Клетка ядросы,оның құрылысы.химиялық құрамы және қасиеттері

Пән: Биология
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 23 бет
Таңдаулыға:

КЛЕТКА ЯДРОСЫ, ОНЫҢ ҚҰРЫЛЫСЫ. ХИМИЯЛЫҚ ҚҰРАМЫ ЖӘНЕ ҚАСИЕТТЕРІ.

Клетка ядросын орхидея өсімдігінің жапырақтарындағы эпидермисінен 1833 жылы ағылшын ғалымы Роберт Браун тапты. Содан бері клетка ядросының құпия сырлары ашылуда. Ядро - клеткадағы ең басты органоидтардың бірі. Клетқа ядросын бояу арқылы онда бірнеше химиялық элементтердің болатыны анықталды. Ядродағы ең басты компоненттердің бі-рі - хроматин. Хроматиннің құрамында нуклеин қышқылы, ядрода дезоксирибонуклеин қышқылы (ДНК) кездеседі.

Ядрода ядрошықтар, кариоплазма және ядро қышқылы бар. Ядрошықтарда және цитоплазмада рибонуклеин қышқылы болады. Клетка белогында ядролар өте үлкен роль атқарады. Ядролардық пішіні шар тәрізді, сопақша, жіп сияқты болып келеді.

Клетканың митозды және редукциялы бөліну сатысында нуклеопротеидтерден бірнеше қосылыстар шығады. Олардың ең бастысы - хромосомалар. Олар - 28, кейбір өсімдіктерде 42 және одан да көп кездеседі. Мәселен, жұмсақ бидай клеткалары митозды бөлінуі кезінде 42 хромосома түзетін болса, қатты бидайдың ядросында 28 хромосома болады.

Клетка ядросының химиялық құрамын анықтау үшін ядроны цитоплазмадан бөліп алады. Ядро неғұрлым таза түрінде цитоплазмадан бөлініп алынса, оның химиялық құрамы солғұрлым дұрыс анықталады. Сондықтан ядроның таза түрін бөліп алуға ғалымдар ерекше назар аударады. Эксперимент көбінесе сулы және сусыз ортада жүргізіледі. Ядроны сулы ортада бөліп алу әдісінде бірнеше кемшіліктер бар. Кемшіліктің ең бастысы - бұл кезде ядро тез белініп алынбайды. Сондықтан қазіргі кезде ядроны бөліп алуға дифференциалды әдіс пайдаланылады.

Ядроны цитоплазмадан бөліп алған кезде, оның химиялық құрамы, әсіресе ферменттер күрт өзгереді. Ядроның химиялық құрамы әлі толық зерттеліп болған жоқ.

Клетка ядросында белоктар мол болады. Көп уақыт бойы ядрода қор ретінде жиналатын белоктар бар деп ойлап келген. Ол белоктардың бастысы - протеминдер мен гистондар, А. Н. Збарский (1961) ядрода белоктардың бірнеше фракциясы бар екенін (Олар - глобулиндер, ) . 1936 жылы. А. Н. Белозерский өсімдік клеткасының ядросында қышқылды белок кездесетінін анықтады.

Нуклеин қышқылдары өсімдіктер мен жануарлар клеткаларының ядросында міндетті түрде кездеседі. Жануарлар мен өсімдіктер клеткалары ядросындағы РНК мен ДНҚ-ның химиялық құрамы ұқсас.

Электрондық микроскоппен қарағанда ядроның қабықшасы көрінеді. Ядродағы қабықша екі мембранадан (ішкі және сыртқы) тұрады. Ядроның сыртқы қабаты ядроны цитоплазмадан бөліп тұрады. Сыртқы мембраналарда көптеген саңылаулар болады. Олардың саны 1-ға жетеді. Бұл саңылаулардан зат алмасу процесі етеді. Көптеген ғалымдар ядрода, цито-плазмадағы сияқты, құрылымды мембраналар кездеспейді деп есептейді. Оны анықтау үшін көптеген жетілдірілген әдістер мен аспаптар қажет, жалпы алғанда ядроның сыртында мембрана болуы анық.

Ядрода екі, үш, ал кейбіреулерінде 4, 8, 16 ядрошық бар. Ядрошықтар түйіршіктерден құралады. Кейінгі зерттеулер нәтижесінде ДНҚ-ның тұқым қуалауға қатысатыны анықталды.

Клеткадағы ядроның физиологиялық рөлін жан-жақты зерттеген ғалымдардың бірі - И. И. Герасимов. Ол бөлініп келе жатқан балдыр клеткасына эфирді аздап тамыза отырып, ядросы жоқ клетка алды. Екі ядролы клетка алуға да болады.

Ядросы жоқ клетка тіршілік еткенмен де өсе алмайды. Ядросы жоқ клеткаларда зат алмасу процесі дұрыс өтпейді, яғни ядро клетканың зат алмасу процесін реттеп тұратынын көрсетеді. Егер клеткалардан ядроны бөліп алатын болсақ, онда клетка ұзақ уақыт тіршілік ете алмайды.

Кейбір өсімдіктердің клеткаларында ядро жоқ. Мысалы, жасыл және көк балдырлардың клеткаларында нағыз ядро кездеспейді. Бірақ олардьң клеткаларында диффузиялық ядро болады.

Өсімдіктердің тыныштық күйінде ядросындағы ДНК азайып кетеді. Ал ДНҚ аз болса, онда реакция жүрмейді. Ядро мен цитоплазма арасында үнемі зат алмасу процесі болып тұрады. Зат алмасу процесі ядродағы саңлаулар арқылы өтіп отыратыны белгілі. Егер клетканы механикалық жолмен жарақаттандыратын болсақ, онда ядро өзінің құрылымын өзгертеді. Сол сияқты клетканы тітіркендіріп, ядроның құралымын күрт өзгертеді. Құрылымы өзгерген ядролар ұзақ өмір сүре алмайды, мұндай ядроларды паранекритикалық ядро деп атайды.

Ядроларда бөлінбейтін интеркинетикалық құрылым да болады. Онда физиологиялық процестер әсіресе зат алмасу процестері жүреді.

Клеткаларда ядро сұйық золь түрінде кездеседі. Осының нәтижесінде ол протоплазманың жалпы массасында болады. Ал кейбір клеткаларда ядро гель түрінде кездеседі. Егер клетканың қабықшасы бұзылса, онда бір клеткадан екінші клеткаға плазмадесма арқылы өтіп кетеді. Егер ядрода зат алмасу қарқынды өтсе, ядронық химиялық құрамы үздіксіз өзгеріп отырады. Мұның бәрі ядроньң химиялық құрамьшың күрделі коллоидтардан тұратынын көрсетеді.

Ядро ферменттері Ж. Леб пен Э. Вильсон (1940) ядро - клетканың зат синтездейтін мүшесі деп көрсетті. Кейінгі кезде жүргізілген зерттеулер ядрода көптеген ферменттердің болатынын дәлелдеді. Бірақ клеткалардан ядроны бөліп алатын болсақ, ондағы ферменттер, жоғарыда айтылғандай күрт өзгеріп кетеді. Кейбір жағдайларда ферменттердің ешқандай ізі қал-майды, осының нәтижесінде ядрода сукциндегидраза мен цито-хромоксилазалар болмайды деген пікір пайда болды. Бірақ ядрода сукциндегидраза және цитохромоксидаза ферменттері көп. Бұлардың ядрода синтезделінуі ядродағы бұзылған заттардан немесе кейбір органойдтардан деп есептейді.

Құстардың қанындағы эритроциттерде цитохромоксидаза және сукциндегидраза ферменті болғанмен де митохондриялары жоқ. Ядрода ферменттермен бірге алма қышқылы болады. Кребс циклінің бір бөлігін алма қышқылы атқарады.

Ядро митохондриялармен тығыз байланысты. Митохондриялардан энергия алады, өйткені онда энергия түзіледі. Митохондриялардан энергия ядроға АТФ-тан келеді.

Бөлініп алынған ядрода альдолаза, энолаза, дегидраза және т. б. ферменттер болатыны анықталды. Бұл ферменттердің ядроны гликолиздейтінін ғалымдар ерте кезден-ақ байқады. Энергиялық жағынан алғанда ядро - энергиясы мол жалғыз органоид. Ол өзіндегі энергияны бөліп шығарады, сонымен қатар ядрода глютамин және аспарагин қышқылдары болады.

Ядрода фосфатаза, аденозиндезаминаза және нуклеозидфосфорилаза ферменттерінің болатынын ғалымдар толығымен анықтады. Осы ферменттердің қатысуымен ядрода нуклеин қышқылдары синтезделетіні белгілі. Ядрода амин қышқылдарын (аланин, аспарагин, цистин, глютамин, гистин, изолейцин, лейцин, лизин, метеонин, пролин, серин, треонин, триптофан) ыдырататын және синтездейтін ферменттер болады.

Ядродағы минералды элементтер. Кейінгі кездегі зерттеулер ядрода'0, 5 проценттен 10 процентке дейін күл қалдыратын элементтер натрий, темір, мыс, мырыш, кобальт және т. б. бар екенін анықтады.

Хромосомалар. Ұзақ уақыт бойы тыныштық күйіндегі ядрода хромосомалардың сақталуы күні бүгінге дейін белгісіз. Ядродағы хромосомалар жіп тәрізді, олардың саны және құрылысы өсімдіктердің жүйелілік түрлеріне байланысты. Хромосомолардың ұзындығы 400А, ені 200А. Олар корпускуляр құрайды, оны кальций және магний элементі біріктіріп тұрады, соның нәтижесінде хроматин жібі құрылады. (Грекше: хроматин, хромос бояулы немесе боялатын зат деген мағынада) . Хроматин жібі нуклеопротеидтерден тұрады. Олардың құрамында ДНҚ кездеседі. Хромосомалар құрамы әлі одан әрі зерттелуде. Хромосомада мөлшері 7-14% РНК бар.

Ядрошықтар. Ядрошықтардың субмикроскоптық құрылымы өте нәзік болғандықтан, жарықтың көмегімен көрсететін микроскоптан көрінбейді. Сондықтан оларды электрондық микроскоппен қарайды. Электрондық микроскоппен ядрошықтарды қарағанда бірнеше түйіршіктер бар екені байқалады. Ядрошықтар липоидты белоктік жиынтықтан тұрады. Ядрошықтар үнемі қозғалыста болады, сондықтан онда зат алмасу процесі қарқынды өтеді. Ядрошықтардағы басты компоненттердің бірі - жіп тәрізді нуклеопротеидтер. Ядрошықтарда аморфты заттар да бар. Оларда әртүрлі диаметрі 100-150 түйіршік және нуклеотидтер кездеседі. Ядрошықтарда 3-5 проценттей РНК болады, оның құрамындағы РНК, ядродағыға қарағанда өзгеше келеді. Ядрошықтардағы белоктар өте күрделі. Сонымен бірге онда глобулин типтес белоктар, қышқылды фосфатаза ферменті және нуклеозидфосфорилаза ферменттері болады.

Ядро шырыны дегеніміз құрылымы жоқ сұйық масса, ол ядро плазмасы болып табылады. Ядро шырынында РНҚ, белоктар және глюкопротеидтер бар болады. Ядро шырынында дипептидаза _; пелипептидаза, рибонуклеаза ферменттері кездеседі.

Митохондриялар. Митохондрияларды 1898 жылы Бенда ашты. Митохондриялар немесе хондриосомалар - клетканың цитоплазмасындағы ең басты. органоидтардың бірі. Оның ұзындығы 2, 5-5, ені - 0, 5-1 мк. Олардың пішіндері шар және жіп тәрізді.

Митохондриялар үнемі құрт сияқты жиырылып қозғалыста болады. Сонымен бірге митохондрия цитоплазма қозғалысымен де жылжиды. Күндіз митохондриялар хлоропластқа қарай қозғалса, түнде керісінше қозғалады. Митохондриялар парциалды қысым көп болған жерге жиналады. Оларды центрифугалық тәсілмен өсімдік клеткаларынан бөліп алуға болады.

Тынысалу процесін зертеуді де осы митохондриялар атқарады. Тынысалу ферменттері цитохромоксидазада митохондрияларда мол болады. Пептидтердің синтезделінуі де митохондрияға тығыз байланысты. Митохондриялар май және тұзалмасу процестерін де реттейді. Өсімдіктерге судың сіңірілуі де митохондриялармен байланысты екені жөнінде ғылыми деректер бар. Кальций иондары митохондриялардың құрамына кіріп, онда өте үлкен роль атқарады. Митохондриялардың синтезделуінде кальций элементінің маңызы зор. Электрондық микроскоппен митохондрияны зерттегенде, оның сыртқы қабатында мембраналар аз, ал ішкі қабаттарында мембраналар (кристер) мол екені байқалады. Мембраналар параллель орналасады. Барлық мембраналар үш қабаттан тұрады. Мембраналар қабаттарының қалыңдығы және оның орналасу тәртібі тұрақты. Мембраналардың арасында келемі әртүрлі кеңістік бар. Өсімдіктердің жүйелілік түрлеріне байланысты кеңістік өзгеріп отырады. Мембраналарда синтез процесіне қатысатын көгітеген фермент бар. Осы ферменттердің әсерінен заттар тотығып, көптеген энергия бөліп шығарады да, тынысалу және зат алмасу процестеріне қатысады. Цитоплазма бірнеше күрделі белоктардан құралғандықтан, митохондриялар плазмадан түзіледі деген болжам бар. Қазіргі кезде митохондриялардың синтезделуіне қатысты жұмыстар жүргізілуде. Мұндай жұмыстар шетелдерде де кең жүргізіліп отыр.

1956 жылы неміс ғалымы Р. Мюллер митохондриялардың құрылуын ашытқы саңырауқүлағынан байқаған. Ашытқы саңырауқүлақтарының цитоплазмасындағы кішкене түйіршіктерден митохондриялар пайда болатыны экспериментті түрде дәлелденді.

Митохондриялардың химиялық құрамы . Митохондриялардың химиялық құрамын жан-жақты зерттеген Шнайдер мен Когебум еді. Бұлардан бұрын митохондриялардың құрамын зерттеген ғалымдардың бірі Клоуд, митохондриялар құрамында

құрғақ зат есебімен ал-ғанда: азот-ІО-12%, фосфор - 0, 8- 1, 9 %, кү-кірт-1, 2%, көміртегі - 50, 4 - 54, 5%, сутегі - 7, 8-8, 1%, темір -0, 02- 0, 4%, мыс - 0, 02-0, 4% болатыны анықталды. Митохондрияларда липоидтар 25-30%, белоктар 65-70% екені табылған. РНК митохондрияларда аз кездеседі, оның шамасы 0, 5-1%- Кейбір ғалымдар митохондрияларда РНК жоқ деп дәлелдейді. Шынында ми-тохондрияларда РНК болуы ықтимал, өйткені митохондрияларда белок синтезделетіні сезсіз.

Митохондриялардағы ферменттер. Митохондриялардың химиялық құрамында көптеген ферменттер бар екені байқалды. 1913 жылы О. Варбург бірінші рет тканьдердің тыныс алуы цитоплазматикалық гранулге байланысты болатынын анықтап, Нейлин (1929) митохондриялардан комплексті ферменттерді (сукциноксидазалардың, цито-хромоксидазалардың) таза түрінде бөліп алды.

Жан-жақты жүргізілген зерттеудің қорытындылары бойынша, митохондриялардың негізгі қызметі АТФ-ті синтездеу. Бесінші халықаралық биохимиялық конгресте Д. Э. Грин митохондрияларды өзгерткіш «машина» деп атады. Оның пікірі бойынша митохондриялар параметрінің үш функциясы болады. (Грекше параметр) өлшемнің тұрақты шамасы мағынасында. Олар: біріншіден трикарбон қышқылыньщ циклдерін тотықты-ру, екіншіден, электронды тасымалдау, үшіншіден фосфорланған заттарды тотықтыру болып бөлінеді. Сондықтан Д. Э. Грин митохондрияларды клетканың энергия депосы деп атады.

Митохондриялар клеткаларда небары 10-15 күң өмір сүреді. Содан кейін олар тіршілік ете алмайды. Клеткаларда үнемі жаңадан митохондриялар тузіледі.

Д. Э. Гриннің пікірі бойынша митохондриялар белок құрылымындағы мономерлердің біртіндеп полимерленуінен құралады. Полимерлену процесі липидтердің қатынасуымен өтеді де бұдан соң қарапайым құрылымдар құрылып, қабаттар пайда болады. Осы қабаттардан митохондриялар синтезделеді.

Гольджи аппараты. Бұрын тек қана жануарлар организмінде болады деп есептеліп келген ерекше мүшені 1898 жылы италия гистологы Қамилло Гольджи ашты. Бұл - арнаулы органоидтарының бірі Гольджи аппараты

бірнеше жалпақ цистерна сияқты түтікшелер мен әртүрлі өлшемді сфералық (шар тәрізді) көпіршіктерден тұрады. Гольджи аппараты клеткадағы судың мөлшерін реттейді. Ішіне су енген соң түтікшелері ісініп плазмалеммамен қосылып, суды сыртқа шығарады. Қабықша кемірсулардың синтездеуін де Гольджи аппараты атқарады.

Рибосомалар. Митохондрияларға қарағанда рибосомалар клеткалардың субмикроскоптық бөлшектеріне жатады. Олардың мөлшері 20-40 мк. Рибосомалар құрамындағы заттардың мөлшері: белок - 50-60%, фосфолипидтер - 4%, РНК - 33% болады.

Рибосомаларда РНК мол болуына байланысты цитоплазманың ішкі бетіндегі мембраналарды жауып тұрады. Олар белоктарды синтездеп тұрған клеткалардан жақсы керінеді. Рибосомалар хлоропластан синтезделеді. Хлоропластарда белоктың синтезделуіне кемектеседі.

Сферосомалар (микросомалар) . Сферосомалар жарықтың көмегімен көрсететін микроскоп арқылы жақсы көрінбейді. Олардың құрамында липоидтар немесе липопротеидтер мол болады. Сферосомалардың мөлшері -20-40 нм. Ертеде сферосомаларды микросомалар деп те атаған.

Пластидтер. Клеткалардың ең басты компоненттерінің бірі - пластидтер. Олар лейкопластар (түссіз), хлоропластар (жасыл түсті), хромопластар (қызыл қоңыр, сары түсті) болып келеді. Пластидтер өсімдіктердің өсіп дамуында және сумен қоректенуінде өте маңызды роль атқарады.

Лейкопластидтер (протопластидтер) өсімдіктердің жапырағында, сабағында және тамырларында кездеседі. Мөлшері хлоропластар синтезделеді. Әдетте қараңғы жерде өсірілген өсімдіктердің түстері сарғыш қызғылт болып келеді. Өйткені оларда лейкопластидтер мол болады. Егер қараңғы жерге өсірілген өсімдікті жарыққа шығарса, біраздан кейін ол көгере бастайды. Мұның себебі лейкопластар біртіндеп хлоропластқа айналады. Жарықта көгермейтін лейкопластар да болады. Олар көбінесе өсімдіктер клеткаларының эпидермистерінде кездеседі

Хлоропластар. Хлоропластар - өсімдік клеткаларына тән органоидтардын, бірі. Хлоропласта фотосинтез процесі өтеді, өйткені онда хлорофилдер мол болады. Хлоропласта стромалар мен қырлы заттар кездеседі. Олар хлоропластын, негізгі бөлімі.

О. П. Осипованық (1960) зерттеулері хлоропласта белоктар, аминқышқылдары (тирозин, фенилаланин, лейцин) кем болатынын көрсетті. Ондағы белоктар тізбекті және сақина тәрізді болып келеді.

Хлоропластар жарық мол түскен кезде заттарды көп синтездейді. Көптеген өсімдіктердің хлоропластары сопақ пішінді, ал суда өсетін өсімдіктердің хлоропластары шар тәрізді болады. Олар күн жарығынын, энергиясына өте төзімді, ал пластинка тәрізді хлоропластар - төзімсіз келеді. Алайда хлоропластар күн жарығыньщ энергиясынан сақтануға бейімделген: күн жарығы

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.