Клетканын структурасы жана функциялары эволюциянын жүрүшүндө бир катар өзгөрүүлөргө дуушар болгон. Жацы органеллдердин пайда болушунун алдында жаш планетанын атмосферасында жана литосфера-сында езгеруулер болгон. Маанилүү жетишкендиктердин бири клетканын ядросу болгон. Эукариоттук организмдер өзүнчө органеллдердин болушунан улам прокариотторго караганда олуттуу артыкчылыктарга ээ болуп, тез эле үстөмдүк кыла башташты.
Түзүлүшү жана функциялары ар кандай ткандарда жана органдарда бир аз башкача болгон клетка ядросу РНК биосинтезинин сапатын жана тукум куучулук маалыматты берүүнү жакшыртты.
Origin
Бүгүнкү күндө эукариоттук клетканын пайда болушу жөнүндө эки негизги гипотеза бар. Симбиотикалык теорияга ылайык, органеллдер (мисалы, флагелла же митохондриялар) бир кезде өзүнчө прокариоттук организмдер болгон. Азыркы эукариоттордун ата-бабалары аларды жеп салышкан. Натыйжада симбиотикалык организм пайда болду.
Өзөк ичке чыгып кетүүнүн натыйжасында пайда болгонцитоплазмалык мембрананын бөлүмү. Бул клетканын тамактануунун жаңы ыкмасын, фагоцитозду өздөштүрүү жолунда зарыл болгон нерсе. Тамак-ашты кармоо цитоплазмалык мобилдүүлүктүн деңгээлинин жогорулашы менен коштолгон. Прокариоттук клетканын генетикалык материалы болгон жана дубалдарга жабышкан генофорлор күчтүү «агымдын» зонасына түшүп, коргоого муктаж болушкан. Натыйжада генофорлорду камтыган мембрананын бир бөлүгүндө терең инвагинация пайда болгон. Бул гипотеза ядронун кабыгынын клетканын цитоплазмалык мембранасы менен ажырагыс байланышта экендиги менен ырасталат.
Окуялардын өнүгүшүнүн дагы бир версиясы бар. Ядронун келип чыгышы жөнүндөгү вирустук гипотезага ылайык, ал байыркы архей клеткасынын инфекциясынын натыйжасында пайда болгон. Ага ДНК вирусу кирип, акырындык менен жашоо процесстерин толук көзөмөлдөй баштаган. Бул теорияны туура деп эсептеген илимпоздор анын пайдасына көптөгөн аргументтерди келтиришет. Бирок, бүгүнкү күнгө чейин, учурдагы гипотезалардын эч бири үчүн айкын далилдер жок.
Бир же бир нече
Заманбап эукариоттордун клеткаларынын көбүнүн ядросу бар. Алардын басымдуу көпчүлүгү ушундай бир гана органеллди камтыйт. Бирок кээ бир функциялык өзгөчөлүктөрдөн улам ядросун жоготкон клеткалар бар. Аларга, мисалы, эритроциттер кирет. Эки (кирпиктүү), ал тургай бир нече ядросу бар клеткалар да бар.
Клетка ядросунун түзүлүшү
Организмдин өзгөчөлүктөрүнө карабастан, ядронун түзүлүшү типтүү жыйындысы менен мүнөздөлөт.органеллдер. Ал клетканын ички мейкиндигинен кош кабыкча менен бөлүнгөн. Кээ бир жерлерде анын ички жана тышкы катмарлары биригип, тешикчелерди пайда кылат. Алардын милдети цитоплазма менен ядронун ортосундагы заттарды алмашуу.
Органелл мейкиндиги кариоплазмага толгон, аны ядро ширеси же нуклеоплазма деп да аташат. Анын курамында хроматин жана ядролук бар. Кээде клетка ядросунун аталган органеллдеринин акыркысы бир нускада болбойт. Кээ бир организмдерде ядролуктар, тескерисинче, жок.
Мембран
Ядро мембранасы липиддерден түзүлүп, эки катмардан турат: тышкы жана ички. Чынында, бул ошол эле клетка кабыкчасы. Ядро эндоплазмалык тордун каналдары менен перинуклеардык мейкиндик, мембрананын эки катмарынан түзүлгөн көңдөй аркылуу байланышат.
Сырткы жана ички мембраналардын өзүнүн структуралык өзгөчөлүктөрү бар, бирок жалпысынан окшош.
Цитоплазмага эң жакын
Сырткы катмар эндоплазмалык тордун мембранасына өтөт. Анын акыркысынан негизги айырмасы структурасында белоктордун бир кыйла жогору концентрациясында. Клетканын цитоплазмасы менен түз байланышта болгон мембрана сырттан рибосомалардын катмары менен капталган. Ал ички мембрана менен көптөгөн тешикчелер аркылуу туташкан, алар кыйла чоң белок комплекстери.
Ички катмар
Клетка ядросуна караган мембрана сыртынан айырмаланып, жылмакай, рибосомалар менен капталган эмес. Ал кариоплазманы чектейт. Ички мембрананын мүнөздүү өзгөчөлүгү - аны капталынан каптап турган ядролук ламина катмары,нуклеоплазма менен байланышта. Бул спецификалык белок структурасы конверттин формасын сактап, гендин экспрессиясын жөнгө салууга катышат, ошондой эле хроматиндин ядролук мембранага жабышып калышына көмөктөшөт.
Зат алмашуу
Ядро менен цитоплазманын өз ара аракети ядролук тешикчелер аркылуу ишке ашат. Алар 30 протеинден түзүлгөн татаал түзүлүштөр. Бир өзөктөгү тешикчелердин саны ар кандай болушу мүмкүн. Бул клетканын, органдын жана организмдин түрүнө жараша болот. Демек, адамдарда клетканын ядросунда 3 миңден 5 миңге чейин тешикчелер болушу мүмкүн, кээ бир бакаларда 50 000ге жетет.
Тешикчелердин негизги милдети ядро менен клетканын калган мейкиндигинин ортосундагы зат алмашуу. Кээ бир молекулалар кошумча энергия коротпостон, тешикчелерден пассивдүү өтөт. Алардын көлөмү кичинекей. Чоң молекулаларды жана супрамолекулалык комплекстерди ташуу белгилүү бир көлөмдөгү энергияны талап кылат.
Ядрода синтезделген РНК молекулалары кариоплазмадан клеткага кирет. Ядро ичиндеги процесстерге керектүү протеиндер карама-каршы багытта ташылат.
Нуклеоплазма
Ядролук шире белоктордун коллоиддик эритмеси. Ал өзөктүк кабык менен чектелип, хроматин менен ядро клеткасын курчап турат. Нуклеоплазма - ар кандай заттар эриген илешкек суюктук. Аларга нуклеотиддер жана ферменттер кирет. Биринчиси ДНК синтези үчүн зарыл. Ферменттер транскрипцияга, ошондой эле ДНКны оңдоого жана репликациялоого катышат.
Ядро ширесинин структурасы клетканын абалына жараша өзгөрөт. Алардын экөөсү бар - стационардык жанабөлүү учурунда пайда болот. Биринчиси интерфазага мүнөздүү (бөлүнүүлөрдүн ортосундагы убакыт). Ошол эле учурда ядролук шире нуклеиндик кислоталардын жана структураланбаган ДНК молекулаларынын бирдей бөлүштүрүлүшү менен айырмаланат. Бул мезгилде тукум куума материал хроматин түрүндө болот. Клетка ядросунун бөлүнүшү хроматиндин хромосомага айланышы менен коштолот. Бул учурда кариоплазманын структурасы өзгөрөт: генетикалык материал белгилүү бир түзүлүшкө ээ болуп, ядролук кабык бузулат жана кариоплазма цитоплазма менен аралашат.
Хромосомалар
Бөлүнүү учурунда трансформацияланган хроматиндин нуклеопротеиндик структураларынын негизги функциялары клетка ядросунда камтылган тукум куучулук маалыматты сактоо, ишке ашыруу жана берүү. Хромосомалар белгилүү бир форма менен мүнөздөлөт: алар целомера деп да аталган негизги таруу аркылуу бөлүктөргө же колдорго бөлүнөт. Жайгашкан жери боюнча хромосомалардын үч түрү бөлүнөт:
- таяк сымал же акроцентрдик: алар целомеранын дээрлик аягында жайгашуусу менен мүнөздөлөт, бир колу өтө кичинекей;
- диверсификацияланган же субметацентрдик колдун узундугу бирдей эмес;
- тең жактуу же метаборбордук.
Клеткадагы хромосомалардын жыйындысы кариотип деп аталат. Ар бир түрү белгиленген. Бул учурда бир эле организмдин ар кандай клеткаларында диплоиддик (кош) же гаплоиддик (бирдиктүү) топтом болушу мүмкүн. Биринчи вариант негизинен денени түзгөн соматикалык клеткалар үчүн мүнөздүү. Гаплоиддик топтому жыныс клеткаларынын сыймыгы болуп саналат. адамдын соматикалык клеткалары46 хромосома бар, жынысы - 23.
Диплоиддик топтомдун хромосомалары жуптарды түзөт. Жупка кирген бирдей нуклеопротеиддердин структуралары аллельдик деп аталат. Алардын түзүлүшү бирдей жана бирдей функцияларды аткарышат.
Хромосомалардын структуралык бирдиги – ген. Бул белгилүү бир протеинди коддогон ДНК молекуласынын бир бөлүмү.
Ядролук
Клетка ядросунда дагы бир органелл бар - ядрочучок. Ал кариоплазмадан кабыкча менен бөлүнбөйт, бирок клетканы микроскоп менен карап көргөндө оңой эле байкалат. Кээ бир ядролордо бир нече ядролук болушу мүмкүн. Мындай органеллдер таптакыр жок болгондор да бар.
Ядрочунун формасы шарга окшош, бир аз өлчөмдө. Анын курамында ар кандай белоктор бар. Ядрочунун негизги функциясы рибосомалык РНКны жана рибосомалардын өздөрүн синтездөө. Алар полипептиддик чынжырларды түзүү үчүн зарыл. Нуклеоли геномдун өзгөчө аймактарынын айланасында пайда болот. Алар ядролук уюштуруучулар деп аталат. Ал рибосомалык РНК гендерди камтыйт. Ядро, башка нерселер менен катар, клеткадагы белоктун эң көп топтолгон жери. Белоктордун бир бөлүгү органоиддин функцияларын аткаруу үчүн зарыл.
Ядрочо эки компоненттен турат: гранулдуу жана фибриллярдык. Биринчиси - жетилүүчү рибосома бөлүкчөлөрү. Фибриллярдык борбордо рибосомалык РНКнын синтези ишке ашырылат. Гранулярдык компонент ядронун борборунда жайгашкан фибриллярдык компонентти курчап турат.
Клетка ядросу жана анын функциялары
Бул рольөзөгүн ойнойт, анын түзүлүшү менен ажырагыс байланышта. Органоиддин ички түзүлүштөрү клеткадагы эң маанилүү процесстерди биргелешип ишке ашырышат. Ал клетканын түзүлүшүн жана функциясын аныктоочу генетикалык маалыматты камтыйт. Ядро митоз жана мейоз учурунда тукум куучулук маалыматты сактоо жана берүү үчүн жооптуу. Биринчи учурда кыз клетка ата-энеге окшош гендердин топтомун алат. Мейоздун натыйжасында жыныс клеткалары хромосомалардын гаплоиддик топтому менен түзүлөт.
Ядронун дагы бир кем эмес маанилүү функциясы – бул клетка ичиндеги процесстерди жөнгө салуу. Ал клеткалык элементтердин түзүлүшү жана иштеши үчүн жооптуу белоктордун синтезин көзөмөлдөөнүн натыйжасында ишке ашырылат.
Белок синтезине тийгизген таасири дагы бир көрүнүшкө ээ. Клетканын ичиндеги процесстерди башкарган ядро бардык органеллдерин жакшы иштеген бир системага бириктирет. Андагы кемчиликтер, эреже катары, клетканын өлүмүнө алып келет.
Акыры, ядро аминокислоталардан бир эле белоктун пайда болушуна жооптуу болгон рибосома суб-бирдиктеринин синтезинин жери. Рибосомалар транскрипция процессинде өтө зарыл.
Эукариоттук клетка прокариоттукка караганда кемчиликсиз бир түзүлүш. Өзүнүн мембранасы бар органеллдердин пайда болушу клетка ичиндеги процесстердин эффективдүүлүгүн жогорулатууга мүмкүндүк берди. Бул эволюцияда кош липиддик мембрана менен курчалган ядронун пайда болушу абдан маанилүү роль ойногон. Тукум куучулук маалыматты мембрана менен коргоо байыркы бир клеткалуу организмдерге өздөштүрүүгө мүмкүндүк бергенжашоонун жаңы жолдорунда организмдер. Алардын арасында фагоцитоз болгон, ал, бир версия боюнча, симбиоздук организмдин пайда болушуна алып келген, кийинчерээк ал бардык мүнөздүү органеллдери менен азыркы эукариоттук клетканын тукуму болуп калган. Клетка ядросу, кээ бир жаңы түзүлүштөрдүн түзүлүшү жана функциялары кычкылтекти зат алмашууда колдонууга мүмкүндүк берди. Мунун кесепети Жердин биосферасында кардиналдуу өзгөрүү болуп, көп клеткалуу организмдердин калыптанышына жана өнүгүшүнө негиз түзүлдү. Бүгүнкү күндө эукариоттук организмдер, анын ичинде адамдар, планетада үстөмдүк кылууда жана бул жагынан эч нерсе өзгөрө албайт.
