«Жасуша биологиясы» ПӘнінің ОҚУ Әдістемелік кешені
жүктеу/скачать 0.85 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Дәрістің қысқаша жазбасы.
- Осмос
- Енжар
- Тiтiркенгiштiк
- Алғашқысы
- Жасуша жетiлуi
- Әдебиеттер
- Жалпы сұрақтары
- Кезеңаралық
Әдебиеттер: 1-10 ( негізгі), 11,12,15,19,20,22 ( косымша ) № 4 дәріс тақырыбы – Жасушаның тіршілік әрекеттері Жалпы сұрақтары: Жасушаның қызметтік жүйелері: қозғалыстық, сіңіру, бөліп шығару, энергетикамен қамтамасыз ету, белокты синтездеу. Дәрістің қысқаша жазбасы. Жасушаның тiршiлiк әрекеттерi белгiлерiне - заттек алмасуы, қозғалысы, көбеюi, өсуi, тiтiркенгiштiгi, тозуы, өлуi, түзiндi (секрет) бөлуi (секрециясы), бейiмделуi, бөлiнуi жатады. Жасуша ашық жүйе, себебi ол сыртқы ортамен зат, қуатпен алмасады. Алмасудың сыртқы, iшкi түрi болады. Сыртқы алмасуда-заттардың сiңiруi, шығарылуы, iшкi алмасуда-жасушада бұл заттардың химиялық өзгеруi жүредi. Заттек алмасуы – осмос, диффузия, фагоцитоз, пиноцитоз, сiңiрiлумен iске асады. Тiкелей бөлiну - амитоз. Бұлардан басқа жасушаның бөлiну түрлерiне мейоз және эндомитоз жатады. Жасушаның жетiлуi (нақтылануы) генетикалық, эпигеномды, ұрықтық индукция, сұйықтық, жүйкелiк, гормондар әсерi себепшарттарына байланысты жүредi. Кез келген тірі жасуша белокты түзуге қабылетті. Белокты синтездеу (түзу) қабылеті тек өсіп келе жатқан жасушаларға ғана тән қасиет емес. Кез келген жасуша тіршілігінде белоктарды тұрақты синтездей алады. Өйткені, қалыпты әрекеттің барысында белок молекулалары біртіндеп жарамсыз болып, олардың қызметі мен құрылымы бұзылады. Белоктардың осындай жарамсыз болып қалған молекулалары жасушадан шығып қалады. Олардың орнын толық жарамды жаңа молекулалар басады да, жасушаның құрамы мен қызметі бұзылмай қала береді. Белокты синтездеу қабылеті тұқым қуалау жолымен жасушадан – жасушаға ауысады. Ол жасушада өмір бойы сақталады. Белоктың үлкен де, күрделі молекуласының синтезделуі қалай жүреді, қажетті амин қышқылдары қалай сұрыптап алынады, олар қалайша орын – орнына қойылып, белгілі бір тәртіппен қосылады деген сұрақтар таяуда ғана шешімі жоқ жұмбақ сияқты еді. Қазір бұл мәселелер негізінен анықталып, олардың шешілуі 20 ғасырдағы биология, биохимияның аса зор табысы болып саналады. Белоктар синтезі цитоплазмада болатын рибосомаларда жүреді. Белок синтезделу үшін рибосомаларға синтездің бағдарламасы, яғни ДНҚ-да жазылып сақталып тұрған белок құрылымы жөніндегі хабар жеткізіліп берілуі қажет. Белокты синтездеу үшін рибосомаларға осы хабардың дәлме – дәл көшірмесі жіберіледі. Бұл ДНҚ-да синтезделіп, оның құрылымын айнытпай көшіріп алатын РНҚ арқылы жүзеге асырылады. РНҚ нуклеотидтерінің орналасу жүйелілігі ген тізбегінің біріндегі нуклеотидтердің орналасу жүйелілігін дәлме – дәл қайталайды. Сөйтіп, сол геннің құрылымындағы хабар РНҚ-ға көшіріп жазылғандай болады. ДНҚ-да жазылған генетикалық информацияны жұмсаудың алғашқы кезеңін – транскрипция (көшіріп жазу) деп атайды. Рибосомаларға белоктың құрамы туралы хабар жеткізуші РНҚ-ны хабарлаушы РНҚ деп атайды. хРНҚ молекулалары белок синтезі өтетін жерге, яғни рибосомаларға қарай бағытталады. Белок жасалатын материалдар, яғни амин қышқылдарының ағыны да цитоплазмадан шығып, сонда барады. Жасуша цитоплазмасында әрқашанда тамақпен келген белоктардың ажырауы жүреді, оның нәтижесінде түзілетін амин қышқылдары болады. Амин қышқылдары рибосомаларға өздігінен емес, тасымалдаушы РНҚ-мен ілесіп барады. Нуклеотидтердің жүйелі орналасуы түріндегі хРНҚ-да жазылған белок құрылымы туралы хабар, одан әрі синтезделетін полипептидтік тізбектегі амин қышқылдарының орналасу жүйелілігі түріне көшеді. Бұл процесті трансляция (ол хабарлаушы немесе матрицалық РНҚ молекулалардағы нуклеидтердің бірізділігі түрінде “жазып алынған” генетикалық хабарларды “есептеу” арқылы өтеді) деп атайды. Рибосомалардағы трансляция тіліндегі хабарды белоктар тіліне көшіруде – рибосомалар хРНҚ-ға тізіліп тұрған жұмыртқа тәрізді ұзын молекуласының сол жақ ұшынан кірісіп, белокты синтездей бастайды. Белок молекуласы жиналған кезде рибосома хРНҚ-ның бойымен ілгері жылжи береді. Рибосома 50-100 ангстрем алға жылжыған кезде, хРНҚ-ның сол жақ ұшынан екінші рибосоманың соңынан жылжиды. Бұдан кейін хРНҚ-ға 3, 4, тағы солай, рибосомалар біртіндеп қосыла береді. Олардың бәрі бір ғана қызмет атқарады: бәрі де осы хРНҚ-да алдын ала жоспарланған белоктың бір түрін синтездейді. Рибосома хРНҚ бойымен оңға қарай неғұрлым ұзақ жылжыса, белок молекуласының бөліктері де солғұрлым көбірек “құрастырылады”. Рибосома хРНҚ-ның оң жақ ұшына барып жеткен кезде синтез аяқталады. Рибосома түзілген белокпен қоса хРНҚ-дан сырғып түседі. Бұдан кейін рибосома кез келген хРНҚ-ға кетеді (ол белоктың қандайда болмасын түрін синтездец алады), белок молекуласы эндоплазмалық торға түседі де, соны бойлай отырып, жасушаның белокты қажет ететін жеріне жеткізеді. Заттек алмасуы (метаболизм-лат. өзгеру) тiрi организм құрамбөлiгiнiң үздiксiз түзiлiс процесiн (анаболизм-грек. көтiрiлу), жартылай ыдырау процесiн (катаболизм-грек. төмен түсу) қосады. Организм тiршiлiк ету үшiн әр уақытта қуат (қолдаушы, қызмет) қажет. Оны аса қуатты қоспа-аденозинтрифосфат (АТФ) жеткiзедi. Ол қуат қорын ассимиляцияда құралатын органикалық заттардың (көмiрсу, май, белок) ыдырауынан (диссимиляция) алады. Ассимиляция-заттарды жасуша бойына сiңiру. Ол екi жолмен жүредi. Алғашқыда бейорганикалық заттардан (СО2, Н2О, NН3) органикалық заттар-қоректер түзiледi. Мұндай қабілетi бар жасушалар автотрофты деп аталып, жасыл өсiмдiктерде кездеседi. Екiншiсiнде бейорганикалық заттардан органикалық түрi түзiлмейдi. Жасуша дайын басқа көмiрсу, май, белоктармен қоректенедi. Бұл құбылыс жануарлар жасушаларына тән. Оларды гетеротрофты деп атайды. Заттек алмасуы арқасында жасуша ортадан қоректi заттарды қабылдап, ыдыратып, бойға сiңiрiп, қажетсiзiн жасушадан шығарып отырады. Заттек алмасуынсыз тiршiлiк болуы мүмкiн емес. Ол-химиялық реакциялар жиынтығы болып, организмдегi заттар, қуат өзгерiсiн туғызады. Заттек алмасуы-осмос, диффузия, фагоцитоз, пиноцитоз, сiңiрiлумен iске асады. Осмос - шалаөткiзгiш жарғақ арқылы ерiтiндiнiң өтуi. Диффузия - екi зат түйiскенде бiрiне-бiрiнiң араласуы. Осмос, диффузия жолдары жасуша қабығының көмегiмен жүредi. Фагоцитоз атауын 1882 жылы И.И. Мечников ашты. Жануарлар организмiнiң қорғануға бейiмдiлiгi. Фагоциттер бөгде бөлшектер мен микробтарды, бұзылған жасушалар қалдығын тұтып қалып, қорытады. Фагоцитоз қарапайым бiр (жасуша цитоплазмасы қоректiк заттарды толық орап алады), көпжасушалы организмдерде қоректену және ас қорыту қызметiн атқарады. Онда қоректiк заттар жасуша қабығына жанасады. Жанасқан жерде ойыс пайда болады. Ол бiрте-бiрте iшiне қарай тереңдеп, жасуша қабығынан үзiлiп, жасуша цитоплазмасына түседi. Жасуша цитоплазмасына жарғағымен қоршалып түскен құрылымды-фагосома деп атайды. Оның тағдыры жасушаның тұрақты қосындысы - лизосомаға байланысты болады. Пиноцитоз - сұйықты жұту. Бұл атауды 1931 ж. Люис бердi. Оның екi - эндоцитоз және экзоцитоз түрiн ажыратады. Эндоцитоз түрiнде жасушаны қоршап жатқан ортадағы ерiтiндi бөлшектер ұсталады, ал экзоцитозда жасуша түйiршiктi, көпiршiктi секреция түрiнде сұйық бөлiп шығарады. Сiңiрiлу ащы iшектiң кiлегейлi қабығындағы, бүйрек өзекшелерiндегi жасушаларда өтедi. Олардың бос жоғарғы бетiнде көптеген микробүрлер болады. Олар сiңiру бетi көлемiн екi есе ұлғайтады. Жасушаның көбеюi - организмнiң өзiне ұқсас ұрпақ беру процесi. Ол екi: вегетативтi және жыныстық тәсiл арқылы жүзеге асады; вегетативтi көбеюде организм денесiнiң бiр бөлiгi үзiлiп, жаңа дарақ бередi, ал екiншi жыныстық жолмен көбейген кезде жыныс жасушасынан жаңа организм пайда болады. Жасушаның қозғалысы организм iшiндегi заттарды тасымалдауда байқалады. Оның белсендi және енжар түрлерi болады. Белсендi қозғалыс жасушаның ерекше түзiлiстерi-жалған аяқтар, қыл, шыбыртқы, кiрпiкше, жасушаны жиырылтатын фибриллдерге байланысты жүредi. Енжар қозғалыс жасушаның тiршiлiк қасиеттерiмен байланыссыз, механикалық себептер әсерiнен болады. Оған қан ағымымен қатар жүретiн қан жасушаларының қозғалысы жатады. Жасушаның өсуi организмде ассимиляция диссимиляциядан басым болғанда жүредi. Жасушаның саны көбейсе, организмнiң массасы артады. Жасушаның өсуi организмде бүлiнген жасушаларды алмастыруға, санын арттыруға байланысты өтетiн өзгерiс. Тiтiркенгiштiк - жасушаның қалыпты тыныштық күйден күштi қызмет ету күйiне өтуi. Оны тудыратын және организм күйiне әсер ету арқылы өзгертетiн факторды - тiтiркендiргiш деп атайды. Тiтiркендiргiштiң сыртқы түрлерiне: дыбыс, жарық, қараңғы, иiс, химиялық, электр тогы, ыстық-суық; ал iшкiсiне-ағзалар қызметтерiнiң өзгеруi, тағы басқалар жатады. Жасушаның тiтiркендiргiшке керiсiнше жылжу реакциясын - таксис деп атайды. Жарыққа берген әсерi - фотосинтез, ылғалға - гидротаксис, электр тогына - электро (гальвано) таксис, химиялық затқа - хемотаксис, қатты затқа - тигмотаксис, сәулеге - гемотаксис, сұйық затқа - реотаксис деп аталады. Жасушаны қатты, ұзақ тiтiркендiрсе, қабығы түрлi заттарды босатып, қалыпты қызметiн атқармайды. Митохондрийлерi бұзылып, жасушаның тыныс алуы бүлiнедi. Ол қуатты ферменттер арқылы ыдырау - гликолизден ала бастайды. Сондықтан толық қышқылданбаған өнiмдер (сүт қышқылы) жиналады. Жасушада қышқылдану басталады, ол нәрсiздендiру туғызады. Протеин ыдырауы жүредi. Жасуша құрылымын бұзады. Белоктар ыдырауы аммиак бөлiнуiн, қалыпты күйге қарағанда, 10 есе көбейтедi. Ол жасуша түгiлi бүкiл организмге зиянын тигiзедi. Жасушаға су жиналып, жасуша iсiнедi. Жасушаның мұндай күйiн - жансыздану қасы (паранекроз) деп атайды. Бұл қайтымды процес. Тiтiркендiрудi тоқтатса, жасуша қайтадан өз қалпына келе алады, әйтпесе жасуша керi дамиды (дегенерация), өлi еттенедi (некроз). Әр түрлi күйзелiс (дене қызуының көтерiлуi, қуат алмасуына қысым көрсету, вирусты жұқтыру, оттегi, глюкозаның жетiспеуi, тотықтырғыш, химиялық препарат, ауыр металл, басқалармен зақымдану) әсерлерiне барлық жасушалар дағдылы реакциямен жауап қайтарады, ол ядроны, цитоплазма құрамбөлiктерiн қамтиды. Бұл реакция негiзiнде тектердiң күрт өзгеруi байқалады. Ол ерекше күйзелiстi қорғау белоктарын түзудi күшейтедi. Жасуша тозуында ДНҚ еселену қасиетiн жоғалтады, тiршiлiк циклiнiң түзiлу алды кезеңi бөгеледi. Бұл әрекеттер белгiсi туралы бiрнеше ғылыми болжамдар бар. Алғашқысы, жасуша тозуы, ондағы биотүзiлудегi қателiктердiң өте көп жиналу нәтижесi десе, екiншiсi-жасушалар өсу мүмкiншiлiгiн шектеп, организмдi қатерлi iсiктен қорғау жолы деп, үшiншiсi, жасуша тозуы организм көлемiн тұрақтандыру тетiгi болады деуде. Жасушаның тозу, өлу белгiлерiне, көлемiнiң азаюы, көптеген тұрақты қосындылардың өзгеруi, iрi лизосомалар сақталуының көбеюi, бояутек, май тұрақсыз қосындыларының жиналуы, жарғақша өткiзгiштiгiнiң ұлғаюы, цитолазма мен ядроның көпiршiктенуi жатады. Жасушаның өлуiнде басты екi түрлi құрылым өзгерiстерi - өлi еттену, физиологиялық (жоспарлы) өлу – апоптоз. Өлi еттену себепшарттарына-қызудың көтерiлуі (гипертермия) және төмендеуi (гипотермия), оттегiнiң жетпеуi (гипоксия), қан келуінің төмендеуі (ишимия), зат алмасуы, химиялық препарат, механикалық жарақаттану және басқалардың күрт бұзылуы әсерiнен пайда болады. Апоптоз түрлi дерттану, ұрық дамуы, жетiлген ұлпаларда байқалады. Ол жасушалардың қалыпты жетiлуi, қызметтiк белсендiлiгiн қолдайтын реттеу әсерлерi теңгерiшi бұзылғанда, себепшарттар (гормон, өсу және кейбiр цитокиндер (реттеушi зат, гликопептид) жетiспегенде, басқа жасушалар, жасушааралық заттар құрамбөлiктерi, басқалармен жанасуы жоғалғанда, жасушаның қалыпты тозуы өзгерiстерiнде; физиологиялық демегiштер әсерiнен, қатерлi iсiктердiң өлi еттену себепшартынан және басқаларда көрiнедi. Мұнда көңiл аударатын жай, олардағы ұлпалар телiмдiлiгiн сақтайды. Ұлпалардағы кейбiр жасуша заттары апоптозды демесе, ал ол заттар басқа жерде апоптозды тежейдi. Физикалық, химиялық қарқыны орташа себепшарттар (гипертермия, гипоксия, оксидант, токсин, ишимия, сәулелену) олардың қарқындылығын жоғарылатса, онда ол өлi еттенуге жеткiзедi. Әдетте апоптоз бұзылуының себебiне қалыпқа келмейтiн ДНҚ, зат алмасуының күрт ығысуы жатады. Апоптоздың пайда болуы кейбiр жұқпалы ауруларға, әсiресе, олардың вирустарына байланысты болады. Жасуша жетiлуi (нақтылануы) генетикалық, эпигеномды, ұрықтық индукция, сұйықтық, жүйкелiк және гормондар әсерiнiң себепшарттарына байланысты жүредi. Бақылау сұрактары: 1. Жасушаның тіршілік әрекеттерін сипатаныз. 2. Зат алмасуыдың қандай жолдары болады? 3. Жасушаның қандай қозғалыс түрлері болады? 4. Тітіркендіру дегеніміз не? Әдебиеттер: 1-10 ( негізгі), 11, 12,15,20,22 ( косымша ) № 5 дәріс тақырыбы- Ферменттер және метаболизм . Жасушадағы және одан заттардың қозғалуы Жалпы сұрақтары: Химиялық күрамы.Ферменттер. Номенклатурасы. Ферментің белсенді орталағы. Жасуша метаболизмі Жасуша цитоплазмасының құрамына белоктар, майлар, көмірсулар, бейорганикалық заттар, су, липоидтар, нуклеин қышқылдары кіреді. Кептірілген жасушалар массасының 50-80% - белоктар, 1-5% - көмірсулар, 5-90% – майлар, 2-3% липоидтар, ал жасуша массасының 75-85% су болады. Белоктар, яғни протеиндер ауыр молекулалы, құрамында азоты бар органикалық қосылыстар. Олар организм құрамының ең маңызды бөлігі және барлық өсімдік пен жануарлар жасушаларының цитоплазмасында, әрі ядросында болады. Тіршіліктің негізгі нышаны – белоктар. Белок жоқ жерде тіршілік те жоқ. Бұдан 100 жылдан бұрын Ф. Энгельс “тіршілік дегеніміз – белокты дененің өмір сүру әдісі”, деген екен. Сол әлі күнге дейін күшін жойған жоқ. Белок деген атау алдымен жұмыртқаның ақ затына берілген.Ол қыздырғанда ерімейтін ат затқа айналады. Кейіннен дәл сондай заттар өсімдіктерден және жануарлар организмінен де бөліп алынды. 1839 ж. голландия ғалымы Мульдер белоктарды “протеин” деп атауды ұсынды. Белоктар бұлшық еттердің, қанның, сүттің, жұмыртқаның, өсімдіктердің, жүннің, жібектің, шаштың құрамына кіреді. Олар негізінен 5 элементтен тұрады: C, O, H, N, S. Белоктар құрылысы бойынша 2 топқа бөлінеді: жай (протеиндер), күрделі (протеидтер). Жай белоктар гидролизденгенде (ыдырау) тек амин қышқылдарына ыдырайды. Мысалы, альбуминдер (жұмыртқаның, қанның, сүттің құрамында болады), глобулиндер (жануарлар организмінде ең көп таралған; қан сарысуында 20 дербес глобулин бар. Бұлшық ет, жұмыртқа, қан, сүт, өсімдіктер құрамына кіреді. γ – глобулиндерден организмде төтемелілік (иммунитет) түзіледі, ал фибриногеннің қан тоқтатуда маңызы зор), протаминдер (қасиеттері гистондарға ұқсас белоктар өкілі. Онда аргинин амин қышқылы көптеп кездеседі де, нуклеопротеидтер құрамына кіреді), гистондар (ядрода кездеседі, құрамында диаминмонокарбон қышқылдары көп кездеседі. Гистондар нуклеин қышқылдарымен кешенденіп дезоксирибонуклеотидтер түзеді), проламиндер (өсімдік белоктары, дәнді дақылдар тұқымында көп таралған. т.б. Күрделі белоктар гидролизденгенде амин қышқылдарынан басқа белок емес заттарға ыдырайды. Мысалы, нуклеопротеидтер (протеин мен нуклеин қышқылдарының қосылуы, цитоплазма мен ядро құрамында болады), фосфопротеидтер (протеин мен фосфор қышқылы қалдығынан тұрады, сүт казеині, жұмыртқа оваальбумині, балықтың ихтулині мысал бола алады), глюкопротеидтер (протеиндердің көмірсулармен қосылуы, сілекей құрамындағы муцин, кейбір секреттерде), липопротеидтер (протеиндердің липоидтармен қосылуы, барлық ағзалар, ұлпаларда (Гольджи аппаратында) табылды, сүтте,жұмыртқада болады), гемоглобулин (қызыл қан түйіршіктерінде), миоглобулин (бұлшық етте). Көмірсулар (моносахаридтер – қарапайым қанттар, гидролизденбейді, бұлар глюкоза, фруктоза; дисахаридтер - әр молекуласы 2 моносахаридтерден тұрады: сахароза, лактоза; полисахаридтер - өте күрделі заттар: крахмал, клетчатка) табиғатта өте көп таралған, оның адам өмірінде маңызы өте зор. Мысалы, крахмал адам мен жануарлардың рационындағы негізгі қоректік зат. Организмге қажет қуаттың (энергия) көбі көмірсулар арқылы жүреді. Олар нуклеин қышқылдарының, кейбір белоктардың құрамында кездеседі. Көмірсулардан маталар, қағаз, қопарылғыш заттар алынады да, олардың үлесіне өсімдіктердің 80%, ал жануарлардың 2% құрғақ заттары жатады. Олар қарапайым заттардан күн сәулесінің энергиясын пайдаланып, жасыл пигмент хлорофильдің қатысуымен синтезделеді. Бұл процесті фотосинтез дейді. Жасушаларда олар глюкоза және полимерлер (гликоген жануарлар, крахмал - өсімдік жасушаларында) түрінде болады. Өсімдік жасушаларының қабығы пектиннен, гемицеллюлозадан, целлюлозадан, ал саңырауқұлақтар және буынаяқтылардың сыртқы қаңқасы құрамына кіретін, глюкозаның туындысы - хитиннен тұрады. Майлар 2 топқа бөлінеді: липидтер, майға ұқсас заттар – липоидтар. Қазіргі кезде майлардың құрамынан 50-ден артық май қышқылдары бөлініп алынды. Олардың ішінде қаныққандары да, қанықпағандары да бар. Әйтседе, олардың ішінде 16 және 18 көміртегі атомы барлары жиі кездеседі. Олар барлық жасушалар құрамында, өсімдік дәндерінде кездесіп, жануарлар организмінде қор ретінде болады. Бейорганикалық заттар жасушада әртүрлі тұздардың: катиондары, аниондары ретінде болады. Онда органикалық заттар құрамына кіретін көптеген элементтерде кездеседі. Мысалы, фосфор АТФ мен нуклеин қышқылдары; темір – гемоглобулин, күкірт – кейбір амин қышқылдары мен белоктар; магний – хлорофилл, иод - тироксин гормоны, мыс - тотықтырғыш ферменттер құрамында болады. Заттек алмасуы-осмос, диффузия, фагоцитоз, пиноцитоз, сiңiрiлумен iске асады. Осмос - шалаөткiзгiш жарғақ арқылы ерiтiндiнiң өтуi. Диффузия - екi зат түйiскенде бiрiне-бiрiнiң араласуы. Осмос, диффузия жолдары жасуша қабығының көмегiмен жүредi. Фагоцитоз атауын 1882 жылы И.И. Мечников ашты. Жануарлар организмiнiң қорғануға бейiмдiлiгi. Фагоциттер бөгде бөлшектер мен микробтарды, бұзылған жасушалар қалдығын тұтып қалып, қорытады. Фагоцитоз қарапайым бiр (жасуша цитоплазмасы қоректiк заттарды толық орап алады), көпжасушалы организмдерде қоректену және ас қорыту қызметiн атқарады. Онда қоректiк заттар жасуша қабығына жанасады. Жанасқан жерде ойыс пайда болады. Ол бiрте-бiрте iшiне қарай тереңдеп, жасуша қабығынан үзiлiп, жасуша цитоплазмасына түседi. Жасуша цитоплазмасына жарғағымен қоршалып түскен құрылымды-фагосома деп атайды. Оның тағдыры жасушаның тұрақты қосындысы - лизосомаға байланысты болады. Пиноцитоз - сұйықты жұту. Бұл атауды 1931 ж. Люис бердi. Оның екi - эндоцитоз және экзоцитоз түрiн ажыратады. Эндоцитоз түрiнде жасушаны қоршап жатқан ортадағы ерiтiндi бөлшектер ұсталады, ал экзоцитозда жасуша түйiршiктi, көпiршiктi секреция түрiнде сұйық бөлiп шығарады. Сiңiрiлу ащы iшектiң кiлегейлi қабығындағы, бүйрек өзекшелерiндегi жасушаларда өтедi. Олардың бос жоғарғы бетiнде көптеген микробүрлер болады. Олар сiңiру бетi көлемiн екi есе ұлғайтады. Жасушадағы метаболизмді көптеген химиялық түзілістердің негізінде анықтауға болады. Бұнда заттардаң бузылуы- катоболизм процесі және жаңа заттар синтезделетін анаболизм процесі болады. Катоболиқалық реакциялар экзергоникалық болып табылады, олар энергияның бөлінуіне әкеледі, анаболикалық реакцияларда керсінше. Ферменттер дегеніміз жасушаның ішінде химиялық реакцияларды тездететін биологиялық катализатторлар.Олар ақуыздарды құрайды, молекуласында бір немесе бірнеше субстратқа бөлінетін бірнеше бөлімдер бар. Бұл бөлімдер белсенді орталықтар атын алды. Полипептидтерді олигопепттидтерге дейін ыдырататын ферменттер протиназа деп аталады. Фосфор эфирін ыдырататын ферменттер фосфатаза деп аталады. Дегидрогенноздар бұлар сутегін әр түрлі субстраттардан бөліп тұратын ферменттер. Гидролаздар- гидролитикалық ферменттер, олар ферменттердің үлкен бөлімін құрайды, бұлар субстратты ыдыратады және су молекуласын қосып алады. 150 ферменттердің артығы кристалды жағдайда алынған, бұл олардың молекулярлық салмағын анықтауға мүмкіндік берді. Бақылау сұрактары: 1.Фермент дегенііміз не? 2.Жасушаның ферментативтік белсенділігіне не әсер етеді? 3. Ферменттің белсенді орталығы дегеніміз не? 4. Метаболизм дегеніміз не? 5. Жасушаның тынысалу түрлері. Әдебиеттер: 1-10 ( негізгі), 11,12,15,19,20,22 ( косымша ) №6 дәріс тақырыбы- Жасуша ядросының құрылымы туралы қазіргі кезендегі түсіністер. Хромасоманың құрылымы және репликация Жалпы сұрақтары: Ядроның құрылысы, оны зерттеу тарихы. Хромосомалар – ядроның негізгі құрылым, қызмет бөлігі. Гетерохроматин, эухроматин. Дәрістің қысқаша жазбасы. Жасуша ядросының құрылысы мен маңызын зерттеу тарихы 4 – морфологиялық, биохимиялық, тәжірибелік (эксперимент, физиологиялық), молекулалық бағыттардан тұрады. Алғашқы морфологиялық зерттеулерді 1833-1838 ж. өткізіп, ядроны өсімдік,жануарлар жасушаларынан көрген неміс ботаниктері Р. Броун мен М. Шлейден болды. Электронды микроскоппен ядро 1945 ж. бастап зерттелді. Ядроны биологиялық бағытта зерттеу нуклеин қышқылдарының ашылуына байланысты жүргізілді. 1939 ж. Браше мен Касперсон ядродада ДНҚ, ал РНҚ әрі ядрода, әрі цитоплазмада болатынын дәлелдеді. 1944 ж. биохимияда екі жаңалық ашылды: 1) нуклеин қышқылдарының биохимиялық белсенділігі анықталды; 2) нуклеин қышқылдары тұқым қуалауды реттейтіні ашылды. Осы 2 тұжырым молекулярлық биологияның негізгі қағидасына айналды. Себебі, ДНҚ молекуласында тұқым қуалушылық қасиетінің коды (шартты белгісі) жазылған, ал РНҚ молекуласы оның кешені болып келеді. Ядроны тәжірибелік зерттеу Р. Чемберс есімімен байланысты. Ол микрохирургия тәсілімен ядроны жасушадан ажыратып, басқа жасушаға салған. Молекулалық зерттеулер кейінгі кезде басталды. Оның көмегімен нуклеин қышқылдарының қызметі, химиялық құрылысы арасындағы тығыз байланыстар бары анықталды. Қазір барлық биохимиялық процестер молекулярлық деңгейде өтеді. ДНҚ мен РНҚ түзілуі және рибосомада өтетін белоктың түзілуі бұған мысал бола алады. Сонымен жасуша ядросы – жануарлар мен өсімдіктер жасушаларының ең басты, маңызды құрамбөлiктерiнiң бiрi, онда тектiк аппарат, немесе нәсілдік (генетикалық) хабар (информация) сақталады. Тектiк хабарды сақтап, таратады, ұрпақтан ұрпаққа бередi. Жасуша әдетте бiр ядролы болады. Организмде екi, көп ядролы жасушаларда кездеседi. Олар қарапайымдарда, омыртқалы жануарлардың бауырында, сүйек кемігінде, бұлшық ет, дәнекер ұлпаларда кездеседі. Жалпы ядро пiшiнi жасушаға сәйкес шар тәрiздi, домалақ, текше, призма тәрiздi жасушаларда созылыңқы, эллипстей болады, жасушада әр түрлi: дәл ортасында (домалақ, жайпақ, текше жасушалар), төменгi (призма пiшiндi жасушалар), шеткi (май жасушалар) бетiнде орналасады. Барлық жасушаларда ядро сілті бояуларымен жақсы боялады. Ядро көлемі жасуша жасына, қызметіне, ұлпа түріне байланысты болады. Ядро құрылысын 2 жағдайда: бөлінбеген және бөліну кезінде (митозда) зерттейді. Бөлінбеген, немесе 2 бөліну арасы кезеңіндегі ядроны кезеңаралық (интерфазалық) деп атайды. Кезеңаралық жасушаның ядросы кариолеммадан (қабығы, қабықшасы), ядрошықтан, хроматиннен (дөңгелек денешік), кариоплазмадан (ядро шырыны, iркiлдек шырын) тұрады. Кариолемма ядроны цитоплазмадан бөліп тұрады, жарық микроскопта ол ядроны айнала қоршап тұрған өте жұқа шеңбер тәрізденіп көрінеді. Электронды микроскопта 40-50 мың есе ұлғайтып қарағанда кариолемма екі – сыртқы, ішкі жарғақтардан тұратыны, аралығында қоймалжың затқа толы жіңішке кеңістік бары анықталды. Кейінгіні жарғақ аралық, немесе перинуклеарлық кеңістік деп атайды. Кариолеммада көптеген ұсақ тесіктер, немесе саңылаулар (порлар) болады. Осы саңылаулар арқылы ядродан цитоплазмаға және керісінше, белоктар, көмірсулар, майлар, ніклеин қышқылдары, су және әртүрлі иондар өтеді. Яғни, ядро мен цитоплазманың арасында үздіксіз зат алмасу процесі жүреді. Кариолемма барлық организмдер, бактериялар, көк-жасыл балдырлардан басқа, жасушалар ядроларында міндетті түрде болатын құрылым. Кариолемманың сыртқы жарғағында эндоплазмалық тормен байланысқан рибосомалар орналасады. Сонымен кариолемма мына қызметтерді: ядро құрамын цитоплазмадан шектейді; цитоплазмадан ядроға биополимерлерді өткізеді; тасымалдаушы, немесе транспорттық қызмет атқарады. Ядрошық ядро ішіндегі домалақ келген тығыз денешік, мөлшері 1-2 мкм-ден 10 мкм дейін, кейде оданда көп шамаға өзгеруі мүмкін. Оның саны негізінен біреу, кейде екеу болады, бірақ жасушаның әртүрлі тіршілік әрекетіне орай, олардың саны да өзгеріп отырады. Ядрошықтың құрамына белок және РНҚ енеді. Мұнда РНҚ синтезі жүреді, әрі ядрошық белок синтезіне де қатысады. Ядрошық тек бөлінбейтін жасушада ғана қалыптасып, соларда көрінеді, ал жасушаның бөліну кезеңінде ол жойылып кетеді. Онда 70% цитоплазмалық РНҚ, 30% ядролық РНҚ синтезделеді. Хроматин ұсақ түйіршіктер түрінде бөлінбеген өсімдіктер, жануарлар жасушалары ядроларында тірі қалпында, бекітіп, бояп барып зерттегенде ғана көрінеді. Хроматин атауын 1880 ж. Флемминг берді. Ол сілті (гемотоксилин) бояуларымен жақсы боялып, негізгі бояғыштарды жақсы сіңіретіндіктен және оның қышқылдық қабылдау қасиеті болатыны, ДНҚ-дан тұратыны, хромосома ДНҚ молекуласынан құралатыны айқындалды. Сондықтан хроматинді хромосомаларды түзетін зат деп түсіну керек. Алғашқы рет 19 ғасырдың 70 жылдары белгілі болған “хромосома” (гректің бояу, дене) атауын 1883 ж. ұсынған неміс ғалымы В.Вальдейер болды. Өсімдіктер мен жануарлар жасушаларында хромосомалар таяқша тәрізді, ұзынша, көлемі әр организмде әртүрлі, негізінде 0,2 мкм-ден 50 мкм-ге дейін барады. Адам хромосомасының ұзындығы 1,5 – 10 мкм. Өте ұсақ хромосомалар кейбір қарапайымдарда, саңырауқұлақтарда, балдырларда, ал ең үлкені жарғақ қанатты жәндіктер мен қосмекенділерде болады. Хромосомалардың құрылымын зерттеу үшін қазір көптеген әдістер қолданылуда. Солардың бірі әртүрлі бояулар арқылы хромосомаларды анықтап айыру, немесе ажырату. Ажырату әдісі арқылы адам хромосомасының құрылысы зерттеліп, 46 хромосома жеті топқа (А, В, С, Д, Е, Ғ, У) бөлінетіні, хромосоманың картасы жасалып, гендердің (тек) хромосома бөлімдерінде орналасатыны анықталды. Бұл әдіс хромосомаларды 3 түрге – ең үлкен, кішірек және акроцентрлі деп бөліп, оларды бір-бірінен жақсы ажыратты. Бұл әдістің кемшілігі сол, ол ұқсас хромосомаларды ажырата алмайды екен. Негізгі бояулармен бояғанда оның кейбір бөлшектері, кейде тұтас хромосоманың өзі, әртүрлі әсерлестік байқатады. Хромосоманың жекеленген бөліктері қанығыңқы бояладыда (тығыздалған түрін, немесе формасын) гетерохроматин, ал тығыздалмаған, әлсіз боялған, болбыр түрін эухроматин деп атайды. Хроматин кариолеммаға тақау, әрі кариоплазмада біркелкі орналасады. Интерфаза кезінде хроматиндер бірнеше түрге бөлінеді. Көңіл аударатын жай, ол хроматин тым босаң болған сайын, жасушада солғұрлым түзілу (синтетикалық) процестері жоғары болады. Ал, жасуша бөлінгенде тығыздалған хроматиннен хромосомалар түзіледі. Ол кезде жасушада ешқандай синтетикалық процестер өтпейді. Бұдан бірнеше тұжырым жасауға болады. Біріншіден, жасуша хромосомалары интерфазада белсенді (активті), тығыздалмаған, босаң күйде болады. Бұл уақытта ядрода ДНҚ-ның транскрипция (ДНҚ жазылған генетикалық хабарды жұмсаудың алғашқы кезеңі; жасушада белок синтезі жүру үшін рибосомаға ДНҚ-да жазылып, сақталып тұрған белоктың құрылымы жөніндегі хабар хабарлаушы РНҚ-ға көшіріліп жазылуын айтады) және репликация (ДНҚ молекуласының екі еселенуі) процестері өтеді. 2-ден, жасуша бөлінгенде хромосомалар ырықсыз (пассивті), тығыздау күйінде болады. Бұл уақытта аналық жасушадағы хромосомалар тең бөлінеді, кейін олар түзілген жас жасушаларда пайда болады. Жалпы ядроның қызметі ДНҚ молекуласының тұқым қуалау хабарының 2 еселенуі мен жасушадан жасушаға берілуіне және ДНҚ арқылы жүретін транскрипция процесіне бағынышты болады. Хроматиннің химиялық құрамына негізінде ДНҚ, арнаулы хроматин белогі – гистон және РНҚ кіреді. Олардың көлемі 1:1,3:0,2 қатынастарымен белгіленеді. Хроматин өзінің химиялық құрамы жағынан ДНҚ мен белоктың күрделі қосылысы ДНП (дезоксинуклеопротеид) болып саналады. Жасушалардың бөліну кезеңінде хроматин түйіршіктерінен жіптер – хромосомалар түзіледі. Хромосомалар белоктан және ДНҚ тұрады. Әртүрлі жануарлар түрлері үшін хромосомалар саны тұрақты болады. Мысалы, папортник өсімдігінде хромосомалар саны 50-ге, тұт ағашында – 308, өзен шаянында – 198 жетті. Ең аз хромосома (біреу) аскариданың бір түрінде, өсімдіктер ішінде – күрделі гүлділер тұқымдасының бір түрінде 4 хромосома кездеседі. Бір жасушаның ядросында хромосомалар әрқашанда қосарланып жүреді, яғни екі-екіден бірдей, немесе гомологты болып, бір жұп құрайды. Мысалы, арпада – 14, сұлыда – 42, томатта – 24, жеміс шыбыны дрозофилада – 8, үй шыбынында – 12, тауықта – 24, үй қоянында – 44, ешкіде – 60, қойда – 54, шимпанзеде – 48, ал адамда – 46, немесе 23 жұп түзіледі. Басқаша айтқанда әрбір жұпта бірдей 2 хромосома біріккен деп түсіну қажет. Әртүрлі жұптағы хромосомалардың шамасы, пішіні, үзбелер орналасуы жағынан бірінен-бірінің едеуір ерекшелігі байқалады. Бір ядрода болатын барлық хромосомалар – хромосома жиынтығы деп аталып, организмнің әрбір түріне тән болады. Дене (сомалық) жасушаларының ядросында хромосомалар жиынтығы қосарлы, немесе диплоидты, ал жыныстық жасушалар ядросында олар, әр уақытта сыңар, жалқы, немесе гаплоидты болып келеді. Гаплоидтыда әрбір жұптан бір ғана хромосома қалады. Оргаизмдердің әрбір түрі үшін диплоидты және гаплоидты хромосомалар саны тұрақты болады. Хромосомалар арқылы ұрпақтан ұрпаққа нәсілдік тұқым қуалаушылық қасиеттері беріледі. Хроматин белокты синтездеуге қатысады. ДНҚ синтезінің өту ұзақтығы әртүрлі жануарлар мен өсімдіктерде түрліше болады. Мысалы, сүтқоректілер жасушасында бұл процес 6-10 сағатқа созылады, осы уақыттың ішінде ДНҚ-ның әрбір жеке молекуласы өзіне ұқсас екінші молекуланы жасап шығарады. Демек, синтездің басталуына дейін бір хромосоманың құрамында бір молекула, яғни ДНҚ-ның бір ғана жіпшесі болса, синтез аяқталғаннан кейін әрбір хромосоманың құрамында ДНҚ-ның мүлдем бірдей екі жіпшесі болады. Әрбір хромосоманың екі еселену процесінің мәні де осында. Хромосомалардың морфологиясын митоздың метафаза сатысында жақсы көруге болады. Оның әрқайсысы бірнеше бөліктерден құралған, бір-бірімен үзбелене бөлінген созылыңқы тығыз денешік. Онда бірінші, екінші реттік кермені, немесе центромерді (гректің бөлік), немесе кинетохорды ажыратады. Хромосоманың әрқайсысы бұратылған ДНҚ-ның хроматидтер, немесе жас хромосомалар деп аталатын 2 жібінен (молекуласынан) құралады. Кейде хромосомалардың шетінде кішкентай денелер – хромосома серіктері кездеседі. Оның ең жіңішкерген жері, бірінші үзбе деп аталады. Бұл үзбе хромосоманы екі иыққа бөледі. Сондықтан хромосоманы – метацентрлі (екі иығы тең кезі), субметацентрлі (иықтары тең болмаса), акроцентрлі (бір иығы жетілмесе), телоцентрлі (таяқшаға ұқсас, бір иінді) деп ажыратады. Қазір хромосома денесінде ұзынша орналасқан элементтер жөнінде әртүрлі деректер бар. Полинем ғылыми болжамы (гипотеза) хромосоманың денесі бір – бірімен шиыршықтана орналасқан бірнеше ұзынша жіпшелерден тұрады десе, унинем болжамы хромосоманың бойында орналасқан бір құрылымның барын дәлелдейді. Унинем болжамына қарсы пікірдегілер мұның генетикалық ұғымға қайшы келетіндігін айтуда. Бұл ілім хромосомадағы субхроматид элементтері бірдей ме? Егер бірдей болса, мұндай жағдайда тек тұқым қуалайтын өзгергіштігі (мутация) қалай жүреді? Әртүрлі болса, кроссинговер процесімен хромосомалар бойында тектердің орналасу принциптерімен қалай байланыстыруға болады ? – деген, көптеген сұрақтарға жауап бере алмады. (кроссинговер – айқас, мейоз кезінде гомологты хромосомалардың конъгациясынан өзара бөліктерімен алмасуы; конъюгация – хромосомалардың уақытша бір – бірімен жанасуы). Тәжірибелік әдіс унинем болжамында айтылған тұжырымның растығын дәлелдеді. Мейоз хромосомасын ДНҚ-аза ферментімен бұзғанда бұл хромосоманың құрамында ДНҚ-ның бір ғана молекуласының бары айқындалды. Сонымен морфологиялық, физикалық, химиялық әдістер арқылы дрозофилдің бір хромосомасында бір ғана ДНҚ молекуласының бары, яғни дрозофилдің хромосомы унинемді екені анықталды. Атқаратын қызметіне орай хромосомалар 2 бөлінеді: аутосомалар, немесе жыныстық хромосомалардан басқа хромосомалар, жыныстық хромосомалар. Жыныстықтардың белгілі бір жыныстың дамуына қатысы болғандықтан Х және У деп, белгіленеді. Дене жасушаларының хромосомалар санының түрлік тұрақтылығы, саны, ұзындығы, морфологиялық белгілерінің жиынтығы – кариотип деп аталады. Интерфазада хроматиннің кейбір бөлігі өте тығыздалған болып көрінеді. Оны 1949 ж. Барр ашып, жыныс хроматині деп атады. Ол әйелдердің жұмыртқаклеткаларында кездеседі. Жыныс хроматині ұрықтың жынысын ерте ажыратуға мүмкіндік береді. Сондықтан ол медицинада кең қолданылады. Кариоплазма, немесе ядро шырыны кариолемма ішіндегі және ядроның қуысын қоймалжың затпен толтырып тұратын сұйық бөлімі. Оның құрамына су, минералды тұздар иондары, ферменттер, белоктар, көмірсулар, витаминдер, басқада органикалық заттар кіреді. Жарық және электронды микроскоптарда кариоплазма біртектес мөлдір зат болып көрінеді. жүктеу/скачать 0.85 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|