უჯრედის ქიმიური სტრუქტურა. უჯრედის სტრუქტურა. უჯრედის ქიმიური შემადგენლობა. მაკრო და მიკროელემენტები
ვიდეო გაკვეთილი 2: ორგანული ნაერთების სტრუქტურა, თვისებები და ფუნქციები ბიოპოლიმერების ცნება
ლექცია: უჯრედის ქიმიური შემადგენლობა. მაკრო და მიკროელემენტები. არაორგანული და ორგანული ნივთიერებების სტრუქტურისა და ფუნქციების ურთიერთობა
უჯრედის ქიმიური შემადგენლობა
აღმოჩნდა, რომ 80-მდე ქიმიური ელემენტი მუდმივად შეიცავს ცოცხალი ორგანიზმების უჯრედებში უხსნადი ნაერთებისა და იონების სახით. ყველა მათგანი კონცენტრაციის მიხედვით იყოფა 2 დიდ ჯგუფად:
მაკროელემენტები, რომელთა შემცველობა არ არის 0,01%-ზე დაბალი;
კვალი ელემენტები - რომელთა კონცენტრაცია 0,01%-ზე ნაკლებია.
ნებისმიერ უჯრედში მიკროელემენტების შემცველობა 1%-ზე ნაკლებია, მაკროელემენტები, შესაბამისად, 99%-ზე მეტი.
მაკრონუტრიენტები:
ნატრიუმი, კალიუმი და ქლორი - უზრუნველყოფს ბევრ ბიოლოგიურ პროცესს - ტურგორს (შიდა უჯრედული წნევა), ნერვული ელექტრული იმპულსების გაჩენას.
აზოტი, ჟანგბადი, წყალბადი, ნახშირბადი. ეს არის უჯრედის ძირითადი კომპონენტები.
ფოსფორი და გოგირდი პეპტიდების (ცილების) და ნუკლეინის მჟავების მნიშვნელოვანი კომპონენტებია.
კალციუმი არის ნებისმიერი ჩონჩხის წარმონაქმნების საფუძველი - კბილები, ძვლები, ჭურვები, უჯრედის კედლები. ასევე მონაწილეობს კუნთების შეკუმშვასა და სისხლის შედედებაში.
მაგნიუმი ქლოროფილის კომპონენტია. მონაწილეობს ცილების სინთეზში.
რკინა არის ჰემოგლობინის კომპონენტი, მონაწილეობს ფოტოსინთეზში, განსაზღვრავს ფერმენტების მუშაობას.
კვალი ელემენტებიძალიან დაბალ კონცენტრაციებში, მნიშვნელოვანია ფიზიოლოგიური პროცესებისთვის:
თუთია არის ინსულინის კომპონენტი;
სპილენძი - მონაწილეობს ფოტოსინთეზსა და სუნთქვაში;
კობალტი არის ვიტამინი B12-ის კომპონენტი;
იოდი მონაწილეობს ნივთიერებათა ცვლის რეგულირებაში. ფარისებრი ჯირკვლის ჰორმონების მნიშვნელოვანი კომპონენტია;
ფტორი კბილის მინანქრის კომპონენტია.
მიკრო და მაკრო ელემენტების კონცენტრაციის დისბალანსი იწვევს მეტაბოლურ დარღვევებს, ქრონიკული დაავადებების განვითარებას. კალციუმის ნაკლებობა - რაქიტის მიზეზი, რკინა - ანემია, აზოტი - ცილების დეფიციტი, იოდი - მეტაბოლური პროცესების ინტენსივობის დაქვეითება.
განვიხილოთ ორგანული და არაორგანული ნივთიერებების ურთიერთობა უჯრედში, მათი სტრუქტურა და ფუნქციები.
უჯრედები შეიცავს უამრავ მიკრო და მაკრომოლეკულებს, რომლებიც მიეკუთვნებიან სხვადასხვა ქიმიურ კლასებს.
უჯრედის არაორგანული ნივთიერებები
წყალი. ცოცხალი ორგანიზმის მთლიანი მასიდან ის ყველაზე დიდ პროცენტს შეადგენს - 50-90% და მონაწილეობს თითქმის ყველა სასიცოცხლო პროცესში:
თერმორეგულაცია;
კაპილარული პროცესები, რადგან ის არის უნივერსალური პოლარული გამხსნელი, გავლენას ახდენს ინტერსტიციული სითხის თვისებებზე, მეტაბოლიზმის ინტენსივობაზე. წყალთან მიმართებაში ყველა ქიმიური ნაერთი იყოფა ჰიდროფილად (ხსნად) და ლიპოფილად (ცხიმებში ხსნადი).
ნივთიერებათა ცვლის ინტენსივობა დამოკიდებულია მის კონცენტრაციაზე უჯრედში – რაც მეტი წყალია, მით უფრო სწრაფად მიმდინარეობს პროცესები. ადამიანის ორგანიზმის მიერ წყლის 12%-ის დაკარგვა - საჭიროებს აღდგენას ექიმის მეთვალყურეობის ქვეშ, 20%-ის დანაკარგით - ხდება სიკვდილი.
მინერალური მარილები. შეიცავს ცოცხალ სისტემებში დაშლილი სახით (იონებად დაშლილი) და გაუხსნელად. გახსნილი მარილები მონაწილეობენ:
ნივთიერებების ტრანსპორტირება მემბრანის გასწვრივ. ლითონის კათიონები უზრუნველყოფენ "კალიუმ-ნატრიუმის ტუმბოს" უჯრედის ოსმოსური წნევის შეცვლით. ამის გამო, წყალი მასში გახსნილი ნივთიერებებით მიედინება უჯრედში ან ტოვებს მას და ატარებს არასაჭიროებს;
ელექტროქიმიური ხასიათის ნერვული იმპულსების ფორმირება;
კუნთების შეკუმშვა;
სისხლის შედედება;
არის ცილების ნაწილი;
ფოსფატის იონი არის ნუკლეინის მჟავების და ატფ-ის კომპონენტი;
კარბონატული იონი - ინარჩუნებს Ph-ს ციტოპლაზმაში.
უხსნადი მარილები მთლიანი მოლეკულების სახით ქმნიან ჭურვების, ჭურვების, ძვლების, კბილების სტრუქტურებს.
უჯრედის ორგანული ნივთიერება
ორგანული ნივთიერებების საერთო თვისება- ნახშირბადის ჩონჩხის ჯაჭვის არსებობა. ეს არის ბიოპოლიმერები და მარტივი სტრუქტურის მცირე მოლეკულები.
ცოცხალ ორგანიზმებში ნაპოვნი ძირითადი კლასები:
ნახშირწყლები. უჯრედებში მათი სხვადასხვა სახეობაა - მარტივი შაქარი და უხსნადი პოლიმერები (ცელულოზა). პროცენტული თვალსაზრისით მათი წილი მცენარეთა მშრალ ნივთიერებაში 80%-მდეა, ცხოველების 20%-მდე. ისინი მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ უჯრედების სიცოცხლის შენარჩუნებაში:
ფრუქტოზა და გლუკოზა (მონოშაქარი) - სწრაფად შეიწოვება ორგანიზმის მიერ, შედის ნივთიერებათა ცვლაში და წარმოადგენს ენერგიის წყაროს.
რიბოზა და დეზოქსირიბოზა (მონოშაქარი) დნმ-ისა და რნმ-ის სამი ძირითადი კომპონენტიდან ერთ-ერთია.
ლაქტოზა (იგულისხმება დისაქარიდები) - სინთეზირებულია ცხოველის ორგანიზმის მიერ, არის ძუძუმწოვრების რძის ნაწილი.
საქაროზა (დისაქარიდი) - ენერგიის წყარო, იქმნება მცენარეებში.
მალტოზა (დისაქარიდი) - უზრუნველყოფს თესლის გაღივებას.
ასევე, უბრალო შაქარი ასრულებს სხვა ფუნქციებს: სასიგნალო, დამცავი, სატრანსპორტო.
პოლიმერული ნახშირწყლები არის წყალში ხსნადი გლიკოგენი, ასევე უხსნადი ცელულოზა, ქიტინი და სახამებელი. ისინი მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ მეტაბოლიზმში, ასრულებენ სტრუქტურულ, შესანახ, დამცავ ფუნქციებს.
ლიპიდები ან ცხიმები.ისინი წყალში უხსნადია, მაგრამ კარგად ურევენ ერთმანეთს და იხსნება არაპოლარულ სითხეებში (არ შეიცავს ჟანგბადს, მაგალითად, ნავთი ან ციკლური ნახშირწყალბადები არის არაპოლარული გამხსნელები). ორგანიზმს ენერგიით უზრუნველსაყოფად საჭიროა ლიპიდები – მათი დაჟანგვისას წარმოიქმნება ენერგია და წყალი. ცხიმები ძალიან ენერგოეფექტურია - ჟანგვის დროს გამოთავისუფლებული 39 კჯ გრამზე შეგიძლიათ აწიოთ 4 ტონა ტვირთი 1 მ სიმაღლეზე. ასევე ცხიმი უზრუნველყოფს დამცავ და თბოიზოლაციის ფუნქციას - ცხოველებში მისი სქელი ფენა ხელს უწყობს სიცხის შენარჩუნებას ცივ სეზონში. ცხიმისმაგვარი ნივთიერებები იცავს წყლის ფრინველის ბუმბულს დასველებისგან, უზრუნველყოფს ცხოველის ბეწვის ჯანსაღ მბზინავ იერს და ელასტიურობას და ახორციელებს მთლიან ფუნქციას მცენარის ფოთლებზე. ზოგიერთ ჰორმონს აქვს ლიპიდური სტრუქტურა. ცხიმები ქმნიან მემბრანების სტრუქტურის საფუძველს.
ცილები ან ცილები
არის ბიოგენური სტრუქტურის ჰეტეროპოლიმერები. ისინი შედგებიან ამინომჟავებისგან, რომელთა სტრუქტურული ერთეულებია: ამინო ჯგუფი, რადიკალი და კარბოქსილის ჯგუფი. ამინომჟავების თვისებები და მათი ერთმანეთისგან განსხვავებები განსაზღვრავს რადიკალებს. ამფოტერული თვისებების გამო, მათ შეუძლიათ შექმნან ბმები ერთმანეთთან. ცილა შეიძლება შედგებოდეს რამდენიმე ან ასობით ამინომჟავისგან. მთლიანობაში, ცილების სტრუქტურა მოიცავს 20 ამინომჟავას, მათი კომბინაციები განსაზღვრავს ცილების ფორმებსა და თვისებებს. ათამდე ამინომჟავა აუცილებელია – ისინი არ სინთეზირდება ცხოველის ორგანიზმში და მათ მიღებას მცენარეული საკვები უზრუნველყოფს. კუჭ-ნაწლავის ტრაქტში ცილები იშლება ცალკეულ მონომერებად, რომლებიც გამოიყენება საკუთარი ცილების სინთეზისთვის.
ცილების სტრუქტურული მახასიათებლები:
პირველადი სტრუქტურა - ამინომჟავის ჯაჭვი;
მეორადი - სპირალურად გადაბმული ჯაჭვი, სადაც მოხვევებს შორის წარმოიქმნება წყალბადის ბმები;
მესამეული - სპირალი ან რამდენიმე მათგანი, დაკეცილი გლობულში და დაკავშირებული სუსტი ბმებით;
მეოთხეული არ არის ყველა ცილაში. ეს არის რამდენიმე გლობული, რომლებიც დაკავშირებულია არაკოვალენტური ბმებით.
სტრუქტურების სიმტკიცე შეიძლება დაირღვეს და შემდეგ აღდგეს, ხოლო ცილა დროებით კარგავს თავის დამახასიათებელ თვისებებს და ბიოლოგიურ აქტივობას. შეუქცევადია მხოლოდ პირველადი სტრუქტურის განადგურება.
ცილები ასრულებენ ბევრ ფუნქციას უჯრედში:
ქიმიური რეაქციების დაჩქარება
(ფერმენტული ან კატალიზური ფუნქცია, რომელთაგან თითოეული პასუხისმგებელია კონკრეტულ ერთ რეაქციაზე);
ტრანსპორტი - იონების, ჟანგბადის, ცხიმოვანი მჟავების გადატანა უჯრედის მემბრანების მეშვეობით;
დამცავი- სისხლის ისეთი ცილები, როგორიცაა ფიბრინი და ფიბრინოგენი, არის სისხლის პლაზმაში არააქტიური ფორმით, ჭრილობების ადგილზე ჟანგბადის მოქმედებით წარმოქმნის სისხლის შედედებას. ანტისხეულები უზრუნველყოფენ იმუნიტეტს.
სტრუქტურული- პეპტიდები ნაწილობრივ შედის ან წარმოადგენს უჯრედის მემბრანების, მყესების და სხვა შემაერთებელი ქსოვილების, თმის, მატყლის, ჩლიქების და ფრჩხილების, ფრთების და გარე საფარის საფუძველს. აქტინი და მიოზინი უზრუნველყოფენ კუნთების კონტრაქტურ აქტივობას;
მარეგულირებელი- ცილა-ჰორმონები უზრუნველყოფენ ჰუმორულ რეგულაციას;
ენერგია - საკვები ნივთიერებების არარსებობის დროს ორგანიზმი იწყებს საკუთარი ცილების დაშლას, არღვევს საკუთარი სასიცოცხლო აქტივობის პროცესს. სწორედ ამიტომ, ხანგრძლივი შიმშილის შემდეგ, სხეული ყოველთვის ვერ აღდგება სამედიცინო დახმარების გარეშე.
Ნუკლეინის მჟავა. არის 2 მათგანი - დნმ და რნმ. რნმ რამდენიმე ტიპისაა – საინფორმაციო, სატრანსპორტო, რიბოსომური. გახსნა შვეიცარიელმა ფ.ფიშერმა მე-19 საუკუნის ბოლოს.
დნმ არის დეზოქსირიბონუკლეინის მჟავა. შეიცავს ბირთვში, პლასტიდებსა და მიტოქონდრიებში. სტრუქტურულად, ეს არის წრფივი პოლიმერი, რომელიც ქმნის დამატებითი ნუკლეოტიდური ჯაჭვების ორმაგ სპირალს. მისი სივრცითი სტრუქტურის იდეა შექმნეს 1953 წელს ამერიკელებმა დ. უოტსონმა და ფ. კრიკმა.
მისი მონომერული ერთეულებია ნუკლეოტიდები, რომლებსაც აქვთ ფუნდამენტურად საერთო სტრუქტურა:
ფოსფატის ჯგუფები;
დეზოქსირიბოზა;
აზოტოვანი ბაზა (მიეკუთვნება პურინების ჯგუფს - ადენინი, გუანინი, პირიმიდინი - თიმინი და ციტოზინი.)
პოლიმერის მოლეკულის სტრუქტურაში ნუკლეოტიდები გაერთიანებულია წყვილებად და ავსებენ, რაც განპირობებულია წყალბადის ბმების განსხვავებული რაოდენობით: ადენინი + თიმინი - ორი, გუანინი + ციტოზინი - სამი წყალბადის ბმა.
ნუკლეოტიდების რიგი შიფრავს ცილის მოლეკულების სტრუქტურულ ამინომჟავების თანმიმდევრობებს. მუტაცია არის ნუკლეოტიდების რიგის ცვლილება, ვინაიდან სხვადასხვა სტრუქტურის ცილის მოლეკულები დაშიფრული იქნება.
რნმ არის რიბონუკლეინის მჟავა. დნმ-ისგან მისი განსხვავების სტრუქტურული მახასიათებლებია:
თიმინის ნუკლეოტიდის ნაცვლად - ურაცილი;
რიბოზა დეზოქსირიბოზის ნაცვლად.
გადაცემის რნმ - ეს არის პოლიმერული ჯაჭვი, რომელიც სიბრტყეში იკეცება სამყურის ფოთლის სახით, მისი მთავარი ფუნქციაა ამინომჟავების მიწოდება რიბოზომებში.
მატრიქსი (ინფორმაცია) რნმ მუდმივად იქმნება ბირთვში, დნმ-ის ნებისმიერი მონაკვეთის შემავსებელი. ეს არის სტრუქტურული მატრიცა; მისი სტრუქტურის საფუძველზე, ცილის მოლეკულა შეიკრიბება რიბოსომაზე. რნმ-ის მოლეკულების საერთო შემცველობიდან ეს ტიპი შეადგენს 5%-ს.
რიბოსომული- პასუხისმგებელია ცილის მოლეკულის შედგენის პროცესზე. სინთეზირებულია ნუკლეოლში. 85% არის გალიაში.
ATP არის ადენოზინტრიფოსფატი. ეს არის ნუკლეოტიდი, რომელიც შეიცავს:
ფოსფორის მჟავას 3 ნარჩენი;
კასკადური ქიმიური პროცესების შედეგად სუნთქვა სინთეზირდება მიტოქონდრიებში. მთავარი ფუნქცია ენერგიაა, მასში ერთი ქიმიური ბმა შეიცავს თითქმის იმდენ ენერგიას, რამდენიც მიიღება 1 გ ცხიმის დაჟანგვით.
უჯრედები, რომლებიც ქმნიან მცენარეთა და ცხოველთა ქსოვილებს, მნიშვნელოვნად განსხვავდება ფორმის, ზომისა და შინაგანი სტრუქტურის მიხედვით. თუმცა, ყველა მათგანი ავლენს მსგავსებას სასიცოცხლო აქტივობის პროცესების ძირითად მახასიათებლებში, მეტაბოლიზმის, გაღიზიანებადობის, ზრდის, განვითარებისა და ცვლილების უნარში.
უჯრედში მომხდარი ბიოლოგიური გარდაქმნები განუყოფლად არის დაკავშირებული ცოცხალი უჯრედის იმ სტრუქტურებთან, რომლებიც პასუხისმგებელნი არიან ერთი ან სხვა ფუნქციის შესრულებაზე. ასეთ სტრუქტურებს ორგანელებს უწოდებენ.
ყველა ტიპის უჯრედი შეიცავს სამ ძირითად, განუყოფლად დაკავშირებულ კომპონენტს:
- სტრუქტურები, რომლებიც ქმნიან მის ზედაპირს: უჯრედის გარე მემბრანა, ან უჯრედის მემბრანა, ან ციტოპლაზმური მემბრანა;
- ციტოპლაზმა სპეციალიზებული სტრუქტურების მთელი კომპლექსით - ორგანელებით (ენდოპლაზმური რეტიკულუმი, რიბოსომები, მიტოქონდრია და პლასტიდები, გოლგის კომპლექსი და ლიზოსომები, უჯრედის ცენტრი), რომლებიც მუდმივად იმყოფებიან უჯრედში და დროებითი წარმონაქმნები, რომელსაც ეწოდება ინკლუზიები;
- ბირთვი - ციტოპლაზმიდან გამოყოფილია ფოროვანი გარსით და შეიცავს ბირთვულ წვენს, ქრომატინს და ნუკლეოლს.
უჯრედის სტრუქტურა
მცენარეებისა და ცხოველების უჯრედის ზედაპირულ აპარატს (ციტოპლაზმური მემბრანა) აქვს გარკვეული მახასიათებლები.
უჯრედულ ორგანიზმებსა და ლეიკოციტებში გარე მემბრანა უზრუნველყოფს უჯრედში იონების, წყლისა და სხვა ნივთიერებების მცირე მოლეკულების შეღწევას. უჯრედში მყარი ნაწილაკების შეღწევის პროცესს ეწოდება ფაგოციტოზი, ხოლო თხევადი ნივთიერებების წვეთების შეღწევას პინოციტოზი.
გარე პლაზმური მემბრანა არეგულირებს ნივთიერებების გაცვლას უჯრედსა და გარე გარემოს შორის.
ევკარიოტულ უჯრედებში არის ორმაგი გარსით დაფარული ორგანელები - მიტოქონდრია და პლასტიდები. ისინი შეიცავენ საკუთარ დნმ-ს და ცილის სინთეზირებელ აპარატს, მრავლდებიან გაყოფით, ანუ აქვთ გარკვეული ავტონომია უჯრედში. ატფ-ის გარდა, მცირე რაოდენობით ცილა სინთეზირდება მიტოქონდრიაში. პლასტიდები დამახასიათებელია მცენარეთა უჯრედებისთვის და მრავლდებიან გაყოფით.
| უჯრედების ტიპები | უჯრედის მემბრანის გარე და შიდა ფენების სტრუქტურა და ფუნქციები | ||
|---|---|---|---|
| გარე შრე (ქიმიური შემადგენლობა, ფუნქციები) |
შიდა ფენა - პლაზმური მემბრანა |
||
| ქიმიური შემადგენლობა | ფუნქციები | ||
| მცენარეული უჯრედები | ბოჭკოსგან შედგება. ეს ფენა ემსახურება როგორც უჯრედის ჩარჩოს და ასრულებს დამცავ ფუნქციას. | ცილის ორი ფენა, მათ შორის - ლიპიდების ფენა | ზღუდავს უჯრედის შიდა გარემოს გარედან და ინარჩუნებს ამ განსხვავებებს |
| ცხოველური უჯრედები | გარე ფენა (გლიკოკალიქსი) ძალიან თხელი და ელასტიურია. შედგება პოლისაქარიდებისა და ცილებისგან. ასრულებს დამცავ ფუნქციას. | ძალიან | პლაზმური მემბრანის სპეციალური ფერმენტები არეგულირებენ მრავალი იონისა და მოლეკულის უჯრედში შეღწევას და მათ გათავისუფლებას გარე გარემოში. |
ერთმემბრანიან ორგანელებს მიეკუთვნება ენდოპლაზმური ბადე, გოლჯის კომპლექსი, ლიზოსომები, სხვადასხვა ტიპის ვაკუოლები.
კვლევის თანამედროვე საშუალებებმა ბიოლოგებს საშუალება მისცეს დაედგინათ, რომ უჯრედის სტრუქტურის მიხედვით, ყველა ცოცხალი არსება უნდა დაიყოს ორგანიზმებად "არაბირთვულ" - პროკარიოტებად და "ბირთვულ" - ევკარიოტებად.
პროკარიოტულ ბაქტერიებს და ლურჯ-მწვანე წყალმცენარეებს, ისევე როგორც ვირუსებს, აქვთ მხოლოდ ერთი ქრომოსომა, რომელიც წარმოდგენილია დნმ-ის მოლეკულით (ნაკლებად ხშირად რნმ), რომელიც მდებარეობს უშუალოდ უჯრედის ციტოპლაზმაში.
| ძირითადი ორგანოიდები | სტრუქტურა | ფუნქციები |
|---|---|---|
| ციტოპლაზმა | წვრილმარცვლოვანი სტრუქტურის შიდა ნახევრად თხევადი გარემო. შეიცავს ბირთვს და ორგანელებს |
|
| EPS - ენდოპლაზმური რეტიკულუმი | ციტოპლაზმის მემბრანების სისტემა, რომელიც ქმნის არხებს და უფრო დიდ ღრუებს, ER არის 2 ტიპის: მარცვლოვანი (უხეში), რომელზედაც მრავალი რიბოსომაა განთავსებული და გლუვი. |
|
| რიბოსომები | პატარა სხეულები 15-20 მმ დიამეტრით | განახორციელოს ცილის მოლეკულების სინთეზი, მათი შეკრება ამინომჟავებისგან |
| მიტოქონდრია | მათ აქვთ სფერული, ძაფისებრი, ოვალური და სხვა ფორმები. მიტოქონდრიის შიგნით არის ნაკეცები (სიგრძე 0,2-0,7 მიკრონი). მიტოქონდრიის გარე საფარი შედგება 2 მემბრანისგან: გარე გლუვია, შიდა კი წარმოქმნის გამონაზარდებს-ჯვრებს, რომლებზეც განლაგებულია რესპირატორული ფერმენტები. |
|
| პლასტიდები - დამახასიათებელია მხოლოდ მცენარეთა უჯრედებისთვის, არსებობს სამი ტიპი: | ორმაგი მემბრანული უჯრედის ორგანელები | |
| ქლოროპლასტები | ისინი მწვანე, ოვალური ფორმისაა, ციტოპლაზმიდან შემოიფარგლება ორი სამშრიანი გარსით. ქლოროპლასტის შიგნით არის სახეები, სადაც მთელი ქლოროფილია კონცენტრირებული | გამოიყენეთ მზის სინათლის ენერგია და შექმენით ორგანული ნივთიერებები არაორგანულისგან |
| ქრომოპლასტები | ყვითელი, ნარინჯისფერი, წითელი ან ყავისფერი, წარმოიქმნება კაროტინის დაგროვების შედეგად | მცენარის სხვადასხვა ნაწილს მიეცით წითელი და ყვითელი ფერი |
| ლეიკოპლასტები | უფერო პლასტიდები ( გვხვდება ფესვებში, ტუბერებში, ბოლქვებში) | ისინი ინახავენ სათადარიგო საკვებ ნივთიერებებს. |
| გოლგის კომპლექსი | მას შეიძლება ჰქონდეს განსხვავებული ფორმა და შედგება ღრუებისგან, რომლებიც შემოიფარგლება მემბრანებითა და მილაკებით, რომლებიც ვრცელდება მათგან ბოლოში ბუშტებით. |
|
| ლიზოსომები | მრგვალი სხეულები დაახლოებით 1 μm დიამეტრით. ზედაპირზე აქვთ მემბრანა (კანი), რომლის შიგნით არის ფერმენტების კომპლექსი | შეასრულეთ საჭმლის მომნელებელი ფუნქცია - საჭმლის ნაწილაკების მონელება და მკვდარი ორგანელების ამოღება |
| უჯრედის მოძრაობის ორგანოები |
|
|
| უჯრედის ჩანართები | ეს არის უჯრედის არამუდმივი კომპონენტები - ნახშირწყლები, ცხიმები და ცილები. | სათადარიგო ნუტრიენტები, რომლებიც გამოიყენება უჯრედის ცხოვრებაში |
| უჯრედის ცენტრი | შედგება ორი პატარა სხეულისგან - ცენტრიოლებისა და ცენტროსფეროსაგან - ციტოპლაზმის შეკუმშული არე. | მნიშვნელოვან როლს ასრულებს უჯრედების დაყოფაში |
ევკარიოტებს აქვთ ორგანელების დიდი სიმდიდრე, აქვთ ქრომოსომების შემცველი ბირთვები ნუკლეოპროტეინების სახით (დნმ-ის კომპლექსი ჰისტონის პროტეინთან ერთად). ევკარიოტები მოიცავს თანამედროვე მცენარეებსა და ცხოველებს, როგორც ერთუჯრედულ, ისე მრავალუჯრედულს.
ფიჭური ორგანიზაციის ორი დონე არსებობს:
- პროკარიოტული - მათი ორგანიზმები ძალიან მარტივად არის განლაგებული - ისინი ერთუჯრედიანი ან კოლონიური ფორმებია, რომლებიც ქმნიან თოფის, ლურჯი-მწვანე წყალმცენარეების და ვირუსების სამეფოს.
- ევკარიოტული - ერთუჯრედიანი კოლონიური და მრავალუჯრედიანი ფორმები, პროტოზოებიდან - რიზომები, ფლაგელატები, ცილიტები - უმაღლესი მცენარეები და ცხოველები, რომლებიც ქმნიან მცენარეთა სამეფოს, სოკოების სამეფოს, ცხოველთა სამეფოს.
| ძირითადი ორგანელები | სტრუქტურა | ფუნქციები |
|---|---|---|
| მცენარეთა და ცხოველთა უჯრედების ბირთვი | მრგვალი ან ოვალური ფორმა | |
| ბირთვული კონვერტი შედგება 2 გარსისგან ფორებით |
|
|
| ბირთვული წვენი (კარიოპლაზმა) - ნახევრად თხევადი ნივთიერება | გარემო, რომელშიც განლაგებულია ბირთვები და ქრომოსომა | |
| ნუკლეოლები სფერული ან არარეგულარულია | ისინი ასინთეზირებენ რნმ-ს, რომელიც რიბოსომის ნაწილია | |
| ქრომოსომა არის მკვრივი, წაგრძელებული ან ძაფისებრი წარმონაქმნები, რომლებიც ჩანს მხოლოდ უჯრედების გაყოფის დროს. | შეიცავს დნმ-ს, რომელიც შეიცავს მემკვიდრეობით ინფორმაციას, რომელიც გადაეცემა თაობიდან თაობას |
უჯრედის ყველა ორგანელა, მიუხედავად მათი სტრუქტურისა და ფუნქციების თავისებურებებისა, ურთიერთდაკავშირებულია და „მუშაობს“ უჯრედისთვის, როგორც ერთიანი სისტემა, რომელშიც ციტოპლაზმა წარმოადგენს რგოლს.
სპეციალური ბიოლოგიური ობიექტები, რომლებიც შუალედურ ადგილს იკავებენ ცოცხალ და უსულო ბუნებას შორის, არის ვირუსები, რომლებიც აღმოჩენილია 1892 წელს D.I. Ivanovsky-ის მიერ, ისინი ამჟამად წარმოადგენენ სპეციალური მეცნიერების - ვირუსოლოგიის ობიექტს.
ვირუსები მრავლდებიან მხოლოდ მცენარეების, ცხოველების და ადამიანების უჯრედებში, რაც იწვევს სხვადასხვა დაავადებებს. ვირუსებს აქვთ ძალიან მარტივი სტრუქტურა და შედგება ნუკლეინის მჟავისგან (დნმ ან რნმ) და ცილის გარსისგან. მასპინძელი უჯრედების გარეთ ვირუსული ნაწილაკი არ ავლენს სასიცოცხლო ფუნქციებს: არ იკვებება, არ სუნთქავს, არ იზრდება, არ მრავლდება.
ბოტანიკისა და ზოოლოგიის კურსიდან თქვენიცოდე მცენარეთა სხეულები და მუცელიnyh აგებულია უჯრედებისგან. ორგანიზმიადამიანი ასევე შედგება უჯრედებისგან.უჯრედული სტრუქტურის გამოორგანიზმი, მისი ზრდა შესაძლებელია ერთხელრეპროდუქცია, ორგანოების შეკეთებადა ქსოვილები და საქმიანობის სხვა ფორმები ness.
უჯრედების ფორმა და ზომა დამოკიდებულია ორგანოს მიერ შესრულებულ ფუნქციაზე.სწავლის მთავარი ინსტრუმენტიუჯრედის სტრუქტურა მიკროოსპრეი სინათლის მიკროსკოპი იძლევა საშუალებასგანვიხილოთ უჯრედი დაახლოებით სამ ათასჯერ გაზრდით;ელექტრონული მიკროსკოპი, რომელშიც სინათლის ნაცვლად გამოყენებულია ელექტრონების ნაკადი - ასობით ათასი ჯერ.ციტოლოგია ეხება უჯრედების სტრუქტურისა და ფუნქციების შესწავლას (ბერძნულიდან."ციტოსი" - უჯრედი).
უჯრედის სტრუქტურა.
თითოეული უჯრედი შედგება ციტოპლაზმისა და ბირთვისგან დაგარეთ იგი დაფარულია გარსით,ერთი უჯრედის გამიჯვნამეზობელი. სივრცემეზობელი უჯრედების გარსებს შორისივსება თხევადი უჯრედშორისი ნივთიერებით. მემის მთავარი ფუნქციაბრანები არის რომ მისი მეშვეობით სხვადასხვა ნივთიერებების გადაადგილებაუჯრედი უჯრედი და ა.შხდება ნივთიერებების გაცვლაუჯრედებისა და უჯრედშორისი სივრცის წესითსაზოგადოება.
ციტოპლაზმა - ბლანტი ნახევრად თხევადი რაღაც ნივთიერება. ციტოპლაზმა შეიცავს უჯრედის უმცირეს სტრუქტურებს -ორგანელები, რომლებიც ასრულებენ ჯერპირადი თვისებები. ყველაზე მეტად განიხილეთორგანელებიდან მნიშვნელოვანი: მიტოქონდიაrii, მილაკების ქსელი, რიბოზომები, კლზუსტი ცენტრი, ბირთვი.
მიტოქონდრია მოკლეა schenye ორგანოები შიდა ბუმბულითპატარა ქალაქები. ისინი ქმნიან ენერგიით მდიდარ ნივთიერებას, აუცილებელსმიმდინარე პროცესებისთვისATP უჯრედი. დაფიქსირდა, რომ რაც უფრო აქტიურიაუჯრედი მუშაობს, მით მეტს შეიცავსმიტოქონდრია.
მილაკების ქსელი მთელს მოიცავს ციტოპლაზმა. ამ არხებით მოდის ნივთიერებებისა და ულვაშის მოძრაობაკავშირი მყარდება ორგანოებს შორისქალბატონები.
რიბოსომები - მკვრივი სხეულებიშეიცავს პროტეინს და რიბონუკლეინის მჟავას მჟავა. ისინი არიან ადგილიცილები.
იქმნება უჯრედის ცენტრი ორგანოები, რომლებიც ჩართულნი არიან ბიზნესშიუჯრედები. ისინი განლაგებულია ბირთვთან ახლოს.
ბირთვი არის სხეული, რომელიც არისსავალდებულო ნაწილიაუჯრედები. უჯრედის წაშლის დროსიცვლება ბირთვის სტრუქტურა. Როდესაცუჯრედის გაყოფა მთავრდება, ბირთვიუბრუნდება წინა მდგომარეობასნიიუ. ბირთვში არის სპეციალური ნივთიერება -ქრომატინი, საიდანაც გაყოფამდე უჯრედები ქმნიან ძაფისებრსსხეულები -ქრომოსომები. უჯრედებისთვის ჰა რასობრივად მუდმივი რაოდენობა ქროგარკვეული ფორმის მოსომი. გალიაში ადამიანის სხეულის კაჰ შეიცავს 46ქრომოსომები და ჩანასახის უჯრედებში 23.
უჯრედის ქიმიური შემადგენლობა.კლეტი ადამიანის სხეულის კიი შედგებასხვადასხვა ქიმიური ნაერთებიარაორგანული და ორგანულიბუნება. არაორგანულ ნივთიერებებზეთქვენ უჯრედებში შედის წყალი და მარილი.წყალი შეადგენს უჯრედების მასის 80%-მდეკი. ის ხსნის ნივთიერებებსქიმიურ რეაქციებში მუშაობა:გადააქვს საკვები ნივთიერებები,შლის ნარჩენ პროდუქტებს უჯრედიდანმავნე ნაერთები. მინერალურიმარილები - ნატრიუმის ქლორიდი, ნატრიუმის ქლორიდიliya და ა.შ. - მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ უჯრედებს შორის წყლის განაწილებაშიდა უჯრედშორისი ნივთიერება. ცალკე ქიმიური ელემენტები, როგორიცააროგორიცაა ჟანგბადი, წყალბადი, აზოტი, გოგირდი,რკინა, მაგნიუმი, თუთია, იოდი, ფოსფორი,მონაწილეობა სასიცოცხლო მნიშვნელობის შექმნაში ორგანული ნაერთები.ორგანული ნაერთების სურათი თითოეული უჯრედის მასის 20-30%-მდე. ორგანულ ნაერთებს შორისყველაზე მნიშვნელოვანია ნახშირწყლებიdy, ცხიმები, ცილები და ნუკლეინიმჟავები.
ნახშირწყლები შედგება ნახშირბადისგან, გზა და ჟანგბადი. ნახშირწყლებიდანჩქარი გლუკოზა, ცხოველური კოლაფსიმცირე - გლიკოგენი. ბევრი ნახშირწყლები წყალში ძალიან ხსნადი და არიანარის ენერგიის ძირითადი წყარო ყველა სასიცოცხლო მნიშვნელობის განსახორციელებლადპროცესები. 1 გ ნახშირწყლების დაშლითგამოიყოფა 17,6 კჯ ენერგია.
ცხიმები იგივე ქიმიით ჩამოყალიბებულიქიმიური ელემენტები, როგორც ნახშირბადიდი. ცხიმები წყალში უხსნადია. Ისინი არიანუჯრედის მემბრანების ნაწილია.ცხიმები ასევე ემსახურება როგორც რეზერვსენერგიის წყარო ორგანიზმში. ზე1 გ ცხიმის სრული დაშლამოსალოდნელია 38,9 კჯ ენერგია.
ციყვები არიან მთავარიუჯრედის ნივთიერებები. ცილები ყველაზე მეტიაბუნებაში აღმოჩენილთა კომპლექსიდე ორგანული ნივთიერებები, თუმცა თანშედგება შედარებით მცირექიმიური ელემენტების რაოდენობა - yლეროდი, წყალბადი, ჟანგბადი, აზოტი,გოგირდის. ძალიან ხშირად შედის ცილის შემადგენლობაშიდიტ ფოსფორი. ცილის მოლეკულას აქვსდიდი ზომის და საჩუქრადსაბრძოლო ჯაჭვი, რომელიც შედგება ათობით დაასობით მარტივი ნაერთი - 20 ტიპიამინომჟავების.
ცილები ემსახურება როგორც მთავარ შენობასსხეულის მასალა. ისინი მონაწილეობენyut უჯრედის მემბრანების ფორმირებაშიki, ბირთვები, ციტოპლაზმა, ორგანელები.ბევრი ცილა მოქმედებს როგორც ამაჩქარებელიქიმიური რეაქციების ნაკადის მატარებლებიtsy - ფერმენტები. ბიოქიმიურიპროცესები შეიძლება მოხდეს უჯრედშიke მხოლოდ სპეციალური თანდასწრებითფერმენტები, რომლებიც აჩქარებენ ქიმიოთერაპიასნივთიერებების ქიმიური გარდაქმნები თაფლის ჭურჭელშიმილიონჯერ არა.
პროტეინებს აქვთ მრავალფეროვანი სტრუქტურაიონი. მხოლოდ ერთ საკანშიიწარმოება 1000-მდე სხვადასხვა ცილა.
როდესაც ცილები იშლება ორგანიზმშიგაათავისუფლეს დაახლოებით იგივეენერგიის რაოდენობა, როგორც ნახშირწყლების დაშლისას - 17,6 კჯ 1 გ-ზე.
Ნუკლეინის მჟავაფორმა არის უჯრედის ბირთვში. ამასთან დაკავშირებულიმათი სახელი (ლათინური "ბირთვი" -ბირთვი). ისინი შედგება ნახშირბადის, მჟავისგან ლორი, წყალბადი და აზოტი და ფოსფორი. ბირთვებიახალი მჟავები ორი ტიპისაა - დეზოქსირიბონუკლეინის (დნმ) და რიბონუკლეინის (რნმ). ნაპოვნია დნმ sya ძირითადად უჯრედების ქრომოსომებში. დნმ განსაზღვრავს უჯრედული ცილების შემადგენლობას ki და მემკვიდრეობითის გადაცემანიშნები და თვისებები მშობლებისგანდაღლილობა. რნმ-ის ფუნქციები დაკავშირებულიაამისთვის დამახასიათებელი განათლებაცილის უჯრედები.
ბოტანიკისა და ზოოლოგიის კურსიდან მოგეხსენებათ, რომ მცენარეთა და ცხოველთა სხეულები აგებულია უჯრედებისგან. ადამიანის სხეულიც უჯრედებისგან შედგება. სხეულის უჯრედული სტრუქტურის წყალობით შესაძლებელია მისი ზრდა, გამრავლება, ორგანოებისა და ქსოვილების აღდგენა და აქტივობის სხვა ფორმები.
უჯრედების ფორმა და ზომა დამოკიდებულია ორგანოს მიერ შესრულებულ ფუნქციაზე. უჯრედის სტრუქტურის შესწავლის მთავარი ინსტრუმენტი არის მიკროსკოპი. სინათლის მიკროსკოპი შესაძლებელს ხდის უჯრედის დათვალიერებას დაახლოებით სამ ათასჯერ გადიდებით; ელექტრონული მიკროსკოპი, რომელშიც სინათლის ნაცვლად გამოყენებულია ელექტრონების ნაკადი - ასობით ათასი ჯერ. ციტოლოგია ეხება უჯრედების სტრუქტურისა და ფუნქციების შესწავლას (ბერძნულიდან "cytos" - უჯრედი).
| |
ციტოპლაზმა- ბლანტი ნახევრად თხევადი ნივთიერება. ციტოპლაზმა შეიცავს უჯრედის უმცირეს სტრუქტურებს - ორგანელები,რომლებიც ასრულებენ სხვადასხვა ფუნქციებს. განვიხილოთ ორგანელებიდან ყველაზე მნიშვნელოვანი: მიტოქონდრია, მილაკების ქსელი, რიბოზომები, უჯრედის ცენტრი, ბირთვი.
მიტოქონდრია- მოკლე გასქელებული სხეულები შიდა ტიხრებით. ისინი ქმნიან ენერგიით მდიდარ ნივთიერებას, რომელიც აუცილებელია ATP უჯრედში მიმდინარე პროცესებისთვის. დაფიქსირდა, რომ რაც უფრო აქტიურად მუშაობს უჯრედი, მით მეტ მიტოქონდრიას შეიცავს.
მილაკების ქსელივრცელდება მთელ ციტოპლაზმაში. ამ მილაკების მეშვეობით მოძრაობენ ნივთიერებები და მყარდება კავშირი ორგანელებს შორის.
რიბოსომები- მკვრივი სხეულები, რომლებიც შეიცავს ცილას და რიბონუკლეინის მჟავას. ისინი ცილის ფორმირების ადგილია.
უჯრედის ცენტრიწარმოიქმნება სხეულების მიერ, რომლებიც მონაწილეობენ უჯრედების დაყოფაში. ისინი განლაგებულია ბირთვთან ახლოს.
ბირთვი- ეს არის პატარა სხეული, რომელიც უჯრედის სავალდებულო კომპონენტია. უჯრედების გაყოფის დროს იცვლება ბირთვის სტრუქტურა. როდესაც უჯრედის გაყოფა მთავრდება, ბირთვი უბრუნდება წინა მდგომარეობას. ბირთვში არის სპეციალური ნივთიერება - ქრომატინი,საიდანაც უჯრედის გაყოფამდე იქმნება ძაფისებრი სხეულები - ქრომოსომები.უჯრედებს ახასიათებთ გარკვეული ფორმის ქრომოსომების მუდმივი რაოდენობა. ადამიანის სხეულის უჯრედები შეიცავს 46 ქრომოსომას, ჩანასახები კი 23.
უჯრედის ქიმიური შემადგენლობა.ადამიანის სხეულის უჯრედები შედგება არაორგანული და ორგანული ბუნების სხვადასხვა ქიმიური ნაერთებისგან. უჯრედის არაორგანულ ნივთიერებებს მიეკუთვნება წყალი და მარილები. წყალი შეადგენს უჯრედის მასის 80%-მდე. ის ხსნის ქიმიურ რეაქციებში მონაწილე ნივთიერებებს: ის ატარებს საკვებ ნივთიერებებს, შლის ნარჩენებს და მავნე ნაერთებს უჯრედიდან. მინერალური მარილები - ნატრიუმის ქლორიდი, კალიუმის ქლორიდი და სხვა - მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ წყლის უჯრედებსა და უჯრედშორის ნივთიერებას შორის განაწილებაში. ცალკეული ქიმიური ელემენტები, როგორიცაა ჟანგბადი, წყალბადი, აზოტი, გოგირდი, რკინა, მაგნიუმი, თუთია, იოდი, ფოსფორი, მონაწილეობენ სასიცოცხლო მნიშვნელობის ორგანული ნაერთების შექმნაში. ორგანული ნაერთები ქმნიან თითოეული უჯრედის მასის 20-30%-მდე. ორგანულ ნაერთებს შორის ყველაზე დიდი მნიშვნელობა აქვს ნახშირწყლებს, ცხიმებს, ცილებს და ნუკლეინის მჟავებს.
ნახშირწყლებიშედგება ნახშირბადის, წყალბადისა და ჟანგბადისგან. ნახშირწყლები მოიცავს გლუკოზას, ცხოველურ სახამებელს - გლიკოგენს. ბევრი ნახშირწყლები წყალში ძალიან ხსნადია და ენერგიის ძირითადი წყაროა ყველა ცხოვრების პროცესში. 1 გ ნახშირწყლების დაშლისას გამოიყოფა 17,6 კჯ ენერგია.
ცხიმებიწარმოიქმნება იგივე ქიმიური ელემენტებით, როგორც ნახშირწყლები. ცხიმები წყალში უხსნადია. ისინი უჯრედის მემბრანების ნაწილია. ცხიმები ასევე ემსახურება როგორც ენერგიის სარეზერვო წყაროს ორგანიზმში. 1 გ ცხიმის სრული დაშლით გამოიყოფა 38,9 კჯ ენერგია.ციყვებიარის უჯრედის ძირითადი ნივთიერებები. პროტეინები ბუნებაში ნაპოვნი ყველაზე რთული ორგანული ნივთიერებებია, თუმცა ისინი შედგება შედარებით მცირე რაოდენობით ქიმიური ელემენტებისაგან - ნახშირბადი, წყალბადი, ჟანგბადი, აზოტი, გოგირდი. ძალიან ხშირად, ფოსფორი შედის ცილის შემადგენლობაში. ცილის მოლეკულა დიდია და წარმოადგენს ჯაჭვს, რომელიც შედგება ათობით და ასობით მარტივი ნაერთებისგან - 20 ტიპის ამინომჟავები.
ცილები ემსახურება როგორც ძირითადი სამშენებლო მასალა. ისინი მონაწილეობენ უჯრედის მემბრანების, ბირთვების, ციტოპლაზმის, ორგანელების ფორმირებაში. ბევრი ცილა მოქმედებს როგორც ქიმიური რეაქციების ამაჩქარებლები - ფერმენტები.ბიოქიმიური პროცესები უჯრედში შეიძლება მოხდეს მხოლოდ სპეციალური ფერმენტების თანდასწრებით, რომლებიც ასობით მილიონჯერ აჩქარებენ ნივთიერებების ქიმიურ გარდაქმნას.
პროტეინებს აქვთ მრავალფეროვანი სტრუქტურა. მხოლოდ ერთ უჯრედში არის 1000-მდე სხვადასხვა ცილა.
ორგანიზმში ცილების დაშლისას დაახლოებით ისეთივე ენერგია გამოიყოფა, როგორც ნახშირწყლების დაშლისას - 17,6 კჯ 1 გ-ზე.
Ნუკლეინის მჟავაწარმოიქმნება უჯრედის ბირთვში. მათ სახელს უკავშირდება ეს (ლათინური "ბირთვიდან" - ბირთვი). ისინი შედგება ნახშირბადის, ჟანგბადის, წყალბადისა და აზოტისა და ფოსფორისგან. ნუკლეინის მჟავები ორი ტიპისაა - დეზოქსირიბონუკლეინის (დნმ) და რიბონუკლეინის (რნმ). დნმ ძირითადად გვხვდება უჯრედების ქრომოსომებში. დნმ განსაზღვრავს უჯრედის ცილების შემადგენლობას და მემკვიდრეობითი თვისებებისა და თვისებების გადაცემას მშობლებიდან შთამომავლობამდე. რნმ-ის ფუნქციები დაკავშირებულია ამ უჯრედისთვის დამახასიათებელი ცილების წარმოქმნასთან.
ძირითადი ტერმინები და ცნებები: