Клетка – тирүү материянын уюшкандык деңгээли, бардык жандыктардын негизги касиеттерине ээ болгон өз алдынча биосистема. Демек, ал өнүгүп, көбөйүп, жылып, ыңгайлашып, өзгөрө алат. Мындан тышкары, ар кандай клеткалар зат алмашуу, өзгөчө түзүлүш, структуралардын жана функциялардын иреттүүлүгү менен мүнөздөлөт.
Клеткаларды изилдеген илим бул цитология. Анын предмети болуп көп клеткалуу жаныбарлар менен өсүмдүктөрдүн структуралык бирдиктери, бир клеткалуу организмдер – бактериялар, жөнөкөйлөр жана бир гана клеткадан турган балырлар саналат.
Эгерде тирүү организмдердин структуралык бирдиктеринин жалпы уюштурулушу жөнүндө айта турган болсок, алар кабыктан жана ядросу бар ядродон турат. Аларга клетканын органеллдери, цитоплазма да кирет. Бүгүнкү күндө ар кандай изилдөө ыкмалары абдан өнүккөн, бирок микроскопия алдыңкы орунду ээлейт, бул клеткалардын түзүлүшүн изилдөөгө жана анын негизги структуралык элементтерин изилдөөгө мүмкүндүк берет.
Органоид деген эмне?
Органоиддер (алар органеллдер деп да аталат) ар кандай клетканын туруктуу түзүүчү элементтери.аны толуктоо жана айрым функцияларды аткаруу. Бул түзүмдөр аны улантуу үчүн абдан маанилүү.
Органоиддерге ядро, лизосомалар, эндоплазмалык ретикулум жана Гольджи комплекси, вакуольдер жана везикулалар, митохондриялар, рибосомалар жана клетка борбору (центросома) кирет. Буга клетканын цитоскелеттерин (микротүтүкчөлөр жана микрофиламенттерди), меланосомаларды түзүүчү структуралар да кирет. Өзүнчө кыймыл органеллдерин бөлүп көрсөтүү зарыл. Булар кирпикчелер, желекчелер, миофибрилдер жана псевдоподдор.
Бул түзүмдөрдүн баары бири-бири менен байланышкан жана клеткалардын координацияланган ишмердүүлүгүн камсыз кылат. Ошондон улам: «Органоид деген эмне?» деген суроо туулат. - бул көп клеткалуу организмдин органына барабар боло турган компонент деп жооп бере аласыз.
Органеллдердин классификациясы
Клеткалар көлөмү жана формасы, ошондой эле аткарган кызматы боюнча айырмаланат, бирок ошол эле учурда алар окшош химиялык түзүлүшкө жана бирдиктүү түзүлүш принцибине ээ. Ошол эле учурда органоид деген эмне жана ал кандай структуралар деген суроо бир топ талаштуу. Мисалы, лизосомалар же вакуолдор кээде клетка органеллдери катары классификацияланбайт.
Эгерде бул клетка компоненттеринин классификациясы жөнүндө айта турган болсок, анда мембраналык эмес жана мембраналык органеллдер бөлүнөт. Мембраналык эмес - бул клетканын борбору жана рибосомалар. Кыймыл органеллдеринде (микротүтүкчөлөр жана микрофиламенттер) да мембраналар жок.
Мембрананын органеллдеринин түзүлүшү биологиялык мембрананын болушуна негизделген. Жалгыз мембраналык жана кош мембраналык органеллдердин бир структуралуу кабыкчасы бар, алфосфолипиддердин жана белок молекулаларынын кош катмары. Ал цитоплазманы тышкы чөйрөдөн бөлүп, клетканын формасын сактап калууга жардам берет. Өсүмдүк клеткаларында мембранадан тышкары клетка дубалы деп аталган сырткы целлюлоза кабыкчасы да бар экенин эстен чыгарбоо керек. Ал көмөкчү функцияны аткарат.
Мембраналык органеллдерге EPS, лизосомалар жана митохондриялар, ошондой эле лизосомалар жана пластиддер кирет. Алардын мембраналары протеиндердин топтому боюнча гана айырмаланышы мүмкүн.
Эгер органеллдердин функциялык жөндөмдүүлүгү жөнүндө айта турган болсок, анда алардын айрымдары айрым заттарды синтездей алат. Ошентип, синтездин маанилүү органеллдери ATP пайда болгон митохондрия болуп саналат. Рибосомалар, пластиддер (хлоропласттар) жана одоно эндоплазмалык ретикулум белоктордун синтезине, жылмакай ЭР липиддердин жана углеводдордун синтезине жооптуу.
Келгиле, органеллдердин түзүлүшүн жана функцияларын кененирээк карап чыгалы.
Негизги
Бул органелл өтө маанилүү, анткени ал алынып салынганда клеткалар иштешин токтотуп өлүшөт.
Ядронун кош кабыкчасы бар, анын ичинде көптөгөн тешикчелер бар. Алардын жардамы менен ал эндоплазмалык ретикулум жана цитоплазма менен тыгыз байланышта. Бул органелл белок жана ДНК комплекси болуп саналат хроматин - хромосомаларды камтыйт. Муну эске алганда, геномдун негизги бөлүгүн сактоого жооптуу органелл болгон ядро деп айта алабыз.
Ядронун суюк бөлүгү кариоплазма деп аталат. Анда ядронун структураларынын тиричилик ишинин продуктылары бар. Эң жыш зонасы рибосомаларды, татаал белокторду жана клеткаларды камтыган ядроРНК, ошондой эле калий, магний, цинк, темир жана кальций фосфаттары. Ядро клетка бөлүнөөрдүн алдында жок болуп, бул процесстин акыркы этаптарында кайрадан пайда болот.
Эндоплазмалык ретикулум (торчо)
EPS – бир мембраналуу органелл. Клетканын көлөмүнүн жарымын ээлейт жана бири-бири менен, ошондой эле цитоплазмалык мембрана жана ядронун сырткы кабыгы менен байланышкан түтүкчөлөрдөн жана цистерналардан турат. Бул органоиддин мембранасы плазмалемма менен бирдей түзүлүшкө ээ. Бул структура интегралдык жана цитоплазмага ачылбайт.
Эндоплазмалык ретикулум жылмакай жана гранулдуу (орой). Рибосомалар гранулдуу ЭРдин ички кабыгында жайгашкан, анда белок синтези жүрөт. Жылмакай эндоплазмалык тордун бетинде рибосомалар жок, бирок бул жерде углевод менен майдын синтези жүрөт.
Эндоплазмалык ретикулумда пайда болгон бардык заттар түтүкчөлөр жана түтүкчөлөр системасы аркылуу көздөгөн жерлерине жеткирилип, ал жерде топтолуп, кийин ар кандай биохимиялык процесстерде колдонулат.
ЭПСтин синтездөө жөндөмдүүлүгүн эске алуу менен орой торчо негизги милдети белокторду түзүү болгон клеткаларда, ал эми жылмакай торчо углеводдорду жана майларды синтездөөчү клеткаларда жайгашкан. Мындан тышкары, кальций иондору жылмакай торчодо чогулат, алар клеткалардын же бүтүндөй организмдин нормалдуу иштеши үчүн зарыл.
Ошондой эле ЭР Гольджи аппаратынын пайда болгон жери экенин белгилей кетүү керек.
Лизосомалар, алардын функциялары
Лизосомалар клеткалык органеллдер,гидролиздик жана тамак сиңирүү ферменттери (протеазалар, липазалар жана нуклеазалар) бар бир мембраналуу тегерек баштыкчалар менен берилген. Лизосомалардын мазмуну кислоталуу чөйрө менен мүнөздөлөт. Бул түзүлүштөрдүн мембраналары аларды цитоплазмадан бөлүп, клеткалардын башка структуралык компоненттеринин бузулушуна жол бербейт. Лизосома ферменттери цитоплазмага чыгарылганда клетка өзүн-өзү жок кылат - автолиз.
Белгилей кетчү нерсе, ферменттер эң оболу одоно эндоплазмалык ретикулумда синтезделет, андан кийин Гольджи аппаратына өтүшөт. Бул жерде алар модификацияга дуушар болушат, мембраналык везикулаларга жыйылып, ажырай башташат, клетканын өз алдынча компоненттери – лизосомалар, биринчилик жана экинчилик болуп калышат.
Негизги лизосомалар Гольджи аппаратынан бөлүнгөн структуралар, ал эми экинчилик (тамак сиңирүү вакуолдору) биринчилик лизосомалар менен эндоциттик вакуолдордун биригүүсүнүн натыйжасында пайда болгон структуралар.
Ушул структураны жана түзүлүштү эске алуу менен лизосомалардын негизги функцияларын ажырата алабыз:
- клетканын ичиндеги ар кандай заттардын сиңирүү;
- керексиз клеткалык структуралардын бузулушу;
- клетканы кайра уюштуруу процесстерине катышуу.
Вакуолдор
Вакуольдер - суунун жана анда эриген органикалык жана органикалык эмес бирикмелердин резервуары болгон бир мембраналуу сфералык органеллдер. Бул структуралардын пайда болушуна Гольджи аппараты жана EPS катышат.
Жаныбардын клеткасында вакуольдерКичине. Алар кичинекей жана көлөмүнүн 5% дан ашык эмес ээлейт. Алардын негизги ролу заттардын клетканын боюна ташылышын камсыз кылуу.
Өсүмдүк клеткасынын вакуольдору чоң жана көлөмүнүн 90%ке чейин ээлейт. Жетилген клеткада борбордук орунду ээлеген бир гана вакуоль болот. Анын кабыкчасы тонопласт, ал эми ичиндегиси клетка ширеси деп аталат. Өсүмдүк вакуолдорунун негизги функциялары – клетка мембранасынын чыңалуусун, клетканын ар кандай кошулмаларынын жана калдыктарынын топтолушун камсыз кылуу. Мындан тышкары, бул өсүмдүк клеткасынын органеллдери фотосинтез процесси үчүн керектүү сууну камсыздайт.
Клетка ширесинин курамы жөнүндө айта турган болсок, анда ал төмөнкү заттарды камтыйт:
- резерв - органикалык кислоталар, углеводдор жана белоктор, жеке аминокислоталар;
- клеткалардын жашоосунда пайда болуп, аларда чогулган кошулмалар (алкалоиддер, таниндер жана фенолдор);
- фитонциддер жана фитогормондор;
- пигменттер, алардын аркасында мөмөлөр, тамырлар жана гүл жалбырактары тиешелүү түскө боёлгон.
Гольджи комплекси
"Гольджи аппараты" деп аталган органоиддердин түзүлүшү абдан жөнөкөй. Өсүмдүк клеткаларында алар кабыкчалуу өзүнчө денелерге окшош болсо, жаныбарлардын клеткаларында цистерналар, түтүкчөлөр жана табарсыкчалар менен көрсөтүлөт. Гольджи комплексинин структуралык бирдиги диктиосома болуп саналат, ал 4-6 «танк» жана алардан бөлүнүп турган жана клетка ичиндеги транспорттук система болуп саналган майда везикулалардан турат, ошондой эле лизосомалардын булагы катары кызмат кыла алат. Диктиосомалардын саны бирден бир нечеге чейин өзгөрүшү мүмкүнжүздөгөн.
Гольджи комплекси көбүнчө ядронун жанында жайгашкан. Жаныбарлардын клеткаларында - клетканын борборуна жакын. Бул органеллдердин негизги функциялары төмөнкүлөр:
- белоктордун, липиддердин жана сахариддердин секрециясы жана топтолушу;
- Гольджи комплексине кирген органикалык бирикмелердин модификациясы;
- бул органоид лизосомалардын пайда болгон жери.
Белгилей кетүүчү нерсе, ЭР, лизосомалар, вакуольдер жана Гольджи аппараты чогуу клетканы тиешелүү функциялары бар өзүнчө бөлүктөргө бөлүүчү түтүкчөлүү-вакуолдук системаны түзүшөт. Мындан тышкары, бул система мембраналардын үзгүлтүксүз жаңыланышын камсыздайт.
Митохондриялар клетканын энергия станциялары
Митохондриялар АТФ синтездешкен таякча сымал, сфералык же жип сымал формадагы эки мембраналык органеллдер. Алар жылмакай сырткы бети жана cristae деп аталган көптөгөн бүктөмөлөр менен ички кабыкчасы бар. Белгилей кетсек, митохондриядагы кристаллдардын саны клетканын энергияга болгон муктаждыгына жараша ар кандай болушу мүмкүн. Ал ички мембранада аденозин трифосфатты синтездөөчү көптөгөн фермент комплекстери топтолгон. Бул жерде химиялык байланыштардын энергиясы АТФтин макроэргиялык байланыштарына айланат. Мындан тышкары, митохондриялар май кислоталарын жана углеводдорду бөлүп чыгарат, ал энергия топтолуп, өсүү жана синтез үчүн колдонулат.
Бул органеллдердин ички чөйрөсү матрица деп аталат. Алтегерек ДНК жана РНК, майда рибосомаларды камтыйт. Кызыктуусу, митохондриялар жарым автономдуу органеллдер болуп саналат, анткени алар клетканын иштешине көз каранды, бирок ошол эле учурда алар белгилүү бир көз карандысыздыкты сактай алышат. Ошентип, алар өздөрүнүн протеиндерин жана ферменттерин синтездей алышат, ошондой эле өз алдынча көбөйө алышат.
Митохондрия аэробдук прокариоттук организмдер кабыл алуучу клеткага киргенде пайда болгон, бул белгилүү бир симбиотикалык комплекстин пайда болушуна алып келген деп эсептелет. Ошентип, митохондриялык ДНК заманбап бактериялардын ДНКсы менен бирдей түзүлүшкө ээ жана митохондриядагы жана бактериялардагы протеин синтези ошол эле антибиотиктер тарабынан бөгөттөлөт.
Пластиддер - өсүмдүк клеткасынын органеллдери
Пластиддер кыйла чоң органеллдер. Алар өсүмдүк клеткаларында гана болот жана прекурсорлордон – пропластиддерден түзүлөт, курамында ДНК бар. Бул органеллдер зат алмашууда маанилүү роль ойноп, цитоплазмадан кош кабыкча менен бөлүнгөн. Мындан тышкары, алар ички мембраналардын иреттүү системасын түзө алышат.
Пластиддер үч түрдүү болот:
- Хлоропласттар органикалык кошулмаларды жана эркин кычкылтекти пайда кылган фотосинтезге жооптуу эң көп пластиддер. Бул түзүлүштөр татаал түзүлүшкө ээ жана цитоплазмада жарык булагына карай жылып кете алышат. Хлоропласттардын курамындагы негизги зат - бул хлорофилл, анын жардамы менен өсүмдүктөр күндүн энергиясын колдоно алышат. Белгилей кетчү нерсе, хлоропласттар, митохондриялар сыяктуу, жарым автономдуу түзүлүштөр, анткени аларөз алдынча бөлүнүшү жана өз белокторунун синтези.
- Лейкопласттар – жарык тийгенде хлоропласттарга айлана турган түссүз пластиддер. Бул клеткалык компоненттер ферменттерди камтыйт. Алардын жардамы менен глюкоза айландырылат жана крахмал дан түрүндө топтолот. Кээ бир өсүмдүктөрдө бул пластиддер кристаллдар жана аморфтук денелер түрүндө липиддерди же белокторду чогултууга жөндөмдүү. Лейкопласттардын эң көп саны өсүмдүктөрдүн жер астындагы органдарынын клеткаларында топтолгон.
- Хромопласттар пластиддердин башка эки түрүнүн туундулары. Алар кызыл, сары же кызгылт сары түстөгү каротиноиддерди (хлорофиллди бузуу учурунда) пайда кылат. Хромопласттар пластиддик трансформациянын акыркы этабы болуп саналат. Алардын көбү мөмө-жемиштерде, желекчелерде жана күзгү жалбырактарда.
Рибосома
Рибосома деп эмнени органелл деп аташат? Рибосомалар эки фрагменттен (кичи жана чоң суббирдиктерден) турган мембрана эмес органеллдер деп аталат. Алардын диаметри болжол менен 20 нм. Алар бардык типтеги клеткаларда кездешет. Бул жаныбарлардын жана өсүмдүктөрдүн клеткаларынын органеллдери, бактериялар. Бул структуралар ядродо пайда болуп, андан кийин цитоплазмага өтүп, ал жерде эркин жайгашат же ЭПСга жабышат. Синтездөөчү касиетине жараша рибосомалар жалгыз иштейт же комплекстерге биригип, полирибосомаларды пайда кылат. Бул учурда бул мембрана эмес органеллдер кабарчы РНК молекуласы менен байланышкан.
Рибосома анын негизин түзгөн 4 рРНК молекуласын жана ар кандай белокторду камтыйт. Бул органоиддин негизги милдети - белок синтезинин биринчи баскычы болгон полипептиддик чынжырды чогултуу. Эндоплазмалык тордун рибосомаларынан пайда болгон белоктор бүт организм тарабынан колдонулушу мүмкүн. Жеке клетканын муктаждыктары үчүн белоктор цитоплазмада жайгашкан рибосомалар тарабынан синтезделет. Белгилей кетсек, рибосомалар митохондрияларда жана пластиддерде да кездешет.
Клетканын цитоскелети
Клетка цитоскелети микротүтүкчөлөр жана микрофиламенттерден түзүлөт. Микротүтүкчөлөр диаметри 24 нм болгон цилиндр формасындагы түзүлүштөр. Алардын узундугу 100 мкм-1 мм. Негизги компоненти тубулин деп аталган белок. Ал жыйрылууга жөндөмсүз жана колхицин менен жок кылынышы мүмкүн. Микротүтүкчөлөр гиалоплазмада жайгашып, төмөнкү функцияларды аткарышат:
- капастын ийкемдүү, бирок ошол эле учурда күчтүү алкагын түзүңүз, бул анын формасын сактоого мүмкүндүк берет;
- клетка хромосомаларынын таралуу процессине катышат;
- органеллдердин кыймылын камсыз кылуу;
- клетка борборунда, ошондой эле желекчелерде жана кирпиктерде камтылган.
Микрофиламенттер плазмалык мембрананын астында жайгашкан жана актин же миозин белокунан турган жипчелер. Алар жыйрылып, цитоплазманын кыймылына же клетка кабыкчасынын чыгып кетишине алып келиши мүмкүн. Кошумчалай кетсек, бул компоненттер клетканын бөлүнүшү учурунда кысылуунун пайда болушуна катышат.
Клетка борбору (центросома)
Бул органелл 2 центриолдон жана центросферадан турат. Цилиндрдик центриол. Анын дубалдары бири-бири менен кайчылаш байланыштар аркылуу биригип турган үч микротүтүкчөлөрдөн түзүлгөн. Центриолдор жуп болуп бири-бирине тик бурчта жайгашкан. Белгилей кетчү нерсе, жогорку өсүмдүктөрдүн клеткаларында бул органеллдер жок.
Клетка борборунун негизги ролу – клетканын бөлүнүшү учурунда хромосомалардын бирдей бөлүштүрүлүшүн камсыз кылуу. Ал ошондой эле цитоскелетти уюштуруунун борбору.
Кыймыл органеллдери
Кыймыл органеллдерине кирпиктер, ошондой эле желектер кирет. Бул чач түрүндөгү кичинекей өсүштөр. Желекче 20 микротүтүкчөлөрдү камтыйт. Анын негизи цитоплазмада жайгашып, базалдык дене деп аталат. Желектин узундугу 100 мкм же андан көп. 10-20 микрон гана болгон желекчелер кирпик деп аталат. Микротүтүкчөлөр жылыганда кирпикчелер жана желекчелер термелүүгө жөндөмдүү болуп, клетканын өзүнүн кыймылын шарттайт. Цитоплазмада миофибрилдер деп аталган жыйрылуучу фибрилдер болушу мүмкүн - булар жаныбар клеткасынын органеллдери. Миофибрилдер, эреже катары, миоциттерде - булчуң тканынын клеткаларында, ошондой эле жүрөк клеткаларында жайгашкан. Алар майда жипчелерден (протофибрилдер) турат.
Белгилей кетүүчү нерсе, миофибрилл байламдары кара жипчелерден турат - булар анизотроптук дисктер, ошондой эле жарык аймактар - бул изотроптук дисктер. Миофибриллдин структуралык бирдиги - саркомера. Бул актин жана миозин жипчелери бар анизотроптук жана изотроптук дисктердин ортосундагы аймак. Алар жылганда, саркомер жыйрылып, бүт булчуң жипчесинин кыймылына алып келет. Атбул ATP жана кальций иондорунун энергиясын колдонот.
Жаныбарлардын жөнөкөй жана сперматозоиддери желектин жардамы менен кыймылдашат. Кирпикчелер – бут кийимдердин кыймыл органы. Жаныбарларда жана адамдарда алар дем алуу жолдорун жаап, чаң сыяктуу майда катуу бөлүкчөлөрдөн арылууга жардам берет. Мындан тышкары амебоиддик кыймылды камсыз кылган жана көптөгөн бир клеткалуу жана жаныбарлардын клеткаларынын элементтери (мисалы, лейкоциттер) болгон псевдоподдор да бар.
Көпчүлүк өсүмдүктөр космосто кыймылдай албайт. Алардын кыймылдары өсүү, жалбырактардын кыймылы жана клеткалардын цитоплазмасынын агымынын өзгөрүшү.
Тыянак
Клеткалардын ар түрдүүлүгүнө карабастан, алардын бардыгы окшош түзүлүшкө жана уюмга ээ. Органеллдердин түзүлүшү жана функциялары бирдей касиеттери менен мүнөздөлөт, бул жеке клетканын да, бүткүл организмдин да нормалдуу иштешин камсыз кылат.
Бул үлгү төмөнкүчө чагылдырууга болот.
Таблица "Эукариоттук клеткалардын органоиддери"
Органоид |
Өсүмдүк клеткасы |
Жаныбар клеткасы |
Негизги функциялар |
| core | бул | бул | ДНКны сактоо, РНК транскрипциясы жана белок синтези |
| эндоплазмалык ретикулум | бул | бул | белоктордун, липиддердин жана углеводдордун синтези, кальций иондорунун топтолушу, Гольджи комплексинин түзүлүшү |
| митохондрия | бул | бул | АТФтин, өздүк ферменттердин жана белоктордун синтези |
| пластиддер | бул | жок | фотосинтезге катышуу, крахмалдын, липиддердин, белоктордун, каротиноиддердин топтолушу |
| рибосомалар | бул | бул | полипептиддик чынжырды чогултуу (белок синтези) |
| микротүтүкчөлөр жана микрофиламенттер | бул | бул | клеткага белгилүү бир форманы кармап турууга мүмкүндүк берет, клетка борборунун ажырагыс бөлүгү, кирпиктердин жана желектердин, органеллдердин кыймылын камсыз кылат |
| лизосомалар | бул | бул | клетканын ичиндеги заттарды сиңирүү, анын керексиз структураларын бузуу, клетканын кайра түзүлүшүнө катышуу, автолизди пайда кылат |
| чоң борбордук вакуоль | бул | жок | клетка мембранасынын чыңалуусун камсыздайт, аш болумдуу заттарды жана клетканын калдыктарын, фитонциддерди жана фитогормондорду, ошондой эле пигменттерди топтойт, суунун резервуары болуп саналат |
| Гольджи комплекси | бул | бул | белокторду, липиддерди жана углеводдорду бөлүп чыгарат жана топтойт, клеткага кирген азыктарды өзгөртөт,лизосомалардын пайда болушуна жооптуу |
| уюлдук борбор | жогорку өсүмдүктөрдөн башкасы бар | бул | - цитоскелеттин түзүлүшүнүн борбору, клетканын бөлүнүшү учурунда хромосомалардын бирдей дивергенциясын камсыздайт |
| миофибриллдер | жок | бул | булчуңдардын жыйрылышын камсыз кылуу |
Эгерде тыянак чыгарсак, жаныбар менен өсүмдүк клеткасынын ортосунда анча-мынча айырмачылыктар бар деп айта алабыз. Ошол эле учурда органеллдердин функционалдык өзгөчөлүктөрү жана түзүлүшү (жогорудагы таблица муну тастыктап турат) уюштуруунун жалпы принцибине ээ. Клетка гармониялуу жана бүтүн система катары кызмат кылат. Ошол эле учурда органеллдердин функциялары өз ара байланышта жана оптималдуу иштешине жана клетканын тиричилик активдүүлүгүн камсыз кылууга багытталган.
