Mga batayan ng cytology cell cell life cycle. Mga Batayan ng cytology: istrukturang organisasyon ng cell. Ang mitochondria ay wala sa mga selula
Ipadala ang iyong mabuting gawa sa base ng kaalaman ay simple. Gamitin ang form sa ibaba
Ang mga mag-aaral, nagtapos na mga mag-aaral, mga batang siyentipiko na gumagamit ng base ng kaalaman sa kanilang pag-aaral at trabaho ay lubos na magpapasalamat sa iyo.
Naka-host sa http://www.allbest.ru/
AYON SA PAKSA:
BIOLOHIYA
MGA BATAYAN NG CYTOLOGY
MAG-AARAL 9 "B" KLASE
IWAVE VLADIMIR
Panimula
Cytology (Greek "cytos" - cell, "logos" - science) ay ang agham ng cell. Ang paksa ng cytology ay ang mga selula ng mga multicellular na hayop at halaman, pati na rin ang mga unicellular na organismo, na kinabibilangan ng bacteria, protozoa at unicellular algae. Pinag-aaralan ng Cytology ang istraktura at kemikal na komposisyon ng mga cell, mga function sa loob mga istruktura ng cell, mga pag-andar ng mga selula sa katawan ng mga hayop at halaman, pagpaparami at pag-unlad ng mga selula, pagbagay ng mga selula sa mga kondisyon sa kapaligiran.
Ang Cytology ay isa sa mga medyo batang biological science, ang edad nito ay halos 100 taon. Ang edad ng terminong "cell" ay higit sa 300 taong gulang. Sa kauna-unahang pagkakataon ang pangalang "cell" sa kalagitnaan ng ika-17 siglo ay ginamit ng English physicist at botanist na si Robert Hooke. Sa pagtingin sa isang manipis na seksyon ng cork gamit ang isang mikroskopyo na kanyang dinisenyo, nakita ni Hooke na ang cork ay binubuo ng mga cell na katulad ng mga pulot-pukyutan at tinawag silang mga cell.
1. Teorya ng cell
Sa kalagitnaan ng ika-19 na siglo, sa batayan ng marami nang kaalaman tungkol sa selula, binuo ni T. Schwann ang teorya ng selula (1838). Binuod niya ang kaalaman tungkol sa selula at ipinakita na ang selula ay ang pangunahing yunit ng istruktura ng lahat ng nabubuhay na organismo, na ang mga selula ng mga hayop at halaman ay magkatulad sa istraktura. Ang mga probisyong ito ay ang pinakamahalagang katibayan ng pagkakaisa ng pinagmulan ng lahat ng buhay na organismo, ang pagkakaisa ng buong mundo ng hayop. Ipinakilala ni Schwann sa agham ang tamang pag-unawa sa selula bilang isang independiyenteng yunit ng buhay, ang pinakamaliit na yunit ng buhay: walang buhay sa labas ng selula.
Ang teorya ng cell ay isa sa mga natitirang generalization ng biology, na nagbigay ng batayan para sa isang materyalistikong diskarte sa pag-unawa sa buhay, sa pagsisiwalat ng mga ebolusyonaryong relasyon sa pagitan ng mga organismo. Ang teorya ng cell ay lubos na pinahahalagahan ni F. Engels, na inihambing ang hitsura nito sa pagtuklas ng batas ng konserbasyon ng enerhiya at ang mga turo ni Charles Darwin sa ebolusyon ng organikong mundo.
Natuklasan ang dibisyon ng cell at ang posisyon ay nabuo na ang bawat bagong cell ay nagmula sa parehong orihinal na cell sa pamamagitan ng paghahati nito (Rudolf Vikhrov, 1858). Academician Russian Academy Sciences Natuklasan ni Karl Baer ang mammalian egg at nalaman na lahat ng multicellular organism ay nagsisimula sa kanilang pag-unlad mula sa isang cell at ang cell na ito ay ang zygote. Ang pagtuklas ni Baer ay nagpakita na ang cell ay hindi lamang isang yunit ng istraktura, kundi isang yunit din ng pag-unlad para sa lahat ng nabubuhay na organismo.
Ang modernong teorya ng cell ay kinabibilangan ng mga sumusunod na probisyon:
v Cell - ang pangunahing yunit ng istraktura at pag-unlad ng lahat ng nabubuhay na organismo, ang pinakamaliit na yunit ng buhay;
v Ang mga selula ng lahat ng unicellular at multicellular na organismo ay magkatulad sa istraktura, kemikal na komposisyon, pangunahing pagpapakita ng mahahalagang aktibidad at metabolismo;
v Ang pagpaparami ng mga selula ay nangyayari sa pamamagitan ng kanilang paghahati, at ang bawat bagong selula ay nabuo bilang resulta ng paghahati ng orihinal (ina) na selula;
v Sa mga kumplikadong multicellular na organismo, ang mga selula ay dalubhasa ayon sa kanilang paggana at anyo ng mga tisyu; ang mga tisyu ay binubuo ng mga organo na malapit na magkakaugnay at napapailalim sa mga nervous at humoral na sistema ng regulasyon.
Ang pag-aaral ng mga selula ng iba't ibang unicellular at multicellular na organismo sa tulong ng mga mikroskopyo ay nagpakita na, ayon sa kanilang istraktura, nahahati sila sa dalawang grupo. Ang isang grupo ay binubuo ng bacteria at blue-green algae. Ang mga organismo na ito ay may pinakasimpleng istraktura ng cell. Tinatawag silang pre-nuclear (prokaryotic), dahil wala silang nabuong nucleus. Ang kabilang grupo ay binubuo ng lahat ng iba pang mga organismo: mula sa unicellular green algae at protozoa hanggang sa mas matataas na namumulaklak na halaman, mga mammal, kabilang ang mga tao. Mayroon silang kumplikadong pagkakaayos ng mga cell, na tinatawag na nuclear (eukaryotic). Ang mga cell na ito ay may nucleus at organelles na gumaganap ng mga partikular na function.
2. Kemikal na komposisyon ng cell
Ang isa sa mga pangunahing tampok ng mga buhay na organismo ay ang pagkakaisa ng kanilang elemental komposisyong kemikal. Anuman ang kaharian, uri o klase kabilang ang isang partikular na nilalang, ang katawan nito ay naglalaman ng pareho, tinatawag na unibersal na elemento ng kemikal. Ang pagkakatulad sa komposisyon ng kemikal ng iba't ibang mga selula ay nagpapahiwatig ng pagkakaisa ng kanilang pinagmulan.
Depende sa nilalaman, ang lahat ng mga kemikal na elemento na bumubuo sa wildlife ay nahahati sa ilang grupo.
Macronutrients. grupo ko. Ang mga pangunahing bahagi ng lahat ng mga organikong compound na gumaganap ng mga biological function ay oxygen, carbon, hydrogen at nitrogen. Ang lahat ng carbohydrates at lipids ay naglalaman ng hydrogen, carbon at oxygen, at bilang karagdagan sa mga sangkap na ito, ang nitrogen ay kasama sa komposisyon ng mga protina at nucleic acid. Ang apat na elementong ito ay bumubuo ng 98% ng masa ng mga buhay na selula.
II pangkat. Kasama rin sa pangkat ng mga macronutrients ang phosphorus, sulfur, potassium, magnesium, sodium, calcium, iron at chlorine. Ang mga kemikal na elementong ito ay mahalagang bahagi ng lahat ng nabubuhay na organismo. Ang nilalaman ng bawat isa sa kanila sa cell ay mula sa tenths hanggang hundredths ng isang porsyento ng kabuuang masa.
Ang sodium, potassium at chlorine ay nagbibigay ng paglitaw at pagpapadaloy ng mga electrical impulses sa nervous tissue. Ang pagpapanatili ng normal na tibok ng puso ay nakasalalay sa konsentrasyon ng sodium, potassium at calcium sa katawan. Ang bakal ay kasangkot sa biosynthesis ng chlorophyll, ay bahagi ng hemoglobin (ang oxygen carrier protein sa dugo) at myoglobin (ang protina na nag-iimbak ng oxygen sa mga kalamnan). Ang magnesiyo sa mga selula ng halaman ay bahagi ng chlorophyll, at sa katawan ng hayop ito ay kasangkot sa pagbuo ng mga enzyme na kinakailangan para sa normal na paggana ng mga tisyu ng kalamnan, nerbiyos at buto. Ang mga protina ay kadalasang naglalaman ng asupre, at lahat ng nucleic acid ay naglalaman ng posporus. Ang posporus ay isa ring bahagi ng lahat ng istruktura ng lamad.
Sa parehong mga grupo ng macronutrients, oxygen, carbon, hydrogen, nitrogen, phosphorus, at sulfur ay pinagsama-sama sa grupo ng mga bioelement, o organogens, sa batayan na sila ang bumubuo sa batayan ng karamihan sa mga organikong molekula.
Mga microelement. Mayroong isang malaking grupo mga elemento ng kemikal matatagpuan sa mga organismo sa napakababang konsentrasyon. Ang mga ito ay aluminyo, tanso, mangganeso, sink, molibdenum, kobalt, nikel, yodo, selenium, bromine, fluorine, boron, at marami pang iba. Ang bawat isa sa kanila ay hindi hihigit sa ikasampu ng isang porsyento, at ang kabuuang kontribusyon ng mga elementong ito sa masa ng cell ay humigit-kumulang 0.02%.
Ang Cobalt ay bahagi ng bitamina B 12 at nakikibahagi sa synthesis ng hemoglobin, ang kakulangan nito ay humahantong sa anemia.
Ang molibdenum sa komposisyon ng mga enzyme ay kasangkot sa pag-aayos ng nitrogen sa bakterya at tinitiyak ang pagpapatakbo ng stomatal apparatus sa mga halaman.
Ang tanso ay isang bahagi ng isang enzyme na kasangkot sa synthesis ng melanin (kulay sa balat), nakakaapekto sa paglaki at pagpaparami ng mga halaman, at ang mga proseso ng hematopoiesis sa mga organismo ng hayop.
Ang yodo sa lahat ng vertebrates ay bahagi ng thyroid hormone - thyroxine.
Nakakaapekto ang Boron sa mga proseso ng paglago sa mga halaman, ang kakulangan nito ay humahantong sa pagkamatay ng apical buds, bulaklak at ovaries.
Ang zinc ay kumikilos sa paglaki ng mga hayop at halaman, at bahagi rin ng pancreatic hormone - insulin.
Ang kakulangan ng selenium ay humahantong sa paglitaw ng kanser sa mga tao at hayop.
Ang mga elemento ng bakas ay malawakang ginagamit sa modernong agrikultura sa anyo ng mga microfertilizer upang mapataas ang mga ani ng pananim at bilang mga additives ng feed upang mapataas ang produktibidad ng hayop. Ginagamit din ang mga microelement sa gamot.
Mga ultramicroelement. Mayroong isang pangkat ng mga elemento ng kemikal na nakapaloob sa mga bakas na organismo, iyon ay, hindi gaanong mga konsentrasyon. Kabilang dito ang ginto, beryllium, pilak at iba pang elemento. Ang pisyolohikal na papel ng mga sangkap na ito sa mga buhay na organismo ay hindi pa naitatag sa wakas.
3. Mga di-organikong sangkap ng selula
Tubig. Ang molekula ng tubig ay isang dipole, iyon ay, ang isang positibong singil ay puro sa isang bahagi ng molekula, at isang negatibong singil ay puro sa kabilang dulo. Ang tubig ay may ari-arian ng isang unibersal na solvent. Anumang mga sangkap na may sinisingil na mga grupo ay natutunaw sa tubig, ang mga naturang compound ay tinatawag na hydrophilic. Gayunpaman, may mga compound na napakahinang natutunaw sa tubig o hindi natutunaw. Ang mga naturang sangkap ay tinatawag na hydrophobic, kabilang dito ang mga taba (lipids), mga sangkap na tulad ng taba (lipoids), polysaccharides at ilang mga protina.
asin. Ang mga buto ng ating balangkas ay binubuo ng potassium phosphates na may magnesium. Ang mga shell ng mollusk ay nabuo mula sa calcium carbonate.
4. Mga organikong sangkap. Mga lipid
Ang mga organikong sangkap ay kumplikadong mga compound na naglalaman ng carbon. Kabilang sa mga organikong compound na may mababang timbang na molekular na bumubuo sa mga buhay na organismo, ang mga lipid ay gumaganap ng isang mahalagang papel, na kinabibilangan ng mga taba, wax, at mga sangkap na tulad ng taba. Ito ay mga hydrophobic compound na hindi matutunaw sa tubig. Ang kabuuang nilalaman ng lipid sa cell ay mula 5 hanggang 15% ng masa ng dry matter.
Ang mga taba ay pinagmumulan ng enerhiya, nagsisilbing mapagkukunan ng metabolic na tubig. Ang mga ito ay pangunahing idineposito sa mga selula ng adipose tissue. Ang telang ito ay nagsisilbi upang maiwasan ang pagkawala ng init ng katawan at gumaganap ng isang proteksiyon na function.
5. Carbohydrates (asukal)
Ito ay isang malawak na pangkat ng mga natural na organikong compound. Sa mga selula ng hayop, ang mga karbohidrat ay bumubuo ng hindi hihigit sa 5% ng tuyong masa, at sa ilang mga selula ng halaman ang kanilang nilalaman ay umabot sa 90%. Ang mga karbohidrat ay nahahati sa tatlong pangunahing klase: monosaccharides, polysaccharides at disaccharides.
Ang monosaccharides ribose at deoxyribose ay mga constituent ng mga nucleic acid. Ang glucose ay naroroon sa mga selula ng lahat ng mga organismo at isa sa mga pinagmumulan ng enerhiya para sa mga hayop.
Disaccharides. Kung ang dalawang monosaccharides ay pinagsama sa isang molekula, ang naturang tambalan ay tinatawag na disaccharide. Ang pinakakaraniwang disaccharide sa kalikasan ay sucrose. Siya ang mismong asukal na binibili namin sa tindahan.
Polysaccharides - kumplikadong carbohydrates, na binubuo ng mga simpleng sugars, ay gumaganap ng ilang mahahalagang function sa katawan. Ang starch para sa mga halaman at glycogen para sa mga hayop at fungi ay isang reserba ng nutrients at enerhiya.
Ang mga protina ay isa sa pinakamahalagang organikong compound sa kalikasan. Sa bawat buhay na selula mayroong sabay-sabay na higit sa isang libong uri ng mga molekula ng protina. Ang pangunahing papel ng mga kumplikadong sangkap na ito ay nahulaan sa simula ng ika-20 siglo, kung kaya't binigyan sila ng pangalang protina (mula sa Greek Protos - ang una). Sa iba't ibang mga selula, ang mga protina ay nagkakahalaga ng 50 hanggang 80% ng tuyong masa.
Mga istruktura ng protina:
v Ang pangunahing istraktura ng protina. Ang pagkakasunud-sunod ng mga amino acid sa isang polypeptide chain.
v Pangalawang istraktura ng protina. Sa pamamagitan ng pagbuo ng mga bono ng hydrogen sa pagitan ng mga nalalabi ng carboxyl at amino na mga grupo ng iba't ibang mga amino acid, ang molekula ng protina ay tumatagal ng anyo ng isang helix o nakatiklop na layer - "accordion".
v Tertiary na istraktura. Ito ay nabuo dahil sa pakikipag-ugnayan ng mga radical, sa partikular na mga radical ng amino acid cysteine, na naglalaman ng asupre. Ang mga sulfur atom ng dalawang amino acid na matatagpuan sa ilang distansya mula sa bawat isa sa polypeptide chain ay konektado, na bumubuo ng tinatawag na disulfide, o S - S, na mga bono.
v istraktura ng quarter. Ito ay isang functional na asosasyon ng ilang mga molekula ng protina na may isang tertiary structural na organisasyon. Ang isang halimbawa ng naturang kumplikadong protina ay hemoglobin.
Ang istraktura ng mga protina. Ang mga mahahabang chain ng protina ay binuo mula sa 20 iba't ibang uri lamang ng mga amino acid na may isang karaniwang plano sa istruktura, ngunit naiiba sa bawat isa sa istraktura ng radical (R). Ang pagkonekta, ang mga molekula ng amino acid ay bumubuo ng tinatawag na mga peptide bond.
Mga function ng protina. Ang malaking pagkakaiba-iba ng mga molekula ng protina ay nagpapahiwatig ng pantay na malawak na pagkakaiba-iba ng kanilang mga pag-andar.
v Mga protina - ang mga enzyme ay nagsisilbing mga katalista para sa mga reaksiyong kemikal. Tinitiyak nila ang coordinated na gawain ng biochemical ensemble ng mga cell ng mga buhay na organismo, na nagpapabilis sa rate ng mga reaksiyong kemikal nang maraming beses.
v Plastic (gusali) function. Ang mga protina ay kasangkot sa pagbuo ng lahat ng mga lamad at organelles ng cell. Ang collagen ay bahagi ng intercellular substance ng connective at bone tissue. Ang pangunahing bahagi ng mga sungay, balahibo, buhok ay keratin.
v Ang mga transport protein ay nagbubuklod at nagdadala ng iba't ibang sangkap sa loob ng selula at sa buong katawan.
v Mga protina - ang mga hormone ay nagbibigay ng isang regulatory function.
v Proteksiyong tungkulin. Kapag ang mga dayuhang protina, mga virus o bakterya ay pumasok sa katawan ng tao, ang mga immunoglobulin, mga proteksiyon na protina, ay tumayo para sa proteksyon.
v Pag-andar ng enerhiya. Sa kakulangan ng pagkain sa katawan ng mga hayop, nagsisimula ang aktibong pagkasira ng mga protina sa mga huling produkto.
Denaturasyon at renaturation ng mga protina. Ang denaturation ay ang pagkawala ng isang molekula ng protina ng istrukturang organisasyon nito: quaternary, tersiyaryo, pangalawa, at sa ilalim ng mas matinding mga kondisyon, ang pangunahing istraktura. Bilang resulta ng denaturation, nawawala ang kakayahan ng protina na maisagawa ang function nito. Ang mga sanhi ng denaturation ay maaaring mataas na temperatura, ultraviolet radiation, ang pagkilos ng malakas na acids at alkalis, mabibigat na riles at organic solvents.
Ang denaturation ay maaaring mababalik at hindi maibabalik, bahagyang at kumpleto. Minsan, kung ang epekto ng denaturing factor ay hindi masyadong malakas at ang pagkasira ng pangunahing istraktura ng molekula ay hindi nangyari, kapag ang mga kanais-nais na kondisyon ay nangyari, ang denatured protein ay maaaring muling ibalik ang tatlong-dimensional na hugis nito. Ang prosesong ito ay tinatawag na renaturation, at ito ay nakakumbinsi na nagpapatunay sa pagtitiwala ng tersiyaryong istraktura ng isang protina sa pagkakasunud-sunod ng mga residue ng amino acid, iyon ay, sa pangunahing istraktura nito.
7. Organikong bagay. Mga nucleic acid
Noong 1868, ang Swiss na manggagamot at biochemist na si Johann Friedrich Miescher ay naghiwalay ng isang sangkap na may acidic na mga katangian mula sa nuclei ng mga patay na leukocytes. Tinawag ng siyentipiko ang sangkap na ito na nuclein (mula sa Latin Nucleus - nucleus), na naniniwala na ito ay nakapaloob lamang sa nuclei ng mga selula. Nang maglaon, ang mga organikong compound na ito ay natagpuan din sa cytoplasm, mitochondria, plastids, ngunit ang pangalan na ibinigay sa kanila - mga nucleic acid - ay napanatili.
Deoxyribonucleic acid (DNA). Ang DNA ay isang biological polymer na binubuo ng dalawang polynucleotide chain na konektado sa isa't isa. Ang DNA ay isang polimer na may napakataas na molekular na timbang. Ang isang molekula ay maaaring magsama ng 10 8 o higit pang mga nucleotide. Ang mga monomer na bumubuo sa DNA ay mga kumplikadong organikong compound na kinabibilangan ng mga nitrogenous base: adenine (A) o thymine (T), cytosine (C) o guanine (G), isang limang-atom na asukal - pentose - deoxyribose, pagkatapos nito nakuha ang kanyang pangalan at DNA mismo, pati na rin ang residue ng phosphoric acid. Ang mga compound na ito ay tinatawag na nucleotides. Gumaganap ang DNA ng mga mahahalagang tungkulin na kinakailangan para sa parehong pagpapanatili at pagpaparami ng buhay. Ang unang function ay ang pag-iimbak ng namamana na impormasyon, na nakapaloob sa nucleotide sequence ng isa sa mga chain nito. Ang pangalawang function ng DNA ay ang paghahatid ng namamana na impormasyon mula sa henerasyon hanggang sa henerasyon.
Ribonucleic acid - RNA. Ang RNA, tulad ng DNA, ay isang polimer na ang mga monomer ay mga nucleotides. Ang mga nitrogenous base ng tatlong nucleotides ay kapareho ng mga bumubuo sa DNA (adenine, guanine, cytosine), ang ikaapat - uracil - ay naroroon sa molekula ng RNA sa halip na thymine. Ang mga nucleotide ng RNA ay naiiba sa mga nucleotide ng DNA sa istraktura ng kanilang carbohydrate: kasama nila ang isa pang pentose - ribose. Ang mga RNA ay nagdadala ng impormasyon tungkol sa pagkakasunud-sunod ng mga amino acid sa mga protina, iyon ay, tungkol sa istraktura ng mga protina, mula sa mga chromosome hanggang sa site ng kanilang synthesis, at lumahok sa synthesis ng protina.
Mayroong ilang mga uri ng single-stranded RNA.
v Ribosomal RNA. Binubuo ang karamihan sa cytoplasm (mula 80 hanggang 90%). Ang mga molekula ng rRNA ay medyo maliit at binubuo ng 3-5 libong mga nucleotide. Nakapaloob sa ribosomes, ay kasangkot sa pagpapanatili ng istraktura ng ribosome.
v Ilipat ang RNA. Ang tRNA ay 76-85 nucleotides ang haba at nagsasagawa ng function ng transporting amino acids sa site ng synthesis ng protina.
v Messenger RNA. Ang mRNA ay nagpapadala ng impormasyon tungkol sa istruktura ng isang protina mula sa isang molekula ng DNA.
8. Eukaryotic cell. Cytoplasm. Mga organel
Sa bawat cell, tatlong pangunahing bahagi ang maaaring makilala: ang panlabas na lamad ng selula, na naghihiwalay sa mga nilalaman ng selula mula sa panlabas na kapaligiran; ang nucleus ay isang mahalagang bahagi ng eukaryotic cells; at cytoplasm - ang bahagi ng cell na nakapaloob sa pagitan ng panlabas na lamad at ng nucleus.
panlabas na lamad ng cell. Ang unang hypothesis ng istraktura ng lamad ay iniharap noong 1935, at noong 1959 si William Robetson ay nagbalangkas ng elementarya na hypothesis ng lamad. Ang panlabas na lamad ng cell ay may unibersal na istraktura, tipikal para sa lahat mga lamad ng cell. Ang posisyon ng lamad na ito sa hangganan sa pagitan ng cell at ng kapaligiran ay tumutukoy sa mga pangunahing tungkulin nito. Ang cell membrane ay nagbibigay ng interaksyon ng cell sa kapaligiran at sa iba pang mga cell.
Cytoplasm. Ang batayan ng cytoplasm ng cell ay ang cytoplasmic juice.
Endoplasmic reticulum. Ang kabuuan ng mga vacuoles, channels, tubules ay bumubuo ng isang lamad na network sa loob ng cytoplasm, na pinagsama sa isang solong kabuuan kasama ang panlabas na lamad na nuclear envelope.
Golgi apparatus. Bumubuo ng mga lysosome at tinitiyak ang pag-alis ng mga kinakailangang protina sa labas ng cell sa pamamagitan ng exocytosis.
Mga lysosome. Nakikilahok sila sa intracellular digestion, na bumubuo ng mga digestive vacuoles, at sinisira din ang mga hindi na ginagamit na organelles at maging ang buong mga cell.
Mitokondria. Mayroon silang sariling ribosom at DNA, kaya nakapag-iisa silang mag-synthesize ng mga protina.
Mga plastid. Dalawang-membrane na organelles ng mga selula ng halaman na nagpaparami sa pamamagitan ng paghahati. Mayroon din silang sariling genetic apparatus, ribosome at synthesize ng mga protina.
Mga ribosom. Submicroscopic non-membrane organelles, ang function na kung saan ay ang synthesis ng mga protina, dahil sa kung saan sila ay ipinag-uutos na organelles sa mga cell ng lahat ng nabubuhay na organismo.
Sentro ng cell. Isang non-membrane organelle na nasa mga selula ng mga hayop, fungi at mas mababang mga halaman.
Vacuole. Ito ay isang malaking lamad na vesicle na puno ng cell sap. Nag-iipon ng mga ekstrang sustansya at kinokontrol ang metabolismo ng tubig-asin, na kinokontrol ang daloy ng tubig sa cell mula sa cell.
9. Cell nucleus
Ang cell nucleus ay nag-iimbak ng namamana na impormasyon at kinokontrol ang mga proseso ng intracellular metabolism, tinitiyak ang normal na paggana ng cell at ang pagganap ng mga function nito. Bilang isang patakaran, ang core ay may spherical na hugis. Ang nucleus at cytoplasm ay magkakaugnay na bahagi ng cell na hindi maaaring umiral nang wala ang isa't isa. Sa mga eukaryotic na organismo, may mga cell na walang nuclei, ngunit ang kanilang lifespan ay maikli.
Nuclear shell. Pinaghihiwalay ang mga nilalaman ng nucleus mula sa cytoplasm ng cell at binubuo ng dalawang lamad na may istrakturang tipikal ng lahat ng lamad.
Nuclear juice. Isang solusyon ng mga protina, nucleic acid, carbohydrates, kung saan nagaganap ang lahat ng proseso ng intranuclear.
Nucleus. Ito ang site ng ribosomal RNA synthesis at pagpupulong ng mga indibidwal na ribosome subunits.
Ang Chromatin ay tinatawag na mga kumpol, butil at natural na mga istruktura ng nucleus, matinding nabahiran ng ilang mga tina at naiiba sa hugis mula sa nucleolus.
10. Prokaryotic cells
Mga tampok na istruktura ng prokaryotic cells (bacteria at blue-green algae). Sa mga prokaryotic na selula, hindi tulad ng mga eukaryote, walang bilang ng mga organelles: mitochondria, endoplasmic reticulum, Golgi apparatus. Ang bakterya at asul-berdeng algae ay walang nucleus, ang mga chromosome ay hindi nahihiwalay sa cytoplasm ng isang nuclear membrane, ngunit malayang matatagpuan sa cytoplasm.
11. Non-cellular na anyo ng buhay. Mga virus
Hindi tulad ng mga cellular organism, ang mga virus ay walang sariling sistema ng pag-synthesize ng protina. Dinadala lamang ng mga virus ang kanilang genetic na impormasyon sa cell.
Ang kemikal na komposisyon ng mga virus. Ang mga simpleng organisadong virus ay mga nucleotide, ibig sabihin, binubuo sila ng isang nucleic acid (DNA at RNA) at ilang mga protina na bumubuo ng isang shell sa paligid ng nucleic acid. Ang coat ng protina ay tinatawag na capsid.
Pinagmulan ng mga virus. Ang mga virus ay mga autonomous na genetic na istruktura, gayunpaman, hindi nabubuo sa labas ng cell. Ito ay pinaniniwalaan na ang mga virus at bacteriophage ay nakahiwalay kasama ng mga cellular life form. cytology schwann cell theory cell protein
Bibliograpiya
1. V.B. Zakharov, S.G. Mamontov, V.I. Sivoglazov Biology. Mga pangkalahatang pattern»
2. D.I. Traitak "Biology. Mga sangguniang materyales."
3. V.L. Mamontov "Biology Grade 11"
4. K.A. Kuzmina, L. E Sigareva, L. A Bobrova "Cell Biology"
5. N.S. Kurbatova, E. A. Kozlova "Pangkalahatang biology. Mga kuna»
6. Yu.S. Chentsov, Panimula sa Cell Biology. Pangkalahatang Cytology»
Naka-host sa Allbest.ru
Mga Katulad na Dokumento
Mga palatandaan at antas ng organisasyon ng mga buhay na organismo. Ang kemikal na organisasyon ng cell. Mga di-organikong sangkap at bitamina. Ang istraktura at pag-andar ng mga lipid, carbohydrates at protina. Mga nucleic acid at ang kanilang mga uri. Molecules ng DNA at RNA, ang kanilang istraktura at pag-andar.
abstract, idinagdag noong 07/06/2010
Kasaysayan ng pag-unlad, paksa ng cytology. Ang mga pangunahing probisyon ng modernong teorya ng cell. Ang istraktura ng cell ng mga nabubuhay na organismo. Ang siklo ng buhay ng isang cell. Paghahambing ng mga proseso ng mitosis at meiosis. Pagkakaisa at pagkakaiba-iba ng mga uri ng cell. Ang halaga ng teorya ng cell.
abstract, idinagdag 09/27/2009
Ang cell ay ang pangunahing yunit ng buhay sa lupa. Ang kemikal na komposisyon ng cell. Mga di-organikong at organikong sangkap: tubig, mineral na asing-gamot, protina, carbohydrates, acids. Teorya ng cellular ng istraktura ng mga organismo. Metabolismo at conversion ng enerhiya sa cell.
abstract, idinagdag noong 12/13/2007
Cytology bilang isang agham ng mga cell - ang istruktura at functional na mga yunit ng halos lahat ng nabubuhay na organismo. Mga pangunahing probisyon ng teorya ng cell. Pagbubukas ng cell. Mga pangunahing katangian ng mga buhay na selula. Pagtuklas ng batas ng pagmamana. Mga nakamit ng modernong cytology.
pagsubok, idinagdag noong 10/28/2009
Ang teorya ng cell nina Schleiden at Schwann. komposisyon ng mga virus. Mga pamamaraan para sa pag-aaral ng mga cell. Ang istraktura at pag-andar ng surface apparatus nito, lamad, epimembrane complex, chromoplasts, leukoplasts, ribosomes, organelles, nucleus, nuclear membrane, karyoplasm, chromosome.
pagtatanghal, idinagdag noong 11/13/2014
Kasaysayan ng pag-aaral ng cell. Pagtuklas at pangunahing probisyon ng teorya ng cell. Ang mga pangunahing probisyon ng teoryang Schwann-Schleiden. Mga pamamaraan para sa pag-aaral ng mga cell. Prokaryotes at eukaryotes, kanilang Mga katangian ng paghahambing. Prinsipyo ng compartmentation at cell surface.
pagtatanghal, idinagdag noong 09/10/2015
Mga katangiang pisikal at kemikal, mga reaksyon ng kulay ng mga protina. Komposisyon at istraktura, mga pag-andar ng mga protina sa cell. Mga antas ng istraktura ng protina. Hydrolysis ng mga protina, ang kanilang transportasyon at proteksiyon na papel. Ang protina bilang isang materyal na gusali ng cell, ang halaga ng enerhiya nito.
abstract, idinagdag noong 06/18/2010
Ang Cytology bilang isang sangay ng biology, ang agham ng mga selula, mga yunit ng istruktura ng lahat ng nabubuhay na organismo, ang paksa at pamamaraan ng pag-aaral nito, ang kasaysayan ng pagbuo at pag-unlad. Mga yugto ng pananaliksik sa cell bilang isang elementarya na yunit ng isang buhay na organismo. Ang papel ng cell sa ebolusyon ng mga nabubuhay na bagay.
control work, idinagdag noong 08/13/2010
Mga posisyon ng cellular theory. Mga tampok ng electron microscopy. Isang detalyadong paglalarawan ng istraktura at paggana ng mga selula, ang kanilang mga koneksyon at relasyon sa mga organo at tisyu sa mga multicellular na organismo. Gravity hypothesis ni Robert Hooke. Ang kakanyahan ng istraktura ng eukaryotic cell.
pagtatanghal, idinagdag noong 04/22/2015
Ang agham ng mga selula - ang istruktura at functional na mga yunit ng halos lahat ng nabubuhay na organismo. Paglikha ng teorya ng cell. Pagtuklas ng protoplasm, mga pangunahing katangian ng mga buhay na selula. Pag-unlad ng mga bagong pamamaraan sa cytology. Mga batas ng genetic continuity at heredity.
Seksyon 1.
MGA BATAYAN NG CYTOLOGY
.
Nilalaman ng seksyon.
Mga pangunahing probisyon ng teorya ng cell.
2. Metabolismo at enerhiya sa mga selula.
3. Pagpapatupad ng genetic na impormasyon.
4. Ang istraktura ng cell. Mga tampok ng mga cell ng halaman, hayop, fungi, bacteria. Mga virus.
Biology ako Biology (Greek bios life + pagtuturo ng logo) isang hanay ng mga natural na agham tungkol sa buhay bilang isang espesyal na kababalaghan ng kalikasan. Ang paksa ng pag-aaral ay ang istraktura, paggana, indibidwal at makasaysayang (ebolusyon) na pag-unlad ng mga organismo ...
dic.academic.ru› Ensiklopedya sa medisina
MGA BATAYANG PROVISYON NG TEORYA NG CELL. CHEMICAL ORGANIZATION NG CELL.
Mga pagkakaiba sa pagitan ng nabubuhay at hindi nabubuhay.
Ang buhay ay isa sa pinakamahalagang misteryo ng Uniberso. Ngunit napakahirap tukuyin ang konseptong ito. Gayunpaman, kahit na ang maliliit na bata ay sinusubukang tukuyin ang konseptong ito. Karaniwang binibigyang pansin ng isang bata ang katotohanan na ang mga nabubuhay na nilalang ay aktibong gumagalaw, humihinga, kumakain, lumalaki... Totoo, bihira niyang pinagsama ang lahat ng mga katangiang ito ng mga nabubuhay na nilalang. Minsan sa isang aralin, isang batang lalaki ang nagpahayag ng isang napakatalino na ideya: “ Ang nabubuhay ay naiiba sa hindi nabubuhay dahil ito ay namamatay».
Ngunit gayon pa man? Nasaan ang linya sa pagitan ng buhay at kamatayan? Sa pagitan ng nabubuhay at walang buhay? Lumalabas na walang mahigpit na kahulugan ng buhay.
Itinatampok ng modernong agham ang ilang katangian na katangian ng mga sistemang nabubuhay.
tiyak na organisasyon.
Metabolismo at enerhiya.
Pagpaparami.
5. Kakayahang umangkop, iyon ay, umangkop sa mga pagbabago sa kapaligiran .
Ang ilan sa mga katangiang ito ay likas din sa walang buhay na bagay. Halimbawa, ang mga kristal ay maaari ding lumaki, ngunit ang lahat ng limang katangian ay matatagpuan nang sabay-sabay lamang sa mga buhay na sistema.
Ang mga katangian ng buhay na bagay ay napakasalimuot na ang mga ito ay paksa ng pag-aaral ng ilang mga biological na disiplina na lumitaw sa intersection ng biology at physics, biology at chemistry, biology at computer science. Ang mga agham na ito ay tinatawag na biophysics, biochemistry, ngunit ang computer science ay nagbibigay ng maraming data para sa neurophysiology.
Ang paglago ng mga multicellular na organismo ay sinamahan ng pag-unlad. Kung mas kumplikado ang mga organismo, mas mahirap ang kanilang pag-unlad. Ang komplikasyon ng mga proseso ng pag-unlad ay ipinahayag, una sa lahat, sa pagkita ng kaibhan.
Ang pagkakaiba ay nauunawaan bilang ang mga proseso ng pagbuo ng mga cell ng iba't ibang uri mula sa isang germ cell.
Sa mas matataas na halaman bilang isang resulta ng pagkita ng kaibhan, ang mga ganitong uri ng mga tisyu ay lumitaw bilang integumentary, conductive, imbakan, mekanikal.
Ang mga hayop ay may apat na uri ng tissue: epithelial, connective, muscle, nervous, na bumubuo sa mga organ at organ system.
Ang kakayahang umangkop sa kapaligiran ay isa ring pinakamahalagang pag-aari ng buhay, nagbabago ang mga sistema ng pamumuhay habang nagbabago ang kapaligiran. Ang adaptasyon ay isang napakalawak na konsepto. Nakakaapekto ito sa mga reaksyon ng pag-uugali ng mga hayop, pati na rin ang mga morphological at genetic na katangian ng mga organismo. Ang relasyon sa pagitan ng organismo at ng kapaligiran ay napakahigpit. Ang paghahanap ng sagot sa walang hanggang tanong, "to be or not to be" ang pangunahing tema ng wildlife. Kung ang mga organismo ay magagawang baguhin ang kanilang pag-uugali, anyo, proseso ng buhay at pagmamana mismo, kung gayon sila ay mabubuhay, at kung hindi, sila ay mamamatay. Ang kasaysayan ng buhay sa Earth ay paulit-ulit na nagpakita nito.
Gayunpaman, hindi lahat ay napakalupit! Pagkatapos ng lahat, may mga organismo na hindi nagbago ng kanilang hitsura sa milyun-milyong taon. Ang tanong kung paano sila nakaligtas hanggang ngayon ay hindi gaanong kawili-wili kaysa sa tanong ng pinagmulan ng tao mula sa mga unggoy. Halimbawa, ang kuwento ng sikat na nautilus mollusk, na ang mga pinakamalapit na kamag-anak ay namatay 450 milyong taon na ang nakalilipas, at na nag-aararo pa rin sa tubig ng mga tropikal na dagat.
Maraming mga biyolohikal na disiplina ang tumatalakay sa mga mekanismo ng pagbagay:
Ang etolohiya ay ang agham ng pag-uugali ng hayop,
Ang ekolohiya ay ang agham ng ugnayan ng mga nabubuhay na nilalang sa isa't isa at sa kapaligiran,
Ang physiology ay ang agham ng mga pag-andar ng katawan
comparative anatomy - ang agham ng mga pagbabago sa istraktura ng katawan,
Ang genetika ay ang agham ng mga mekanismo ng pagmamana at pagkakaiba-iba.
Ang teorya ng ebolusyon ay ang balangkas kung saan nakabatay ang modernong biology, at ang pundasyon ng modernong biology ay ang cell theory.
tiyak na organisasyon.
Kaya, ang una at pinaka-katangian na pag-aari ng mga sistema ng pamumuhay ay tiyak na organisasyon.
Histology, embryology, cytology: textbook / Yu. I. Afanasiev, N. A. Yurina, E. F. Kotovsky at iba pa. - ika-6 na ed., binago. at karagdagang - 2012. - 800 p. : may sakit.
CYTOLOGY. Kabanata 4
CYTOLOGY. Kabanata 4
Ang batayan ng istraktura ng mga eukaryotic na organismo ay ang pinakamaliit na yunit ng buhay - ang cell (cellula).
Ang cell ay isang ordered structured system ng biopolymers (nucleic acids, proteins, polysaccharides, lipids) at ang kanilang mga macromolecular complexes na bumubuo sa nucleus at cytoplasm, na nagpapanatili at nagpaparami ng buong system sa kabuuan, na limitado ng isang aktibong lamad.
Bilang karagdagan sa mga cell, ang kanilang mga derivatives ay matatagpuan sa katawan: symplast, syncytium, intercellular substance (tingnan ang Kabanata 5).
Ang mga nilalaman ng cell ay pinaghihiwalay mula sa panlabas na kapaligiran lamad ng plasma (plasmolemma). Ang lahat ng mga eukaryotic cell ay binubuo ng dalawang pangunahing sangkap: nuclei at cytoplasm. Sa nucleus mayroong chromatin (chromosome), nucleoli, nuclear envelope, nucleoplasm (karyoplasm) at nuclear protein backbone (matrix). Ang cytoplasm ay magkakaiba sa komposisyon at istraktura at kasama hyaloplasm (o pangunahing plasma), kung saan ay organelles; bawat isa sa kanila ay gumaganap ng isang mandatory function. Ang ilan sa mga organel ay mayroon istraktura ng lamad: endoplasmic reticulum, Tolgi complex, lysosomes, peroxisomes at mitochondria. Non-membrane organelles Ang cytoplasm ay kinakatawan ribosome, cell center, cilia, flagella at mga bahagi cytoskeleton. Bilang karagdagan, ang iba pang mga opsyonal na istruktura ay maaaring mangyari sa hyaloplasm, o pagsasama(mga patak ng taba, mga butil ng pigment, atbp.). Ang ganitong paghahati ng cell sa magkakahiwalay na mga bahagi ay hindi nangangahulugan ng kanilang istruktura at functional na paghihiwalay. Ang lahat ng mga sangkap na ito ay gumaganap ng mga indibidwal na intracellular function na kinakailangan para sa pagkakaroon ng cell sa kabuuan, bilang isang elementarya na yunit ng buhay. Ang pag-aaral ng mga pangkalahatang katangian ng istraktura at paggana ng mga selula ay ang agham ng cytology, o, kung tawagin ngayon, cell biology. Sinasaliksik nito ang mga indibidwal na istruktura ng cellular, ang kanilang pakikilahok sa pangkalahatang mga proseso ng physiological ng cellular, mga paraan ng pag-regulate ng mga prosesong ito, pagpaparami ng mga cell at kanilang mga organelles, pagbagay ng mga cell sa mga kondisyon sa kapaligiran, mga reaksyon sa pagkilos ng iba't ibang
mga kadahilanan. Ang pag-aaral ng cytology ay may malaking kahalagahan para sa medisina, dahil halos lahat ng mga sakit ng tao ay resulta ng iba't ibang mga cellular lesyon o dysfunction ng mga cell sa mga tisyu ng iba't ibang organo.
4.1. TEORYANG CELL
Ang teorya ng cell ay isang pangkalahatang ideya ng istraktura ng mga cell bilang mga yunit ng buhay, ang kanilang pagpaparami at papel sa pagbuo ng mga multicellular na organismo.
Ang hitsura at pagbabalangkas ng ilang mga probisyon ng teorya ng cell ay nauna sa isang medyo mahaba (higit sa 300 taon) na panahon ng akumulasyon ng kaalaman tungkol sa istraktura ng iba't ibang unicellular at multicellular na organismo, halaman at vertebrates. Ang lahat ng ito ay naging batayan ng cellular theory ng istruktura ng mga organismo na binuo ni T. Schwann (1838) (tingnan ang Kabanata 3). Ang isang mahalagang papel sa pagbuo ng teorya ng cell ay nilalaro ng gawain ng German pathologist na si R. Virchow.
Sa aklat na "Cellular Pathology as a Teaching Based on Physiological and Pathological Histology" (1855-1859), pinatunayan niya ang pangunahing posisyon ng pagpapatuloy ng pag-unlad ng cellular. R. Virchow, sa kaibahan sa T. Schwann at M. Schleiden, ay ipinagtanggol ang pananaw sa pagbuo ng mga bagong selula hindi mula sa "cytoblastema" - isang walang istraktura na nabubuhay na substansiya, ngunit sa pamamagitan ng paghahati ng mga naunang umiiral na mga selula (omnis cellula at cellula).
Paglikha ng teorya ng cell at nito karagdagang pag-unlad naging isang pangunahing kaganapan sa biology, isa sa mga mapagpasyang patunay ng pagkakaisa ng pinagmulan ng lahat ng nabubuhay na kalikasan. Ang teorya ng cell ay may malaking epekto sa pag-unlad ng biology at medisina, nagsilbing pangunahing pundasyon para sa pagbuo ng mga disiplina tulad ng embryology, histology. Ang pag-ampon ng prinsipyo ng cellular na istraktura ng katawan ay may malaking epekto sa pisyolohiya, na inilipat ito sa pag-aaral ng talagang gumaganang mga yunit - mga cell. Nagbigay ito ng batayan para sa isang pang-agham na pag-unawa sa buhay, para sa pag-unawa sa indibidwal na pag-unlad at ang paglitaw ng mga pathological na pagbabago sa mga organismo.
Ang teorya ng cell ay nagpapanatili ng kahalagahan nito hanggang sa kasalukuyan. Ang mga pangunahing probisyon ng teorya ng cell ay nakabalangkas sa ibaba.
R. Virchow (1821-1902)
1. Ang cell ay ang pinakamaliit na yunit ng buhay. Ayon sa isa sa mga modernong kahulugan, ang mga nabubuhay na organismo ay bukas (i.e., pakikipagpalitan ng mga sangkap at enerhiya sa kapaligiran), mga sistemang nagre-regulasyon sa sarili at nagpaparami ng sarili, ang pinakamahalagang bahagi na gumagana kung saan ay mga protina at nucleic acid. Ang lahat ng mga pagpapakita ng buhay ay nauugnay sa mga protina. Ang mga protina ay gumaganang mga molekula na may kumplikadong organisasyon at mahigpit na functional specificity, na tinutukoy ng mga nucleic acid na nagdadala ng impormasyon tungkol sa istruktura ng ilang partikular na protina. Ang mga nabubuhay na bagay ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang bilang ng mga pinagsama-samang tampok: genetic individuality, ang kakayahang magparami (magparami), ang paggamit at pagbabago ng enerhiya, metabolismo, reaktibiti at pagkamayamutin, adaptive variability. Ang ganitong kumbinasyon ng mga tampok na ito ay maaaring makita sa unang pagkakataon lamang sa antas ng cellular. Ito ay ang cell bilang tulad na ang pinakamaliit na yunit na mayroong lahat ng mga katangian na nakakatugon sa kahulugan ng "pamumuhay".
2. Ang pagkakatulad ng mga cell ng iba't ibang mga organismo sa istraktura. Ang mga cell ay maaaring magkaroon ng iba't ibang panlabas na hugis: spherical (leukocytes), multifaceted (glandular epithelial cells), stellate at branched-process (nerve at bone cells), spindle-shaped (smooth muscle cells, fibroblasts), columnar (intestinal epitheliocyte), flattened (endo- telocyte, mesotheliocyte), atbp. Gayunpaman, kapag nag-aaral ng mga tissue cell ng iba't ibang halaman o hayop, ang pagkakaroon ng isang pangkalahatang plano para sa kanilang organisasyon ay umaakit ng pansin (Fig. 4.1). Ang ganitong pagkakatulad sa istraktura ng mga cell ay natutukoy ng pangkalahatang mga pag-andar ng cellular na nauugnay sa pagpapanatili ng buhay na sistema mismo (ang synthesis ng mga nucleic acid at protina, cell bioenergetics, atbp.). Kasabay nito, ang pagkakatulad na ito ay nagpapahiwatig ng karaniwang pinagmulan ng lahat ng eukaryotic na organismo.
Ang pagkakaiba sa mga selula sa isang multicellular na organismo, dahil sa pagdadalubhasa ng kanilang mga pag-andar, ay nauugnay sa pag-unlad ng mga organel na may espesyal na kahalagahan. Kaya, kung isasaalang-alang natin ang isang cell ng kalamnan, pagkatapos ay sa loob nito, bilang karagdagan sa mga pangkalahatang istruktura ng cellular (mga sistema ng lamad, ribosome, atbp.), Mayroong isang malaking bilang ng mga bahagi ng fibrillar - myofilaments at myofibrils, na nagbibigay ng paggalaw, pag-urong. Sa isang nerve cell, bilang karagdagan sa mga pangkalahatang bahagi ng cellular, makikita ng isa ang isang malaking bilang ng mga microtubule at intermediate filament sa mga proseso ng cell. Ang buong hanay ng mga natatanging tampok na ito ng isang nerve cell ay nauugnay sa espesyalisasyon nito - ang henerasyon at paghahatid ng isang nerve impulse (ang mga isyung ito ay tinalakay nang detalyado sa seksyong "Pagtuturo tungkol sa mga tisyu").
3. Pagpaparami ng mga selula sa pamamagitan ng paghahati sa orihinal na selula. Ang pagpaparami ng prokaryotic at eukaryotic cells ay nangyayari lamang sa pamamagitan ng paghahati ng orihinal na cell, na nauuna sa pagpaparami ng genetic material nito (DNA replication). Sa mga eukaryotic cell, ang tanging kumpletong paraan ng paghahati ay mitosis, o hindi direktang paghahati. Sa kasong ito, ang isang pantay na bilang ng mga chromosome, na dati nang nadoble sa bilang, ay ipinamamahagi sa dalawang anak na selula.
Ang mitosis ay sinusunod sa lahat ng eukaryotic (halaman at hayop) na mga selula. Ang modernong agham ay tinatanggihan ang iba pang mga paraan ng pagbuo ng cell at ang pagtaas ng kanilang bilang sa pamantayan.
4. Ang mga cell ay may parehong dami ng genetic na impormasyon. Ang posisyon na ito ay batay sa katotohanan na ang lahat ng mga selula ay nagmula sa isang zygote - isang single-celled na embryo. Gayunpaman, sa morphological at functionally, ang mga cell ng iba't ibang mga tisyu ay makabuluhang naiiba sa bawat isa. Sa kabila ng katotohanan na ang mga inapo ng isang unicellular embryo ay dapat magkaroon ng parehong genetic potency, habang ang embryo ay bubuo, ang mga cell nito ay higit na naiiba sa bawat isa kapwa sa mga katangian at sa istraktura. Ito ay dahil sa ang katunayan na sa iba't ibang mga cell ng isang umuunlad na organismo, ang genetic na impormasyon ng parehong dami ay hindi ganap na natanto (dahil sa kanilang pagpapasiya at pagkakaiba-iba ng aktibidad ng mga gene).
kanin. 4.1. Ultramicroscopic na istraktura ng cell ng mga organismo ng hayop (scheme): 1 - nucleus; 2 - plasmalemma; 3 - microvilli; 4 - agranular endoplasmic reticulum; 5 - butil-butil na endoplasmic reticulum; 6 - Golgi complex; 7 - centriole at microtubule ng cell center; 8 - mitochondria; 9 - cytoplasmic vesicle; 10 - lysosomes; 11 - microfilaments; 12 - ribosomes; 13 - pagpapalabas ng mga butil ng pagtatago
Ang indibidwal na pag-unlad mula sa isang cell hanggang sa isang multicellular na mature na organismo ay ang resulta ng isang pare-pareho, pumipili na pag-activate ng gawain ng iba't ibang mga gene sa iba't ibang mga cell. Ito ay humahantong sa paglitaw ng mga cell na may mga tiyak na istruktura at mga espesyal na function para sa kanila, isang proseso na tinatawag pagkakaiba-iba. Ang pagkita ng kaibhan ay dahil sa aktibidad ng iba't ibang mga gene sa iba't ibang mga selula, na ipinakita habang ang isang multicellular na organismo ay bubuo. Sa madaling salita, ang pagkakapareho sa istraktura ng mga cell ng parehong isang naibigay na organismo at iba't ibang mga organismo ay tinutukoy ng pagkakapareho ng mga pangkalahatang pag-andar ng cellular na naglalayong mapanatili ang buhay ng mga cell mismo at ang kanilang pagpaparami. Ang pagkakaiba-iba sa istraktura ng mga cell ay ang resulta ng kanilang functional specialization, pagkita ng kaibhan sa proseso ng pag-unlad.
5. Ang mga selula bilang bahagi ng isang buong organismo. Ang bawat pagpapakita ng aktibidad ng buong organismo, maging ito ay isang reaksyon sa pangangati o paggalaw, mga reaksyon ng immune, at marami pa, ay isinasagawa ng mga dalubhasang selula ng iba't ibang mga tisyu. Gayunpaman, kahit na ang cell ay isang yunit ng paggana sa isang multicellular na organismo, ang aktibidad nito ay hindi nakahiwalay sa iba pang mga cell at mula sa intercellular substance. Ang mga dalubhasang selula ay pinagsama sa mga sistema ng mga tisyu at organo, napapailalim at konektado sa pamamagitan ng intercellular, tissue, humoral at nervous na mga anyo ng regulasyon. Iyon ang dahilan kung bakit pinag-uusapan natin ang organismo sa kabuuan, at ang mga selula bilang elementarya na mga yunit ng buhay, na dalubhasa sa pagsasagawa ng mahigpit na tinukoy na mga pag-andar, na gumaganap ng mga ito kasama ang lahat ng mga elemento na bumubuo sa kumplikadong organisadong sistema ng isang multicellular na organismo. .
4.2. MGA STRUCTURAL COMPONENT NG ISANG CELL 4.2.1. Cytoplasm
Cytoplasm (cytoplasma), ang bahagi ng cell na pinaghihiwalay mula sa kapaligiran ng plasmolemma ay kinabibilangan ng hyaloplasm at ang mga obligadong bahagi ng cellular na nilalaman nito - mga organelles, pati na rin ang iba't ibang mga di-permanenteng istruktura - mga pagsasama.
Hyaloplasm
Hyaloplasm (mula sa Greek. hyalinos- transparent), o ang matrix ng cytoplasm, ay isang napakahalagang bahagi ng cell, ang tunay na panloob nito
Miyerkules.
Sa isang electron microscope, ang cytoplasmic matrix ay mukhang isang homogenous o fine-grained substance na may mababang electron density. Ang Hyaloplasm ay isang gelatinous colloidal system. Ang sistemang ito ay may kakayahang lumipat mula sa isang mala-sol (likido) na estado patungo sa isang mala-gel na estado at vice versa.
Sa isang organisado, nakaayos na multicomponent system ng hyaloplasm, maaaring baguhin ng mga indibidwal na zone ang kanilang estado ng pagsasama-sama depende sa mga kondisyon o sa functional na gawain; sa isang tila walang istrukturang hyaloplasm, ang iba't ibang fibrillar, filamentous complex ng mga molekula ng protina ay maaaring lumabas at maghiwa-hiwalay. Ang komposisyon ng hyaloplasm ay pangunahing binubuo ng iba't ibang mga globular na protina. Binubuo nila ang 20-25% ng kabuuang nilalaman ng protina sa isang eukaryotic cell. Ang pinakamahalagang enzyme ng hyaloplasm ay kinabibilangan ng mga enzyme para sa metabolismo ng mga asukal, nitrogenous base, amino acid, lipid at iba pang mahahalagang compound. Ang hyaloplasm ay naglalaman ng mga enzyme para sa pag-activate ng mga amino acid sa panahon ng synthesis ng protina, transportasyon (paglipat) ng mga ribonucleic acid (tRNA). Sa hyaloplasm, na may partisipasyon ng mga ribosome at polyribosomes (polysomes), ang synthesis ng mga protina na kinakailangan para sa aktwal na mga pangangailangan ng cellular, upang mapanatili at matiyak ang buhay ng cell na ito, ay nagaganap. Ang mga katangian ng osmotic at buffer ng cell ay higit na tinutukoy ng komposisyon at istraktura ng hyaloplasm. Ang pinakamahalagang papel ng hyaloplasm ay ang semi-liquid medium na ito ay pinagsasama ang lahat ng mga istruktura ng cellular at tinitiyak ang kanilang pakikipag-ugnayan ng kemikal sa isa't isa. Karamihan sa mga proseso ng intracellular transport ay isinasagawa sa pamamagitan ng hyaloplasm: ang paglipat ng mga amino acid, fatty acid, nucleotides, at sugars. Ito ay may patuloy na daloy ng mga ion sa lamad ng plasma at mula dito sa mitochondria, sa nucleus at vacuoles. Sa hyaloplasm, ang anaerobic synthesis ng adenosine triphosphate (ATP) ay nangyayari - glycolysis. Ito ang pangunahing sisidlan at sona ng paggalaw ng masa ng mga molekulang ATP. Sa hyaloplasm, ang mga produkto ng reserba ay idineposito: glycogen, mga patak ng taba, at ilang mga pigment.
4.2.2. Mga organel
Ang mga organelles ay mga microstructure na patuloy na naroroon at obligado para sa lahat ng mga cell, na gumaganap ng mahahalagang function.
Pag-uuri ng mga organelles. Matukoy ang pagkakaiba sa pagitan ng mga may lamad at hindi lamad na organelles. Ang mga organelle ng lamad ay kinakatawan ng cytoplasmic reticulum (endoplasmic reticulum), ang Golgi complex (Golgi apparatus), mitochondria, lysosomes, peroxisomes. Kabilang sa mga non-membrane organelles ang ribosomes (polyribosomes), ang cell center, at mga elemento ng cytoskeleton (microtubules, microfilaments, at intermediate filament).
Mga organel ng lamad
Mga katangian ng istruktura at kemikal ng mga lamad ng cell
Ang mga lamad ng cell ay plasmalemma, nuclear envelope, lamad ng mitochondria, endoplasmic reticulum, Golgi complex, lysosomes at peroxisomes. Ang isang karaniwang tampok ng lahat ng mga lamad ng cell ay ang mga ito ay manipis (6-10 nm) na mga layer ng likas na lipoprotein (mga lipid sa kumplikadong may mga protina) (Fig. 4.2).
kanin. 4.2. Ang istraktura ng lamad ng cell (scheme);
1 - mga lipid; 2 - hydrophobic zone ng bi-layer ng mga molekula ng lipid; 3 - mahalagang mga protina ng lamad; 4 - glycocalyx polysaccharides
Ang mga pangunahing sangkap ng kemikal ng mga lamad ng cell ay mga lipid (40%) at mga protina (60%); bilang karagdagan, ang carbohydrates (5-10%) ay natagpuan sa maraming lamad.
Upang mga lipid kabilang ang isang malaking grupo ng mga organikong sangkap na may mahinang solubility sa tubig (hydrophobicity) at mahusay na solubility sa mga organikong solvents at fats (lipophility). Ang komposisyon ng mga lipid sa iba't ibang mga lamad ay hindi pareho. Halimbawa, ang lamad ng plasma, hindi katulad ng mga lamad ng endoplasmic reticulum at mitochondria, ay pinayaman sa kolesterol. Ang mga katangiang kinatawan ng mga lipid na matatagpuan sa mga lamad ng cell ay mga phospholipid (glycerophosphatides), sphingomyelins at, ng mga steroid lipid, kolesterol.
Ang isang tampok ng mga lipid ay ang paghahati ng kanilang mga molekula sa dalawang magkaibang bahagi na gumagana: hydrophobic non-polar, non-charge-carrying ("tails"), na binubuo ng fatty acids, at hydrophilic, charged polar "heads". Tinutukoy nito ang kakayahan ng mga lipid na kusang bumuo ng dalawang-layer (bilipid) na istruktura ng lamad na may kapal na 5-7 nm.
Ang mga lamad ay naiiba din sa hanay ng mga molekula ng protina. Maraming lamad mga ardilya binubuo ng dalawang bahagi - mga lugar na mayaman sa polar (nagdadala ng singil) na mga amino acid, at mga lugar na pinayaman sa mga non-polar amino acid: glycine, alanine, valine, leucine. Ang ganitong mga protina sa mga layer ng lipid ng mga lamad ay matatagpuan sa paraang ang kanilang mga di-polar na rehiyon ay nahuhulog sa "taba" na bahagi ng lamad, kung saan matatagpuan ang mga hydrophobic na rehiyon ng mga lipid. Ang polar (hydrophilic) na bahagi ng mga protina na ito ay nakikipag-ugnayan sa mga ulo ng lipid at lumiliko patungo sa may tubig na bahagi. Ang mga protina na ito ay sumasaklaw sa lamad at tinatawag na mga integral na protina ng lamad. Bilang karagdagan sa mga integral na protina, may mga protina na bahagyang binuo sa lamad - semi-integral at malapit-lamad, hindi binuo sa bilipid layer. Ayon sa kanilang biological na papel, ang mga protina ng lamad ay maaaring nahahati sa mga protina ng enzyme, mga protina ng carrier, receptor at mga protina sa istruktura.
Ang mga karbohidrat ng lamad ay hindi kasama sa kanilang komposisyon sa isang libreng estado, nauugnay sila sa mga molekula ng lipid o protina. Ang mga sangkap na ito ay tinatawag na glycolipids at glycoproteins, ayon sa pagkakabanggit. Gaano man kalaki ang pagkakaiba sa pagitan ng mga lamad sa dami at komposisyon ng kanilang mga lipid, protina at carbohydrates, ang mga lamad ay may ilang karaniwang katangian na tinutukoy ng kanilang pangunahing istraktura. Ang lahat ng mga lamad ay mga istrukturang hadlang,
mahigpit na nililimitahan ang libreng pagsasabog ng mga sangkap sa pagitan ng cytoplasm at ng kapaligiran, sa isang banda, at sa pagitan ng matrix at mga nilalaman ng mga organelles ng lamad, sa kabilang banda.
Ang kakaiba ng mga tiyak na functional load ng bawat lamad ay tinutukoy ng mga katangian at katangian ng mga bahagi ng protina, karamihan sa mga ito ay mga enzyme o mga sistema ng enzyme. Ang isang mahalagang papel sa paggana ng mga lamad ay nilalaro ng glycolipids at glycoproteins ng supra-membrane layer.
Plasma lamad. Barrier-receptor at transport system ng cell
Plasma lamad o plasmolemma (membrana cellularis), sumasakop sa isang espesyal na lugar sa iba't ibang mga lamad ng cell. Ito ay isang mababaw na peripheral na istraktura na hindi lamang nililimitahan ang cell mula sa labas, ngunit tinitiyak din ang direktang koneksyon nito sa extracellular na kapaligiran, at, dahil dito, sa lahat ng mga sangkap at stimuli na kumikilos sa cell.
Kemikal na komposisyon ng lamad ng plasma. Ang plasmolemma ay batay sa isang lipoprotein complex. Ito ay humigit-kumulang 10 nm ang kapal at sa gayon ay ang pinakamakapal sa mga lamad ng cell.
Sa labas ng plasmalemma ay ang epimembrane layer - glycocalyx (glycocalyx). Ang kapal ng layer na ito ay tungkol sa 3-4 nm, ito ay matatagpuan sa halos lahat ng mga selula ng hayop, ngunit ang antas ng kalubhaan nito ay naiiba. Ang glycocalyx ay isang plasmalemma-associated glycoprotein complex, na kinabibilangan ng iba't ibang carbohydrates. Ang mga karbohidrat ay bumubuo ng mahaba, sumasanga na mga kadena ng polysaccharides na nauugnay sa mga protina at lipid na bumubuo sa plasma membrane (tingnan ang Fig. 4.2). Kapag gumagamit ng mga espesyal na pamamaraan para sa pagtuklas ng polysaccharides (ruthenium red dye), ipinakita na bumubuo sila ng isang istraktura na katulad ng isang "sheath" sa ibabaw ng lamad ng plasma.
Ang glycocalyx ay maaaring maglaman ng mga protina na hindi nauugnay sa bilipid layer. Bilang isang patakaran, ito ay mga protina ng enzyme na kasangkot sa extracellular breakdown ng iba't ibang mga sangkap, tulad ng carbohydrates, protina, taba, atbp.
Ang mga pag-andar ng lamad ng plasma ay ang delimitation ng cytoplasm mula sa panlabas na kapaligiran, ang pagtanggap at transportasyon ng iba't ibang mga sangkap kapwa sa cell at sa labas nito.
Mga function ng receptor nauugnay sa lokalisasyon sa plasmalemma ng mga espesyal na istruktura na kasangkot sa tiyak na "pagkilala" ng kemikal at pisikal na mga kadahilanan. Ang ibabaw ng cell ay may isang malaking hanay ng mga bahagi - mga receptor na tumutukoy sa posibilidad ng mga tiyak na reaksyon sa iba't ibang mga ahente. Ang mga glycoprotein at membrane glycolipids ay maaaring magsilbi bilang mga receptor sa ibabaw ng cell (tingnan ang Fig. 4.2). Ito ay pinaniniwalaan na ang mga naturang site na sensitibo sa mga indibidwal na sangkap ay maaaring nakakalat sa buong ibabaw ng cell o nakolekta sa mga maliliit na zone. Mayroong mga receptor para sa mga biologically active substance - mga hormone, mediator, tiyak na antigens ng iba't ibang mga cell o protina, atbp.
Ang plasmalemma ay nauugnay sa lokalisasyon ng mga tiyak na receptor na responsable para sa mga mahahalagang proseso tulad ng pagkilala sa isa't isa ng mga selula at pag-unlad ng kaligtasan sa sakit. Kaya, ang plasmolemma ng lahat ng mga cell ay naglalaman ng isang class I histocompatibility molekula (glycoprotein), na binubuo ng: a) isang integral transmembrane protein, bahagi nito ay matatagpuan sa cytoplasm, ang iba pang bahagi ay tumagos sa plasmolemma, at ang huling, pinakamahabang bahagi. ng molekula ay matatagpuan sa glycocalyx; b) peripheral membrane protein na may mababang molekular na timbang; c) isang maikling molekula ng protina na hindi-covalent na nagbubuklod sa mga loop ng extracellular na bahagi ng integral transmembrane protein. Ito ang huling bahagi ng molecule (isang peptide ng 9 amino acids) na isang fragment ng isang normal na cell protein ng isang indibidwal. Ito ay kinikilala bilang "pag-aari" ng mga selula ng immune system ng tao. Sa kaso ng isang mutation, ang isang protina na may ibang molekular na istraktura ay lilitaw bilang kapalit ng histocompatibility na protina (halimbawa, na-encode ng isang virus), at bilang tugon dito, ang isang immune reaksyon ay nangyayari sa bahagi ng katawan, na naglalayong sinisira ang cell na ito. Ang mekanismong ito ay nagpapanatili ng genetic individuality ng mga cell, at samakatuwid ng organismo.
Sa plasmolemma ng light-sensitive na mga selula ng hayop, mayroong isang espesyal na sistema ng mga protina ng photoreceptor (rhodopsin), sa tulong ng kung saan ang liwanag na signal ay na-convert sa isang kemikal, na, naman, ay humahantong sa pagbuo ng isang electrical impulse. .
Pagtupad function ng transportasyon, Ang plasmalemma ay nagbibigay ng passive transfer ng isang bilang ng mga substance, tulad ng tubig, isang bilang ng mga ions, at ilang mababang molekular na timbang na compound. Ang iba pang mga sangkap ay tumatawid sa lamad sa pamamagitan ng aktibong transportasyon laban sa isang gradient ng konsentrasyon na may paggasta ng enerhiya dahil sa pagkasira ng ATP. Ito ay kung gaano karaming mga organikong molekula (asukal, amino acid, atbp.) ang dinadala. Ang mga prosesong ito ay maaaring maiugnay sa transportasyon ng ion, kasama nila ang mga protina ng carrier.
Ang malalaking molekula ng biopolymer ay halos hindi tumagos sa plasmalemma. Sa ilang mga kaso, ang mga macromolecule at maging ang kanilang mga pinagsama-samang, at madalas na malalaking particle, ay pumapasok sa cell bilang resulta ng proseso ng endocytosis (Larawan 4.3). Endositosis pormal na nahahati sa phagocytosis(kuhanan at
kanin. 4.3. Endositosis. Iba't ibang uri ng pagbuo ng mga pinocytic vesicle (a, b):
1 - pagsipsip ng mga particle sa ibabaw ng lamad ng plasma; 2 - sumisid
mga particle sa cytoplasm; 3 - pangunahing lysosome
pagsipsip ng cell ng malalaking particle, tulad ng bacteria o fragment ng ibang mga cell) at pinocytosis(pagkuha ng mga indibidwal na molekula at macromolecular compound).
Ang Pinocytosis ay nagsisimula sa pagsipsip sa ibabaw ng plasmalemma ng mga hinihigop na sangkap. Ang kanilang pagbubuklod sa plasmalemma ay tinutukoy ng pagkakaroon ng mga molekula ng receptor sa ibabaw nito. Matapos ang pagsipsip ng mga sangkap sa ibabaw, ang plasmalemma ay nagsisimulang mabuo, una, maliliit na invaginations sa cell. Pagkatapos ay ang mga lokal na invaginations ay pinagtali mula sa plasmalemma at malayang matatagpuan sa ilalim nito sa anyo ng mga bula.
Kasunod nito, ang mga endocytic vesicles, o endosomes maaaring sumanib sa isa't isa, lumaki, at sa kanilang panloob na lukab, bilang karagdagan sa mga hinihigop na sangkap, ang mga hydrolytic enzymes (hydrolases) na nagmumula rito. mga lysosome(tingnan sa ibaba). Ang mga enzyme na ito ay sumisira sa mga biopolymer sa mga monomer, na, bilang isang resulta ng aktibong transportasyon sa pamamagitan ng vesicle membrane, ay pumasa sa hyaloplasm. Kaya, ang mga hinihigop na molekula sa loob ng mga vacuole ng lamad na nabuo mula sa mga elemento ng plasmolemma ay sumasailalim sa intracellular digestion.
Sa panahon ng phagocytosis, ang isang cell, tulad ng isang macrophage, pagkatapos na ang isang bacterium ay nakakabit sa kanyang plasmolemma, ay bumubuo ng mahabang proseso ng cytoplasmic na bumabalot sa bacterium, at ang macrophage ay unti-unting sumisipsip ng bacterium na may pagbuo ng isang phagosome.
Ang lamad ng plasma ay kasangkot sa pag-alis ng mga sangkap mula sa cell. (exocytosis). AT Sa kasong ito, ang mga intracellular na produkto (protein, mucopolysaccharides, lipoproteins, atbp.), Na nakapaloob sa mga vacuoles o vesicle at pinaghihiwalay mula sa hyaloplasm ng isang lamad, ay lumalapit sa plasmalemma. Sa mga punto ng contact, ang plasmolemma at ang vacuole membrane ay nagsasama, at ang mga nilalaman ng vacuole ay pumapasok sa kapaligiran.
Ang proseso ng endocytosis at exocytosis ay isinasagawa sa pakikilahok ng isang sistema ng mga fibrillar na bahagi ng cytoplasm na nauugnay sa plasmolemma, tulad ng mga microtubule at contractile microfilament. Ang huli, na kumokonekta sa ilang bahagi ng plasmolemma, ay maaaring, sa pamamagitan ng pagbabago ng kanilang haba, iguhit ang lamad sa cell, na humahantong sa paghihiwalay ng mga endocytic vacuoles mula sa plasmolemma. Kadalasan, direktang katabi ng plasmolemma, ang mga microfilament ay bumubuo ng tuluy-tuloy na cortical layer.
Ang plasmalemma ng maraming selula ng hayop ay maaaring bumuo ng mga paglaki. Sa isang bilang ng mga cell, ang mga naturang outgrowth ay kinabibilangan ng mga espesyal na bahagi ng cytoplasm (microtubules, fibrils), na humahantong sa pagbuo ng mga organelles ng paggalaw - cilia, flagella at iba pa.
Pinakamadalas na matatagpuan sa ibabaw ng maraming selula ng hayop microvilli. Ito ay mga outgrowth ng cytoplasm, na limitado ng plasmolemma, na may hugis ng isang silindro na may isang bilugan na tuktok. Ang microvilli ay katangian ng mga epithelial cell, ngunit matatagpuan din sa mga cell ng iba pang mga tisyu. Ang microvilli ay halos 100 nm ang lapad. Ang kanilang bilang at haba ay iba sa iba't ibang uri ng cell. Ang pagtaas sa bilang ng microvilli ay humahantong sa isang matalim na pagtaas sa lugar ng ibabaw ng cell. Ito ay lalong mahalaga para sa mga cell na kasangkot sa pagsipsip. Halimbawa, sa epithelium ng bituka
Ang 1 mm 2 ng ibabaw ay naglalaman ng hanggang 2×10 8 microvilli.
Mga koneksyon sa intercellular
Ang lamad ng plasma ay tumatagal ng isang aktibong bahagi sa pagbuo ng mga espesyal na istruktura - intercellular mga contact, o mga compound (junc-tiones intercellulares), pagbibigay ng intercellular interaction. Mayroong ilang mga uri ng naturang mga istraktura (Larawan 4.4).
Ang pagkakapareho ng mga cell na ito ay na sa kanilang ibabaw ay may mga espesyal na bahagi ng carbohydrate ng integral protein, glycoproteins, na partikular na nakikipag-ugnayan at pinagsama sa mga kaukulang protina sa ibabaw ng mga kalapit na selula.
Ang mga intercellular na koneksyon ay nahahati sa simple at kumplikado.
Simpleng intercellular connection(junctio intercellularis simplex)- tagpo ng mga lamad ng plasma ng mga kalapit na selula sa layo na 15-20 nm (Larawan 4.5). Sa kasong ito, nangyayari ang pakikipag-ugnayan ng mga layer ng glycocalyx ng mga kalapit na selula. Sa pamamagitan ng paggamit
kanin. 4.4. Ang lokasyon ng iba't ibang mga intercellular na koneksyon sa mga cell ng bituka epithelium (scheme):
1 - simpleng koneksyon; 2 - mahigpit na koneksyon (closing zone); 3 - malagkit na sinturon (adhesion belt); 4 - desmosome (adhesion patch); 5 - half-des-mosome; 6 - slot (komunikasyon) na koneksyon; 7 - microvilli
kanin. 4.5. Simpleng intercellular connection (scheme):
a- simpleng koneksyon ng dalawang epithelial cell; b- pagbubuklod ng integral glycoproteins (integrins at cadherins) ng mga lamad ng plasma ng mga kalapit na selula
ang mga receptor na protina na bumubuo sa glycocalyx, ang mga cell na lumitaw mula sa isang karaniwang mikrobyo ay kinikilala at pinagsama sa mga layer. Halimbawa, ang mga E-cadherin ay kasangkot sa pagbuo ng mga contact lamang sa pagitan ng mga epithelial cells, na tinitiyak ang kanilang koneksyon halos sa buong ibabaw ng mga contact na cell.
Mga kumplikadong intercellular na koneksyon ay maliit na ipinares na mga espesyal na seksyon ng mga lamad ng plasma ng dalawang magkalapit na mga selula. Ang mga ito ay nahahati sa pagsasara (insulating), pag-uugnay (anchoring) at komunikasyon (pagsasama-sama) na mga koneksyon.
Ang pagsasara ay tumutukoy sa mahigpit na koneksyon(closing zone - zonu-la occuludens). Ang koneksyon na ito ay nagsasangkot ng mga espesyal na integral na protina na matatagpuan sa ibabaw ng kalapit na mga cell, na bumubuo ng isang pagkakahawig ng isang mesh network (Larawan 4.6).
Ang cellular network na ito ay pumapalibot sa buong perimeter ng cell sa anyo ng isang sinturon, na kumukonekta sa parehong network sa ibabaw ng mga kalapit na mga cell. Ang lugar na ito ay hindi malalampasan para sa mga macromolecule at ion, at, samakatuwid, ito ay nagsasara, nililimitahan ang mga intercellular gaps (at, kasama ng mga ito, ang panloob na kapaligiran ng katawan) mula sa panlabas na kapaligiran. Ang ganitong uri ng mga koneksyon ay tipikal para sa mga cell ng single-layered epithelia at endothelium ng ilang mga vessel.
Kasama sa mga koneksyon ang pagsunod, o pag-angkla malagkit na banda(girdle of adhesion) at nakakapanghinayang. Karaniwan sa grupong ito ng mga compound ay ang mga fibrillar na elemento ng cytoskeleton (actin filament,
kanin. 4.6. Mahigpit na koneksyon (closing zone):
a- ang lokasyon ng masikip na kantong (insertion plate) sa mga cell ng bituka epithelium; b - tatlong-dimensional na diagram ng isang siksik na magkasanib na lugar. 1 - microvilli
kanin. 4.7. Malagkit na banda (adhesion band):
a- ang lokasyon nito sa cell; b- sectional view; sa- scheme ng molekular na organisasyon. 1 - plasmalemma; 2 - layer ng mga protina ng pagdirikit; 3 - actin microfilaments; 4 - nagbubuklod na glycoproteins
intermediate filament at spectrin) at nagbubuklod sa mga lamad sa junction ng mga kalapit na selula.
malagkit na banda, o clumping belt (zonula adherens),- isang nakapares na pormasyon sa anyo ng mga ribbons, na ang bawat isa ay pumapalibot sa mga apikal na bahagi ng mga kalapit na selula at tinitiyak ang kanilang pagdirikit sa isa't isa sa lugar na ito (Larawan 4.7). Dito, ang mga cell ay konektado sa isa't isa sa pamamagitan ng integral glycoproteins, kung saan, mula sa gilid ng cytoplasm ng parehong mga cell, isang layer ng mga protina ng lamad, kabilang ang katangian ng protina vinculin, magkadugtong. Ang isang bundle ng actin microfilament ay lumalapit sa layer na ito at nagbubuklod dito. Ang pakikipag-ugnayan ng actin microfilament na may actin-binding proteins sa maraming kalapit na mga cell ay maaaring humantong sa isang pagbabago sa kaluwagan ng buong epithelial layer.
Maaaring kasama ang mga malagkit na koneksyon focal contact, katangian ng fibroblasts. Sa kasong ito, ang cell ay hindi kumonekta sa isang kalapit na cell, ngunit may mga elemento ng extracellular substrate. Ang mga actin microfilament ay nakikilahok din sa pagbuo ng focal contact. Kasama sa malagkit na intercellular junctions desmosomes(Larawan 4.8).
nakakalungkot, o lugar ng pagdirikit (macula adherens). Ang mga ito ay magkapares na istruktura, na isang maliit na lugar o spot na may diameter na humigit-kumulang 0.5 µm. Mula sa gilid ng cytoplasm, isang layer ng mga protina, na kinabibilangan ng desmoplakins, ay katabi ng lamad ng plasma. Ang mga bundle ng intermediate filament ay ipinakilala sa layer na ito mula sa gilid ng cytoplasm. Sa panlabas na bahagi ng plasmolemma ng mga kalapit na selula sa rehiyon ng desmosome ay konektado
kanin. 4.8. Desmosome:
a- lokasyon sa hawla; b- diagram ng ultrastructure. 1 - plasmalemma; 2 - desmo-gley layer; 3 - layer ng desmoplain; 4 - intermediate filament. D - desmosome; PD - hemidesmosome
sa tulong ng mga protina ng transmembrane - desmogleins. Halimbawa, ang bawat cell ng epidermis ng balat ay maaaring magkaroon ng hanggang ilang daang desmosome.
Ang pagganap na papel ng mga desmosome ay pangunahin sa mekanikal na koneksyon sa pagitan ng mga selula. Ang mga desmosome ay nagbubuklod sa mga selula sa isa't isa sa iba't ibang epithelia, sa puso at makinis na mga kalamnan. Hemidesmosome magbigkis ng mga epithelial cells sa basement membrane.
Ang mga koneksyon sa komunikasyon sa mga selula ng hayop ay kinakatawan ng gap junctions at synapses(Larawan 4.9).
koneksyon sa puwang, o koneksyon (nexus), kumakatawan sa isang rehiyon na may haba na 0.5-3 microns, kung saan ang mga lamad ng plasma ay pinaghihiwalay ng isang puwang na 2-3 nm (tingnan ang Fig. 4.9). Mula sa gilid ng cytoplasm, walang mga espesyal na istruktura na nakagapos sa lamad na matatagpuan sa lugar na ito, ngunit sa istraktura ng mga plasmolemms ng mga kalapit na selula, ang mga espesyal na protina complex (koneksyon) ay matatagpuan sa tapat ng bawat isa, na bumubuo ng mga channel mula sa isang cell patungo sa isa pa. . Ang ganitong uri ng koneksyon ay matatagpuan sa lahat ng mga grupo ng tissue.
Ang functional na papel ng gap junction ay ang paglipat ng mga ion at maliliit na molekula (molecular weight 2 × 103) mula sa cell patungo sa cell. Kaya, sa kalamnan ng puso, ang paggulo, na batay sa proseso ng pagbabago ng pagkamatagusin ng ion, ay ipinadala mula sa cell patungo sa cell sa pamamagitan ng mga nexuse.
Mga synaptic na koneksyon, o synapses (synapsis). Ang ganitong uri ng mga koneksyon ay katangian ng tissue ng nerbiyos at nangyayari sa mga espesyal na lugar ng kontak sa pagitan ng dalawang neuron at sa pagitan ng isang neuron at ilang iba pang elemento na bahagi ng isang receptor o effector (halimbawa, neuromuscular, neuroepithelial synapses).
Ang mga synapses ay mga lugar ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng dalawang cell na dalubhasa para sa one-way na paghahatid ng excitation o pagsugpo mula sa isang elemento patungo sa isa pa (tingnan ang Kabanata 10).
kanin. 4.9. Slotted (komunikasyon) na koneksyon:
1 - connexon; 2 - plasmalemma
sistemang vacuolar
Endoplasmic reticulum
Ang endoplasmic reticulum (endoplasmic reticulum) ay natuklasan ni K. R. Porter noong 1945. Ang bahaging ito ng cell vacuolar system ay isang koleksyon ng mga vacuoles, flat membrane sac o tubular formations na lumikha ng isang three-dimensional na lamad na network. Kasama sa network butil-butil at agranular mga seksyon na maaaring i-interleaved.
Granular endoplasmic reticulum (reticulum endoplasmicum granulosum) sa mga ultrathin na seksyon ito ay kinakatawan ng mga saradong lamad, na bumubuo ng mga flattened bag, cisterns, tubes sa mga seksyon.
Ang diameter ng cisternae ay makabuluhang nag-iiba at, depende sa functional na aktibidad ng cell, mula 20 nm hanggang ilang micrometers. Ang isang natatanging katangian ng mga lamad ng butil na endoplasmic reticulum ay ang mga ito ay natatakpan ng maraming ribosom mula sa gilid ng hyaloplasm (Larawan 4.10).
Ang butil na endoplasmic reticulum ay may ibang istraktura. Para sa mga hindi espesyal na cell o para sa mga cell na may mababang aktibidad ng metabolic, ang pagkakaroon ng mga bihirang at nakakalat na mga tangke ay katangian. Kung mayroong mga lokal na akumulasyon ng butil na endoplasmic reticulum, kung gayon ito ay nagpapahiwatig ng isang aktibong synthesis ng mga secretory protein. Kaya, sa mga selula ng atay at ilang mga selula ng nerbiyos, ang butil-butil na endoplasmic reticulum ay pinagsama sa magkakahiwalay na mga zone. Sa mga selula ng pancreas, ang butil-butil na endoplasmic reticulum sa anyo ng mga cistern ng lamad na mahigpit na nakaimpake sa tabi ng bawat isa ay sumasakop sa basal at perinuclear zone ng cell. Ang mga ribosom na nauugnay sa mga lamad ng endoplasmic reticulum ay kasangkot sa synthesis ng mga protina na pinalabas mula sa isang naibigay na cell ("na-export" na mga protina). Bilang karagdagan, ang butil na endoplasmic reticulum ay kasangkot sa synthesis ng mga protina - mga enzyme na kinakailangan para sa samahan ng intracellular metabolism, at ginagamit din para sa intracellular digestion.
Ang mga protina na naipon sa mga cavity ng endoplasmic reticulum ay maaaring, sa pamamagitan ng pagdaan sa hyaloplasm, ay dadalhin sa mga vacuole ng Golgi complex, kung saan sila ay binago at bahagi ng alinman sa lysosomes o secretory granules, ang mga nilalaman nito ay nananatiling nakahiwalay mula sa hyaloplasm ng lamad. Sa loob ng mga tubules o vacuoles ng butil na endoplasmic
kanin. 4.10. Ang istraktura ng butil na endoplasmic reticulum: a- pamamaraan; b- electron micrograph ng isang seksyon ng isang epithelial cell ng atay. 1 - ribosomes; 2 - mga plato; 3 - mga panloob na lukab ng mga tangke; 4 - hatiin ang mga vesicle ng lamad na walang ribosome
network, ang mga protina ay binago, halimbawa, sa pamamagitan ng pagbubuklod sa kanila sa mga asukal (pangunahing glucosylation).
Sa butil na endoplasmic reticulum, sa mga ribosom nito, ang mga integral na protina ng lamad ay synthesize, na naka-embed sa kapal ng lamad. Dito, mula sa gilid ng hyaloplasm, nagaganap ang synthesis ng lipid at ang kanilang pagsasama sa lamad. Bilang resulta ng dalawang prosesong ito, lumalaki ang mga lamad ng endoplasmic reticulum at iba pang bahagi ng vacuolar system ng cell.
Kaya, ang papel ng butil na endoplasmic reticulum ay nakasalalay sa synthesis ng mga na-export na protina sa mga ribosom nito, sa kanilang paghihiwalay mula sa mga nilalaman ng hyaloplasm sa loob ng mga lukab ng lamad, sa transportasyon ng mga protina na ito sa ibang bahagi ng cell, sa kemikal. pagbabago ng naturang mga protina at sa kanilang lokal na paghalay, pati na rin sa synthesis ng mga istrukturang bahagi ng mga lamad ng cell.
Agranular (smooth) endoplasmic reticulum (reticulum endoplasmaticum nongranulosum) kinakatawan din ng mga lamad na bumubuo ng maliliit na vacuoles, tubes, tubules, na maaaring sumanga, sumanib sa isa't isa. Hindi tulad ng butil na ER, walang ribosome sa mga lamad ng makinis na ER. Ang diameter ng mga vacuoles at tubules ng makinis na endoplasmic reticulum ay karaniwang mga 50-100 nm. Ang makinis na endoplasmic reticulum ay bumangon at bubuo batay sa butil na endoplasmic reticulum. Sa ilang mga lugar ng butil-butil na endoplasmic reticulum, ang mga bagong lipoprotein membrane na lugar ay nabuo, na walang ribosome. Ang mga lugar na ito ay maaaring lumaki, mahiwalay mula sa mga butil-butil na lamad at gumana bilang isang independiyenteng sistema ng vacuolar.
Ang aktibidad ng makinis na endoplasmic reticulum ay nauugnay sa metabolismo ng mga lipid at ilang intracellular polysaccharides. Ang makinis na endoplasmic reticulum ay kasangkot sa mga huling yugto ng lipid synthesis. Ito ay lubos na binuo sa steroid-secreting cells, halimbawa, sa endocrine cells ng adrenal cortex, sa epithelial cells ng convoluted seminiferous tubules.
Ang malapit na topographic na koneksyon ng makinis na endoplasmic reticulum na may mga deposito ng glycogen (isang reserbang intracellular polysaccharide ng mga hayop) sa hyaloplasm ng iba't ibang mga selula (mga selula ng atay, mga fiber ng kalamnan) ay nagpapahiwatig ng posibleng pakikilahok nito sa metabolismo ng karbohidrat.
Sa striated muscle fibers, ang makinis na endoplasmic reticulum ay nagagawang magdeposito ng mga calcium ions na kailangan para sa function ng muscle tissue (tingnan ang Kabanata 9).
Ang papel ng makinis na endoplasmic reticulum sa pag-deactivate ng iba't ibang mga sangkap na nakakapinsala sa katawan dahil sa kanilang oksihenasyon sa tulong ng isang bilang ng mga espesyal na enzyme ay napakahalaga. Lalo na malinaw na ito ay nagpapakita ng sarili sa mga selula ng atay. Kaya, sa ilang mga pagkalason, ang mga acidophilic zone (hindi naglalaman ng RNA) ay lumilitaw sa mga selula ng atay, ganap na puno ng isang makinis na endoplasmic reticulum.
Golgi complex
Ang Golgi complex (lamellar complex) ay natuklasan noong 1898 ni K. Golgi. Ang may-akda, gamit ang mga katangian ng pagbubuklod ng mga mabibigat na metal (osmium o pilak) na may mga cellular na istruktura, ay nagsiwalat ng mga mesh formation sa mga nerve cell, na tinawag niyang internal mesh apparatus. (apparatus reticularis internus). Maya maya ay tinawag na ito kagamitan, o Golgi complex (complexus Golgiensis). Ang mga katulad na istruktura ay inilarawan sa lahat ng mga eukaryotic na selula.
Kapag tiningnan sa ilalim ng isang electron microscope, ang Golgi complex ay kinakatawan ng mga istruktura ng lamad na pinagsama-sama sa maliliit na zone.
(Larawan 4.11).
Ang isang hiwalay na zone ng akumulasyon ng mga lamad na ito ay tinatawag dictyosome (Golgi stack). Maaaring may ilang ganoong mga zone sa isang cell. Malapit sa isa't isa (sa layo na 20-25 nm) ay 5-10 patag mga balon, sa pagitan nito ay mga manipis na layer ng hyaloplasm. Ang bawat tangke ay may variable na kapal: sa gitna ng mga lamad nito ay maaaring pagsama-samahin (hanggang sa 25 nm), at sa periphery maaari silang magkaroon ng mga extension - ampoules, ang lapad nito ay hindi pare-pareho. Bilang karagdagan sa mga makapal na espasyo na flat cisterns, maraming maliliit na bula ang nakikita sa zone ng Golgi complex. (vesicle), na higit sa lahat ay matatagpuan sa mga paligid na lugar nito. Minsan ang mga ito ay pinagtali mula sa mga extension ng ampullar sa mga gilid ng mga flat cisterns. Sa dictyosome zone, ang proximal (cis) at distal (trans) ibabaw. Sa pagtatago ng mga cell, ang Golgi complex ay karaniwang polarized: ang proximal surface nito ay nakaharap sa nucleus, habang ang distal ay nakaharap sa cell surface.
kanin. 4.11. Golgi complex:
a- nerve cell ng spinal cord, impregnation na may pilak ayon sa paraan ng Golgi: 1 - nucleus; 2 - nucleolus; 3 - Golgi complex; b- scheme ng ultramicroscopic na istraktura (three-dimensional reconstruction); sa- Golgi complex sa isang ultrathin section (liver cell): 1 - vesicle; 2 - tubules; 3 - mga flattened bag (mga tangke); 4 - mga fragment ng butil na endoplasmic reticulum
Sa mga cell, ang mga indibidwal na dictyosome ay maaaring konektado sa isa't isa sa pamamagitan ng isang sistema ng mga vesicle at cisterns na katabi ng distal na ibabaw, upang ang isang maluwag na three-dimensional na network ay nabuo, na nakikita sa mga light at electron microscope (ang "trans-network" ng Golgi complex).
Ang Golgi complex ay kasangkot sa paghihiwalay at akumulasyon ng mga produkto na na-synthesize sa endoplasmic reticulum, sa kanilang muling pagsasaayos ng kemikal, pagkahinog; sa mga tangke nito, ang mga polysaccharides ay na-synthesize at pinagsama-sama ng mga protina, na humahantong sa pagbuo ng mga peptidoglycans. Sa tulong ng Golgi complex, ang proseso ng pag-alis ng mga handa na lihim sa labas ng secretory cell ay isinasagawa. Bilang karagdagan, ang kumplikado
kanin. 4.12. Pakikilahok ng mga istruktura ng cellular sa pagtatago ng protina (scheme): 1 - supply ng mga amino acid mula sa hemocapillary hanggang sa ribosomes ng granular endoplasmic reticulum; 2 - synthesis at segregation ng mga protina; 3 - paglipat ng mga protina sa mga vacuoles ng Golgi complex; 4 - cleavage mula sa Golgi complex ng mga vesicle na may mga secretory na produkto; 5 - paglabas ng lihim mula sa cell
Tinitiyak ng Golgi ang pagbuo ng mga lysosome. Ang mga lamad ng complex ay nabuo sa pamamagitan ng cleavage ng maliliit na vacuoles mula sa butil na endoplasmic reticulum. Ang mga vacuole na ito ay pumapasok sa proximal Golgi complex, kung saan sila ay sumanib sa mga lamad nito. Dahil dito, ang mga bagong bahagi ng mga lamad at produkto na na-synthesize sa granular endoplasmic reticulum ay pumapasok sa Golgi complex. Sa mga cisterns ng lamad ng Golgi complex, ang mga pangalawang pagbabago ay nangyayari sa istraktura ng mga protina na na-synthesize sa granular endoplasmic reticulum. Ang mga pagbabagong ito (mga pagbabago) ay nauugnay sa muling pagsasaayos ng mga oligosaccharide chain ng synthesized glycoproteins. Sa loob ng mga cavity ng Golgi complex, sa tulong ng iba't ibang mga enzyme (trans-glucosidases), ang mga lysosomal na protina at mga protina ng pagtatago ay binago sa iba't ibang paraan: nangyayari ang sunud-sunod na pagpapalit at paglaki ng mga oligosaccharide chain. Ang pagbabago ng mga protina ay dumadaan mula sa cistern ng proximal cis-surface patungo sa cistern ng distal surface sa pamamagitan ng relay-race transfer ng maliliit na vacuoles na naglalaman ng transported protein.
Sa mga imbakang-tubig distal (trans) Ang pag-uuri sa ibabaw ng mga protina ay nangyayari: sa panloob na ibabaw Ang mga cistern membrane ay naglalaman ng mga receptor na kumikilala sa alinman sa mga secretory protein o mga protina na bumubuo sa mga lysosome (hydrolases). Bilang resulta, dalawang uri ng maliliit na vacuole ang nahiwalay mula sa mga balon ng distal na ibabaw ng mga dictiosome: a) naglalaman ng mga hydrolases - lysosomes (pangunahing); b) mga secretory na protina.
Ang secretory function ng Golgi complex ay ang protina na na-synthesize sa ribosomes, na naipon sa loob ng cisterns ng endoplasmic reticulum, ay dinadala pa sa mga vacuoles ng Golgi complex (Fig. 4.12).
Pagkatapos ang naipon na protina ay maaaring mag-condense, na bumubuo ng mga produkto ng secretory na protina (tulad ng, halimbawa, na sinusunod sa pancreas, mammary at iba pang mga glandula). Mula sa mga extension ng ampullar ng mga tangke ng complex
sa Golgi nahati ang mga vesicle na naglalaman ng mga protina na ito. Sa hinaharap, maaari silang pagsamahin sa isa't isa at mga endosome at pagtaas ng laki, na bumubuo secretory granules. Pagkatapos nito, ang mga secretory granules ay nagsisimulang lumipat patungo sa ibabaw ng cell, nakipag-ugnay sa lamad ng plasma, kung saan ang kanilang sariling mga lamad ay sumanib, at sa gayon ang mga nilalaman ng mga butil ay nasa labas ng cell. Morphologically, ang prosesong ito ay tinatawag na extrusion (ejection, exocytosis) at kahawig ng pinocytosis lamang sa reverse sequence ng mga yugto.
Dapat pansinin na mula sa pinakadulo sandali ng pagbuo hanggang sa paglabas mula sa mga selula, ang mga sikretong produkto ay pinaghihiwalay ng isang lamad mula sa hyaloplasm. Samakatuwid, ang mga lamad ng Golgi complex ay gumaganap ng isang segregating na papel sa pagbuo ng mga cellular secretion. Sa mga vacuole ng Golgi complex, kung minsan mayroong isang akumulasyon ng mga resynthesized na molekula ng lipid at ang pagbuo ng mga kumplikadong protina - lipoproteins, na maaaring dalhin ng mga vacuole sa labas ng cell. Ang mga vacuole ng Golgi complex ay nagbibigay ng mga lysosome.
Mga lysosome
Lysosomes (lysosomes)- ito ay isang magkakaibang klase ng mga vacuole na 0.2-0.4 microns ang laki, na limitado ng isang solong lamad. Ang isang tampok na katangian ng lysosomes ay ang pagkakaroon sa kanila ng mga hydrolytic enzymes - hydrolases (proteinases, nucleases, phosphatases, lipases, atbp.), Na sumisira sa iba't ibang mga biopolymer sa isang acidic na halaga ng pH. Ang mga lysosome ay natuklasan noong 1949 ni de Duve.
Bilang karagdagan sa mga lysosome mismo (pangunahing), autophagolysosomes, o heterolysosomes (secondary lysosomes), at telolisosomes (natirang katawan) ay nakikilala (Fig. 4.13).
Ang pagkakaiba-iba ng morphology ng lysosomes ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng ang katunayan na ang mga particle na ito ay kasangkot sa mga proseso ng intracellular digestion, na bumubuo ng mga kumplikadong digestive vacuoles ng parehong exogenous (extracellular) at endogenous (intracellular) na pinagmulan.
Lysosomes (pangunahing) ay mga maliliit na may lamad na vesicle na may sukat na 0.2-0.5 μm, na puno ng walang istrukturang sangkap na naglalaman ng mga hydrolases, kabilang ang aktibong acid phosphatase, na isang marker enzyme para sa mga lysosome. Ang maliliit na vesicle na ito ay halos napakahirap na makilala mula sa maliliit na vesicle sa paligid ng Golgi zone, na naglalaman din ng acid phosphatase. Ang site ng synthesis nito ay ang butil-butil na endoplasmic reticulum. Pagkatapos ang enzyme na ito ay lilitaw sa mga cisterns ng proximal surface ng dictyosome, at pagkatapos ay sa maliliit na vesicle sa kahabaan ng periphery ng dictyosome, at sa wakas sa lysosomes. Kaya, ang buong landas ng pagbuo ng lysosome ay halos kapareho sa pagbuo ng secretory (zymogenic) na mga butil sa pancreatic cells, maliban sa huling yugto.
heterophagolysosomes (pangalawang lysosomes) o intracellular digestive vacuoles, ay nabuo sa pamamagitan ng pagsasanib ng mga lysosome na may phagocytic o pinocytic vacuoles. Kung nangyayari ang lysosome fusion
kanin. 4.13. Ang istraktura ng lysosomes:
a- ang pamamaraan ng pakikilahok ng mga istruktura ng cell sa pagbuo ng mga lysosome at sa intracellular digestion: 1 - ang pagbuo ng mga maliliit na vesicle na naglalaman ng hydrolytic enzymes mula sa butil na endoplasmic reticulum; 2 - paglipat ng mga enzyme sa Golgi complex; 3 - pagbuo ng mga pangunahing lysosome; 4 - paghihiwalay at paggamit ng (5) hydrolases sa extracellular cleavage; 6 - endocytic vesicle; 7 - pagsasanib ng mga pangunahing lysosome at endocytic vesicle; 8 - pagbuo ng pangalawang lysosome; 9 - telolisosomes; 10 - paglabas ng mga natitirang katawan; 11 - pagsasanib ng mga pangunahing lysosome na may pagbagsak ng mga istruktura ng cell; 12 - autophagolysosome; b - electron micrograph ng isang seksyon ng heterophagolysosomes (ipinahiwatig ng mga arrow)
na may binagong organelles ng cell mismo, kung gayon ang ganitong istraktura ay tinatawag autophagolysosome. Sa kasong ito, ang lysosome enzymes ay nakakakuha ng access sa mga substrate, na nagsisimula silang masira. Ang mga sangkap na pumasok sa komposisyon ng heteroor autophagolysosomes (pangalawang lysosomes) ay na-cleaved ng hydrolases sa monomer, na dinadala sa pamamagitan ng lysosome membrane sa hyaloplasm, kung saan sila ay muling ginagamit, ibig sabihin, ay kasama sa iba't ibang mga metabolic na proseso.
Gayunpaman, ang cleavage at pagtunaw ng mga macromolecule ng lysosome ay maaaring hindi makumpleto sa isang bilang ng mga cell. Sa kasong ito, sa mga vacuoles ng lysosomes maipon
mga hindi natutunaw na pagkain. Ang organelle na ito ay tinatawag na katawan ng lysosome, o natitirang katawan (corpusculum residuale). Ang mga natitirang katawan ay naglalaman ng mas kaunting hydrolytic enzymes, naglalaman ang mga ito ng compaction ng nilalaman, ang muling pagsasaayos nito. Kadalasan sa mga natitirang katawan, ang pangalawang istruktura ng hindi natutunaw na mga lipid ay sinusunod, na bumubuo ng mga layered na istruktura. Doon din nakadeposito ang mga pigment. Halimbawa, sa mga tao, sa panahon ng pagtanda, sa mga selula ng utak, atay at mga hibla ng kalamnan sa telolisosomes, mayroong isang pagtitiwalag ng "aging pigment" - lipofuscin.
Sa pakikilahok ng mga lysosome (autophagolysosomes), maaaring mangyari ang pagbabago ng mga produkto na na-synthesize ng cell mismo. Kaya, sa tulong ng lysosomal enzymes, ang thyroglobulin ay na-hydrolyzed sa mga selula ng thyroid gland, na humahantong sa pagbuo ng mga thyroid hormone, na pagkatapos ay pinalabas sa daloy ng dugo sa pamamagitan ng exocytosis.
AT autophagolysosomes Ang mga fragment o kahit na buong cytoplasmic na mga istraktura ay matatagpuan, tulad ng mitochondria, mga elemento ng endoplasmic reticulum, ribosomes, glycogen granules, at iba pa, na patunay ng kanilang mapagpasyang papel sa mga proseso ng intracellular digestion.
Ang functional na kahalagahan ng autophagocytosis ay hindi pa rin malinaw. May isang pagpapalagay na ang prosesong ito ay nauugnay sa pagpili at pagkasira ng binago, nasira na mga bahagi ng cellular. Sa kasong ito, ang mga lysosome ay gumaganap ng papel na intracellular na "mga tagapaglinis" na nag-aalis ng mga may sira na istruktura. Kapansin-pansin, sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang bilang ng mga autophagolysosome ay tumataas sa ilalim ng metabolic stress, halimbawa, sa panahon ng hormonal induction ng aktibidad ng selula ng atay. Ang bilang ng mga autophagolysosome ay makabuluhang tumataas sa iba't ibang pagkasira ng cell; sa kasong ito, ang buong mga zone sa loob ng mga cell ay maaaring sumailalim sa autophagocytosis.
Ang isang pagtaas sa bilang ng mga autophagolysosome sa mga cell sa panahon ng mga proseso ng pathological ay isang pangkaraniwang kababalaghan.
Mga peroxisome
Peroxisomes (peroxysomae) sa mga selula ng tisyu ng tao - ito ay maliit (0.3-1.5 microns ang laki) Hugis biluhaba mga katawan na nililimitahan ng isang lamad na naglalaman ng butil-butil na matrix, sa gitna kung saan ang mga mala-kristal na istruktura na binubuo ng mga fibril at tubo (core) ay madalas na nakikita. Ang mga peroxisome ay partikular na katangian ng mga selula ng atay at bato. Sa peroxisome fraction, ang amino acid oxidation enzymes ay matatagpuan, kung saan ang hydrogen peroxide ay nabuo, at ang enzyme catalase, na sumisira dito, ay nakita din. Ang peroxisome catalase ay gumaganap ng isang mahalagang proteksiyon na papel, dahil ang H 2 O 2 ay isang nakakalason na sangkap para sa cell.
Kaya, ang single-membrane cell organelles na bumubuo sa vacuolar system ay nagbibigay ng synthesis at transport ng intracellular biopolymers, mga produkto ng pagtatago na pinalabas mula sa cell, na sinamahan ng biosynthesis ng lahat ng mga lamad ng sistemang ito. Ang mga lysosome at peroxisome ay kasangkot sa pagkasira ng mga exogenous at endogenous cell substrates.
Mitokondria
Mitochondria (mitochondrial)- ang sistema ng enerhiya ng cell, ang mga organelles ng ATP synthesis. Ang kanilang pangunahing pag-andar ay nauugnay sa oksihenasyon ng mga organikong compound at ang paggamit ng enerhiya na inilabas sa panahon ng pagkabulok ng mga compound na ito para sa synthesis ng mga molekula ng ATP. Batay dito, ang mitochondria ay madalas na tinatawag na mga istasyon ng enerhiya ng cell, o ang mga organel ng cellular respiration.
Ang terminong "mitochondria" ay ipinakilala ni Benda noong 1897 upang italaga ang butil-butil at filamentous na mga istruktura sa cytoplasm ng iba't ibang mga selula. Ang mitochondria ay maaaring maobserbahan sa mga buhay na selula, dahil mayroon silang medyo mataas na density. Ang hugis at sukat ng mitochondria ng mga selula ng hayop ay iba-iba, ngunit sa karaniwan ang kanilang kapal ay halos 0.5 microns, at ang kanilang haba ay mula 1 hanggang 10 microns. Ipinapakita ng mga kalkulasyon na malaki ang pagkakaiba ng kanilang bilang sa mga cell - mula sa iisang elemento hanggang daan-daan. Kaya, sa selula ng atay, bumubuo sila ng higit sa 20% ng kabuuang dami ng cytoplasm at naglalaman ng mga 30-35% ng kabuuang halaga ng protina sa cell. Ang ibabaw na lugar ng lahat ng mitochondria ng selula ng atay ay 4-5 beses na mas malaki kaysa sa ibabaw ng lamad ng plasma nito.
Sa maraming mga kaso, ang indibidwal na mitochondria ay maaaring napakalaki sa laki at kumakatawan sa isang malawak na network - ang mitochondrial reticulum. Halimbawa, sa mga kalamnan ng kalansay, ang mitochondrial reticulum ay kinakatawan ng maraming branched at higanteng mitochondrial cord. Ang higanteng branched mitochondria ay matatagpuan sa mga selula ng proximal nephrons, atbp.
Karaniwang naiipon ang mitochondria malapit sa mga bahagi ng cytoplasm kung saan nangangailangan ng ATP. Kaya, sa kalamnan ng puso, ang mitochondria ay matatagpuan malapit sa myofibrils. Sa spermatozoa, ang mitochondria ay bumubuo ng spiral case sa paligid ng axis ng flagellum, atbp. Ang pagtaas sa bilang ng mitochondria sa mga cell ay nangyayari sa pamamagitan ng paghahati, o budding, ng orihinal na mitochondria.
Ang mitochondria ay nililimitahan ng dalawang lamad na halos 7 nm ang kapal (Larawan 4.14).
Panlabas na mitochondrial membrane (membrana mitochondrialis externa) naghihiwalay sa kanila mula sa hyaloplasm. Kadalasan mayroon itong kahit na mga contour at sarado, upang ito ay isang bag ng lamad. Ang panlabas na lamad ay pinaghihiwalay mula sa panloob ng isang intermembrane space na may lapad na 10-20 nm. Inner mitochondrial membrane (membrana mitochondrialis interna) nililimitahan ang aktwal na panloob na nilalaman ng mitochondria, nito matris (matrix mitochondrialis). Ang isang katangian ng mga panloob na lamad ng mitochondria ay ang kanilang kakayahang bumuo ng maraming protrusions sa loob ng mitochondria. Ang ganitong mga protrusions ay kadalasang mukhang mga patag na tagaytay, o crist.
Ang mitochondrial matrix ay may fine-grained na istraktura (tingnan ang Fig. 4.14, b) minsan ay nagpapakita ito ng mga manipis na filament (mga 2-3 nm ang kapal) at mga butil na may sukat na 15-20 nm. Ang mitochondrial matrix strands ay mga molekula ng DNA, at ang maliliit na butil ay mga mitochondrial ribosome.
kanin. 4.14. Ultramicroscopic na istraktura ng mitochondria:
a- scheme; b- electron micrograph ng isang seksyon ng mitochondrion ng isang liver cell. 1 - panlabas na mitochondrial lamad; 2 - panloob na mitochondrial lamad; 3 - cristae; 4 - mitochondrial matrix
Ang pangunahing pag-andar ng mitochondria ay ang synthesis ng ATP, na nangyayari bilang isang resulta ng mga proseso ng oksihenasyon ng mga organikong substrate at phosphorylation ng adenosine diphosphate (ADP).
Ang mga unang yugto ng mga kumplikadong prosesong ito ay nagaganap sa hyaloplasm. Dito, ang pangunahing oksihenasyon ng mga substrate (halimbawa, mga asukal) sa pyruvic acid (pyruvate) ay nangyayari sa sabay-sabay na synthesis ng isang maliit na halaga ng ATP. Ang mga prosesong ito ay nagaganap sa kawalan ng oxygen (anaerobic oxidation, glycolysis). Ang lahat ng mga kasunod na yugto ng paggawa ng enerhiya - aerobic oxidation at synthesis ng bulk ng ATP - ay isinasagawa sa pagkonsumo ng oxygen at naisalokal sa loob ng mitochondria. Sa kasong ito, ang karagdagang oksihenasyon ng pyruvate at iba pang mga substrate ng metabolismo ng enerhiya ay nangyayari sa pagpapalabas ng CO 2 at ang paglipat ng mga proton sa kanilang mga tumatanggap. Ang mga reaksyong ito ay isinasagawa sa tulong ng isang bilang ng mga enzyme ng tinatawag na tricarboxylic acid cycle, na naisalokal sa mitochondrial matrix.
Sa mga lamad ng mitochondrial cristae, may mga sistema para sa karagdagang paglipat ng mga electron at ang nauugnay na phosphorylation ng ADP (oxidative phosphorylation). Sa kasong ito, ang mga electron ay inililipat mula sa isang electron acceptor protein papunta sa isa pa at, sa wakas, sila ay nakatali sa oxygen, bilang isang resulta kung saan nabuo ang tubig. Kasabay nito, bahagi
ang enerhiya na inilabas sa panahon ng naturang oksihenasyon sa electron transport chain ay naka-imbak sa anyo ng isang macroergic bond sa panahon ng ADP phosphorylation, na humahantong sa pagbuo ng isang malaking bilang ng mga molekula ng ATP - ang pangunahing katumbas ng intracellular na enerhiya. Nasa mga lamad ng mitochondrial cristae na ang proseso ng oxidative phosphorylation ay nagaganap sa tulong ng mga protina ng oxidation chain na matatagpuan dito at ang enzyme ng ADP phosphorylation, ATP synthetase.
Ipinahayag na ang isang autonomous system ng mitochondrial protein synthesis ay naisalokal sa mitochondrial matrix. Ito ay kinakatawan ng mga molekula ng DNA na walang mga histone, na naglalapit sa kanila sa DNA ng mga selulang bacterial. Sa mga DNA na ito, ang mga molekula ng RNA ng iba't ibang uri ay synthesize: impormasyon, paglilipat (transportasyon) at ribosomal. Sa matrix ng mitochondria, ang pagbuo ng mga ribosome ay sinusunod, na naiiba sa mga ribosome ng cytoplasm. Ang mga ribosom na ito ay kasangkot sa synthesis ng isang bilang ng mga mitochondrial na protina na hindi naka-encode ng nucleus. Gayunpaman, ang ganitong sistema ng synthesis ng protina ay hindi nagbibigay ng lahat ng mga pag-andar ng mitochondria, kaya ang awtonomiya ng mitochondria ay maaaring ituring na limitado, kamag-anak. Ang maliit na sukat ng mitochondrial DNA molecules ay hindi matukoy ang synthesis ng lahat ng mitochondrial proteins. Ipinakita na ang karamihan sa mga protina ng mitochondrial ay nasa ilalim ng genetic control ng cell nucleus at na-synthesize sa cytoplasm. Ang Mitochondrial DNA ay nag-encode lamang ng 13 mitochondrial protein na naka-localize sa mga lamad at mga istrukturang protina na responsable para sa tamang pagsasama ng mga indibidwal na functional protein complex sa mitochondrial membranes.
Ang mitochondria sa mga selula ay maaaring tumaas sa laki at bilang. Sa huling kaso, ang fission sa pamamagitan ng constriction o fragmentation ng orihinal na malaking mitochondria sa mas maliit na mga ay nangyayari, na, sa turn,
maaaring tumubo at mahahati muli ang labanos. Ang mitochondria ay napaka-sensitibo sa mga pagbabago sa pagkamatagusin ng lamad, na maaaring humantong sa kanilang nababaligtad na pamamaga.
Non-membrane organelles
Mga ribosom
Mga ribosom (ribosomes)- elementarya na mga kagamitan para sa synthesis ng protina, polypeptide molecule - ay matatagpuan sa lahat ng mga cell (Larawan 4.15). Ang mga ribosome ay kumplikadong ribonucleoprotein, na kinabibilangan ng mga protina at ribosomal RNA (rRNA) na mga molekula sa humigit-kumulang pantay na mga ratio ng timbang. Ang laki ng gumaganang ribosome ng euca-
kanin. 4.15. Istraktura ng ribosome:
a- maliit na subunit; b- malaki
subunit; sa- kumpletong ribosome
rhytic cells 25x20x20 nm. Ang nasabing ribosome ay binubuo ng isang malaki at isang maliit na subunit. Ang bawat isa sa mga subunit ay binuo mula sa isang ribonucleoprotein strand, kung saan ang rRNA ay nakikipag-ugnayan sa iba't ibang mga protina at bumubuo sa katawan ng ribosome.
May mga solong ribosome at complex ng ribosomes (polysomes). Ang mga ribosom ay maaaring malayang matatagpuan sa hyaloplasm o maiugnay sa mga lamad ng endoplasmic reticulum. Sa mga hindi espesyalisado at mabilis na lumalagong mga selula, ang mga libreng ribosom ay pangunahing matatagpuan. Sa mga dalubhasang selula, ang mga ribosom ay matatagpuan sa butil-butil na endoplasmic reticulum. Ang sintetikong aktibidad ng mga libreng ribosom ay pangunahing nakadirekta sa sariling mga pangangailangan ng cell. Ang mga nakagapos na ribosom ay nagbibigay ng synthesis ng protina "para sa pag-export", ibig sabihin, upang matugunan ang mga pangangailangan ng katawan. Ang nilalaman ng RNA at, nang naaayon, ang antas ng synthesis ng protina ay nauugnay sa intensity ng cytoplasmic basophilia, i.e., na may kakayahang mantsang sa mga pangunahing tina.
cytoskeleton
Cytoskeleton (cytoskeleton) - ang musculoskeletal system ng cell, na kinabibilangan ng non-membrane protein filamentous organelles na gumaganap ng parehong frame at pag-andar ng motor sa isang hawla. Ang mga istrukturang ito ay mga dynamic na pormasyon, maaari silang mabilis na lumitaw bilang isang resulta ng polimerisasyon ng kanilang mga elementarya na molekula at tulad ng mabilis na pag-disassemble at pagkawala sa panahon ng depolymerization. Kasama sa sistemang ito ang mga istruktura ng fibrillar at microtubule.
Mga istruktura ng fibrillar ng cytoplasm. Kasama sa mga fibrillar na bahagi ng cytoplasm ng mga eukaryotic cell microfilament (micro-filament) 5-7 nm makapal at ang tinatawag na intermediate filament (filamenti intermedii) humigit-kumulang 10 nm ang kapal (Larawan 4.16).
Mga microfilament matatagpuan sa halos lahat ng uri ng cell. Ang mga ito ay matatagpuan sa cortical layer ng cytoplasm, direkta sa ilalim ng plasmalemma, mga bundle o mga layer. Makikita ang mga ito sa pseudopodia ng amoebas o sa mga gumagalaw na proseso ng fibroblast, sa microvilli ng epithelium ng bituka. Ang mga microfilament ay kadalasang bumubuo ng mga bundle na pumupunta sa mga proseso ng cell.
Gamit ang mga pamamaraan ng immunofluorescent, ipinakita na ang mga microfilament ng cortical layer at mga bundle ay kinabibilangan ng mga protina: actin, myosin, tropomyosin, alpha-actinin. Dahil dito, ang mga microfilament ay walang iba kundi isang intracellular contractile apparatus, na nagbibigay hindi lamang ng cell mobility sa panahon ng kanilang aktibong amoeboid movement, ngunit, malamang, karamihan sa mga intracellular na paggalaw, tulad ng cytoplasm currents, paggalaw ng mga vacuoles, mitochondria, cell division. Bilang karagdagan, gumaganap din ang actin microfilaments ng isang scaffolding role. Kumokonekta sa isang bilang ng mga nagpapatatag na protina, maaari silang bumuo ng pansamantala o permanenteng (tulad ng sa microvilli ng epithelium ng bituka) na mga bundle o mga network na may mahalagang papel sa pag-istruktura ng cytoplasm.
kanin. 4.16. Microfilament at microtubule:
a- scheme; b- microphotographs (immunofluorescent analysis); bI - microtubule sa mouse fibroblast cell culture (tubulin); bII - actin microfilaments sa cell culture; bIII - intermediate filament sa cell culture ng porcine embryonic kidney
intermediate filament. Ang mga ito ay manipis (10 nm) na hindi sumasanga na mga filament, kadalasang nakaayos sa mga bundle. Ito ay katangian na sa mga selula ng iba't ibang mga tisyu ay naiiba ang kanilang komposisyon ng protina. Halimbawa, sa epithelium ng uri ng balat, ang keratin ay bahagi ng mga intermediate filament. Ang mga bundle ng keratin intermediate filament sa mga epithelial cells ay bumubuo ng mga tonofilament na akma sa mga desmosome. Ang komposisyon ng mga intermediate filament
kanin. 4.17. Istraktura ng microtubule: a- Tb-subunit, tubulin dimer sa microtubule; b- microtubule sa cytoplasm ng cell (mga arrow)
mga cell na nagmula sa mesenchyme (halimbawa, fibroblasts), isa pang protina ang kasama - vimentin; ang desmin ay matatagpuan sa mga selula ng kalamnan; sa mga selula ng nerbiyos, ang mga neurofilament ay kinabibilangan din ng isang espesyal na protina. Ang papel ng mga intermediate microfilament, malamang, ay isang balangkas ng suporta; ang mga fibrillar na istrukturang ito ay hindi kasing labile ng microtubule at microfilament.
Sa klinika, gamit ang mga immunomorphological na pamamaraan, ang pinagmulan ng tisyu ng ilang mga tumor ay tiyak na tinutukoy ng mga protina ng kanilang mga intermediate filament. Ito ay napakahalaga para sa pagsusuri at tamang pagpili ng uri ng mga chemotherapeutic anticancer na gamot.
Microtubule (microtubules). Sa mga cell, ang mga microtubule ay kasangkot sa paglikha ng isang bilang ng mga pansamantalang (cytoskeleton ng interphase cells, division spindle) o permanente (centrioles, cilia, flagella) mga istruktura.
Ang mga microtubule ay tuwid, walang sanga na mahabang guwang na mga silindro (Larawan 4.17). Ang kanilang panlabas na diameter ay halos 24 nm, ang panloob na lumen ay 15 nm ang lapad, at ang kapal ng pader ay 5 nm. Ang dingding ng microtubule ay binubuo ng mga makapal na naka-pack na bilugan na mga subunit na may diameter na humigit-kumulang 5 nm. Sa isang electron microscope, makikita ang mga cross section ng microtubule para sa pinaka-bahagi 13 subunits na nakaayos sa isang single-layered ring. Ang mga microtubule na nakahiwalay mula sa iba't ibang mga mapagkukunan (cilia ng protozoa, mga cell ng nervous tissue, spindle) ay may katulad na komposisyon at naglalaman ng mga protina - tubulin.
Ang mga purified tubulin ay maaaring, sa ilalim ng ilang mga kundisyon, ay mag-ipon sa mga microtubule na may parehong mga parameter na katangian ng microtubule sa loob ng mga cell. Ang pagdaragdag ng colchicine alkaloid ay pumipigil sa self-assembly ng mga microtubule o humahantong sa disassembly ng mga umiiral na. Ang depolymerization ng mga tubulin o pagsugpo sa kanilang polymerization ay sanhi din ng pagbaba ng temperatura, ngunit pagkatapos itaas ang temperatura sa
37 °C, muling nangyayari ang self-assembly ng mga microtubule. Ang depolymerization ng mga tubulin at pagkawala ng mga microtubule ay nangyayari din kapag ang isang buhay na cell ay nalantad sa colchicine o paglamig.
Microtubule (cytoskeleton) ng mga interphase cell. Sa halos lahat ng mga eukaryotic na selula sa hyaloplasm ay makikita ang mahahabang microtubule na hindi sumasanga. Sa malalaking dami, matatagpuan ang mga ito sa mga cytoplasmic na proseso ng mga nerve cell, fibroblast at iba pang mga cell na nagbabago ng kanilang hugis (tingnan ang Fig. 4.16). Ang isa sa mga functional na halaga ng cytoplasmic microtubule ay upang lumikha ng isang nababanat, ngunit sa parehong oras matatag na intracellular scaffold (cytoskeleton), na kinakailangan upang mapanatili ang hugis ng cell.
Sa ilalim ng pagkilos ng colchicine, na nagiging sanhi ng depolymerization ng mga tubulin, ang hugis ng mga selula ay nagbabago nang malaki. Kung ang isang proseso at flat cell sa fibroblast culture ay ginagamot ng colchicine, mawawala ang polarity nito at lumiliit. Ang ibang mga cell ay kumikilos sa parehong paraan: ang colchicine ay humihinto sa paglaki ng mga selula ng lens, mga proseso ng mga selula ng nerbiyos.
Sa pamamagitan ng paglikha ng isang intracellular skeleton, ang mga microtubule ay maaaring maging mga kadahilanan sa oriented na paggalaw ng cell sa kabuuan at ang mga intracellular na bahagi nito, na itinakda ng kanilang mga vector ng lokasyon para sa mga direktang daloy ng iba't ibang mga sangkap at para sa paggalaw ng malalaking istruktura. Ang pagkasira ng mga microtubule ng colchicine ay nakakagambala sa transportasyon ng mga sangkap sa mga axon ng mga selula ng nerbiyos, na humahantong sa pagbara ng pagtatago, atbp.
Sa axon ng isang nerve cell, ang iba't ibang maliliit na vacuole, tulad ng mga synaptic vesicles na naglalaman ng mga neurotransmitter, o mitochondria, ay maaaring gumalaw kasama ng interphase microtubule, na parang nasa riles. Ang mga paggalaw na ito ay batay sa koneksyon ng mga microtubule na may mga espesyal na protina - mga translocator (dyneins at kinesins), na, naman, ay nauugnay sa mga transported na istruktura. Ang mga microtubule ay bahagi ng sentro ng cell, cilia at flagella. Ang papel na ginagampanan ng microtubule sa paghahati ng mga cell ay tatalakayin sa ibang pagkakataon. Ang microtubule system ay bubuo na may kaugnayan sa centriole na kung saan ay ang site kung saan ang paunang tubulin polymerization at cytoskeletal microtubule growth ay nangyayari.
Cell Center
Cell center (centrosome) binubuo centrioles at mga kaugnay na microtubule sentrosphere. Ang terminong "centrioles" ay iminungkahi ni T. Beauveri noong 1895 upang tumukoy sa napakaliit na katawan, na ang laki nito ay nasa limitasyon ng kapangyarihan ng paglutas ng isang light microscope. Sa ilang mga bagay posible na makita ang maliliit na siksik na katawan - centrioles (centriolum) napapaligiran ng isang zone ng mas magaan na cytoplasm, kung saan ang mga manipis na fibril ay umaabot sa radially. Ang mga organel na ito sa paghahati ng mga selula ay nakikibahagi sa pagbuo ng dibisyon ng spindle at matatagpuan sa mga pole nito. Sa mga cell na hindi naghahati-hati, kadalasang tinutukoy ng mga centriole ang polarity ng mga epithelial cells at matatagpuan malapit sa Golgi complex.
Ang pinong istraktura ng centrioles ay pinag-aralan lamang sa tulong ng isang electron microscope. Ang batayan ng istraktura ng mga centrioles ay matatagpuan sa isang bilog 9 triplets ng microtubule kaya bumubuo ng isang guwang na silindro. Ang diameter nito ay humigit-kumulang 0.2 microns, at ang haba nito ay 0.3-0.5 microns (bagaman may mga centriole na umaabot sa ilang micrometers ang haba) (Fig. 4.18).
Ang mga sistema ng centriole microtubule ay maaaring inilarawan sa pamamagitan ng formula: (9x3) + 0, na nagbibigay-diin sa kawalan ng microtubule sa gitnang bahagi nito.
Kadalasan sa mga cell ng interphase mayroong dalawang centrioles - sa tabi ng bawat isa, na bumubuo ng isang diplosome (diplosoma). Sa diplosome, ang mga centriole ay nakaayos sa tamang mga anggulo sa bawat isa. Sa dalawang centrioles, nakikilala ang maternal at daughter centrioles. Ang parehong centrioles ay pinagsama, ang dulo ng anak na babae centriole ay nakadirekta sa ibabaw ng magulang centriole.
Sa paligid ng bawat centriole ay isang walang istraktura, o makinis na fibrous, matrix. Ang ilang karagdagang mga istruktura na nauugnay sa mga centriole ay madalas na matatagpuan: mga satellite (mga satellite), foci ng convergence ng microtubule, karagdagang microtubule na bumubuo ng isang espesyal na zone - centrosphere sa paligid ng centriole.
Sa paghahanda ng mga cell para sa mitotic division, ang pagdodoble ng centrioles ay nangyayari. Ang prosesong ito sa iba't ibang bagay ay nangyayari sa iba't ibang oras - sa panahon ng DNA synthesis o pagkatapos nito. Binubuo ito sa katotohanan na ang dalawang centrioles sa isang diplosome ay naghihiwalay at sa paligid ng bawat isa sa kanila ay isang bagong anak na babae ang bumangon muli, upang ang dalawang diplosome ay matatagpuan sa cell bago ang paghahati, iyon ay, apat na magkapares na konektadong centrioles. Ang pamamaraang ito ng pagtaas ng bilang ng mga centriole ay tinatawag na pagdoble. Taasan
kanin. 4.18. Ang istraktura ng cell center sa poste ng mitotic spindle ng cell:
a- scheme; b- electron micrograph. 1 - aktibong maternal centriole, napapalibutan ng isang fine-fibrillar matrix, kung saan ang mga microtubule ng polar radiance ay umaalis (2); 3 - hindi aktibong anak na babae centriole
kanin. 4.19. Ang pangkalahatang istraktura ng pilikmata:
a- longitudinal cut; b - nakahalang seksyon ng katawan ng cilium; sa, G- mga seksyon ng basal na katawan. 1 - lamad ng plasma; 2 - microtubule; 3 - doublets ng microtubule (A at B); 4 - triplets ng microtubule ng basal na katawan; d- diagram ng cross section ng cilia
Ang bilang ng mga centriole ay hindi nauugnay sa kanilang dibisyon, namumuko o fragmentation, ngunit nangyayari sa pamamagitan ng pagbuo ng primordium, centrioles, malapit at patayo sa orihinal na centriole.
Ang mga centriole ay kasangkot sa induction ng tubulin polymerization sa panahon ng pagbuo ng mga microtubule sa interphase. Bago ang mitosis, ang centriole ay ang sentro ng polymerization ng spindle microtubule ng cell division. Ang centriole ay ang sentro ng paglago ng microtubule ng axoneme ng cilia o flagella. Sa wakas, ito mismo ay nagpapahiwatig ng polimerisasyon ng mga tubulin ng bagong centriole na nagmumula sa pagdoble nito.
Cilia at flagella
Ito ay mga espesyal na organelles ng paggalaw. Sa isang light microscope, ang mga istrukturang ito ay mukhang manipis na mga paglaki ng isang cell. Sa base pilikmata (fla-gellum) Ang mga maliliit na butil na may mahusay na batik ay makikita sa cytoplasm - mga basal na katawan. Ang haba ng cilia ay 5-10 microns, at ang haba ng flagella ay maaaring umabot sa 150 microns (Fig. 4.19).
Ang cilium ay isang manipis na cylindrical outgrow ng cytoplasm na may pare-parehong diameter na 300 nm. Ang paglaki na ito mula sa base hanggang sa pinakatuktok nito ay natatakpan ng isang lamad ng plasma. Sa loob ng outgrowth ay isang axoneme ("axial thread") - isang kumplikadong istraktura na binubuo pangunahin ng mga microtubule. Ang proximal na bahagi ng cilium (basal na katawan) naka-embed sa cytoplasm. Ang mga diameter ng axoneme at ang basal na katawan ay pareho (mga 200 nm).
Ang basal na katawan ay halos kapareho sa istraktura sa centriole. Binubuo din ito ng 9 triplets ng microtubule. Kadalasan sa base ng cilium ay namamalagi ang isang pares ng mga basal na katawan, na matatagpuan sa tamang mga anggulo sa bawat isa, tulad ng isang diplosome.
Axoneme (axonema) sa komposisyon nito mayroon itong 9 na doublets ng axonemal microtubule na bumubuo sa dingding ng axonemal cylinder at konektado sa isa't isa sa tulong ng mga outgrowth ng protina - "mga hawakan" (tingnan ang Fig. 4.19). Bilang karagdagan sa mga peripheral doublets ng microtubule, isang pares ng central microtubules ay matatagpuan sa gitna ng axoneme. Sa pangkalahatan, ang cilia microtubule system ay inilalarawan bilang (9x2) + 2, sa kaibahan sa (9x3) + 0 system ng centrioles at basal na katawan. Ang basal body at axoneme ay structurally related sa isa't isa at bumubuo ng isang solong kabuuan: dalawang triplets ng microtubules ng basal body, na matatagpuan sa apical pole ng cell sa ilalim ng plasmolemma, ay nauugnay sa microtubules ng axonemal doublets.
Ang mga libreng cell, na mayroong cilia at flagella, ay may kakayahang gumalaw, at ang mga hindi kumikilos na mga cell, sa pamamagitan ng paggalaw ng cilia, ay maaaring maglipat ng mga fluid at corpuscular particle. Kapag ang cilia at flagella ay gumagalaw, ang kanilang haba ay hindi bumababa, samakatuwid ito ay hindi tama na tawagan ang paggalaw na ito bilang isang contraction. Ang trajectory ng paggalaw ng cilia ay napaka-magkakaibang. Sa iba't ibang mga cell, ang paggalaw na ito ay maaaring maging pendulum-like, hook-like o undulating.
Ang pangunahing protina ng cilia - tubulin - ay hindi kaya ng pag-urong at pag-ikli. Ang paggalaw ng cilia ay isinasagawa dahil sa aktibidad ng protina dynein, na naisalokal sa "dynein handle" ng microtubule doublets. Ang mga maliliit na displacement ng microtubule doublets na may kaugnayan sa isa't isa ay nagdudulot ng baluktot ng buong cilium. Kung ang naturang lokal na pag-aalis ay nangyayari sa kahabaan ng flagellum, kung gayon ang kulot na paggalaw nito ay nangyayari.
Ang mga depekto sa pilikmata ay maaaring humantong sa iba't ibang uri mga pathology, halimbawa, sa namamana na paulit-ulit na brongkitis at talamak na sinusitis na nagreresulta mula sa dysfunction ng ciliary epithelium ng mga daanan ng hangin at mga cavity. Ang mga flagellar na depekto ay matatagpuan sa iba't ibang anyo ng namamana na kawalan ng katabaan ng lalaki.
4.2.3. Mga pagsasama
Ang mga pagsasama ng cytoplasm ay mga opsyonal na bahagi ng cell na lumilitaw at nawawala depende sa metabolic state ng mga cell. Mayroong trophic, secretory, excretory at pigment inclusions. Upang tropiko Kasama sa mga inklusyon ang mga patak ng neutral na taba na maaaring maipon sa hyaloplasm. Sa kaganapan ng kakulangan ng mga substrate para sa buhay ng cell, ang mga droplet na ito ay maaaring unti-unting mawala, na kasama sa mga metabolic na proseso. Ang isa pang uri ng pagsasama ng isang likas na reserba ay glycogen, isang polysaccharide na idineposito din sa hyaloplasm (Larawan 4.20). Ang pagtitiwalag ng mga butil ng protina ng imbakan ay karaniwang nauugnay sa aktibidad ng endoplasmic reticulum. Oo, mga tindahan ng protina
kanin. 4.20. Pagsasama ng glycogen sa mga selula ng atay:
a- kulay - CHIC reaksyon: 1 - core; 2 - glycogen; b- electron micrograph: glycogen sa mga selula ng atay
Ang vitellin sa mga amphibian na itlog ay naipon sa mga vacuole ng endoplasmic reticulum.
Mga pagsasama ng lihim - karaniwang bilugan na mga pormasyon ng iba't ibang laki na naglalaman ng mga biologically active substance na nabuo sa mga cell sa panahon ng synthetic na aktibidad.
excretory inclusions hindi naglalaman ng anumang mga enzyme o iba pang aktibong sangkap. Kadalasan ito ay mga metabolic na produkto na aalisin sa cell.
mga pagsasama ng pigment ay maaaring exogenous (carotene, dust particle, dyes, atbp.) at endogenous (hemoglobin, hemosiderin, bilirubin, melanin, lipofuscin). Ang kanilang presensya sa mga selula ay maaaring magbago ng kulay ng tissue at organ pansamantala o permanente. Kadalasan, ang tissue pigmentation ay nagsisilbing isa sa mga diagnostic na senyales ng ilang mga sakit ng tao o nagpapakilala sa mga pagbabago na nauugnay sa edad sa mga tisyu, atbp.
4.2.4. Nucleus
Nucleus (nucleus) mga cell - isang istraktura na nagbibigay ng imbakan at pagpapatupad ng namamana (genetic) na impormasyon, regulasyon ng synthesis ng protina.
Ang mga pangunahing istruktura na tumutukoy sa mga katangiang ito ay mga chromosome, ang DNA na naglalaman ng lahat ng genetic na impormasyon ng mga cell. Ang mga chromosome ay maaaring nasa dalawang structural at functional na estado. Sa hindi naghahati, interphase na mga cell, ang mga ito ay nasa iba't ibang antas ng decondensation, o nasa gumaganang kondisyon, at kumakatawan kromatin nuclei ng interphase cells. Sa panahon ng cell division, ang chromatin ay nagiging maximally compacted, condenses at bumubuo ng mitotic chromosome proper. Ang mga interphase chromosome (chromatin) at mitotic chromosome ay chemically identical formations.
Ang papel ng mga istrukturang nuklear sa buhay ng mga selula
Ang nucleus ay nagbibigay ng dalawang grupo ng mga pangkalahatang pag-andar: a) pag-iimbak at paghahatid ng genetic na impormasyon sa mga cell ng anak sa panahon ng paghahati; b) ang paggamit ng genetic na impormasyon sa proseso ng synthesis ng protina.
Ang pag-iimbak at pagpapanatili ng namamana na impormasyon sa anyo ng isang hindi nabagong istraktura ng DNA ay nauugnay sa pagkakaroon ng tinatawag na mga enzyme sa pag-aayos na nag-aalis ng kusang pinsala sa mga molekula ng DNA. Ang pagpaparami o pagtitiklop ng mga molekula ng DNA ay nagaganap sa nucleus, na ginagawang posible para sa dalawang anak na selula sa panahon ng mitosis na makakuha ng eksaktong parehong qualitatively at quantitatively ang dami ng genetic na impormasyon.
Ang isa pang pangkat ng mga proseso ng cellular na ibinigay ng aktibidad ng nucleus ay ang paglikha ng aktwal na kagamitan ng synthesis ng protina (Fig. 4.21). Ito ay hindi lamang ang synthesis, transkripsyon sa mga molekula ng DNA ng iba't ibang messenger RNA (mRNA), kundi pati na rin ang transkripsyon ng lahat ng uri ng transportasyon at ribosomal RNA (tRNA, rRNA). Sa nucleus, ang pagbuo ng ribosome subunits ay nangyayari din sa pamamagitan ng pag-complex ng rRNA na na-synthesize sa nucleolus na may mga ribosomal na protina na na-synthesize sa cytoplasm at inilipat sa nucleus.
Kaya, ang nucleus ay hindi lamang isang sisidlan para sa genetic na materyal, ngunit isang lugar din kung saan gumagana at nagpaparami ang materyal na ito. Iyon ang dahilan kung bakit ang paglabag sa alinman sa mga function sa itaas ng nucleus ay humahantong sa pagkamatay ng cell.
Istraktura at kemikal na komposisyon ng cell nucleus
Ang nucleus ng isang hindi naghahati-hati (interphase) na cell ay karaniwang isa bawat cell (bagaman matatagpuan din ang mga multinucleated na cell). Ang nucleus ay binubuo ng chromatin (chromosome), ang nucleolus, ang nuclear protein backbone (matrix), ang nucleoplasm (karyoplasm) at ang nuclear envelope na naghihiwalay sa nucleus mula sa cytoplasm (Fig. 4.22). Ang electron-microscopically, perichromatin, inter-chromatin, interchromatin granules at fibrils ay nakikilala din.
Chromatin
Kapag nagmamasid sa mga nabubuhay o nakapirming mga selula sa loob ng nucleus, ang mga zone ng siksik na bagay ay ipinahayag na mahusay na nakikita ng iba't ibang
mga tina, lalo na ang mga basic. Dahil sa kakayahang ito na mantsang mabuti, ang bahaging ito ng nucleus ay tinawag na "chromatin" (mula sa Greek. chroma- kulay, pintura). Ang parehong mga katangian ng chromatin ay nagtataglay ng mga chromosome, na malinaw na nakikita bilang mga siksik na katawan ng paglamlam sa panahon ng mitotic cell division. Ang Chromatin ay naglalaman ng DNA kasama ng mga protina. Sa mga cell na hindi naghahati (interphase), ang chromatin, na nakita sa isang light microscope, ay maaaring pantay-pantay na punan ang dami ng nucleus o matatagpuan sa magkahiwalay na mga kumpol. Ito ay dahil sa ang katunayan na sa interphase state, ang mga chromosome ay nawawala ang kanilang compact na hugis, lumuwag, o nag-decondense. Ang antas ng naturang decon-
kanin. 4.21. Protein synthesis sa cell (scheme)
kanin. 4.22. Ultramicroscopic na istraktura ng nucleus ng isang interphase cell: 1 - nuclear membrane (panlabas at panloob na lamad, perinuclear space); 2 - nuclear pore complex; 3 - heterochromatin (condensed chromatin); 4 - euchromatin (nagkakalat na chromatin); 5 - nucleolus (mga bahagi ng butil-butil at fibrillar); 6 - mga butil ng interchromatin RNA; 7 - perichromatin granules; 8 - karyoplasm
Ang densasyon ng mga chromosome ay maaaring magkakaiba. Ang mga zone ng kumpletong decondensation ng mga chromosome at ang kanilang mga seksyon ay tinatawag ng mga morphologist euchromatin (euchromatinum). Sa hindi kumpletong pag-loosening ng mga chromosome, ang mga lugar ay makikita sa interphase nucleus condensed chromatin, tinawag heterochromatin (heterochro-matinum). Ang antas ng decondensation ng chromosomal material - chromatin sa interphase ay sumasalamin sa functional state ng cell nucleus. Ang mas malaki ang dami ng nucleus na inookupahan ng euchromatin, mas intensively sintetikong proseso nagpapatuloy dito.
Ang Chromatin ay pinakamataas na condensed sa panahon ng mitotic cell division, kapag ito ay matatagpuan sa anyo ng mga siksik na katawan - mga chromosome.
Kaya, ang chromatin (chromosome) ng mga cell ay maaaring nasa dalawang structural at functional na estado: sa aktibo, gumagana, bahagyang o ganap na decondensed, kapag ang transkripsyon at mga proseso ng pagtitiklop ng DNA ay nangyayari kasama ang pakikilahok nito sa interphase nucleus, at sa hindi aktibo, sa isang estado ng metabolic rest at sa kanilang pinakamataas na condensation, kapag ginagawa nila ang function ng pamamahagi at paglipat ng genetic material sa mga daughter cell sa panahon ng cell division.
Ang mga obserbasyon ng istraktura ng chromatin gamit ang isang electron microscope ay nagpakita na kapwa sa paghahanda ng nakahiwalay na interphase chromatin o nakahiwalay na mitotic chromosome, at sa komposisyon ng nucleus, ang elementary chromosomal fibrils na 30 nm ang kapal ay palaging makikita sa mga ultrathin na seksyon.
Sa mga terminong kemikal, ang chromatin fibrils ay mga kumplikadong complex ng deoxyribonucleoproteins (DNP), na kinabibilangan ng DNA at mga espesyal na chromosomal protein - histone at non-histone. Ang RNA ay matatagpuan din sa chromatin. Ang quantitative ratios ng DNA, protina at RNA ay 1:1.3:0.2. Napag-alaman na ang haba ng mga indibidwal na linear na molekula ng DNA ay maaaring umabot sa daan-daang micrometer at kahit ilang sentimetro. Sa mga chromosome ng tao, ang pinakamalaking unang chromosome ay naglalaman ng molekula ng DNA na hanggang 4 cm ang haba. Ang kabuuang haba ng mga molekula ng DNA sa lahat ng chromosome ng isang cell ng tao ay humigit-kumulang 170 cm, na tumutugma sa isang masa na 6 × 10 -12 g.
Sa mga chromosome, maraming mga lugar ng independiyenteng pagtitiklop, ibig sabihin, pagdodoble ng DNA, - mga replika. Ang DNA ng mga eukaryotic chromosome ay mga linear na molekula na binubuo ng magkasunod na mga replicon na magkakaibang laki. Ang average na laki ng replicon ay humigit-kumulang 30 µm. Ang genome ng tao ay dapat maglaman ng higit sa 50,000 replicon, o mga seksyon ng DNA, na doble bilang mga independiyenteng yunit. Ang synthesis ng DNA, kapwa sa mga seksyon ng iisang chromosome at sa iba't ibang chromosome, ay nagpapatuloy nang hindi sabay-sabay, asynchronously. Halimbawa, sa ilang chromosome ng tao (1, 3, 16), ang pagtitiklop ay nagsisimula nang mas masinsinan sa mga braso ng mga chromosome at nagtatapos (sa isang mataas na intensity ng pag-label) sa rehiyon ng centromere (tingnan sa ibaba). Ang pagtitiklop ay nagtatapos sa pinakahuli sa mga chromosome o sa kanilang mga rehiyon na nasa isang compact (condensed) na estado. Halimbawa, huli na nagre-replicate ang DNA
isang inactivated na X chromosome, na bumubuo sa katawan ng sex chromatin sa nucleus ng mga babaeng selula.
Ang mga protina ng Chromatin ay nagkakahalaga ng 60-70% ng tuyong masa. Kabilang dito ang mga histone at nonhistone na protina. Ang mga non-histone na protina ay bumubuo lamang ng 20% ng mga histone. Ang mga histone ay mga alkaline na protina na mayaman sa mga pangunahing amino acid (pangunahin ang lysine at arginine). Nagbibigay sila ng tiyak na pagtitiklop ng chromosomal DNA at kasangkot sa regulasyon ng transkripsyon. Ang mga histone ay matatagpuan kasama ang haba ng molekula ng DNA sa anyo ng mga bloke (globules). Kasama sa isang naturang bloke ang 8 molekula ng histone. Ang DNA strand ay gumagawa ng halos dalawang pagliko sa paligid ng mga molekula ng histone. Nabubuo ang buong complex na ito (DNA-histones). nucleosome. Ang laki ng nucleosome ay halos 10 nm. Sa panahon ng pagbuo ng mga nucleosome, nangyayari ang compactization, o supercoiling, ng DNA, na humahantong sa isang pagpapaikli ng haba ng chromosome fibril ng mga 7 beses. Sa pagitan ng mga katabing nucleosome ay mayroong nagbubuklod (linker) na rehiyon ng DNA, na konektado din sa molekula ng histone. Kaya, ang chromosomal fibril ay may anyo ng isang string ng mga kuwintas o isang rosaryo, kung saan ang bawat butil (nucleosome) ay isang histone na nauugnay sa isang piraso ng DNA. Ang nasabing mga nucleosomal filament na 10 nm ang kapal ay karagdagang pinaikot sa paligid ng axis at bumubuo ng pangunahing elementarya na chromatin fibril na 30 nm ang kapal (Larawan 4.23).
Sa interphase, ang mga chromatin fibrils ay bumubuo ng mga loop. Ang mga loop na ito ay binuo sa mga rosette, kung saan ang mga base ng ilang mga loop ay konektado sa isa't isa ng mga non-histone na protina ng nuclear matrix. Ang ganitong mga pangkat ng loop (mga loop na domain) na may pagbaba sa aktibidad ng chromatin ay maaaring mag-condense, mag-condense, mabuo chromomere, o mga chromocenter, interphase nuclei. Ang mga chromomere ay matatagpuan din sa mitotic chromosome. Malapit na mga chromomere
kanin. 4.23. Scheme ng iba't ibang antas ng chromatin compaction:
1 - mga nucleosome; 2 - fibril 30 nm makapal; 3 - chromomere, loop domain; apat -
chromonema; 5 - chromatid
ay matatagpuan sa isa't isa at bumubuo ng isang bagong antas ng fibrillar ng compaction - chromonema. Ang huli, karagdagang condensing, ay bumubuo ng batayan ng chromatid (chromosome).
Mga non-histone na protina ng interphase nuclei form nuclear Matrix, na siyang batayan na tumutukoy sa morpolohiya at metabolismo ng nucleus. Pagkatapos ng pagkuha ng DNA, histones, RNA at iba pang natutunaw na bahagi ng nucleus, isang fibrous nuclear plate (lamina) ang nananatili, na nasa ilalim ng nuclear membrane, at isang intranuclear network, kung saan nakakabit ang mga chromatin fibrils.
Ang functional na papel ng nuclear matrix ay upang mapanatili ang pangkalahatang hugis ng nucleus, upang ayusin hindi lamang ang spatial na pag-aayos ng marami at decondensed chromosome sa nucleus, ngunit din upang ayusin ang kanilang aktibidad. Ang mga enzyme para sa synthesis ng RNA at DNA ay matatagpuan sa mga elemento ng nuclear matrix. Ang mga protina ng nuclear matrix ay kasangkot sa karagdagang pag-compact ng DNA sa interphase at mitotic chromosome.
Chromatin - mga chromosome sa panahon ng mitosis
Sa panahon ng paghahati ng cell, ang interphase nucleus ay sumasailalim sa isang bilang ng mga makabuluhang pagbabago: ang nuclear membrane ay nahahati sa maliliit na vacuoles, at ang chromatin ay nagpapalapot at bumubuo ng mga mitotic chromosome.
Morpolohiya ng mitotic chromosome. Ang bawat chromosome ay isang DNP fibril, kumplikadong naka-pack sa isang medyo maikling katawan - ang mitotic chromosome mismo. Ang mga Chromatin fibrils sa mitotic chromosome ay bumubuo ng maraming hugis-rosette na loop domain (chromomeres), na, sa karagdagang condensation ng chromatin, ay bumubuo ng mitotic chromosome na nakikita sa isang light-optical microscope.
Ang morpolohiya ng mitotic chromosome ay pinakamahusay na pinag-aralan sa sandali ng kanilang pinakamalaking paghalay, ibig sabihin, sa metaphase at sa simula ng anaphase. Ang mga kromosom sa estadong ito ay mga istrukturang hugis baras na may iba't ibang haba na may medyo pare-pareho ang kapal. Karamihan sa mga chromosome ay makakahanap ng isang zone pangunahing paghihigpit(centromere), na naghahati sa chromosome sa dalawang braso (Larawan 4.24).
Ang mga chromosome na may pantay o halos pantay na mga braso ay tinatawag metacentric, na may mga balikat na hindi pantay ang haba - submetacentric. Ang mga chromosome na hugis baras na may napakaikli, halos hindi mahahalata na pangalawang braso ay tinatawag acrocentric. Sa zone ng pangunahing pagpapaliit ay matatagpuan kinetochore - isang kumplikadong istraktura ng protina sa anyo ng isang hugis-itlog na plato na nauugnay sa DNA ng sentromeric na rehiyon ng chromosome. Sa panahon ng mitosis, ang mga microtubule ng cell spindle ay lumalapit sa kinetochore sa panahon ng mitosis, na nauugnay sa paggalaw ng mga chromosome sa panahon ng cell division. Ang ilang mga chromosome ay mayroon din pangalawang kahabaan, matatagpuan malapit sa isa sa mga dulo ng chromosome at naghihiwalay sa isang maliit na lugar - kasamang chromosome. Ang mga pangalawang paghihigpit ay tinatawag din mga organizer ng nucleolar, dahil nasa mga bahaging ito ng mga kromosom na ang nucleolus ay nabuo sa interphase. Sa mga lugar na ito, ang DNA na responsable para sa synthesis ng ribosomal RNA.
kanin. 4.24. Ang istraktura ng chromosome:
chromosome sa ilalim ng light microscope (a) at siya eskematiko na representasyon (b); chromosome na may differential staining (c) at ang eskematiko na representasyon nito (G); d- chromosome sa isang scanning electron microscope; e- chromosome sa transmission megavolt electron microscope. 1 - telomeres; 2 - sentromere; 3 - chromosome arm
Nagtatapos ang mga braso ng chromosome telomeres - mga dulong lugar. Ang laki ng mga chromosome, pati na rin ang kanilang bilang, ay malawak na nag-iiba sa iba't ibang mga organismo.
Ang kabuuan ng bilang, laki at mga tampok na istruktura ng mga chromosome ay tinatawag karyotype ng ganitong uri. Ang karyotype ay hindi nakasalalay sa uri ng mga selula o sa edad ng ibinigay na organismo.
Sa mga espesyal na pamamaraan ng paglamlam, ang mga chromosome ay nakikita ang mga tina nang hindi pantay: kasama ang kanilang haba, mayroong isang kahalili ng mga may kulay at hindi nabahiran na mga lugar - pagkakaiba-iba ng heterogeneity ng chromosome. Mahalaga na ang bawat chromosome ay may sariling natatanging pattern ng naturang differential coloration. Application ng mga pamamaraan ng kaugalian
Ang paglamlam ni Noy ay naging posible upang pag-aralan nang detalyado ang istruktura ng mga chromosome. Ang mga kromosom ng tao ay karaniwang nahahati ayon sa kanilang laki sa 7 pangkat (A, B, C, D, E, F, G). Kung sa parehong oras ay madaling makilala ang malalaking (1, 2) chromosome mula sa maliit (19, 20), metacentric mula sa acrocentric (13), pagkatapos ay sa loob ng mga grupo mahirap makilala ang isang chromosome mula sa isa pa. Kaya, sa pangkat ng C6 at C7, ang mga chromosome ay magkapareho sa bawat isa, pati na rin sa X chromosome. Tanging ang differential staining ang malinaw na makakapag-iiba ng mga chromosome na ito sa isa't isa.
Pagkatapos ng mitosis, ang mga chromosome ay nag-decondense, na bumubuo ng chromatin ng interphase nucleus, gayunpaman, ang bawat chromosome ay nagpapanatili ng sariling katangian at sumasakop sa isang hiwalay na lugar sa interphase nucleus (Fig. 4.25).
nucleolus
Sa halos lahat ng mga nabubuhay na selula ng mga eukaryotic na organismo, ang isa o higit pang karaniwang mga bilog na katawan na 1-5 microns ang laki ay makikita sa nucleus, na malakas na nagre-refract ng liwanag - ito nucleolus, o nucleolus. Kasama sa mga pangkalahatang katangian ng nucleolus ang kakayahang mantsang mabuti ng iba't ibang tina, lalo na ang mga pangunahing. Ang nasabing basophilia ay tinutukoy ng katotohanan na ang nucleoli ay mayaman sa RNA. Ang nucleolus, ang densest structure ng nucleus, ay isang rehiyon ng chromosome, isa sa loci nito na may pinakamataas na konsentrasyon at aktibidad ng RNA synthesis sa interphase. Ito ay hindi isang independiyenteng istraktura o organelle. Ang pagbuo ng nucleoli at ang kanilang bilang ay nauugnay sa aktibidad at bilang ng ilang mga seksyon ng chromosome - nucleolar organizers, na matatagpuan sa karamihan sa mga zone ng pangalawang constrictions; ang bilang ng nucleoli sa mga selula ng isang partikular na uri ay maaaring magbago dahil sa pagsasanib ng nucleoli o dahil sa pagbabago sa bilang ng mga chromosome na may mga nucleolar organizer. Ang DNA ng nucleolar organizer ay kinakatawan ng maramihang (ilang daang) mga kopya ng rRNA genes: bawat isa sa mga gene na ito ay nag-synthesize ng high-molecular-weight RNA precursor, na na-convert sa mas maiikling RNA molecule na bahagi ng mga subunit ng ribosome .
Ang pamamaraan ng pakikilahok ng nucleoli sa synthesis ng mga cytoplasmic na protina ay maaaring kinakatawan tulad ng sumusunod: ang isang pasimula ng rRNA ay nabuo sa DNA ng nucleolar organizer, na binibihisan ng isang protina sa nucleolus zone, dito ang mga particle ng ribonucleoprotein - ang mga subunit ay binuo.
ribosome; Ang mga subunit, na iniiwan ang nucleolus sa cytoplasm, ay nakaayos sa mga ribosom at nakikilahok sa proseso ng synthesis ng protina.
Ang nucleolus ay heterogenous sa istraktura nito: sa isang magaan na mikroskopyo ay makikita ang pinong fibrous na organisasyon nito. Sa isang electron microscope, dalawang bahagi ang ipinahayag: butil-butil at fibrillar (tingnan ang Fig. 4.22, b). Ang diameter ng mga butil ay tungkol sa 15-20 nm, ang kapal ng fibrils ay 6-8 nm.
kanin. 4.25. Mga teritoryo ng Chromosomal sa interphase nucleus
Ang nucleoli ay naglalaman ng mga sentro ng fibrillar na naglalaman ng DNA ng mga nucleolar organizer ng mga chromosome, kung saan mayroong isang siksik na bahagi ng fibrillar na synthesize ang mga precursor ng ribosomal RNA (rRNA). Ang butil na bahagi ay kinakatawan ng pagbuo at mature subunits ng ribosomes, na, habang sila ay nag-aayos, ay dinadala sa cytoplasm, kung saan sila ay bumubuo ng mga gumaganang ribosome na kasangkot sa synthesis ng protina.
Ang ultrastructure ng nucleoli ay nakasalalay sa aktibidad ng RNA synthesis: sa isang mataas na antas ng rRNA synthesis, ang isang malaking bilang ng mga butil ay napansin sa nucleolus, kapag ang synthesis ay tumigil, ang bilang ng mga butil ay bumababa, at ang nucleoli ay nagiging siksik na fibrillar. mga katawan ng isang basophilic na kalikasan.
Ang pagkilos ng maraming mga sangkap (actinomycin, mitomycin, isang bilang ng mga carcinogenic hydrocarbons, cycloheximide, hydroxyurea, atbp.) Nagdudulot ng pagbawas sa intensity ng isang bilang ng mga syntheses sa mga cell, at lalo na ang aktibidad ng nucleoli. Sa kasong ito, ang mga pagbabago ay nangyayari sa istraktura ng nucleoli: ang kanilang compression, paghihiwalay ng fibrillar at granular zone, pagkawala ng butil na bahagi, at pagkawatak-watak ng buong istraktura. Ang mga pagbabagong ito ay sumasalamin sa antas ng pinsala sa mga istrukturang nucleolar na pangunahing nauugnay sa pagsugpo sa synthesis ng rRNA.
nuclear envelope
Nuclear envelope (tegmentum nucleare), o karyolemma, ay binubuo ng panlabas na nuclear membrane (m. nuclearis externa) at panloob na lamad ng shell (m. nuclearis interna), hinati perinuclear space(Larawan 4.26). Ang nuclear envelope ay naglalaman ng marami nuclear pores(pori nucleares).
Sa maraming mga katangian at functional load ng nuclear membrane, ang papel nito ay dapat bigyang-diin bilang isang hadlang na naghihiwalay sa mga nilalaman ng nucleus mula sa cytoplasm, na naghihigpit sa libreng pag-access sa nucleus ng malalaking aggregates ng biopolymers, at kinokontrol ang transportasyon ng mga macromolecule sa pagitan ang nucleus at cytoplasm.
Ang mga lamad ng nuclear membrane ay hindi naiiba sa morphologically mula sa iba pang mga intracellular membrane. Sa pangkalahatan, ang shell ng nucleus ay maaaring katawanin bilang isang guwang na dalawang-layer na bag na naghihiwalay sa mga nilalaman ng nucleus mula sa cytoplasm.
Ang panlabas na lamad ng nuclear envelope, na direktang nakikipag-ugnay sa cytoplasm ng cell, ay may ilang mga tampok na istruktura na nagpapahintulot na maiugnay ito sa wastong sistema ng lamad ng endoplasmic reticulum: maraming polyribosome ang matatagpuan dito mula sa gilid ng hyaloplasm, at ang panlabas na lamad mismo ay maaaring direktang makapasok sa mga lamad ng endoplasmic reticulum. Ang isa sa mga mahalagang pag-andar ng nuclear envelope ay dapat isaalang-alang ang pakikilahok nito sa paglikha ng intranuclear order - sa pag-aayos ng chromosomal na materyal sa tatlong-dimensional na espasyo ng nucleus. Sa interphase, bahagi ng chromatin ay structurally na nauugnay sa panloob na lamad ng nuclear envelope. Ang koneksyon na ito ay pinamagitan ng fibrous nuclear lamina (lamina), kung saan ang mga chromatin fibrils ay nagbubuklod.
Ang pinaka-katangian na mga istruktura ng nuclear envelope ay nuclear pores. Ang mga ito ay nabuo sa pamamagitan ng pagsasanib ng mga panlabas at panloob na lamad ng
kanin. 4.26. Ang istraktura ng nucleus ng interphase cell:
1 - shell ng nucleus (panlabas at panloob na lamad, perinuclear space); 2 - nuclear pore complex; 3 - heterochromatin; 4 - euchromatin; 5 - nucleolus; 6 - mga butil ng interchromatin RNA. Electron micrograph, magnification 12,000
mga tinapay na butil. Ang resulta ay bilugan mga butas ng butas may diameter na humigit-kumulang 90 nm. Ang mga butas na ito sa nuclear envelope ay puno ng masalimuot na organisadong globular at fibrillar na istruktura. Ang kabuuan ng mga pagbutas ng lamad at ang mga istrukturang ito ay tinatawag nuclear pore complex (complexus pori nuclearis). Ang huli ay may octagonal symmetry. Sa kahabaan ng hangganan ng butas sa panlabas at panloob na lamad ng shell ng nucleus, matatagpuan ang 8 mga subunit ng protina, na bumubuo sa mga singsing ng protina ng nuclear pore (panlabas at panloob). Ang mahahabang filament ay umaabot mula sa panlabas na singsing ng butas patungo sa cytoplasm. Ang mga filament ay umaabot din mula sa panloob na singsing ng butas hanggang sa core, na bumubuo ng isang istraktura na tulad ng basket.
Sa pag-andar, ang nuclear pore complex ay isang kumplikadong sistema na aktibong kasangkot hindi lamang sa pagtanggap ng mga transported macromolecules (protina at nucleoproteins), kundi pati na rin sa aktwal na mga pagkilos ng kanilang paglipat (translocation), kung saan ginagamit ang ATP. Ang bawat nuclear pore complex ay naglalaman ng ilang daang iba't ibang mga protina.
Ang bilang ng mga nuclear pores ay nakasalalay sa metabolic activity ng mga cell: mas matindi ang mga sintetikong proseso sa mga cell, mas maraming pores ang nasa nuclear membrane. Kaya, sa erythroblasts (precursor cells ng nuclear erythrocytes) ng mas mababang vertebrates sa panahon ng intensive synthesis at akumulasyon ng hemoglobin sa nuclear membrane, mga 30 pores ang matatagpuan sa bawat
1 µm 2 ibabaw. Matapos matapos ang mga prosesong ito, sa nuclei ng mga mature na selula - erythrocytes - huminto ang synthesis ng DNA at RNA at ang bilang ng mga pores sa shell ng nucleus ay bumababa sa 5 bawat 1 micron 2 ibabaw. Sa shell ng nucleus ng mature spermatozoa, ang mga pores ay hindi matatagpuan. Sa karaniwan, ilang libong pore complex ang matatagpuan sa shell ng nucleus ng isang somatic cell.
4.3. REPRODUCTION OF CELLS 4.3.1. Cell cycle at ang regulasyon nito
Ang paghahati ng cell ay nauuna sa reduplication ng chromosome dahil sa synthesis ng DNA. Ang panuntunang ito ay karaniwan para sa mga pro- at eukaryotic cells. Ang haba ng buhay ng isang cell mula sa isang dibisyon hanggang sa susunod ay tinatawag na cell cycle. (cyclus cellularis).
Sa pang-adultong organismo ng mas matataas na vertebrates, ang mga selula ng iba't ibang mga tisyu at organo ay may hindi pantay na kakayahang hatiin. May mga populasyon ng mga selula na ganap na nawalan ng kakayahang hatiin. Ang mga ito ay kadalasang dalubhasa, magkakaibang mga selula (hal., butil-butil na mga leukocyte ng dugo). Ang katawan ay patuloy na nagre-renew ng mga tisyu - iba't ibang epithelia, hematopoietic na tisyu. Sa naturang mga tisyu, mayroong isang bahagi ng mga cell na patuloy na naghahati, pinapalitan ang pagtanda o namamatay na mga cell (halimbawa, mga cell ng basal layer ng integumentary epithelium, bituka crypt cells, hematopoietic cells utak ng buto). Maraming mga cell na hindi dumami sa ilalim ng normal na mga kondisyon ay nakakuha muli ng ari-arian na ito sa panahon ng mga proseso ng reparative regeneration ng mga organo at tisyu. Sa histogenesis, karamihan sa mga cell, pagkatapos ng isang tiyak na bilang ng mga dibisyon, ay pumapasok sa heterosynthetic interphase, na kinabibilangan ng oras ng paglaki, pagkita ng kaibhan, paggana, pagtanda, at kamatayan. Sa pangkalahatan, nailalarawan nito ang siklo ng buhay ng isang cell.
Kapag pinag-aaralan ang cell cycle, parehong diploid (2 s) at tetraploid (4 s) at interphase na mga cell na may intermediate na dami ng DNA ay matatagpuan. Ito ay dahil sa mga kakaibang ikot ng cell reproduction. Ang buong cell cycle ay binubuo ng apat na yugto ng panahon: mitosis mismo (M), presynthetic (G 1), synthetic (S) at postsynthetic (G 2) interphase period (Fig. 4.27).
kanin. 4.27. Cell cycle (scheme). Mga paliwanag sa teksto
Sa panahon ng G 1, na nangyayari kaagad pagkatapos ng paghahati, ang cell ay may diploid na nilalaman ng DNA sa nucleus (2 s). Pagkatapos ng paghahati sa panahon G 1 sa anak na babae
Sa mga cell na ito, kalahati ang kabuuang nilalaman ng mga protina at RNA sa orihinal na parent cell. Sa panahon ng G 1, ang paglaki ng cell ay sinusunod pangunahin dahil sa akumulasyon ng mga cellular protein, na dahil sa pagtaas ng dami ng RNA sa cell, at ang paghahanda ng cell para sa synthesis ng DNA.
Napag-alaman na ang pagsugpo sa synthesis ng protina o mRNA sa panahon ng G 1 ay pumipigil sa pagsisimula ng panahon ng S, dahil sa panahon ng G 1 ang synthesis ng mga enzyme na kinakailangan para sa pagbuo ng mga precursor ng DNA (halimbawa, nucleotide phosphokinases), mga enzyme. ng RNA at metabolismo ng protina ay nangyayari. Ito ay matalas na pinatataas ang aktibidad ng mga enzyme na kasangkot sa metabolismo ng enerhiya.
Sa susunod, S-period, dumodoble ang dami ng DNA sa nucleus at, nang naaayon, dumoble ang bilang ng mga chromosome. Sa nuclei ng iba't ibang mga cell sa S-period, ang iba't ibang dami ng DNA ay matatagpuan - mula 2 hanggang 4 s, na sumasalamin sa unti-unting akumulasyon ng DNA habang ang cell ay dumadaan sa sintetikong panahon ng cell cycle. Ang S-period ay ang nodal sa cell cycle. Kung walang DNA synthesis, walang isang kaso ng mga cell na pumapasok sa mitotic division ang nalalaman.
Ang tanging pagbubukod ay ang pangalawang dibisyon ng pagkahinog ng selula ng mikrobyo sa meiosis, kapag walang synthesis ng DNA sa pagitan ng dalawang dibisyon.
Sa S-period, ang antas ng RNA synthesis ay tumataas alinsunod sa pagtaas ng dami ng DNA, na umaabot sa pinakamataas nito sa C2-period.
Ang postsynthetic (G 2) period ay tinatawag ding premitotic. Sa panahong ito, ang mRNA na kinakailangan para sa mitosis ay na-synthesize. Kabilang sa mga protina na na-synthesize sa oras na ito, ang isang espesyal na lugar ay inookupahan ng mga tubulin - mga protina ng mitotic spindle.
Sa pagtatapos ng panahon ng G2 o sa panahon ng mitosis, habang ang mga mitotic chromosome ay nagpapalapot, ang synthesis ng RNA ay bumababa nang husto at ganap na huminto sa panahon ng mitosis. Ang synthesis ng protina sa panahon ng mitosis ay bumababa sa 25% ng paunang antas at pagkatapos ay sa kasunod na mga panahon ay umabot sa pinakamataas nito sa panahon ng G2, sa pangkalahatan ay inuulit ang likas na katangian ng RNA synthesis.
Sa lumalaking mga tisyu ng mga halaman at hayop, palaging may mga selula na nasa labas ng cycle. Ang ganitong mga cell ay karaniwang tinatawag na mga cell ng G 0 -panahon. Ito ang mga cell na hindi pumapasok sa presynthetic period pagkatapos ng mitosis (G 1). Ang mga ito ay ang tinatawag na dormant, pansamantala o ganap na tumigil sa pagpaparami ng mga cell. Sa ilang mga tisyu, ang mga naturang selula ay maaaring manatili nang mahabang panahon nang hindi lalo na binabago ang kanilang mga katangiang morpolohikal: napapanatili nila ang kakayahang hatiin. Ito ay, halimbawa, mga cambial cell (mga stem cell sa hematopoietic tissue). Mas madalas, ang pagkawala (bagaman pansamantala) ng kakayahang hatiin ay sinamahan ng pagdadalubhasa at pagkita ng kaibhan. Ang ganitong pagkakaiba-iba ng mga cell ay umalis sa cycle, ngunit sa ilalim ng mga espesyal na kondisyon maaari silang muling pumasok sa cycle. Halimbawa, karamihan sa mga selula ng atay ay nasa G 0 period; hindi sila nag-synthesize ng DNA at hindi naghahati. Gayunpaman, kapag ang bahagi ng atay ay tinanggal sa mga eksperimentong hayop, maraming mga selula ang nagsisimulang maghanda para sa mitosis, magpatuloy sa DNA synthesis, at maaaring mitotically divide. Sa ibang mga kaso, halimbawa, sa epidermis ng balat, pagkatapos lumabas ang cell sa cycle
pagpaparami, nag-iiba sila, nagsasagawa ng kanilang mga proteksiyon na function, at pagkatapos ay mamatay (keratinized na mga selula ng integumentary epithelium). Maraming mga cell ang ganap na nawawalan ng kakayahang bumalik sa mitotic cycle. Kaya, halimbawa, ang mga neuron ng utak at cardiomyocytes ay patuloy na nasa G 0 -panahon ng cell cycle (hanggang sa pagkamatay ng organismo).
Ang regulasyon ng pagpasok at paglabas ng mga cell mula sa cell cycle ay kinokontrol ng isang espesyal na sistema ng mga kadahilanan ng protina. Maraming growth factor (GF) ang natagpuan na nagpapasigla sa mga cell na dumami at dumami. Kaya, halimbawa, ang FR mula sa mga platelet ay nagpapasigla sa paglaganap ng mga selula ng nag-uugnay na tissue, ang hormone na erythropoietin ay nagiging sanhi ng paglaganap ng pre-
pulang selula ng dugo, ang hormone progesterone ay nagpapasigla sa paglaganap ng mga selula ng suso, atbp.
Ang iba't ibang RF ay nagpapadala ng mga signal para sa synthesis ng mga espesyal na intracellular na protina na bumubuo ng isang kaskad ng protina kinases (phosphorylases) na nauugnay sa pagsisimula ng cell cycle.
Ang komposisyon ng mga protina na ito, mga kadahilanan na nagpapasigla sa mitosis, ay kinabibilangan ng isang kumplikadong binubuo ng dalawang subunits: regulatory (cyclin protein) at catalytic (cyclin-dependent proteinase).
Sa mga mammal, 9 na magkakaibang cyclin at 7 cyclin-dependent kinases (CKKs) ang kasangkot sa pagpapatupad ng buong cell cycle. Kasabay nito, ang iba't ibang cyclin (D, E, A, B, atbp.) at iba't ibang CZK ay ginagamit upang lumipat mula sa isang yugto ng cell cycle patungo sa isa pa (Fig. 4.28). Halimbawa, ang paglipat mula sa interphase nucleus sa panahon ng G2 nang direkta sa mitosis ay tinutukoy ng isang kadahilanan na binubuo ng mga cyclins A/B at kinase 1 na umaasa sa protina.
kanin. 4.28. Paglahok ng iba't ibang cyclin at cyclin-dependent kinases sa mammalian cell cycle: 1 - cyclin D + CZK 4, CZK 6; 2 - cyclin E + CZK 2; 3 - cyclin A + CZK 2; 4 - cyclin B / A + CZK 1
Dibisyon ng cell: mitosis
Mitosis (mitosis), Ang Karyokinesis, o hindi direktang paghahati, ay isang unibersal na paraan ng paghahati ng anumang mga eukaryotic na selula. Kasabay nito, ang mga reduplicated at condensed chromosome ay pumasa sa isang compact form ng mitotic chromosome, nabuo ang isang fission spindle, na kasangkot sa paghihiwalay at paglipat ng mga chromosome (chromomatic mitotic apparatus), ang mga chromosome ay nag-iiba sa magkabilang poste ng cell at ang cell body ay nahahati (cytokinesis, cytotomy). Ang proseso ng hindi direktang paghahati ng cell ay tinatanggap
kanin. 4.29. Cell mitosis (scheme):
1 - interphase; 2 - prophase; 3 - metaphase; 4 - anaphase; 5 - telophase; 6 - maagang interphase
pagkatapos ay hatiin sa ilang pangunahing mga yugto: prophase, metaphase, anaphase, telophase (Larawan 4.29).
Prophase. Pagkatapos ng pagtatapos ng S-period, ang dami ng DNA sa interphase nucleus ay 4 s, dahil ang chromosomal na materyal ay nadoble. Gayunpaman, hindi laging posible na irehistro ang pagdodoble ng bilang ng mga chromosome sa panahong ito sa morphologically. Ito ay dahil sa ang katunayan na sa prophase ang mga chromosome ng kapatid na babae ay nasa malapit na pakikipag-ugnay at magkaparehong spiralize ang isang kamag-anak sa isa pa. Gayunpaman, sa prophase ang bawat isa sa mga chromosome ay doble, na resulta ng kanilang reduplication sa S-period ng cell cycle. Nang maglaon, ang mga chromosome sa bawat ganoong pares ay nagsisimulang maghiwalay, magpahinga. Ang mga kapatid na chromosome sa mitosis ay malinaw na kinilala sa dulo ng prophase, kapag malinaw na ang kanilang kabuuang bilang sa isang cell na nagsisimulang hatiin ay 4 n. Dahil dito, nasa simula na ng prophase, ang mga chromosome ay binubuo ng dalawang magkapatid na chromosome, o chromatids. Ang kanilang numero (4 n) sa prophase ay eksaktong tumutugma sa dami ng DNA (4 s).
Kaayon ng condensation ng mga chromosome sa prophase, ang pagkawala at disintegration ng nucleoli ay nangyayari bilang isang resulta ng hindi aktibo ng ribosomal genes sa zone ng nucleolar organizers.
Kasabay nito, sa gitna ng prophase, ang pagkawasak ng nuclear membrane ay nagsisimula: ang mga nuclear pores ay nawawala, ang lamad ay nahahati muna sa mga fragment, at pagkatapos ay sa maliliit na lamad na vesicle.
Sa oras na ito, nagbabago rin ang mga istrukturang nauugnay sa synthesis ng protina. Mayroong pagbawas sa bilang ng mga butil na endoplasmic reticulum, nasira ito sa mga maikling tangke at vacuoles, ang bilang ng mga ribosome sa mga lamad nito ay bumaba nang husto. Makabuluhang (hanggang sa 25%), ang bilang ng mga polysome ay nabawasan pareho sa mga lamad at sa hyaloplasm, na isang tanda ng isang pangkalahatang pagbaba sa antas ng synthesis ng protina sa paghahati ng mga cell.
Ang pangalawang pinakamahalagang kaganapan sa panahon ng mitosis ay nangyayari din sa prophase - ito ang pagbuo ng fission spindle. Sa prophase, ang mga centrioles na muling ginawa sa S-period ay nagsisimulang mag-diverge patungo sa magkabilang poste ng cell. Ang bawat poste ay may double centriole, o diplosome. Habang naghihiwalay ang mga diplosome, nagsisimulang mabuo ang mga microtubule.
ki na umaabot mula sa mga peripheral na rehiyon ng isa sa mga centriole ng bawat diplosome.
Ang division apparatus na nabuo sa metaphase sa mga selula ng hayop ay may hugis ng spindle at binubuo ng ilang mga zone: dalawang zone ng centrospheres na may mga centriole sa loob nito at isang intermediate zone ng mga spindle fibers sa pagitan nila. Sa lahat ng mga zone na ito mayroong isang malaking bilang ng mga microtubule (Larawan 4.30).
Ang mga microtubules sa gitnang bahagi ng apparatus na ito, sa kanilang sariling division spindle, pati na rin ang mga microtubule ng centrospheres, ay lumitaw bilang isang resulta ng polymerization ng tubulins sa zone ng centrioles. Ang mga microtubule na ito ay umaabot sa mga kinetochore na matatagpuan sa rehiyon ng centromeric constrictions ng mga chromosome at nagbubuklod sa kanila. Sa division spindle, dalawang uri ng microtubule ang nakikilala: ang mga umaabot mula sa poste hanggang sa gitna ng spindle at chromosomal, na nagkokonekta sa mga chromosome sa isa sa mga pole.
kanin. 4.30. Ang istraktura ng mitotic spindle (scheme):
1 - chromosome; 2 - sentro ng cell; 3 - centriolar microtubule; 4 - kinetochore microtubule
metaphase sumasakop sa halos isang-katlo ng oras ng buong mitosis. Sa panahon ng metaphase, ang pagbuo ng division spindle ay nagtatapos, at ang mga chromosome ay nakahanay sa equatorial plane ng spindle, na bumubuo ng tinatawag na equatorial (metaphase) plate ng mga chromosome, o inang bituin. Sa pagtatapos ng metaphase, ang proseso ng paghihiwalay ng mga kapatid na chromatids mula sa bawat isa ay nakumpleto. Magkatapat ang kanilang mga balikat sa isa't isa, kitang-kita ang isang puwang na naghihiwalay sa kanila. Ang huling lugar kung saan pinananatili ang contact sa pagitan ng mga chromatids ay ang centromere (pangunahing constriction).
Anaphase. Ang mga chromosome ay sabay-sabay na nawawalan ng ugnayan sa isa't isa sa sentromere na rehiyon at sabay-sabay na nagsisimulang lumayo sa isa't isa patungo sa magkasalungat na pole ng cell. Ang bilis ng paggalaw ng chromosome ay pare-pareho, maaari itong umabot sa 0.2-0.5 µm/min. Ang anaphase ay ang pinakamaikling yugto ng mitosis (ilang porsyento ng kabuuang oras), ngunit maraming mga kaganapan ang nagaganap sa panahong ito. Ang mga pangunahing ay ang paghihiwalay ng dalawang magkaparehong hanay ng mga chromosome at ang kanilang paggalaw sa magkabilang dulo ng cell. Ang divergence ng mga chromosome patungo sa mga pole ay nangyayari nang sabay-sabay sa divergence ng mga pole mismo.
Ipinakita na ang chromosome segregation ay nauugnay sa pagpapaikli (depolymerization) ng mga microtubule sa rehiyon ng chromosome kinetochores at sa trabaho.
mga translocator na protina na nagpapagalaw ng mga kromosom. Ang karagdagang pagkakaiba-iba ng mga pole sa anaphase ay ibinibigay sa pamamagitan ng pag-slide na may kaugnayan sa isa't isa ng interpolar microtubule, na ibinibigay ng gawain ng isa pang pangkat ng mga translocator na protina.
Telofase nagsisimula sa paghinto ng divergent diploid (2 n) set ng chromosomes (early telophase) at nagtatapos kapag ang isang bagong interphase nucleus ay na-reconstructed (late telophase, early G1 period) at ang orihinal na cell ay nahahati sa dalawang daughter cells (cytokinesis, cytotomy). Sa unang bahagi ng telophase, ang mga chromosome, nang hindi binabago ang kanilang oryentasyon (centromeric regions - patungo sa pole, telomeric regions - patungo sa gitna ng spindle), ay nagsisimulang mag-decondense at tumaas ang volume. Sa mga lugar ng kanilang pakikipag-ugnay sa mga vesicle ng lamad ng cytoplasm, isang bagong nuclear envelope ang nabuo. Matapos ang pagsasara ng nuclear membrane, nagsisimula ang pagbuo ng bagong nucleoli. Ang cell ay pumapasok sa isang bagong G 1 -panahon ng cell cycle.
Ang isang mahalagang kaganapan ng telophase ay ang paghihiwalay ng cell body - cytotomy, o cytokinesis, na nangyayari sa pamamagitan ng pagbuo ng isang constriction bilang isang resulta ng invagination ng plasma membrane sa cell. Kasabay nito, ang mga elemento ng contractile tulad ng actin myofilaments ay matatagpuan sa submembrane layer ng cytoplasm, na naka-orient nang pabilog sa zone ng cell equator. Ang pag-urong ng mga filament ay humahantong sa invagination ng plasma membrane sa rehiyon ng singsing na ito, na nagtatapos sa paghahati ng cell sa dalawa.
Mga anomalya ng cell division
Kung ang mitotic apparatus ay nasira (ang epekto ng malamig o mga ahente na nagdudulot ng depolymerization ng mga tubulin), maaaring mangyari ang pagkaantala sa mitosis sa metaphase o pagkalat ng mga chromosome. Sa mga paglabag sa pagpaparami ng centrioles, maaaring mangyari ang multipolar at asymmetric mitoses, atbp., Ang mga paglabag sa cytotomy ay humahantong sa paglitaw ng mga cell na may higanteng nuclei o multinuclear polyploid cells. Ito ay dahil sa pagsugpo sa pagbuo ng actin microfilaments na kasangkot sa pagbuo ng cell constriction sa dulo ng telophase.
Polyploidy - ang pagbuo ng mga cell na may mas mataas na nilalaman ng DNA. Ang ganitong mga polyploid cell ay lumilitaw bilang isang resulta ng kumpletong kawalan o hindi kumpleto ng mga indibidwal na yugto ng mitosis. Ang paglitaw ng polyploid somatic cells maaaring maobserbahan nang normal na may blockade ng cell division. Sa atay ng mga adult na mammal, bilang karagdagan sa diploid, tetra- at octaploid (4 n at 8 n) na mga cell, pati na rin ang mga binuclear na selula ng iba't ibang antas ng ploidy, ay matatagpuan.
Ang proseso ng polyploidization ng mga cell na ito ay nangyayari tulad ng sumusunod. Pagkatapos ng S-period, ang mga cell na may 4 s ng DNA ay pumapasok sa mitotic division, dumaan sa lahat ng mga yugto nito, kabilang ang telophase, ngunit huwag magpatuloy sa cytotomy. Kaya, nabuo ang isang binuclear cell (2x2 n). Kung muli itong dumaan sa S-period, ang parehong nuclei sa naturang cell ay maglalaman ng 4 s DNA at 4 n chromosome. Ang nasabing isang binuclear cell ay pumapasok sa mitosis, sa yugto ng metaphase, ang unyon ng chromosomal
set (ang kabuuang bilang ng mga chromosome ay 8 n), at pagkatapos - normal na dibisyon, bilang isang resulta kung saan nabuo ang dalawang tetraploid cells. Ang prosesong ito ng paghahalili ng hitsura ng mga binuclear at uninuclear na mga selula ay humahantong sa paglitaw ng nuclei na may 8 n, 16 n at kahit na 32 n chromosome. Sa katulad na paraan, ang mga polyploid cell ay nabuo sa atay, sa epithelium ng pantog, sa pigment epithelium ng retina, sa mga acinar na seksyon ng salivary at pancreas, at bone marrow megakaryocytes.
Dapat pansinin na ang polyploidization ng mga somatic cells ay katangian ng mga dalubhasang, differentiated na mga cell at hindi nangyayari sa mga proseso ng generative tulad ng embryogenesis (hindi kasama ang mga pansamantalang organo) at ang pagbuo ng mga cell ng mikrobyo; walang polyploidy sa mga stem cell.
Ang proseso ng mitotic cell division ay napaka-sensitibo sa pagkilos ng iba't ibang salik. Ang pinakakaraniwang pag-aresto ng mitosis ay nangyayari sa yugto ng metaphase. Nangyayari ito bilang resulta ng mga pagbabago sa fission spindle. Maraming mga sangkap na humihinto sa mitosis, tulad ng mga cytostatic tulad ng colchicine at colcemid, ang pumipigil sa polymerization ng mga tubulin. Bilang isang resulta, ang mga bagong spindle microtubule ay hindi nabuo, at ang natapos na microtubule ay ganap na disassembled. Sa kasong ito, ang mga mitotic chromosome ay nagtitipon sa gitna ng cell, ngunit hindi bumubuo ng isang metaphase plate, ngunit nakaayos nang walang anumang pagkakasunud-sunod (K-mitosis). Ang mga katulad na resulta ay ginawa ng pagkilos ng mga inhibitor ng ATP synthesis (dinitrophenol, oligomycin) at isang bilang ng mga nakakalason na sangkap (mercaptoethanol) sa cell. Kung ang pagkilos ng mga salik na ito ay panandalian, kung gayon ang pagpapanumbalik ng spindle microtubule at cell division ay posible. Sa ilalim ng katamtamang impluwensya, maaaring hindi mamatay ang mga cell, at kung walang mitosis, maaari silang pumasok sa susunod na cell cycle. Sa kasong ito, ang hindi nahahati na mga chromosome ay nag-decondense, isang bagong nuclear envelope at isang bago, ngunit mayroon nang tetraploid, nucleus ay nabuo, na pumasa sa G 1 phase. Ito ay kung paano lumitaw ang mga polyploid cell sa ilalim ng pagkilos ng colchicine.
Kasama rin sa mga anomalya ng cell division ang multipolar mitoses. Sa kasong ito, hindi isang bipolar spindle ang nabuo sa metaphase, ngunit isang spindle na may tatlo o apat na pole. Ang ganitong anomalya ay nauugnay sa mga dysfunction ng centrioles: ang diplosome ay nahahati sa dalawang aktibong monocentrioles. Ang mga pagbabagong ito ay maaaring mangyari nang kusang-loob (na karaniwan para sa mga selula ng tumor) o pagkatapos ng pagkakalantad sa iba't ibang mga inhibitor ng mitotic division. Ang abnormal na tatlo at apat na poste na mitotic figure na ito ay maaaring pumasok sa anaphase at lumahok sa divergence ng mga chromosome sa mga pole, na sinusundan ng cytotomy na may pagbuo ng 3 o 4 na mga cell. Sa mga kasong ito, walang pare-parehong pamamahagi ng mga chromosome, at ang mga resultang cell ay naglalaman ng mga random at pinababang set ng mga chromosome. Ang mga cell na may abnormal na bilang ng mga chromosome ay tinatawag na aneuploid. Ang mga selulang ito ay karaniwang mabilis na namamatay.
Ang mga paglabag sa mitotic division ay maaaring nauugnay sa mga pagbabago sa istruktura sa mga chromosome mismo. Kaya, ang pagkakalantad sa iba't ibang anyo ng nagniningning na enerhiya (ultraviolet light, X-ray, atbp.) o iba't ibang mga alkylating compound (mustard gas, cytostatics) ay maaaring humantong sa mga kaguluhan sa istraktura ng mga chromosome at mga pagbabago sa kurso ng mitosis. Bilang resulta ng gayong mga impluwensya, nangyayari ang tinatawag na chromosomal aberrations. Ang mga ito ay maaaring mga pagtanggal - pagkawala ng mga seksyon ng chromosome, inversion - muling pagsasaayos ng mga seksyon ng chromosome, pagsasalin - paglipat ng mga seksyon mula sa isang chromosome patungo sa iba.
Kapag nasira ang isang chromosome, ang bahagi nito na hindi nagdadala ng sentromere, ay hindi nakikilahok sa chromosome division, nahuhuli sa pangunahing masa ng mga chromosome at aksidenteng napupunta sa isa sa mga anak na selula. Ang nasabing fragment ng chromosome sa interphase ay sakop ng sarili nitong nuclear envelope (lumilitaw ang isang karagdagang micronucleus). Malinaw na sa kasong ito ang parehong mga cell ng anak na babae ay magiging aneuploid.
Sa ibang mga kaso, bilang resulta ng pagsasama-sama ng dalawang nasirang chromosome, isang chromosome ang bumangon, ngunit may dalawang centromeres na umaabot sa magkabilang pole. Kasabay nito, ang isang "tulay" ay makikita sa pagitan ng dalawang grupo ng mga chromosome sa anaphase at sa telophase, at lumilitaw ang isang stretch aberrant chromosome.
4.4. TUGUNAN NG CELL SA MGA PANLABAS NA IMPLUWENSYA
Ang katawan at mga selula nito ay patuloy na nakalantad sa iba't ibang uri ng kemikal, pisikal o biogenic na mga kadahilanan. Ang mga salik na ito ay maaaring magdulot ng pangunahing pinsala sa isa o higit pang cellular na istruktura, na humahantong naman sa mga functional disorder. Depende sa intensity ng lesyon, tagal at kalikasan nito, maaaring iba ang kapalaran ng cell. Ang mga cell na nagbago bilang isang resulta ng pinsala ay maaaring umangkop, umangkop sa nakakaimpluwensyang salik, makabawi, muling i-activate pagkatapos alisin ang nakakapinsalang epekto, o magbago nang hindi maibabalik at mamatay. Iyon ang dahilan kung bakit ang mga functional at morphological pattern ng mga cell sa mga estadong ito ay lubhang magkakaibang. Ang mga cell ay tumutugon sa iba't ibang mga kadahilanan sa nababalik na pinsala na may ilang mga pagbabago. Ang isa sa mga pagpapakita ng pangkalahatang tugon ng cellular sa pinsala ay isang pagbabago sa kakayahan ng cell na magbigkis ng iba't ibang mga tina. Kaya, ang mga normal na selula, na sumisipsip ng mga tina na natunaw dito mula sa extracellular medium, ay nagdeposito sa kanila sa anyo ng mga butil. Ang ganitong granulation ay nangyayari sa cytoplasm, habang ang nucleus ay nananatiling walang kulay. Kapag ang mga cell ay nasira ng maraming pisikal (pagpainit, presyon) o kemikal na mga kadahilanan (mga pagbabago sa pH ng medium, pagdaragdag ng alkohol o iba pang ahente ng denaturing), granulation
umiikli, ang cytoplasm at nucleus ay diffuse na nabahiran ng dye na tumagos sa cell. Kung ang pagkilos ng kadahilanan ay nababaligtad at kapag ito ay naalis, ang cell ay bumalik sa normal, pagkatapos ay ang kakayahang bumuo ng mga butil ay naibalik muli. Sa iba't ibang pinsala sa cell, ang oxidative phosphorylation ay bumaba nang malaki: humihinto ang synthesis ng ATP at tumataas ang pagkonsumo ng oxygen. Ang mga nasirang cell ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagtaas ng mga proseso ng glycolytic, pagbaba sa dami ng ATP, at pag-activate ng proteolysis. Ang kabuuan ng mga hindi tiyak na nababaligtad na mga pagbabago sa cytoplasm na nangyayari sa ilalim ng impluwensya ng iba't ibang mga ahente ay itinalaga ng terminong "paranecrosis" (D. N. Nasonov, V. Ya. Aleksandrov, 1940).
Sa ilalim ng iba't ibang impluwensya sa cell, ang pinakamadalas na pagbabago sa istraktura ng nucleus ay ang condensation ng chromatin, na maaaring sumasalamin sa pagbagsak ng mga nuclear synthetic na proseso. Sa pagkamatay ng cell, nangyayari ang pagsasama-sama ng chromatin, lumilitaw ang mga magaspang na clots sa loob ng nucleus (pycnosis), na kadalasang nagtatapos sa pagkawatak-watak sa mga bahagi (karyorrhexis) o paglusaw ng nucleus (karyolysis). Ang nucleoli, kapag ang synthesis ng rRNA ay pinigilan, bumababa sa laki, nawawala ang mga butil, at fragment.
Ang pinakakaraniwang mga pagbabago sa nuclear membrane ay kinabibilangan ng pagpapalawak (edema) ng perinuclear space, ang tortuosity ng contour ng nuclear membrane, na kadalasang pinagsama sa nuclear pycnosis. Sa mga unang yugto ng pinsala, ang mga cell ay kadalasang nakakakuha ng spherical na hugis at nawawala ang maraming cellular outgrowth at microvilli. Sa hinaharap, sa kabaligtaran, ang mga pagbabago sa plasmolemma ay nabawasan sa hitsura ng iba't ibang mga outgrowth o maliliit na bula sa ibabaw ng cell.
Sa mga unang yugto ng kaguluhan ng oxidative phosphorylation, ang mitochondrial matrix ay nagkontrata at ang ilang pagpapalawak ng intermembrane space ay nangyayari. Sa hinaharap, ang ganitong uri ng reaksyon ng mitochondria ay maaaring mapalitan ng kanilang pamamaga, na karaniwan sa iba't ibang uri ng mga pathological na pagbabago sa mga selula. Kasabay nito, ang mitochondria ay kumukuha ng isang spherical na hugis at pagtaas ng laki, ang matrix ay nagiging natubigan, ito ay nagiging magaan. Ang pamamaga ng mitochondria ay kadalasang sinasamahan ng pagbawas sa bilang at laki ng cristae. Sa hindi maibabalik na pinsala sa mitochondria, ang kanilang mga lamad ay nasira, ang matrix ay humahalo sa hyaloplasm.
Ang endoplasmic reticulum ay kadalasang sumasailalim sa vacuolization at disintegration sa maliliit na vesicle. Kasabay nito, ang bilang ng mga ribosome sa mga lamad ng network ay bumababa, na malinaw na nagpapahiwatig ng pagbawas sa synthesis ng protina. Ang mga tangke ng Golgi complex ay maaaring tumaas ang volume o masira sa maliliit na vacuoles. Sa mga nasirang selula, ang mga lysosome ay isinaaktibo, at ang bilang ng mga autophagolysosome ay tumataas. Sa matinding pinsala sa cellular, ang mga lamad ng lysosome ay nasira at ang lysosomal hydrolases ay nagsisimulang sirain ang mga cell mismo - nangyayari ang cell lysis.
Kapag ang isang cell ay nasira, ang mitotic activity nito ay bumababa nang husto. Ang mga cell ay madalas na naantala sa iba't ibang yugto ng mitosis, pangunahin dahil sa isang paglabag sa mitotic apparatus, na napaka-sensitibo sa mga pagbabago sa intracellular na kapaligiran.
Kung ang mga pagbabago sa cell ay hindi pa masyadong lumayo, ang pag-aayos ng cellular damage ay nangyayari, ang pagbabalik ng cell sa isang normal na antas ng pagganap. Ang mga proseso ng pagpapanumbalik ng mga istruktura ng intracellular ay tinatawag intracellular regeneration.
Ang pag-aayos ng cell ay kumpleto, kapag ang lahat ng mga katangian ng mga cell na ito ay naibalik, o hindi kumpleto. Sa huling kaso, pagkatapos maalis ang pagkilos ng nakakapinsalang kadahilanan, ang isang bilang ng mga function ng cell ay na-normalize, ngunit pagkaraan ng ilang sandali ang mga cell ay namamatay nang walang anumang epekto. Ito ay lalo na madalas na sinusunod sa mga sugat ng cell nucleus.
Ang pinsala sa mga selula ng panlabas at intraorganism na mga kadahilanan ay maaaring humantong sa mga kaguluhan sa regulasyon ng kanilang metabolismo. Sa kasong ito, ang intensive deposition o, sa kabaligtaran, ang resorption ng isang bilang ng mga cellular inclusions ay nangyayari. Bilang karagdagan, mayroong isang paglabag sa regulasyon ng cell membrane permeability, na humahantong sa vacuolization ng mga organelles ng lamad. Sa pathological anatomy, ang mga naturang pagbabago sa istraktura ng mga cell ay tinatawag na dystrophies. Kaya, halimbawa, na may mataba na pagkabulok, ang mga mataba na inklusyon ay naipon sa mga selula. Kadalasan sa cytoplasm ng mga binagong selula, ang mga akumulasyon ng mga lipoprotein complex ay matatagpuan, na mukhang mga layer ng multilayer na lamad. Ang paglabag sa mga proseso ng regulasyon ng metabolismo ng asukal ay humahantong sa pathological deposition at akumulasyon ng glycogen (carbohydrate degeneration), na malamang na nauugnay sa isang kakulangan ng enzyme na sumisira sa glycogen (glucose-6-phosphatase). Kadalasan sa mga binagong selula ng mga hayop mayroong isang pagtitiwalag ng iba't ibang mga pigment, mga butil ng protina (protina dystrophy), atbp.
Ang mga karamdaman ng pagdadalubhasa, ang isa ay ang malignant na paglaki ng tumor, ay maaaring maging isang espesyal na anyo ng pathological na pagkagambala ng mga proseso ng regulasyon. Ang mga selula ng tumor ay nailalarawan sa pamamagitan ng hindi pagpigil, hindi pinigilan na pagpaparami, may kapansanan sa antas ng pagkita ng kaibhan, mga pagbabago sa istraktura ng cell, kamag-anak na awtonomiya mula sa mga impluwensya ng regulasyon mula sa katawan, at ang kakayahang mag-metastasize. Ang lahat ng mga pag-aari na ito ay pinanatili ng mga selula ng tumor mula sa henerasyon hanggang sa henerasyon, ibig sabihin, ang mga katangian ng malignancy ay isang namamana na katangian ng naturang mga selula. Samakatuwid, ang mga selula ng kanser ay inuri bilang mga mutant na may binagong istrukturang genetic; ito ay ang pagbabago sa genotype ng cell na maaaring ipaliwanag ang tuluy-tuloy na paghahatid ng may sira (sa mga tuntunin ng regulasyon) na impormasyon sa mga anak na selula.
Sa hindi maibabalik na pinsala, ang mga selula ay namamatay. Napakahirap tukuyin ang sandali ng pagkamatay ng cell (tulad ng pagkamatay ng isang buong organismo), dahil ang pagkamatay ay hindi isang beses na kababalaghan, ngunit isang proseso.
4.5. KAMATAYAN NG CELL
Mayroong dalawang pangunahing morphological form ng cell death - nekrosis at apoptosis (Fig. 4.31).
Ang nekrosis ay pangunahing sanhi ng iba't ibang panlabas na salik, kemikal o pisikal, na direkta o hindi direktang nakakaapekto sa pagkamatagusin ng lamad o cellular energy. Sa lahat ng mga kasong ito, ang isang medyo monotonous na pagkakasunud-sunod ng mga paglabag sa mga cellular function at istruktura ay sinusunod. Ang karaniwang bagay ay ang isang pagbabago sa ionic na komposisyon ay nangyayari sa cell, pamamaga ng mga organelles, pagtigil ng synthesis ng ATP, mga protina, nucleic acid, pagkasira ng DNA, pag-activate ng lysosomal enzymes ay sinusunod, na sa huli ay humahantong sa cell dissolution - lysis .
apoptosis ay maaaring mangyari nang walang pangunahing pagkagambala ng cellular metabolism. Kasabay nito, bilang isang resulta ng pagkakalantad sa iba't ibang mga stimuli, ang pag-activate ay nangyayari sa nucleus ng ilang mga gene na responsable para sa pagsira sa sarili ng cell. Ang programa ng naturang pagsira sa sarili (programmed cell death) ay maaaring i-activate bilang isang resulta ng impluwensya ng mga molekula ng signal sa cell (kadalasan ito ay iba't ibang mga kadahilanan ng protina o iba't ibang mga hormone). Kaya, ang ilang mga leukocytes ay namamatay sa ilalim ng pagkilos ng mga glucocorticoids sa kanila. Ang activation ng self-destruction genes ay maaaring sanhi ng pagtigil ng paggawa ng regulatory signal. Halimbawa, pagkatapos alisin ang mga testicle, ang mga selula ay ganap na namamatay. prostate. Ang apoptosis ay sinusunod sa panahon ng normal na pag-unlad ng embryonic ng organismo. Kaya, ang mga selula ng tadpole tissue ay namamatay bilang resulta ng pag-activate ng prosesong ito ng mga hormone. Ang mga cell ng embryonic anlage ay namamatay, halimbawa, ang mga cell ng duct ng pangunahing bato, mga neuroblast ng peripheral ganglia, atbp. Sa pang-adultong organ
kanin. 4.31. Mga paraan ng pagkamatay ng cell:
a- nekrosis; b- apoptosis. Mga paliwanag sa teksto
mga cell ng mammary gland sa panahon ng involution nito, ang mga cell ng corpus luteum ng ovary ay sumasailalim sa apoptosis.
Ang sanhi ng pagkamatay ng cell sa panahon ng apoptosis ay ang pag-activate ng isang cascade ng latent proteinases - caspases. May mga initiating at effector caspases. Higit sa 60 iba't ibang mga protina ang nagsisilbing substrate para sa pagkilos ng mga activated caspases. Ito, halimbawa, ay isang kinase ng mga focal adhesive na istruktura, ang hindi aktibo na kung saan ay humahantong sa paghihiwalay ng mga apoptotic na mga cell mula sa mga kalapit na mga sa epithelium; ito ay mga lamin, na, sa ilalim ng pagkilos ng mga caspases, ay disassembled, na humahantong sa budding ng nuclei; ito ay mga cytoskeletal na protina, ang pagkasira nito ay nagdudulot ng pagbabago sa hugis ng mga selula at ang kanilang pagkawatak-watak sa mga fragment - mga apoptotic na katawan; ito ay isang activated endonuclease na nagiging sanhi ng pagkapira-piraso ng DNA, atbp.
Morphologically, ang proseso ng apoptosis ay makabuluhang naiiba mula sa nekrosis. Sa mga unang yugto nito, mayroong isang pagtaas sa antas ng calcium sa cytoplasm, ngunit sa parehong oras, ang mga organelles ng lamad ay hindi nagbabago, ang RNA at synthesis ng protina ay hindi bumababa. Mamaya sa nucleus, ang chromatin ay nag-condense, na bumubuo ng mga magaspang na pinagsama-samang kahabaan ng periphery ng nucleus. Ang nuclei ay nagsisimulang magpira-piraso, maghiwa-hiwalay sa "micronuclei", na ang bawat isa ay natatakpan ng isang nuclear envelope. Pagkatapos, o kasabay nito, ang cytoplasm ay nagsisimula ring magpira-piraso. Ang malalaking fragment ay hiwalay sa cell, kadalasang naglalaman ng "micronuclei". Ito ang mga tinatawag na apoptikong katawan. Ang mga apoptikong katawan ay karaniwang nilalamon ng mga kalapit na selula o phagocytes, at sumasailalim din sa pangalawang necrotic na pagbabago at kalaunan ay natutunaw.
mga tanong sa pagsusulit
1. Ilarawan ang paksa at mga gawain ng cytology, ang kahalagahan nito para sa praktikal na gamot.
Anatomy at physiology bilang mga agham na nag-aaral sa mga istruktura at mekanismo ng pagtugon sa mga pangangailangan ng tao. Ang tao bilang isang biosocial na nilalang. Anatomical at physiological na aspeto ng mga pangangailangan ng tao. Ang tao bilang isang paksa ng pag-aaral ng anatomy at physiology
Anatomy at Physiology tao - ang mga pangunahing paksa ng teoretikal at praktikal na pagsasanay ng mga manggagawang pangkalusugan. Ang anatomy ay ang agham ng anyo, istraktura at pag-unlad ng katawan. Ang pangunahing paraan ng anatomy ay ang dissection ng bangkay (anatemne - dissection). Pinag-aaralan ng anatomy ng tao ang hugis at istraktura ng katawan ng tao at mga organo nito. Pinag-aaralan ng physiology ang mga function at proseso ng katawan, ang kanilang relasyon. Anatomy at physiology - ang mga bahagi ng biology, ay nabibilang sa biomedical sciences. Anatomy at pisyolohiya - ang teoretikal na pundasyon ng mga klinikal na disiplina. Ang pangunahing batayan ng medisina ay ang pag-aaral ng katawan ng tao. "Ang anatomya sa alyansa sa pisyolohiya ay ang reyna ng medisina" (Hippocrates). Ang katawan ng tao ay isang mahalagang sistema, lahat ng bahagi nito ay magkakaugnay at sa kapaligiran. Sa mga unang yugto ng pag-unlad ng anatomy, isang paglalarawan lamang ng mga organo ng katawan ng tao, na sinusunod sa panahon ng autopsy ng mga bangkay, ay isinagawa, kaya lumitaw ang naglalarawang anatomy. Sa simula ng ika-20 siglo, lumitaw ang sistematikong anatomya, dahil. Ang katawan ay nagsimulang pag-aralan ng mga organ system. Sa panahon ng mga interbensyon sa kirurhiko, kinakailangan upang tumpak na matukoy ang lokasyon ng mga organo, kaya lumitaw ang topographic anatomy. Isinasaalang-alang ang mga kahilingan ng mga artista, isang plastik na anatomya, na naglalarawan sa mga panlabas na anyo, ay nakatayo. Pagkatapos ay nabuo ang functional anatomy, dahil. nagsimulang isaalang-alang ang mga organo at sistema kaugnay ng kanilang mga tungkulin. Ang seksyon na nag-aaral ng motor apparatus ay nagbigay ng dynamic na anatomy. Pinag-aaralan ng age anatomy ang mga pagbabago sa mga organo at tisyu na may kaugnayan sa edad. Comparative studies ang pagkakatulad at pagkakaiba ng katawan ng tao at hayop. Mula nang maimbento ang mikroskopyo, umunlad ang mikroskopikong anatomya.
1. naglalarawan
2. sistematiko
3. topograpiya
4. plastik
5. functional
6. dinamiko
7. edad
8. pahambing
9. mikroskopiko
10. pathological
Mga pamamaraan ng anatomya:
- dissection, autopsy, dissection sa isang bangkay na may scalpel sa isang bangkay.
- pagmamasid, pagsusuri ng katawan gamit ang mata - macroscopic anatomy
- pagsusuri gamit ang isang mikroskopyo - mikroskopiko anatomya
- gamit ang mga teknikal na paraan (X-ray, endoscopy)
- paraan ng pag-iniksyon ng mga tina sa mga organo
- paraan ng kaagnasan (paglusaw ng mga tisyu at mga sisidlan, ang mga lukab nito ay napuno ng hindi matutunaw na masa)
Pisyolohiya- pang-eksperimentong agham. Para sa mga eksperimento, ginagamit ang mga paraan ng pangangati, pag-alis, paglipat ng organ, fistula.
Ang ama ng pisyolohiya ay Sechenov (transportasyon ng mga gas sa pamamagitan ng dugo, mga teorya ng pagkapagod, aktibong pahinga, sentral na pagsugpo, aktibidad ng reflex ng utak).
Mga Seksyon ng Pisyolohiya:
1. medikal
2. edad (gerontology)
3. pisyolohiya ng paggawa
4. sports physiology
5. nutritional physiology
6. pisyolohiya ng matinding kondisyon
7. pathophysiology
Pangunahing mga pamamaraan ng pisyolohiya ay: eksperimento at pagmamasid. Ang eksperimento (eksperimento) ay maaaring talamak, talamak at walang interbensyon sa kirurhiko.
1. Acute - vixia (live cutting) - Harvey 1628. Humigit-kumulang 200 milyong hayop na pang-eksperimento ang namatay sa kamay ng mga eksperimento.
2. Talamak - Basov 1842 - sa mahabang panahon na pinag-aaralan ang pag-andar ng katawan. Unang ginawa sa isang aso (gastric fistula).
3. Nang walang interbensyon sa kirurhiko - ika-20 siglo - pagpaparehistro ng mga potensyal na elektrikal ng mga gumaganang organo. Pagtanggap ng impormasyon nang sabay-sabay mula sa maraming mga katawan.
Pinag-aaralan ng mga seksyong ito ang isang malusog na tao - normal na anatomya at pisyolohiya.
Ang tao ay isang biosocial na nilalang. Ang isang organismo ay isang biological system na pinagkalooban ng katalinuhan. Ang mga batas ng buhay (self-renewal, self-reproduction, self-regulation) ay likas sa isang tao. Ang mga pattern na ito ay natanto sa tulong ng mga proseso ng metabolic at enerhiya, pagkamayamutin, pagmamana at homeostasis - medyo pabago-bagong katatagan. panloob na kapaligiran organismo. Ang katawan ng tao ay multilevel:
molekular
cellular
tissue
organ
sistematiko
Ang relasyon sa katawan ay nakakamit sa pamamagitan ng nerbiyos at humoral na regulasyon. Ang isang tao ay patuloy na may mga bagong pangangailangan. Mga paraan upang masiyahan sila: kasiyahan sa sarili o sa tulong ng labas.
Mga mekanismo ng kasiyahan sa sarili:
congenital (mga pagbabago sa metabolismo, trabaho lamang loob)
Nakuha (nakakamalay na pag-uugali, mga reaksyon sa isip)
Nangangailangan ng Mga Istraktura ng Kasiyahan:
1. executive (respiratory, digestive, excretory)
2. regulatory (kinakabahan at endocrine)
Ang katawan ng tao ay nahahati sa mga bahagi:
katawan ng tao
limbs
Sistema ng organ- isang pangkat ng mga organo na magkatulad sa pinagmulan, istraktura at mga tungkulin. Ang mga organo ay matatagpuan sa mga cavity na puno ng likido. Nakikipag-usap sila sa panlabas na kapaligiran. Ang hanay ng mga anatomical na termino na tumutukoy sa posisyon ng mga organo sa katawan at ang kanilang direksyon ay ang anatomical nomenclature.
May kondisyong isinasagawa sa katawan ng tao mga linya at eroplano:
- frontal (parallel sa linya ng noo)
- sagittal (patayo sa linya ng noo)
- medial (dumadaan sa gitna ng katawan)
Ang mga organo ay nailalarawan na may kaugnayan sa mga palakol at eroplano:
1. proximal (itaas)
2. distal (ibaba)
3. ventral (posterior)
4. dorsal (likod, likod)
5. medial (mas malapit sa midline)
Mga uri ng katawan:
brachymorphic - maikli at malalawak na tao, malaki ang puso, malapad ang baga, mataas ang dayapragm
dolichomorphic - mahabang buto, ang puso ay nakatayo nang tuwid, ang mga baga ay mahaba, ang dayapragm ay mababa
Ang pagpapagaling ay lumitaw bago lumitaw ang unang impormasyon tungkol sa istraktura ng katawan ng tao at hayop. Noong sinaunang panahon, ang autopsy ng mga hayop ay isinasagawa sa panahon ng mga sakripisyo at pagluluto, ang autopsy ng isang tao sa panahon ng pag-embalsamo. Nakamit ng medisina sa sinaunang Greece ang hindi pa nagagawang tagumpay para sa panahong iyon. Sa unang pagkakataon, lumitaw ang tumpak na impormasyon tungkol sa istraktura ng katawan kasama ng doktor at pilosopo na si Hippocrates. Unang tinawag ni Aristotle ang puso bilang pangunahing organ na nagpapakilos ng dugo. Ang paaralan ng Alexandria ay may malaking kahalagahan para sa pagpapaunlad ng medisina at anatomya. pinahintulutan ang mga manggagamot nito na hiwain ang mga bangkay para sa mga layuning siyentipiko. Sa simula ng ating panahon, ang lupa ay inihanda para sa pagpapaunlad ng medisina.
Nilikha ni Claudius Galen ang unang teorya ng sirkulasyon ng dugo: ang atay ay ang sentral na hematopoietic organ, at ang puso ang pangunahing circulator sa katawan. Sa mga bansa sa Kanluran at Silangan, nangingibabaw ang mga pagbabawal sa relihiyon, na humadlang sa pag-unlad ng medisina. Si Abu - Ali - Ibn - Sina (Avicenna) - isang Tajik scientist - ay nakolekta ang lahat ng kilalang impormasyon tungkol sa medisina noong panahong iyon sa aklat na "Introduction to Anatomy and Physiology". Ang mga espesyal na paaralan ay lumitaw sa France at Italy. Si Andreas Vesalius (1514-1564), isang Belgian na siyentipiko noong panahong iyon, ay itinuturing na tagapagtatag ng modernong anatomy. Siya, na nanganganib sa kanyang buhay, nakakuha ng mga bangkay para sa pag-aaral sa mga sementeryo at, batay sa kanyang sariling dissection, nilikha ang gawaing "pitong libro sa istraktura ng katawan ng tao." Si Hippocrates ay itinuturing na lolo ng anatomy. Pinabulaanan nina Servetus at Harvey ang teorya ng sirkulasyon ni Galen. Tamang inilarawan ni Servetus ang pulmonary circulation, Harvey - ang malaki. Ang pagtuklas ni Malpighi ng mga capillary (1661) ay mahalaga para sa pag-apruba ng mga teoryang ito. Inilarawan ni Azelio ang mga lymphatic vessel sa mesentery ng isang aso. Napakahalaga para sa pag-unlad ng pisyolohiya ay ang pagtuklas sa ika-1 kalahati ng ika-18 siglo ng reflex ng French physiologist na si Rene Descartes at ang teorya ni Darwin na ang mga organismo ay umuunlad sa proseso ng ebolusyon sa ilalim ng impluwensya ng pakikibaka para sa pagkakaroon, natural na pagpili at pagmamana. Noong 1839, natuklasan ni Schwann ang teorya ng cellular ng mga organismo, kung saan pinatunayan niya na ang mga bagong selula ay nabuo sa pamamagitan ng paghahati ng mga selula ng ina, ang mga selula ng hayop ay naiiba sa mga selula ng halaman ... Noong ika-17 siglo, ang unang medikal na paaralan ay nilikha sa Moscow sa ilalim ng apothecary utos. Ang tagapagtatag ng unang anatomical na paaralan - Zagorsky, ang kanyang mag-aaral - Buyalsky - propesor ng departamento ng anatomy - iminungkahi ng isang paraan para sa pag-embalsamo ng mga bangkay. Ang nagtatag ng topographic anatomy - Pirogov N.I. - nakabuo ng isang paraan ng sunud-sunod na pagputol ng mga nakapirming bangkay upang pag-aralan ang topograpiya ng mga organo. Ang pagbuo ng anatomy ay pinadali ng mga gawa ng Mechnikov, Bekhterev, Timiryazev, Severtsov, Vorobyov, Stefanis, Zernov.
Si Vorobyov ay bumuo ng isang paraan ng pananaliksik sistema ng nerbiyos gamit ang isang binocular loupe na may pre-treatment ng materyal na may mga solusyon ng mahina acids.
Si Zbarsky, kasama si Zernov, ay bumuo ng paraan ng pag-embalsamo (Lenin). Si Tonkov, kasama ang kanyang mga mag-aaral, ay nagsagawa ng mga eksperimento at pag-aaral ng vascular system. Pinag-aralan ni Shevkunenko ang mga daluyan ng dugo at peripheral nerves. Ang mga nakamit sa pag-aaral ng lymphatic system ay nauugnay sa mga pangalan ng Iosifov, Stefanis, Zhdanov.
Ang mga makabuluhang resulta ay nakuha dahil sa pagtuklas ng mga bagong pamamaraan ng electrical recording ng mga aktibidad ng mga organo. Ang pag-aaral ng regulasyon ng nerbiyos ay isa sa mga pinakadakilang tagumpay ng pisyolohiya noong ika-19 na siglo (Sechenov - ang proseso ng pagsugpo, 1862). Sa simula ng ika-20 siglo, nilikha ni I.P. Pavlov ang doktrina ng GNI at dalawang sistema ng signal. Natuklasan ni Posnikov ang mga sanhi ng kamatayan sa antas ng organ. Claude Bernard - tungkol sa panloob na kapaligiran ng katawan (pH), Ovsyannikov - s / s center, Sechenov - paglipat ng gas ng dugo, pagkapagod, aktibong pahinga, sentro ng pagsugpo, aktibidad ng reflex ng utak, Vvedensky - pagpaparehistro ng biopotentials, parabiosis. 1889 - Lunin - ang pagtuklas ng mga bitamina, Anokhin - mga functional system.
Ang mga kontribusyon ni Pavlov sa pag-aaral ng pisyolohiya ng sirkulasyon ng dugo at panunaw ay napakalaki din. Siya at ang kanyang mga mag-aaral ay bumuo ng isang paraan ng physiological surgery. Sa kasalukuyan, malaking tagumpay ang nakamit sa pag-aaral ng mga prosesong pisyolohikal na nagaganap sa mga indibidwal na selula at ang kanilang mga elemento sa istruktura. Ang mga pagsulong sa electrophysiology ay malapit na nauugnay sa paggamit ng electronics at radio engineering. Ang mga pag-aaral ng electrophysiological ay nakakuha ng malaking kahalagahan sa medisina (electrocardiography, electroencephalography).
Lecture number 2. "Mga Batayan ng Cytology - Cell".
Ang multicellular organism ay binubuo ng mga cell at intercellular substance. Ang cell ay ang elementarya na yunit ng buhay. Ito ang batayan ng istraktura, pag-unlad at buhay. Natuklasan ni Schwann noong 1839 ang teorya ng cellular (nagpaparami sila sa pamamagitan ng dibisyon, kung ang cell ay nawala ang nucleus, pagkatapos ay nawalan ito ng kakayahang hatiin - ang erythrocyte). Ang mga cell ay naglalaman ng mga protina, carbohydrates, lipids, salts, enzymes at tubig. Ang cell ay nahahati sa cytoplasm at nucleus. Kasama sa cytoplasm hyaloplasm, organelles at inclusions. Nucleus matatagpuan sa gitna ng cell at pinaghihiwalay ng isang dalawang-layer na lamad. Mayroon itong spherical o pahabang hugis. Ang shell - ang karyolemma - ay may mga pores na kinakailangan para sa pagpapalitan ng mga sangkap sa pagitan ng nucleus at ng cytoplasm. Ang mga nilalaman ng nucleus ay likido - karyoplasm, na naglalaman ng mga siksik na katawan - nucleoli. Ang mga ito ay butil - ribosom. Ang bulk ng nucleus - nuclear proteins - nucleoproteins, sa nucleoli - ribonucleoproteins, at sa karyoplasm - deoxyribonucleoproteins. Ang cell ay natatakpan ng isang lamad ng cell, na binubuo ng mga molekula ng protina at lipid na may istrukturang mosaic. Tinitiyak ng lamad ang pagpapalitan ng mga sangkap sa pagitan ng cell at ng intercellular fluid.
EPS- isang sistema ng mga tubules at cavities, sa mga dingding kung saan mayroong mga ribosome na nagbibigay ng synthesis ng protina. Ang mga ribosome ay maaari ding malayang matatagpuan sa cytoplasm.
Mitokondria- dalawang-lamad na organelles, ang panloob na lamad na kung saan ay may mga outgrowth - cristae. Ang mga nilalaman ng cavities ay ang matrix. Ang mitochondria ay naglalaman ng isang malaking bilang ng mga lipoprotein at enzymes. Ito ang mga istasyon ng enerhiya ng cell.
Golgi apparatus (1898)- isang sistema ng mga tubules, gumaganap ng excretory function sa cell.
Cell Center- isang spherical siksik na katawan - ang centrosphere - sa loob kung saan mayroong 2 katawan - centrioles na konektado sa pamamagitan ng isang tulay. Nakikilahok sa paghahati ng cell.
Mga lysosome- bilog o hugis-itlog na mga pormasyon na may pinong butil na mga nilalaman. Nagsasagawa sila ng digestive function.
Ang pangunahing bahagi ng cytoplasm ay hyaloplasm.
Ang mga intracellular inclusion ay mga protina, taba, glycogen, bitamina at pigment.
Ang mga pangunahing katangian ng cell:
metabolismo
pagkamapagdamdam
kakayahang magparami
Ang cell ay nabubuhay sa panloob na kapaligiran ng katawan - dugo, lymph at tissue fluid. Ang mga pangunahing proseso sa cell ay oksihenasyon, glycolysis - ang pagkasira ng carbohydrates na walang oxygen. Ang pagkamatagusin ng cell ay pumipili. Ito ay tinutukoy ng reaksyon sa mataas o mababang konsentrasyon ng asin, phago- at pinocytosis. Secretion - ang pagbuo at pagtatago ng mga cell ng mucus-like substance (mucin at mucoids), na nagpoprotekta laban sa pinsala at lumahok sa pagbuo ng intercellular substance.
Mga uri ng paggalaw ng cell:
1. amoeboid (false legs) - leukocytes at macrophage.
2. sliding - fibroblasts
3. flagellate type - spermatozoa (cilia at flagella)
Cell division.
1. hindi direkta (mitosis, karyokinesis, meiosis)
2. direkta (amitosis)
Sa panahon ng mitosis, ang nuclear substance ay ipinamamahagi nang pantay-pantay sa pagitan ng mga cell ng anak na babae, dahil Ang chromatin ng nucleus ay puro sa mga chromosome, na nahati sa dalawang chromatids, na nagdidiver sa mga daughter cell.
Mga yugto ng mitosis:
1. Prophase (chromosome sa nucleus sa anyo ng mga bilog na katawan, ang cell center ay tumataas at tumutuon malapit sa nucleus, chromosome form at ang nucleoli dissolve)
2. Metaphase (nahati ang mga chromosome, natutunaw ang nuclear envelope, ang cell center ay pumasa sa spindle of division, ang mga chromosome ay bumubuo ng isang equatorial plate sa ekwador, ang mga longitudinal thread ay nabuo sa kanila)
3. Anaphase (nakakaiba ang mga chromosome ng anak na babae patungo sa mga pole, ang cytoplasm ay nahahati sa equatorial plane)
4. Telophase (nabubuo ang mga anak na babae)
Sa panahon ng pagkahinog ng mga selula ng mikrobyo, ang hanay ng chromosome ay nahahati sa kalahati, at sa pagpapabunga ito ay naibalik muli. Ang pinaikling numero ay haploid, ang buong numero ay diploid. Ang isang tao ay may 46 - 2n. Ang mga cell ng anak na babae ay nakakakuha ng isang set ng mga chromosome na kapareho ng magulang. Ang mga proseso ng pagmamana ay nauugnay sa mga molekula ng DNA. direktang paghahati (amitosis)- paghahati sa pamamagitan ng ligation. Una, nahahati ito sa 2 nuclei, pagkatapos ay ang cytoplasm.
© Afonin Alexey Alekseevich
Dr. S.-x. Sci., Propesor, Kagawaran ng Zoology at Anatomy, Bryansk State University
Ulo Laboratory of Population Cytogenetics Research Institute FiPI BSU
pangunahing pahina ng site GENERAL AND THEORETICAL BIOLOGY http://afonin-59-bio.narod/ru
e-mail: [email protected]
huling update ng pahina 29.04.2010
MGA BATAYAN NG CYTOLOGY
pagpaparami
Cell division. Ikot ng cell. Mitosis. Karyotype
Meiosis. Gametogenesis
Indibidwal na pag-unlad
Panimula sa biology. Mga antas ng organisasyon ng wildlife
Mga Batayan ng Cytology
Cell Chemistry
Mga istrukturang bahagi ng cell
Metabolismo
pagpapalitan ng enerhiya
palitan ng plastik. Photosynthesis
Biosynthesis ng mga protina
Prokaryotes (bakterya)
1. Panimula sa biology. Mga antas ng organisasyon ng wildlife
Biology bilang isang agham pag-aaral ng buhay sa lahat ng mga pagpapakita nito. Mga pangunahing seksyon ng biology. Biology bilang isang natural na pundasyon ng agham para sa iba't ibang larangan ng aktibidad ng tao. Komunikasyon ng biology sa iba pang mga agham.
Kahulugan ng buhay. Ang buhay bilang isa sa pinakamataas na anyo ng paggalaw ng bagay, isa sa mga alternatibong anyo ng pagkakaroon ng layunin na realidad. Mga pangunahing katangian ng mga biological system: metabolismo at pagpaparami ng sarili na may pagbabago.
Mga palatandaan ng biological system. Mataas na antas ng pagkakasunud-sunod. Ang pagkakaroon ng isang genetic na programa ng istraktura, pag-unlad at paggana. Biological system bilang open flow system. Regulasyon sa sarili; puna; homeostasis. Paglago at pag-unlad; pagpapanatili ng pag-unlad. integridad at discreteness. Iba pang mga palatandaan ng buhay.
Maikling paglalarawan ng mga pamantayan ng pamumuhay.
Molecular genetic na antas; imbakan, pagpaparami at paunang pagpapatupad ng namamana na impormasyon; mutasyon.
Antas ng cellular; cell bilang isang elementarya na biological system. Pagkaayos at pagkakaisa ng mga metabolic na proseso sa mga selula.
Ontogenetic (organismo) na antas; pagkumpleto ng pagpapatupad ng namamana na impormasyon sa kurso ng ontogenesis; ontogeny bilang object ng natural selection.
Antas ng populasyon-species; pagkakaiba-iba ng pagpaparami ng mga genotype; pagbabago sa genotypic na istraktura ng mga populasyon; ebolusyon ng species.
Antas ng biogeocenotic; interaksyon ng mga populasyon sa biogeocenoses; ang sirkulasyon ng mga sangkap at ang daloy ng enerhiya sa biogeocenoses; ebolusyon ng biogeocenoses.
antas ng biospheric. Buhay bilang isang cosmic phenomenon. Ebolusyon ng biosphere.
Biology - ang agham ng buhay na kalikasan
Biology (literal - "ang agham ng buhay") - ay isang hanay ng mga agham tungkol sa wildlife. Pinag-aaralan ng biology ang istraktura at paggana ng mga nabubuhay na nilalang, ang kanilang pinagmulan at pag-unlad, ang kanilang pakikipag-ugnayan sa isa't isa at sa walang buhay na kalikasan.
Ang terminong "biology" noong 1802 ay ipinakilala sa malawakang paggamit ni J. B. Lamarck (bagaman ang terminong ito ay ginamit ng ibang mga siyentipiko noon).
Ang mga pangunahing biyolohikal na disiplina ay kinabibilangan ng: botany, zoology, human anatomy at physiology, pati na rin ang mga pangkalahatang biyolohikal na disiplina. Sa loob ng mga pangunahing disiplina, ang mga mas tiyak ay nakikilala, halimbawa, entomology, ichthyology, ornithology, atbp.
Ang mga pangunahing seksyon ng pangkalahatang biology ay kinabibilangan ng mga agham na nag-aaral ng pinaka-pangkalahatang mga pattern ng mga phenomena sa buhay: ang teorya ng ebolusyon, classical genetics, molecular biology, cytology, bioenergetics, developmental biology (embryology), population biology, ecology at ang doktrina ng biosphere.
Ang modernong biology ay ang batayan ng medisina at pangangalagang pangkalusugan. Binubuo ng biology ang natural na siyentipikong pundasyon para sa iba pang uri ng aktibidad ng tao. Halimbawa, ang genetika ay ang teoretikal na batayan ng pag-aanak at agrikultura; Ang paggamit ng genetic data ay ginagawang posible na makabuo ng mga bagong lubos na produktibong lahi ng mga hayop, uri ng halaman at mga strain ng microorganism. Ang ekolohiya ay ang teoretikal na batayan para sa pagsasagawa ng agrikultura, kagubatan at kalakalan, ang teoretikal na batayan para sa pangangalaga sa kalikasan. Kung walang kaalaman sa kapaligiran, imposible ang napapanatiling pag-unlad ng sangkatauhan. Ang microbiology, cytology at genetics ay bumubuo sa batayan ng modernong biotechnologies, na malawakang ginagamit sa industriya, agrikultura at pangangalagang pangkalusugan.
Ang biology ay malapit na nauugnay sa iba pang mga agham: kimika, pisika, heograpiya, matematika, at teknolohiya sa kompyuter. Bilang resulta ng integrasyon ng biology sa iba pang mga agham, ang mga disiplina tulad ng biochemistry, immunology, biophysics, radiology, space biology, biogeography, biological statistics, at iba pa ay lumitaw.
Kahulugan ng buhay
Ang layunin ng pag-aaral ng pangkalahatang biology ay buhay - isa sa pinakamataas na anyo ng paggalaw ng bagay, isa sa mga alternatibong anyo ng pagkakaroon ng layunin na katotohanan.
Kasama sa matter ang lahat ng particle at field na bumubuo sa mundo sa paligid natin. Ang bagay ay patuloy na nagbabago, gumagalaw. Ang mga mas mababang anyo ng paggalaw ng bagay ay kinabibilangan ng pisikal-mekanikal at kemikal, ang mas mataas - biyolohikal at panlipunan.
Ang layunin na katotohanan ay ang lahat na umiiral nang nakapag-iisa sa ating kamalayan, anuman ang ating mga pananaw, kaalaman, pagnanasa. Kasama sa layunin ng katotohanan ang bagay, pati na rin ang perpektong (hindi materyal) na mga phenomena at mga prosesong nauugnay dito, halimbawa, impormasyon. Mula sa isang biyolohikal na pananaw, layunin na katotohanan umiiral nang sabay-sabay sa dalawang alternatibong anyo: buhay at walang buhay.
Ang klasikal na kahulugan ng buhay ay ibinigay ni F. Engels: "Ang buhay ay isang paraan ng pagkakaroon ng mga katawan ng protina, ang mahalagang sandali kung saan ay ang patuloy na pagpapalitan ng mga sangkap sa panlabas na kalikasan na nakapaligid sa kanila, at sa pagtigil ng metabolismo na ito, ang buhay. humihinto din, na humahantong sa pagkabulok ng protina."
Sa kasalukuyan, malawakang ginagamit ang isang system approach para tukuyin ang buhay. Ang isang sistema ay isang hanay ng mga magkakaugnay at nakikipag-ugnayan na mga elemento na nakaayos sa isang tiyak na paraan, na bumubuo ng isang solong kabuuan. Kasabay nito, ang mga katangian ng buong sistema ay hindi mababawasan sa kabuuan ng mga katangian ng mga elementong bumubuo nito.
Sa batayan ng isang sistematikong diskarte, ang isa ay maaaring magbigay ng sumusunod na kahulugan ng buhay (ayon sa M.V. Volkenstein): "Ang mga buhay na katawan na umiiral sa Earth ay bukas, self-regulating at self-reproducing system na binuo mula sa biopolymers - mga protina at nucleic acid. ”
Gayunpaman, ang mga ibinigay na kahulugan ng buhay, batay sa biochemical approach, ay hindi sumasaklaw sa buong iba't ibang pagkakaiba sa pagitan ng nabubuhay at hindi nabubuhay. Ang mga biological system ay may ilang mahahalagang katangian na maaaring hindi matatagpuan sa mga non-living system o makikita bilang isang exception.
Mga katangian at palatandaan ng buhay
Ang mga biological system ay nailalarawan sa pamamagitan ng dalawang pangunahing katangian:
1. Metabolismo. Ang anumang biological system ay isang bukas na sistema. Nangangahulugan ito na hindi ito maaaring umiral nang walang pagpapalitan ng mga kemikal, enerhiya at impormasyon sa panlabas na kapaligiran.
2. Pagpaparami ng sarili na may pagbabago. Ang anumang biological system ay may kakayahang magparami ng sarili nitong uri.
Bilang karagdagan sa mga pag-aari na ito, ang iba't ibang mga tampok ng mga biological system ay nakikilala:
1. Mga tampok ng komposisyon ng kemikal. Kabilang sa mga biological system ang mga substance (biological molecules) na hindi matatagpuan sa inanimate na kalikasan: mga nucleic acid, protina, carbohydrates, lipids, iba't ibang mababang molekular na mga organikong sangkap.
2. Ang mga sistemang biyolohikal ay nailalarawan sa pamamagitan ng napakataas na antas ng kaayusan, tulad ng isang mahigpit na sistema ng subordination (hierarchy), na hindi kailanman nangyayari sa walang buhay na kalikasan.
3. Ang mga biological system ay isang produkto ng pagpapatupad ng genetic program ng istraktura, pag-unlad at paggana. Ang programang ito ay ipinatupad sa proseso ng pagbuo ng isang biological system sa ilalim ng ilang mga kundisyon ng panloob at panlabas na kapaligiran. Halimbawa, ang phenotype ay nabuo batay sa genotype sa ilalim ng ilang mga kondisyon ng pag-unlad ng organismo.
4. Ang mga biological system ay open flow system. Patuloy silang sumisipsip ng mataas na organisadong enerhiya (sa anyo ng kemikal o liwanag na enerhiya) at naglalabas ng mababang organisadong enerhiya (sa anyo ng init). Ang pagkakaiba sa antas ng organisasyon ng enerhiya ay ginagamit upang mapataas ang antas ng organisasyon ng mga biological na istruktura.
5. Ang mga sistemang biyolohikal ay mga sistemang nagkokontrol sa sarili na may kakayahang mapanatili ang kanilang istruktura sa isang nagbabagong kapaligiran. Ang self-regulation ng mga biological system ay batay sa maraming feedbacks sa pagitan ng kanilang mga constituent elements. Ang pagpapanatili ng katatagan ng panloob na kapaligiran ng katawan o iba pang biological system ay tinatawag na homeostasis. Mayroong tatlong mga prinsipyo ng homeostasis: kalabisan ng mga istruktura, polyfunctionality ng mga istruktura, delokalisasi ng mga istruktura.
6. Paglago at pag-unlad. Ang paglago ay nagpapakita ng sarili bilang isang akumulasyon ng dami ng mga pagbabago (pagtaas sa dami, masa, bilang ng mga cell). Ang pag-unlad ay nagpapakita ng sarili bilang isang paglipat ng dami ng mga pagbabago sa mga qualitative (ang hitsura ng mga bagong organo at mga bagong pag-andar).
7. Integridad at discreteness. Ang anumang biological system ay isang integral system na tumutugon sa mga impluwensya sa kabuuan. Kasabay nito, ang mga biological system ng parehong antas ay discrete, iyon ay, higit pa o mas mababa delimited mula sa bawat isa (ang terminong "discreteness" ay nangangahulugang "discontinuity, isolation").
Ang integridad at discreteness ay pinakamalinaw na ipinakikita sa antas ng mga indibidwal na organismo - mga indibidwal (mula sa Latin individ - hindi mapaghihiwalay). Gayunpaman, ang integridad at discreteness ay nagpapakilala sa lahat ng biological system. Halimbawa, ang mga selula, organismo, populasyon, pamayanan ay mga integral na sistema na halos hiwalay sa isa't isa.
Bilang karagdagan sa mga nakalistang tampok ng mga biological system, marami pang iba ang maaaring makilala:
- pagkamayamutin
- ritmo,
- pagkawalang-kilos,
- spatial anisotropy,
- hindi maibabalik na pag-unlad (temporal anisotropy),
– kakayahang umangkop sa ebolusyon, atbp.
Maikling paglalarawan ng mga pamantayan ng pamumuhay
Ang buhay ay maaari lamang umiral nang sabay-sabay sa ilang antas: molecular-genetic, cellular, organismal, population-species, biogeocenotic, biospheric.
1. Molecular genetic level
Sa antas na ito, nagaganap ang pag-iimbak, pagpaparami at paunang pagpapatupad ng namamana na impormasyon. Sa panahon ng pag-iimbak at pagpaparami ng namamana na impormasyon, nangyayari ang mga mutasyon - random, hindi-direksyon na mga pagbabago sa genetic na materyal.
2. Antas ng cellular
Ang cell ay isang elementarya na biological system na mayroong lahat ng mga katangian at palatandaan ng buhay. Sa esensya, ang buhay ay nagsisimula sa isang cell. Ang lahat ng mga metabolic na proseso ay nagaganap sa antas ng cellular. Ang kaayusan at pisyolohikal na pagkakaisa ng mga metabolic na proseso ay sinisiguro ng napaka-morphological na organisasyon ng cell.
3. Ontogenetic (organismo) na antas
Ang Ontogeny ay ang indibidwal na pag-unlad ng isang organismo mula sa sandaling nabuo ang zygote hanggang sa pagkamatay ng organismong ito. Sa kurso ng pag-unlad, ang lahat ng mga palatandaan ng organismo na bumubuo sa phenotype nito ay nabuo, iyon ay, ang pagpapatupad ng namamana na impormasyon ay ganap na nakumpleto. Samakatuwid, ang ontogeny ang object ng natural selection.
4. Antas ng populasyon-species
Ang mga populasyon ay isang tiyak na anyo ng pagkakaroon ng mga species, kaya ang mga antas ng populasyon at species ay pinagsama-sama. Sa antas ng populasyon-species, sa kurso ng natural na pagpili, ang pagkakaiba-iba (hindi pantay) na pagpaparami ng mga genotype ay nangyayari, ang genotypic na istraktura ng mga populasyon ay nagbabago, at ang mga species ay nagbabago.
5. Antas ng biogeocenotic
Kasama sa antas na ito ang mga partikular na natural-historical na komunidad ng mga organismo na may pagkakaisa sa kanilang tirahan. Sa biogeocenoses, nangyayari ang sirkulasyon ng mga sangkap at ang daloy ng enerhiya. Ang mga populasyon ng iba't ibang species ay nakikipag-ugnayan sa isa't isa at nagbabago bilang bahagi ng mga partikular na biogeocenoses ("biogeocenosis ay ang arena ng mga pangunahing pagbabagong ebolusyon"). Habang umuunlad ang mga populasyon, nagbabago rin ang mga biogeocenoses.
6. Antas ng biosphere
Ang kabuuan ng lahat ng biogeocenoses ay bumubuo sa biosphere. Ang biosphere ay ang geological shell ng Earth, na nabuo bilang isang resulta ng aktibidad ng mga biological system. Bilang resulta ng makasaysayang pag-unlad ng organikong mundo ng Earth, ang isang pandaigdigang sirkulasyon ng mga sangkap ay isinasagawa kasama ang paglipat at pagbabago ng enerhiya. Dahil dito, sa antas ng biospheric, lumilitaw ang buhay bilang isang cosmic phenomenon.
Ang lahat ng mga antas na ito ay bumubuo ng isang hierarchical system, kung saan ang bawat antas ay nailalarawan sa sarili nitong mga detalye, at ang mga phenomena ng isang antas ay hindi maaaring ilarawan sa iba pang mga antas.
2 Mga Batayan ng cytology
Maikling kwento cytology. Paglikha ng isang light microscope. Ang light microscopy ay isang tiyak na paraan ng cytology. Mga gawa ni R. Hooke, A. van Leeuwenhoek, K. F. Wolf. Universality ng cellular organization, homology ng mga cell ng halaman at hayop. Ang mga pangunahing probisyon ng cell theory ng T. Schwann at M. Schleiden. Mga gawa ni R. Virchow ("bawat cell mula sa isang cell"). Ang cell bilang isang elementarya na biological system.
Ang Cytology ay ang agham ng cell. Mga modernong pamamaraan ng pag-aaral ng mga selula: mikroskopya ng elektron, biochemical at biophysical na pamamaraan, biotechnological na pamamaraan, ang paggamit ng teknolohiya ng computer.
Ang modernong kahulugan ng isang cell. Ang mga pangunahing uri ng mga selula (eukaryotic at prokaryotic). Mga selula ng hayop at halaman.
Mga istrukturang bahagi ng isang eukaryotic cell: nucleus, plasmalemma at cytoplasm. Ang nucleus - istraktura at pag-andar; nuclear envelope, chromatin, nucleolus, nuclear matrix. Plasmalemma (plasma membrane) - istraktura at pag-andar. Mga lamad ng cell. Cytoplasm; cytoplasmic matrix, cytoskeleton, organelles at inclusions. non-membrane organelles; ribosome, cell center at organelles ng paggalaw. Mga organelle ng solong lamad; endoplasmic reticulum, Golgi apparatus, lysosomes, peroxisomes, spherosomes, vacuoles; vacuolar system ng cell. Mga organelle ng dobleng lamad; mitochondria at plastids.
prokaryotic cell. Nucleoid, singsing na kromosoma. Kawalan ng permanenteng one-membrane at two-membrane organelles. Mga mesosome.
2.1 Maikling kasaysayan ng cytology
Ang pagtuklas at karagdagang pag-aaral ng cell ay naging posible lamang pagkatapos ng pag-imbento ng mikroskopyo. Ito ay dahil hindi kayang makilala ng mata ng tao ang mga bagay na mas maliit sa 0.1 mm, na 100 micrometers (pinaikling microns o microns). Ang mga sukat ng mga selula (at higit pa, ang mga istrukturang intracellular) ay makabuluhang mas maliit. Halimbawa, ang diameter ng isang selula ng hayop ay karaniwang hindi lalampas sa 20 microns, ang isang cell ng halaman ay 50 microns, at ang haba ng chloroplast ng isang namumulaklak na halaman ay hindi hihigit sa 10 microns. Sa tulong ng isang ilaw na mikroskopyo, ang mga bagay na may diameter na ikasampu ng isang micron ay maaaring makilala. Samakatuwid, ang light microscopy ay ang pangunahing, tiyak na paraan para sa pag-aaral ng mga cell.
Tandaan. 1 millimeter (mm) = 1.000 micrometers (µm) = 1.000.000 nanometer (nm). 1 nanometer = 10 angstrom (Å). Ang isang angstrom ay halos tumutugma sa diameter ng isang hydrogen atom.
Ang mga unang optical device (simpleng lens, baso, magnifier) ay nilikha noong ika-12 siglo. Ngunit ang mga kumplikadong optical tube, na binubuo ng dalawa o higit pang mga lente, ay lilitaw lamang sa pagtatapos ng ika-16 na siglo. Si Galileo Galilei, ang ama at anak ni Jansena, at iba pang mga siyentipiko ay nakibahagi sa pag-imbento ng light microscope. Ang mga unang mikroskopyo ay ginamit upang pag-aralan ang iba't ibang uri ng mga bagay.
Sa kalagitnaan ng siglo XVII. ang natitirang English naturalist na si Robert Hooke, na nag-aaral sa mikroskopikong istraktura ng cork, ay natagpuan na ito ay binubuo ng mga saradong bula, o mga cell, na pinaghihiwalay ng mga karaniwang partisyon - mga dingding. Tinawag ni R. Hooke ang mga cell na ito na mga cell (lat. - cellula). Nang maglaon, pinag-aralan ni R. Hooke ang mga seksyon ng mga live stems at natagpuan ang mga katulad na selula sa mga ito, na, hindi katulad ng mga patay na cork cell, ay puno ng "nutritional juice". Binalangkas ni R. Hooke ang kanyang mga obserbasyon sa kanyang gawain na "Micrography, o ilang physiological na paglalarawan ng pinakamaliit na katawan sa tulong ng magnifying glass" (1665).
Noong 1671, sina M. Malpighi (Italy) at N. Grew (England), na pinag-aaralan ang anatomical na istraktura ng mga halaman, ay dumating sa konklusyon na ang lahat ng mga tisyu ng halaman ay binubuo ng mga vesicle-cell. Ang terminong "tela" ("puntas") ay unang ginamit ni N. Gru. Sa mga gawa ni R. Hooke, M. Malpighi at N. Grew, ang cell ay itinuturing bilang isang elemento, bilang isang mahalagang bahagi ng tissue, na hindi maaaring umiral sa labas ng tissue, sa labas ng katawan.
Gayunpaman, napansin ng Dutch amateur microscopist na si Antonio van Leeuwenhoek (1680) ang mga unicellular na organismo (ciliates, sarcodes, bacteria) at iba pang anyo ng mga solong selula (mga selula ng dugo, spermatozoa). Nang maglaon (noong ika-18 siglo) natuklasan ni L. Spallanzani ang dibisyon ng mga unicellular na organismo. Kasunod nito, sa batayan ng mga pag-aaral ng mga indibidwal na selula, nabuo ang mga ideya tungkol sa selula bilang isang elementarya na organismo.
Ang akademya ng Russian Academy of Sciences na si Caspar Friedrich Wolf (1759) ay itinatag na ang cell ay isang yunit ng paglago, iyon ay, ang paglaki ng mga organismo ay nabawasan sa pagbuo ng mga bagong selula.
Sa loob ng mahabang panahon, ang mga selula ng halaman lamang ang pinag-aralan. Noong 1830s lamang. Ang Czech histologist na si Jan Purkinje, German physiologist na si Johannes Müller at iba pang mga mananaliksik ay nagpakita na ang cellular organization ay unibersal para sa mga tissue ng hayop, at pinatunayan ng German physiologist na si Theodor Schwann ang homology ng mga selula ng halaman at hayop. Hanggang sa simula ng siglo XIX. pinaniniwalaan na ang pinagmulan ng mga hibla at sisidlan ay hindi nauugnay sa aktibidad ng mga selula. Gayunpaman, sa pag-aaral ng istraktura ng cartilage at chord, ipinakita ni T. Schwann na ang mga collagen fibers ay nagmula sa mga selula. Sa kanyang mga gawa, malawakang ginamit ni T. Schwann ang terminong cytos (mula sa Greek na "cavity") at ang mga derivatives nito.
2.2 Mga Batayan ng teorya ng cell
Noong 1838-1839. Si Theodor Schwann at ang German botanist na si Matthias Schleiden ay bumalangkas ng mga pangunahing probisyon ng cell theory:
1. Ang cell ay isang yunit ng istraktura. Ang lahat ng nabubuhay na bagay ay binubuo ng mga selula at ang kanilang mga derivatives. Ang mga selula ng lahat ng mga organismo ay homologous.
2. Ang cell ay isang yunit ng function. Ang mga pag-andar ng isang buong organismo ay ipinamamahagi sa mga selula nito. Ang kabuuang aktibidad ng organismo ay ang kabuuan ng mahahalagang aktibidad ng mga indibidwal na selula.
3. Ang cell ay isang yunit ng paglaki at pag-unlad. Ang batayan ng paglaki at pag-unlad ng lahat ng mga organismo ay ang pagbuo ng mga selula.
Ang Schwann-Schleiden cell theory ay nabibilang sa pinakadakilang pagtuklas sa siyensya noong ika-19 na siglo. Kasabay nito, isinasaalang-alang ni Schwann at Schleiden ang cell bilang isang kinakailangang elemento lamang ng mga tisyu ng mga multicellular na organismo. Ang tanong ng pinagmulan ng mga selula ay nanatiling hindi nalutas (Schwann at Schleiden ay naniniwala na ang mga bagong selula ay nabuo sa pamamagitan ng kusang henerasyon mula sa buhay na bagay).
Ang Aleman na manggagamot na si Rudolf Virchow (1858-1859) lamang ang nagpatunay na ang bawat selula ay nagmula sa isang selula.
Sa pagtatapos ng siglo XIX. Ang mga ideya tungkol sa antas ng cellular ng organisasyon ng buhay ay sa wakas ay nabuo. Ang German biologist na si Hans Driesch (1891) ay nagpatunay na ang isang cell ay hindi isang elementarya na organismo, ngunit isang elementarya na biological system. Unti-unti, nabuo ang isang espesyal na agham ng cell - cytology.
Ang karagdagang pag-unlad ng cytology sa XX siglo. malapit na nauugnay sa pag-unlad makabagong pamamaraan pag-aaral ng cell: electron microscopy, biochemical at biophysical na pamamaraan, biotechnological na pamamaraan, teknolohiya sa kompyuter at iba pang larangan ng natural na agham.
Pinag-aaralan ng modernong cytology ang istraktura at paggana ng mga selula, metabolismo sa mga selula, ang kaugnayan ng mga selula sa panlabas na kapaligiran, ang pinagmulan ng mga selula sa phylogenesis at ontogenesis, at ang mga pattern ng pagkakaiba-iba ng cell.
Ang sumusunod na kahulugan ng isang cell ay kasalukuyang tinatanggap:
Ang cell ay isang elementarya na biological system na mayroong lahat ng mga katangian at palatandaan ng buhay. Ang cell ay isang yunit ng istraktura, pag-andar at pag-unlad ng mga organismo.
2.3 Pagkakaisa at pagkakaiba-iba ng mga uri ng cell
Mayroong dalawang pangunahing uri ng morphological ng mga cell na naiiba sa organisasyon ng genetic apparatus: eukaryotic at prokaryotic. Kaugnay nito, ayon sa paraan ng nutrisyon, dalawang pangunahing subtype ng mga eukaryotic cell ay nakikilala: hayop (heterotrophic) at gulay (autotrophic).
Ang eukaryotic cell ay binubuo ng tatlong pangunahing bahagi ng istruktura: nucleus, plasmalemma at cytoplasm.
Ang eukaryotic cell ay naiiba sa iba pang mga uri ng mga cell, una sa lahat, sa pamamagitan ng pagkakaroon ng isang nucleus. Ang nucleus ay ang lugar ng imbakan, pagpaparami at paunang pagpapatupad ng namamana na impormasyon. Ang nucleus ay binubuo ng nuclear membrane, chromatin, nucleolus at nuclear matrix.
Ang plasma membrane (plasma membrane) ay biological na lamad sumasaklaw sa buong cell at nililimitahan ang mga nabubuhay na nilalaman nito mula sa panlabas na kapaligiran. Ang iba't ibang mga lamad ng cell (mga pader ng cell) ay madalas na matatagpuan sa ibabaw ng plasmalemma. Sa mga selula ng hayop, ang mga lamad ng cell ay karaniwang wala.
Ang cytoplasm ay isang bahagi ng isang buhay na selula (protoplast) na walang lamad ng plasma at isang nucleus. Ang cytoplasm ay spatially na nahahati sa mga functional zone (compartment) kung saan nagaganap ang iba't ibang proseso. Ang komposisyon ng cytoplasm ay kinabibilangan ng: ang cytoplasmic matrix, cytoskeleton, organelles at inclusions (kung minsan ang mga inklusyon at mga nilalaman ng vacuoles ay hindi inuri bilang nabubuhay na bagay ng cytoplasm). Ang lahat ng cell organelles ay nahahati sa non-membrane, single-membrane at double-membrane. Sa halip na ang terminong "organelles", ang hindi na ginagamit na terminong "organelles" ay kadalasang ginagamit.
Ang mga non-membrane organelles ng isang eukaryotic cell ay kinabibilangan ng mga organelles na walang sariling saradong lamad, katulad ng: ribosomes at organelles na binuo batay sa tubulin microtubule - ang cell center (centrioles) at mga organelle ng paggalaw (flagella at cilia). Sa mga selula ng karamihan sa mga unicellular na organismo at sa karamihan ng mas matataas na (terrestrial) na halaman, wala ang mga centriole.
Kabilang sa mga single-membrane organelle ang: endoplasmic reticulum, Golgi apparatus, lysosomes, peroxisomes, spherosomes, vacuoles, at ilang iba pa. Ang lahat ng single-membrane organelles ay magkakaugnay sa isang solong vacuolar system ng cell. Ang mga tunay na lysosome ay hindi natagpuan sa mga selula ng halaman. Kasabay nito, ang mga tunay na vacuole ay wala sa mga selula ng hayop.
Kasama sa dalawang-membrane organelles ang mitochondria at plastids. Ang mga organel na ito ay semi-autonomous, dahil mayroon silang sariling DNA at sariling kagamitan sa pag-synthesize ng protina. Ang mitochondria ay naroroon sa halos lahat ng eukaryotic cells. Ang mga plastid ay matatagpuan lamang sa mga selula ng halaman.
Ang isang prokaryotic cell ay walang nabuong nucleus - ang mga function nito ay ginagampanan ng isang nucleoid, na kinabibilangan ng isang ring chromosome. Sa isang prokaryotic cell, walang mga centrioles, pati na rin ang single-membrane at two-membrane organelles - ang kanilang mga function ay ginagampanan ng mesosomes (invaginations ng plasmalemma). Ang mga ribosome, organelles ng paggalaw at mga shell ng prokaryotic cells ay may isang tiyak na istraktura.
3 Chemistry ng cell
Ang kemikal na komposisyon ng mga selula. Tubig, mga inorganikong asing-gamot, mataas na molekular na timbang na mga organikong sangkap. mga biyolohikal na molekula. Mataas na kaayusan ng istraktura ng kemikal, isang tiyak na direksyon ng mga reaksiyong kemikal sa mga selula.
Tubig sa selda. Ang nilalaman ng tubig sa mga cell. Biological function ng tubig.
Organikong bagay ng cell. Carbohydrates. Istraktura, mga kinatawan at mga tungkulin. Monosaccharides. Oligosaccharides. Mga polysaccharides. mga glycosidic bond.
Mga lipid. Hydrophobic at hydrophilic na mga rehiyon ng mga molekula. Mga kinatawan, istraktura at mga tungkulin. Triglycerides, phospholipids, steroid, terpenes, waxes. Mga kumplikadong lipid: glycolipids, lipoproteins.
Nucleotides. Istruktura. Purine at pyrimidine nitrogenous base sa mga nucleotides. Mga tampok na istruktura ng deoxyribonucleotides at ribonucleotides. Mga function ng libreng nucleotides. mga macroergic compound.
Mga nucleic acid. Mga bono ng Phosphodiester. Mga pag-andar ng mga nucleic acid. Genetic code. Triplets. Deoxyribonucleic acid (DNA). Mga komplementaryong pares ng nucleotides. mga codon at anticodon. Pagtitiklop (pagdodoble sa sarili) ng DNA. Mga reaksyon ng uri ng matrix. Autocatalysis. Pag-aayos ng DNA. Ribonucleic acid (RNA). Synthesis ng RNA sa isang template ng DNA. heterocatalysis. Ang mga pangunahing uri ng RNA, ang kanilang mga pag-andar: messenger RNA, ribosomal RNA, transfer RNA.
Mga protina (protina, polypeptides). Mga amino acid, peptide bond. Mga simpleng protina. Pangunahin, pangalawa, tersiyaryo at quaternary na istraktura ng protina. Mga kumplikadong protina (mga protina). mga pangkat ng prostetik. Mga halimbawa ng kumplikadong protina. Mga function ng protina. Mga enzyme. Ang istraktura ng holoenzyme; apoenzymes at cofactor (prosthetic group at coenzymes). Mga sentrong aktibo at allosteric. allosteric effectors. Pag-uuri ng mga enzyme.
Mga organikong compound na may mababang timbang na molekular.
mga di-organikong sangkap ng selula. Biogens. Oxygen, carbon, hydrogen, nitrogen, phosphorus. Ang nilalaman ng biogens sa mga cell, mga anyo ng lokasyon at pag-andar.
Macronutrients. Potassium, sodium, calcium, magnesium, iron, sulfur, chlorine, yodo. Ang nilalaman ng mga macroelement sa mga cell, mga anyo ng paghahanap at pag-andar.
Mga microelement. Manganese, kobalt, tanso, sink, molibdenum, boron, fluorine. Ang nilalaman ng mga microelement sa mga cell, mga anyo ng paghahanap at pag-andar.
Mga ultramicroelement. Ang nilalaman ng mga ultramicroelement sa mga cell, ang kanilang kahalagahan.
Ang mga cell ay naglalaman ng dalawang grupo ng mga kemikal. Kasama sa unang pangkat ang mga sangkap na nangyayari pareho sa mga sistemang biyolohikal, at sa walang buhay na kalikasan: tubig at mga di-organikong asing-gamot (pati na rin ang ilang mababang molekular na timbang na mga organikong sangkap). Kasama sa pangalawang grupo ang mga organikong sangkap na nabuo lamang sa mga selula at hindi maaaring umiral nang mahabang panahon sa labas ng mga biological system.
Ang mga sangkap na iyon na nabuo lamang sa mga selula (biogenic na paraan) ay matalinghagang tinatawag na biological molecules. Gayunpaman, walang mga espesyal na "nabubuhay na molekula". Ang mga katangian at palatandaan ng buhay na likas sa isang cell ay tinutukoy, sa isang banda, sa pamamagitan ng mataas na kaayusan ng kemikal na istraktura, at, sa kabilang banda, sa pamamagitan ng isang mahigpit na tinukoy na direksyon ng mga kemikal na reaksyon na hindi nangyayari sa labas ng mga biological system. .
Optical isomerism. Ang isang mahalagang biological na pag-aari ng ilang biological molecule ay optical isomerism. Nangangahulugan ito na may mga solusyon ng monosaccharides at amino acids na kayang paikutin ang plane ng polarized light sa kaliwa (–) o sa kanan (+). Ang optical isomerism ay ang resulta ng pagkakaroon ng mga asymmetric carbon atoms, iyon ay, ang mga atomo na nauugnay sa apat na magkakaibang mga substituent (mga atom o grupo ng mga atomo). Samakatuwid, ang parehong sangkap ay maaaring umiral sa anyo ng dalawang isomer ng salamin: kaliwang kamay at kanang kamay.
). Ang istraktura at aktibidad ng bakterya. ... agham: 1) sistematiko; 2) genetika; 3) Dokumento
... : « Mga pangunahing kaalamancytology"(42 oras) Dobleng istraktura ng DNA (volumetric scheme). I. Cell theory - ang pundasyon agham cytology. Cytology... . XXI. Gawain sa laboratoryo
- Mga pamantayan at snip ng suplay ng gas Anong uri ng pipeline ng gas para sa mga gusali ng tirahan
- Armed Forces of the Russian Federation: ang mga residente ng isang apartment building ay hindi karapat-dapat na gamitin ang guest parking sa courtyard ng bahay para sa permanenteng paradahan ng kanilang mga sasakyan
- Advanced na pagsasanay sa pabahay at mga serbisyong pangkomunidad Mga kurso sa pabahay at mga serbisyong pangkomunidad
- Ipakilala natin ang bata sa mga damit sa Ingles