Құрастырушылар

жасуша

протопласт (жасушаның негізгі заты)

• 
  

  вакуоля

  ядро
  

• 
  ЭПТ
  

Белгілер	Құрылысы және қызметі
Мембраналар	Барлық органеллалар ақуыз-липидті мембраналармен қапталған.
Жасуша ішілік қозғалыс	Жасушада заттар бір органелладан екіншісіне көпіршіктер арқылы өтіп, қозғалып отырады (заттар ағыны). Заттардың тасымалдануы және миграциясы, ақуыз ағыны не визикула ағыны, негізінде жүзеге асады.
Жасуша органеллаларының қалыптасуы	Жасуша органеллалары-динамикалық құрылымдар, олар өсіп, (өлшемдері үлкейіп не кішірейіп), ыдырап жойылып не жаңадан түзіліп отырады.
Органеллалардың жасуша ішінде орналасуы	Органеллалар жасушада қалай болса солай, ретсіз орналаспайады; әрбір органелла атқаратын қызметіне сай орналасады.

Молекулалардың ядроға және ядродан сыртқа (ЭПТ не гиалоплазмаға) өткізілуі-белсенді тасымалдану, диффузия немесе ядрода орналасқан арнайы сигналдар арқылы жүзеге асады. Жай диффузия және белсенді тасымалдану ядролық поралық кешен (ЯПК) арқылы жүзеге асады. Ұсақ молекулалар, иондар (<9 кДа) диаметрі 10 нм тең ядролық поралық кешеннің су арналары (каналдары) арқылы тасымалданады (диффузияланады). Ірі молекулалар (>9дКа) ядро сигналдарын пайдаланып, белсенді тасымалдану жолымен өткізіледі. ЦФ-цитоплазма филаменті; ВЯМ-ішкі мембрана; СЯМ-ядро қабықшасының торлы негізі; МП-мембрана порасы; НЯМ-сыртқы мембрана.

Белсенді ядролық импорттың негізгі кезеңдері төмендегідей болады:

1) гиалоплазмада еріген рецептор импортталатын молекуланы танып онымен байланысады да рецептор –лиганд (молекула) кешенін пайда етеді;

2) рецептор-лиганд молекула кешені ЯПК-нің цитоплазмалық бетімен байланысады;

3) рецептор-лиганд (молекула) кешені ЯПК-нің орталық арнасына қарай жылжып қозғалады. ГТФ молекуласының гидролизі (ГТФ-ГДФ) негізінде бөлініп шыққан энергия орталық пораның қақпалық механизмін (тетігін) активтендіреді, ал бұл рецептор-лиганд кешенінің нуклеоплазмаға (ядро шырынына) өтуіне алып келеді. Транслокациялық кешен (рецептор-лиганд) ядроға енгеннен кейін диссоциаланады (ыдырайды) және тасымалдау факторлары еріген рецептормен бірге қайтадан гиалоплазмаға оралады. Ядроға тасымалданатын кейбір ақуыздар ядрода орналасқан сигналдар (ЯОС) көмегімен импортталады. Ядрода орналасқан сигнал дегеніміз 5-6 аминқышқылына бай ақуыз молекуласының бір учаскесі, мысалы: пролин-пролин-лизин-лизин-лизин-лизин-аланин-лизин-валин Ядрода орналасқан сигнал аминқышқылдары ақуыз молекуласының кез келген жерінде орналасуы мүмкін, мысалы, массасы 60 кДа болатын ақуыз-импортин, ақуыз молекуласының ядрода орналасқан сигналымен байланысып, оның ядроға импортталуын иницияциялайды және оны бірқалыпты күйде ұстап тұрады. Ядро импортына цитоплазмалық факторлар-да қатынасады. Митохондриялар жасушаның міндетті органеллаларының бірі. Оның пішіні түрліше болып келеді: таяқша тәрізді, домалақ, сопақша, гантель тәрізді т.с.с., ал өлшемі 0,5-7 мкм тең.

Митохондриялар қос қабат қабықшадан, матрикстан тұрады. Митохондриялар жасушаның энергетикалық орталығы болып саналады, себебі бұл жерде органикалық заттар молекуласы ыдырайды және энергияның әмбебап көзі-аденозинтрифосфат (АТФ) синтезделінеді. Бұл құбылыстар көптеген ферменттердің қатынасуымен жүретіндігі сөзсіз, ал олардың көпшілігі гиалоплазмада синтезделініп, митохондрияға тасымалданады. Митохондриялар қос қабат мембранамен қоршалған, оның 2 қуысы-мембранааралық және ішкі қуысы (матрикс), 4 мембраналық беттері болады. Сыртқы мембранада біршама көп мөлшерде порин деп аталатын ақуыз болады. Ол өлшемдері 5000 Да болып келетін молекулалардың, бірінші-мембранааралық қуысқа, еркін өтуіне мүмкіндік беретін пораларды қалыптастырады. Осылайша иондар, аминқышқылдары, қанттар және басқа да гиалоплазма компоненттері поралар арқылы бірінші қуысқа ешбір кедергісіз, еркін өтеді. Бірінші қуыста болатын ферменттер тобы поралар арқылы келіп түскен нуклеотидтерді және нуклеотидтер қанттарын фосфорлайды.


Митохондрия мембраналары
Митохондрияның ішкі мембранасы, сыртқы мембранаға қарағанда, әлде қайда ұзын және қатты кедергі (тосқауыл) болып табылады, онда заттарды өткізетін поралар болмайды. Ішкі мембрана митохондрий матриксіне (ішкі қуысы) қарай көптеген қатпарлар-кристтер пайда етеді. Кристтердің болуы арқасында ішкі мембрананың бетінің көлемі едәуір ұлғаяды, ал мұның митохондрий қызметінің (АТФ синтезі) жүзеге асуы үшін маңызы өте зор, себебі ішкі мембрана беттерінде көптеген тотықтыру ферменттері жабысып орналасқан. Митохондрия матриксі маңызды рөл атқарады, себебі ішкі мембрананың матрикс бетінде АТФ синтезделу үшін қажет ақуыз кешендері орналасқан. Сонымен бірге, митохондрий матриксінде көптеген метаболизм ферменттері, оның ішінде липидтердің, көмірсулардың тотығуына, Кребс циклына қатынасатын ферменттер, көптеп кездеседі. Митохондрий матриксінде митохондрия геномы, рибосомалар, т-РНҚ-лар, транскрипция және трансляция ферменттері кешені орналасқан. Митохондрия геномы 16,5 мың нж тұратын сақиналанған ДНҚ молекуласы. Онда 2 р-РНҚ, 22 т-РНҚ, 13 ақуыз гендері орналасқан. Митохондрияда рибосомалар болғандықтан ақуыз синтезделінеді, бірақ бұл жерде митохондрия ақуыздарының небәрі 5% ғана синтезделінеді, ал қалған 95% гиалоплазмада синтезделініп митохондрияға тасымалданады.

Митохондриялар жасушаның энергетикалық орталығы болып саналады-бұл жерлерде органикалық заттар молекулалары ыдырап АТФ синтезделінеді, ал ол үшін көптеген ферменттердің қатынасуы қажет. Бұл ферменттер негізінен гиалоплазмада, еркін орналасқан полирибосомаларда синтезделініп, митохондрияға тасымалданады. Митохондрияға тасымалданатын ақуыздар молекуласының N ұшында орналасқан сигналдық пептидтері болады. Сигналдық пептидтер ұзындығы 12-80 аминқышқылындай. Ақуыздың бұл учаскесі (сигналдық пептид) амфифильдік оралма пайда етеді. Бұл жерде зарядталған аминқышқылдар альфа ширатпаның бір жағында, ал полярлы емес аминқышқылдар енші жағында топтасқан. Ақуыз молекукласының амфифильдік оралмасы (сигналдық пептид) сыртқы мембранада орналасқан митохондрияның танып–білуші рецепторының байланысу учаскесімен (доменімен) байланысады. Ақуыздардың митохондрияға тасымалдануы күрделі үдеріс және ол бірнеше элементтерден тұрады.

• 
  Оқущылардың білімін жан жақты тексеру
  
• 
  Сұрақтарды дұрыс және мазмұнды құрастыруға мән беру
  

Оқушылардың білім деңгейін бағалау. Келесі сабақтың тақырыбын хабарлау

Жасушаның негізгі компоненттерінің қызметі. Жасуша тіршілігіндегі жарғақшаның рөлі.

1.С.А.Әбилаев «Молекулалық биология және генетика» - Оқулық.Шымкент – «АСҚАРАЛЫ» баспасы,2008ж.

1.Медицинская биология и генетика / Под. Редакцией Куандыкова Е.У. – Алматы,2004

2. Мушкамбаров Н.Н.Кузнецов С.Н.Молекулярная биология.Учебное пособие для студентов медицинских вузов – Москва: Наука,2003,544с.

3. Ньюссбаум Р.И.др.Медицинская генетика: учебное пособие / пер.с англ.под.ред.Бочкова Н.П – М.,2010. – 624с.

4. Притчарт Д.Дж., Корф Б.Р.Наглядная медицинская генетика / пер.с англ.под.ред.Бочкова Н.П. – М.,2009 – 200с.

1.Введение в молекулярную медицину / под.ред.Пальцева М.А. – М.,Медицина,2004

2. Генетика. Учебник / под.ред.академика РАМН Иванова В.И. – М., ИКЦ «Академкнига»,2006 .

3.Гинтер Е.К.Медицинская генетика – М.,Медицина,2003.

4. Казымбет П.К., Мироедова Э.П.Биология.Учебное пособие – Астана,2006,2007.

5. Медицинская паразитология.Учебное пособие.Барышников Е.Н. – М., ВААДОС – пресс,2005.

6. Пехов А.П.Биология и общая генетика. Учебник – СПб,2006.

7. Фаллер Д.М., Шилдс Д. Молекулярная биология клетки. Руководство для врачей. Пер с англ. – М.: БИНОМ – Пресс,2003.

• 
  Оқушылардың сабаққа қатысуын тексеру
  

• 
  Тақырыпты жоспарымен таныстыру
  
• 
  Түсіндірілетін материалдық негізділігімен жеткізілуінің ғылымилығы
  
• 
  Жаңа сабақты сапалы игеру үшін түрлі оқу әдістерін қолдану.
  

Цитология ғылымының соңғы 30–40 жылдағы негізгі жетістіктердің бірі–цитоплазманың мембраналық құрылыс принципінің тұжырымдалуы болып табылады. Бұл тұжырымның негізгі мәні–цитоплазманың және оның органеллаларының биомембраналардан тұратындығын, олардың қызметтері мен қасиеттерінің биомембраналарға байланысты екендігін көрсету. Қазіргі кезде адам ағзасында құрылысы, қызметтері түрліше болып келетін 200–ге жуық жасушалар типі сипатталған, демек биомембраналардың да көптеген түрлері болатындығы сөзсіз. Шынында да цитоплазманың құрғақ затының 90% -биомембраналар болып табылады, яғни гиалоплазма екі мембранамен шектелген (плазмолемма, тонопласт), ядро қабықшасының сыртқы және ішкі мембраналары, митохондриялардың сыртқы және ішкі мембраналары, ЭПТ (эндоплазмалық тор), Гольджи кешенінің, лизосомалардың, пероксисомалардың және жасушаның басқа да мембраналық құрылымдары.

Биомембраналардың бәрінің құрылысы, жалпы алғанда, ұқсас жоба күйінде құрылған .

Биомембраналардың негізі болып амфифильдік (екі ұшы екі түрлі –гидрофильді және гидрофобты) липидтердің қос қабаты саналады

Биомембраналардың қалыңдығы липидтер молекулаларының ұзындығына байланысты болады, яғни олардың көмірсу «құйрықтарының» ұзындығы 2нм дей, ал қосқабатта ол 4нм-ге тең. Липидтік қосқабаттың (екі гидрофильдік «бастарын» қоса алғанда) қалыңдығы 5,3нм. Ақуыз молекулаларының есебінен мембрана тағы да 7–10нм жуандайды. Сонда биомембраналардың минималдық қалыңдығы 12–15нм аралығында болады.

1. Биомембраналар – тұйық құрылымдар, яғни олардың ұштары ешуақытта да ашық болмайды. Липидтік қосқабат өздігінен тұйықталып дербес, шектелген қуыстар (компортменттер) пайда етеді. Тек осы жағдайда ғана липидтердің гидрофобтық ұштары сұлы ортадан оқшауланған болады.

2. Биомембраналар заттарды таңдамалы өткізу қасиетіне ие, яғни олар заттарды жасушаға не жасушадан сыртқы ортаға түрліше өткізіп, цитоплазманың және органелалардың ерекше биохимиялық құрылымдарымен қасиеттерін қалыптастырады.

3. Биомембраналар ақпараттардың (сигналдың) жасуша аралық және жасуша ішілік берілуін жеңілдетеді және қамтамасыз етеді. Мембраналар молекулалық ақпараттарды қабылдайтын, оларды өңдеп сыртқа беретін орын болып табылады.

4. Мембраналар түрліше жасушааралық байланысу арқылы ұлпалардың түзілуін қамтамасыз етеді. Гликопротеиндермен гликолипидтердің көмірсу қалдықтары жасушалардың арнайы мембраналық антигендерін қалыптастырады (мыс. қан топтарының антигендері, гистоүйлесімділік антигендері) және мембрана беттерін өте жоғары иммунногенді етеді.

5. Биомембрана қабаттарының қозғалғыштығы. Биомембраналар тұйық болуына қарамастан қатып қалған құрылымдар емес, динамикалық болып табылады. Мембрана компоненттері (липидтер, ақуыздар) өз қабаттары жазықтығына да белсенді түрде латеральды (бүйірлі) қозғалады, әсіресе липидтер. Мысалы, массасы 100 000 Да болатын ірі ақуыз молекуласы 10 секундта 2,5 мкм қашықтыққа, ал липидтер осы уақыт ішінде 5,5мкм ге дейін жылжып қозғалады. Молекула өлшемдерімен салыстырғанда бұл өте үлкен қашықтық болып табылады. Бір қабат жазықтықта латеральды (бүйір) қозғалу мен бірге, кейбір мембрана ақуыздары мембрана беттеріндегі орналасу бағыттарын өзгертіп, айналмалы қозғалыс-та жасайды. Мысалы, кейбір мембраналық тасымалдаушылар мембрананың бір бетінен (гиалоплазма бетінен не сыртқы бетінен) заттарды байланыстырып, 180⁰ айналып, екінші бетінде сол заттарды босатып шығарады. Көмірсу компоненттері бар ақуыздар(гликопротеиндер), олигосахаридтердің өте жоғары дәрежеде гидрофильді болуына байланысты, мұндай айналмалы қозғалыс жасай алмайды. 6. Ассиметриялығы. Биомембраналардың сыртқы және ішкі беттері құрамы бойынша ерекше болады:

а) ақуыздардың және липидтердің көмірсу компоненттері, әдетте плазмолемманың (цитоплазма мембранасының) сыртқы бетінде орналасады;

б) көптеген ақуыздар барлық уақытта мембрананың тек сыртқы бетінде, ал екіншілері тек ішкі бетінде орналасады;

в) әдетте липидтік қосқабат та бір бірінен ерекше болады.

Мембрананың мұндай полярлы болуы оның қалыптасуының ең алғашқы сатыларында түзіліп әрі қарай сақталады.

Мембрана липидтерінің негізінен 4 түрі белгілі:

Алғашқы үшеуінің молекуласы гидрофильдік «бас», гидрофобтық «құйрық» бөлімдерінен тұрады. Фосфолипидтердің (ФЛ) «бас» бөліміне бір бірімен байланысқан азоттық негіз қалдығы (холин не серин), фосфат тобы және глицериннің 3 атомдық спиртінің қалдықтары кіреді. Бұлардың бәрі полярлы топтар, сондықтан да олар гидрофильді болады. Гидрофобты «құйрықтардың» құрамына кіретін май қышқылдарының (МҚ) қалдықтары глицеринмен байланысқан. Қаныққан май қышқылы ретінде пальметин қышқылы, ал қанықпаған май қышқылы ретінде –олеин қышқылы кездеседі.

Амфифильдік мембраналық липидтердің құрылымы

А.О.-азоттық негіз; Ф-фосфат тобы; ЖК-май қышқылы.

Кейбір мембраналар құрамында құрылысы жоғарыдағыдан өзгеше фосфолипидтер де (ФЛ) кездеседі, мысалы, кардиолипиндер –бұлар бір бірімен глицерин арқылы байланысқан 2 фосфатид қышқылы болып табылады. Бұл молекулалардың 4 көмірсутек «құйрығы» және үлкен гидрофильді «басы» болады. Плазмалогендерде бір май қышқылының орнына май қышқылының альдегидінің қалдығы кездеседі. Сфинголипидтердің (СФ) фосфолипидтерден (ФЛ) ерекшелігі-глицеринмен бір май қышқылының орнына–18С атомы, бір қосарланған байланысы бар қосатомды аминоспирт-сфингозин кездеседі. Сондықтан да сфингозиннің бастапқы бөлімдері сфинголипидтердің (СЛ) гидрофильді «басының» құрамына кіреді. Сфинголипидтердің (СЛ) маңызды өкілі–сфингомиелин. Мұнда азоттық негіз ретінде холин болады. Гликолипидтер (ГЛ) құрамында-да сфингозин болады, бірақ гидрофильді «басының» құрамына азоттық негіз және фосфат тобы емес бір көмірсу кіреді. Гликолипидтердің екі тобы белгілі: цероброзидтар (көмірсу ретінде галактоза не глюкоза болады) және ганглиозидтер –көмірсу ретінде бұтақталған олигосахарид болады.

Холестериннің (ХС) құрылысы алдыңғы үшеуінен ерекшелеу болады. Холестерин ұзынынан созылған 4 көмірсутекті циклдардан және көмірсутекті бүйір тізбегінен тұрады. Холестерин (ХС) жалғыз гидрокси тобынан (ОН) бөлек, гидрофобты қосылыс болып табылады. Гидрофобты болуына байланысты холестерин липидтік қосқабаттың ортасында орналасады, тек гидрокси тобы (ОН) амфифильдік липидтердің «бас» бөлігімен байланысқан.

Холестериннің құрылысы
Әртүрлі мембраналар құрамында түрліше липидтер болады және олар мембраналардың түрліше қасиеттерін анықтайды.
а) Кестеде көрсетілгендей мембрана құрамындағы ақуызбен липидтер ара қатынасы, шынында да 1:1 ге жақын, бірақ кейде оның ауытқуы мүмкін. Мысалы, миелин қабықшасында липидтер көптеп кездессе (79–80%), митохондрияның ішкі мембранасында –ақуыздар басым (76%) болады.

б) Сыртқы мембраналарда, ішкі мембраналарға қарағанда, көмірсулар, сфинго және гликолипидтер, холестерин көптеп кездеседі.

в) Мембранада фосфолипидтер (ФЛ) мен сфинголипидтер (СЛ) мөлшерінің көбеюі оның тұрақтылығының төмендеуіне алып келеді, себебі:

1) молекулалар арасындағы әрекеттесудің әлсіреуі салдарынан мембрана компоненттерінің латеральды (бүйір) диффузиясы жоғарылайды;

2) липидтер «құйрықтарының» арасындағы арақашықтықтың кеңеюі салдарынан кейбір заттардың -(мыс. полярлы емес қосылыстардың) мембрана арқылы диффузиясы күшейеді;

3) мембрананың үзілуге деген қабілеті жоғарылайды.

г) Холестерин және гликолипидтер мембрана тұрақтылығына екі түрлі әсер етеді:

1) холестериннің липидтердің көмірсутек «құйрықтарының» арасына еніп орналасуы, ал гликолипидтердің –(нервожаңа және цереброн қышқылдары қалдықтарының) әдеттегіден ұзын «құйрықтарының» болуы көмірсутек «құйрықтарының» орналасу тәртібін өзгертеді, ал бұл мембрана тұрақтылығын азды көпті бұзады.

2) бірақ, осы аталған факторлар (ХС липидтер арасында орнасуы және оның ұзын «құйрығының» болуы) липидтердің актив жылжуына кедергі келтіреді, ал бұл мембрана тұрақтылығын едәуір жоғарлатады.

Жасушаның ішкі мембраналарында холестерин және глиполипидтер өте аз мөлшерде болатындықтан (15 кестені қара) бұл мембраналар тұрақсыздау, өткізгіштігі жоғары, үзілуге бейімдеу болып келеді. Амфифильдік липидтердің «жинақталу» әдістері мембрана липидтерінің сулы ортада өздігінен табиғи «жинақталу» нәтижесі екендігі белгілі. Тәжірибе жағдайында осындай қосқабаттың қалыптасуы нәтижесінде липосома деп аталатын құрылымдар пайда болады. Липисомалар –қабырғасы липидтік қосқабаттан тұратын дөңгелек көпіршіктер. Липосомалардың ішкі және сыртқы беттері полярлы болып, ішкі ортасы сулы болады. Амфифильдік липидтер, кейде мицеллаларды да пайда етеді. Мицеллалар- дөңгелек түйіршіктер, бірақ липосомалардан ерекшелігі бұлардың қабырғасы бір қабат липидтерден тұрады. Липидтердің гидрофильдік «бастары» сыртқа, ал гидрофобтық «құйрықтары» ішке, яғни мицелланың ортасына қарай бағытталған. Сондықтан да мицеллалардың ішкі ортасы сулы емес, гидрофобты, яғни майлы болып келеді.