашқан жаңалыктары арқылы
дәлелденді. Ол жаңа үзіндіні ағылшынша лигаза (ligaza) — жабыстырушы
(жалғастырушы) ферменті деп атады. Лигаза ферменттерінің қасиетін зерттеу
нәтижесінде ол ферменттің жаңа синтезделген ДНҚ-ның "үзінді ертегілерін"
бір-бірімен біріктіретіні, яғни оларды бірімен-бірін жалғап, бүтін бір
тізбек жасайтыны дәлелденді.
Нуклеин қышқылдарының биологиялық рөлі. Біз нуклеин қышқылдарының
құрылысы мен жасуша тіршілігіндегі манызын білудің барысында, өмірдің
негізгі құпиясы осы ДНҚ-ға байланысты екеніне көз жеткіздік. Дүниеге келген
жас сәбидің дене қүұрылысы мен кылықтары ата-анасына ұксайды. Сонымен қатар
әрбір адамның ешкімге ұқсамайтын өзіне тән ерекше қасиеттері бар. Осы
касиеттердің түқым куалауы, қалыпты өсуі мен дамуы зат алмасуы сиякты
маңызды құбылыстар қалай жүреді? Генетикалық ақпарат, міне, осы тәрізді
және баска көптеген сұрактарга жауап береді. Жас ағза генетикалық ақпаратты
анасы мен атасынан алады. Жоғарыда атап өтілгендей, ағзаның белгілерінің
(шаш пен көздің реңі, өсу, т. б.) қалыптасуы гендерге байланысты болады.
Генетикалық ақпарат гендердің әр түрлі комбинациялануынан тұратындықтан,
ағзалардың белгілері мен қасиеттері бірдей болмайды. Ағзанын калыптасуыша
сыртқы ортанын да әсері болады. Тендер немесе ДНҚ тірі табиғат материясының
негізгі тасушысы болып табылады. Ақуыз молекуласы синтезделетін жерге ДНҚ-
ның ақпаратын жеткізуде ДНҚ-ның рөлі зор.
РИБОНУКЛЕИН ҚЫШҚЫЛЫ РНҚ
РНҚ молекуласының құрылымы. ДНҚ мен РНҚ бірдей мономерлі тізбек —
нуклеотидтерден тұрады, сонымен қатар олардын арасында төмендегідей
айырмашылықтар бар:
1. Олардың молекуласындағы қанттардың құрамы әр түрлі. РНҚ рибозадан
құралған, сондықтан рибонуклеин қышқылы деп аталады, ал ДНҚ-ның құрамы
көмірсудың дезоксирибозасынан тұратындықтан, дезоксирибонуклеин қышқылы ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz