ცხოველის უჯრედის სტრუქტურა

უჯრედები დედამიწაზე ცხოვრების ფუნდამენტური, შეუცვლელი ელემენტებია. ზოგიერთი ცოცხალი არსება, მაგალითად ბაქტერია, შედგება მხოლოდ ერთი უჯრედისგან; ისეთი ცხოველები, როგორიცაა საკუთარი თავი, შეიცავს ტრილიონებს. უჯრედები თავისთავად მიკროსკოპულია, თუმცა მათი უმეტესობა შეიცავს კიდევ უფრო მცირე კომპონენტების გასაოცარ მასივს რომ ყველა ხელს უწყობს უჯრედის შენარჩუნების მთავარ მისიას - და, დამატებით, მშობელი ორგანიზმიც - ცოცხალი ცხოველთა უჯრედები, ზოგადად, უფრო რთული ცხოვრების ფორმების ნაწილია, ვიდრე ბაქტერიული ან მცენარეული უჯრედები; შესაბამისად, ცხოველური უჯრედები უფრო რთული და დახვეწილია, ვიდრე მათი მიკრობული და ბოტანიკური სამყაროს კოლეგები.

ცხოველთა უჯრედის მოსაფიქრებლად ალბათ უმარტივესი გზაა, როგორც ცენტრის ან დიდი, დაკავებული საწყობი. მნიშვნელოვანია გავითვალისწინოთ მნიშვნელოვანი საკითხი, რომელიც ხშირად აღწერს ზოგადად მსოფლიოს, მაგრამ განსაკუთრებით გამოსადეგია განსაკუთრებით ბიოლოგიისთვის, არის ”ფორმა შეესაბამება ფუნქციას”. ანუ ცხოველური უჯრედის ნაწილების, ისევე როგორც მთლიანად უჯრედის სტრუქტურირების მიზეზი, მჭიდრო კავშირშია იმ სამუშაოებთან, რომლებსაც ამ ნაწილებს უწოდებენ "ორგანელებს". ახორციელებს.

ცოცხალი არსებები შეიძლება დაიყოს პროკარიოტული ორგანიზმები, რომლებიც ერთუჯრედიანია და მოიცავს:

• მცენარეები
  
• ცხოველები
  
• სოკოები

ეუკარიოტების უჯრედები მოიცავს გარსს გენეტიკური მასალის გარშემო, ქმნის ბირთვს; პროკარიოტებს ასეთი მემბრანა არ აქვთ. ასევე, პროკარიოტების ციტოპლაზმა არ შეიცავს ორგანელებს, რომლითაც ეუკარიოტული უჯრედები მრავლადაა.

უჯრედის მემბრანა, რომელსაც ასევე უწოდებენ პლაზმის მემბრანს, ქმნის ცხოველური უჯრედების გარე საზღვარს. (მცენარეთა უჯრედებს აქვთ უჯრედის კედლები უშუალოდ უჯრედის მემბრანის გარეთ, დამატებითი დაცულობისა და სიმტკიცის მიზნით.) მემბრანა უფრო მეტია, ვიდრე უბრალო ფიზიკური ბარიერი ან ორგანულებისა და დნმ-ის საწყობი; ამის ნაცვლად, ეს არის დინამიური, უაღრესად შერჩევითი არხებით, რომლებიც ყურადღებით არეგულირებენ უჯრედში მოლეკულების შემოსვლა-გასვლას.

უჯრედის მემბრანა შედგება ა ფოსფოლიპიდური ფენა, ან ლიპიდური ორსაფენიანი. არსებითად, ეს ფენა შედგება ორი სხვადასხვა "ფურცლის" ფოსფოლიპიდის მოლეკულებისგან, ლიპიდური მოლეკულების ნაწილები სხვადასხვა შრეებში ეხება და ფოსფატების ნაწილები საპირისპიროდ მიუთითებენ მიმართულებები. იმის გასაგებად, თუ რატომ ხდება ეს, განვიხილოთ ცალკე ლიპიდების და ფოსფატების ელექტროქიმიური თვისებები. ფოსფატები პოლარული მოლეკულებია, რაც ნიშნავს, რომ მათი ელექტროქიმიური მუხტები არათანაბრად ნაწილდება მოლეკულაზე. წყალი (H₂O) ასევე პოლარულია და პოლარული ნივთიერებები იკრიბება, ამიტომ ფოსფატები ჰიდროფილურ იარლიყად შეფასებულ ნივთიერებებს შორის არიან (ანუ წყალი იზიდავს).

ფოსფოლიპიდის ლიპიდური ნაწილი შეიცავს ორ ცხიმოვან მჟავას, რომლებიც ნახშირწყალბადების გრძელი ჯაჭვებია, სპეციფიკური ტიპის ობლიგაციებით, რომლებიც ტოვებენ მთელ მოლეკულას მუხტის გრადიენტის გარეშე. სინამდვილეში, ლიპიდები განმარტებით არაპოლარულია. იმის გამო, რომ ისინი რეაგირებენ პოლარული მოლეკულების წყლის საწინააღმდეგოდ მოქმედების საწინააღმდეგოდ, მათ ჰიდროფობიურს უწოდებენ. ამიტომ შეიძლება მთლიანი ფოსფოლიპიდის მოლეკულაზე იფიქროთ როგორც "კალმარის მსგავსი", ფოსფატის ნაწილი ემსახურება თავისა და სხეულის, ხოლო ლიპიდს წყვილი საცეცების სახით. გარდა ამისა, წარმოიდგინეთ კალმარების ორი დიდი "ფურცელი", შეკრებილი საცეცებით ერთმანეთში შერწყმული და თავები საწინააღმდეგო მიმართულებით.

უჯრედის მემბრანები საშუალებას აძლევს გარკვეულ ნივთიერებებს მოვიდეს და წავიდეს. ეს ხდება მრავალი გზით, დიფუზიის, გამარტივებული დიფუზიის, ოსმოსის და აქტიური ტრანსპორტის ჩათვლით. ზოგიერთ ორგანელეს, მაგალითად, მიტოქონდრიას, აქვს საკუთარი შინაგანი გარსი, რომელიც შედგება იგივე მასალებისაგან, რასაც პლაზმური მემბრანა წარმოადგენს.

ბირთვი ფაქტობრივად, ცხოველური უჯრედის კონტროლისა და მართვის ცენტრია. იგი შეიცავს დნმ-ს, რომელიც ცხოველთა უმეტესობაში განლაგებულია ცალკეულ ქრომოსომებში (თქვენ გაქვთ 23 წყვილი), რომლებიც იყოფა მცირე ნაწილებად, რომლებსაც გენები ეწოდება. გენები უბრალოდ დნმ-ის სიგრძეა, რომელიც შეიცავს კოდს კონკრეტული ცილის პროდუქტისთვის, რომელსაც დნმ აწვდის უჯრედს ცილების შემკრებ აპარატში RNA მოლეკულის (რიბონუკლეინის მჟავა) საშუალებით.

ბირთვი მოიცავს სხვადასხვა ნაწილს. მიკროსკოპული გამოკვლევისას მუქი ლაქა ე.წ. ბირთვი ჩნდება ბირთვის შუა ნაწილში; ბირთვი მონაწილეობს რიბოსომების წარმოებაში. ბირთვს გარშემორტყმულია ბირთვული მემბრანა, ორჯერ მოგვიანებით უჯრედის მემბრანის ანალოგი. ამ უგულებელყოფას, რომელსაც ბირთვულ კონვერტსაც უწოდებენ, აქვს შიდა ფენას მიმაგრებული ძაფისებრი ცილები, რომლებიც შიგნით ვრცელდება და ხელს უწყობს დნმ – ს ორგანიზებულობასა და ადგილზე შენარჩუნებას.

უჯრედების გამრავლებისა და გაყოფის დროს თავად ბირთვის გახლეჩას ორ ქალიშვილ ბირთვად უწოდებენ ციტოკინეზს. ბირთვის დანარჩენი უჯრედისგან განცალკევება სასარგებლოა დნმ-ის სხვა უჯრედული საქმიანობისგან იზოლირებისთვის, მინიმალურია მისი დაზიანების შანსი. ეს ასევე საშუალებას იძლევა დავაკონტროლოთ უშუალო უჯრედული გარემო, რომელიც შეიძლება განსხვავდებოდეს უჯრედის ციტოპლაზმისგან.

ეს ორგანოელები, რომლებიც არა ცხოველურ უჯრედებში გვხვდება, პასუხისმგებელნი არიან ცილების სინთეზზე, რაც ხდება ციტოპლაზმაში. ცილების სინთეზი მოძრაობს მაშინ, როდესაც ბირთვში დნმ გადის პროცესს, რომელსაც ტრანსკრიფცია ეწოდება რნმ-ის დამზადება ქიმიური კოდით, რომელიც შეესაბამება დნმ-ის ზუსტ ზოლს, საიდანაც მზადდება (მესენჯერი RNA ან mRNA). დნმ და რნმ ორივე შედგება ნუკლეოტიდების მონომერებისგან (ერთჯერადი განმეორებადი ერთეულები), რომლებიც შეიცავს შაქარს, ფოსფატის ჯგუფს და ნაწილს, რომელსაც აზოტოვან ფუძედ უწოდებენ. დნმ მოიცავს ოთხ სხვადასხვა ასეთ ფუძეს (ადენინი, გუანინი, ციტოზინი და თიმინი) და მათი თანმიმდევრობა დნმ – ის გრძელ ზოლში წარმოადგენს პროდუქტის კოდს, რომელიც საბოლოოდ სინთეზირებულია რიბოსომებზე.

როდესაც ახლად დამზადებული mRNA ბირთვიდან ციტოპლაზმაში გადადის რიბოსომებში, ცილის სინთეზი შეიძლება დაიწყოს. თავად რიბოსომები მზადდება ერთგვარი რნმ-ისგან, რომელსაც რიბოსომული რნმ ეწოდება (rRNA). რიბოსომები შედგება ორი ცილოვანი ქვედანაყოფისაგან, აქედან ერთი 50 პროცენტით უფრო მასიურია, ვიდრე სხვა. mRNA უკავშირდება რიბოსომის კონკრეტულ ადგილს და "იკითხება" ერთდროულად სამი ბაზის მოლეკულის სიგრძე და ამზადებდნენ ამინომჟავების დაახლოებით 20 სხვადასხვა სახის ერთ-ერთს, რომელთა ძირითადი საშენი ბლოკებია ცილები. ეს ამინომჟავები იშლება რიბოსომებში მესამე სახის RNA– ით, რომელსაც ტრანსფერული RNA ეწოდება (tRNA).

მიტოქონდრია მომხიბლავი ორგანელები არიან, რომლებიც განსაკუთრებით მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ მთლიანად ცხოველებისა და ეუკარიოტების მეტაბოლიზმში. ისინი, ისევე როგორც ბირთვი, ორმაგი მემბრანითაა მოცული. მათ აქვთ ერთი ძირითადი ფუნქცია: რაც შეიძლება მეტი ენერგიის მიწოდება ნახშირწყლების საწვავის წყაროების გამოყენებით, ჟანგბადის საკმარისი ხელმისაწვდომობის პირობებში.

ცხოველთა უჯრედების მეტაბოლიზმის პირველი ეტაპი არის უჯრედში გლუკოზის დაშლა ნივთიერებამდე, სახელწოდებით პიროვატი. Ამას ჰქვია გლიკოლიზი და ხდება თუ არა ჟანგბადი. როდესაც საკმარისი ჟანგბადი არ არის, პიროვატი განიცდის დუღილს და ხდება ლაქტატი, რაც უზრუნველყოფს უჯრედული ენერგიის მოკლევადიან გამოხტომას. წინააღმდეგ შემთხვევაში, პირუვატი შედის მიტოქონდრიებში და აერობულ სუნთქვას განიცდის.

აერობული სუნთქვა მოიცავს ორ პროცესს საკუთარი ნაბიჯებით. პირველი ხდება მიტოქონდრიულ მატრიქსში (მსგავსია უჯრედის ციტოპლაზმის მსგავსი) და მას უწოდებენ კრების ციკლს, ტრიკარბოქსილის მჟავას (TCA) ციკლს ან ლიმონმჟავას ციკლს. ეს ციკლი წარმოქმნის მაღალენერგეტიკულ ელექტრონულ მატარებლებს შემდეგი პროცესისთვის, ელექტრონების ტრანსპორტირების ჯაჭვისთვის. ელექტრონების სატრანსპორტო ჯაჭვური რეაქციები ხდება მიტოქონდრიულ მემბრანაზე, ვიდრე მატრიცაში, სადაც კრებსის ციკლი მუშაობს. ამოცანების ეს ფიზიკური სეგრეგაცია, მიუხედავად იმისა, რომ ყოველთვის არ გამოიყურება ყველაზე ეფექტურად გარედან, ხელს უწყობს მინიმუმ შეცდომების მიღებას ფერმენტების მიერ სასუნთქი გზებში, უბრალოდ რადგან უნივერმაღის სხვადასხვა განყოფილების არსებობა ამცირებს არასწორი შეძენის დასრულების შანსს, მაშინაც კი, თუ მაღაზიაში ხეტიალი მოგიწევთ, ის

იმის გამო, რომ აერობული მეტაბოლიზმი გაცილებით მეტ ენერგიას აწვდის ATP– ს (ადენოზინტრიფოსფატი) თითო გლუკოზის მოლეკულა ვიდრე დუღილი, ის ყოველთვის "სასურველი" გზაა და მისი ტრიუმფია ევოლუცია

ითვლება, რომ მიტოქონდრია ერთ დროს, მილიონობით და მილიონობით წლის წინ, თავისუფალი პროკარიოტული ორგანიზმები იყო, სანამ ეუკარიოტულ უჯრედებში მოხვდებოდა. ამას ეწოდება ენდოსიმბიონტის თეორია, რომელიც მიტოქონდრიის მრავალი მახასიათებლის ასახსნელად შორს მიდის, რაც სხვაგვარად შეიძლება მოლეკულური ბიოლოგებისათვის გაურკვეველი იყოს. ეუკარიოტებმა, ფაქტობრივად, გატაცებული აქვთ ენერგიის მთელი მწარმოებელი, ვიდრე ერთი არ უნდა განვითარდეს იქიდან მცირე კომპონენტები, ალბათ, მთავარი ფაქტორია ცხოველებსა და სხვა ეუკარიოტებში, რომ შეძლონ განვითარება მანამ, სანამ მათ აქვთ.

გოლჯის აპარატი: ასევე უწოდებენ გოლჯის სხეულებს გოლჯის აპარატი წარმოადგენს უჯრედის სხვაგან წარმოებულ ცილებისა და ლიპიდების გადამამუშავებელ, შესაფუთი და დახარისხების ცენტრს. ჩვეულებრივ, მათ აქვთ ბლინების დასტა. ეს არის ბუშტუკები, ან მცირე გარსით შეკრული ტომრები, რომლებიც გოლჯის სხეულებში დისკების გარე კიდეებიდან იშლება, როდესაც მათი შინაარსი მზად იქნება უჯრედის სხვა ნაწილებში გადასასვლელად. გოლჯის ორგანოების ფოსტის ან ფოსტის დახარისხების და მიწოდების ცენტრების წარმოდგენა სასარგებლოა თითოეული ბუშტით გაწყვეტა მთავარი "კორპუსიდან" და შექმნას საკუთარი კაფსულა, რომელიც ჰგავს მიმწოდებელ სატვირთო მანქანას ან რკინიგზის მანქანა.

გოლჯის სხეულები წარმოქმნიან ლისოსომებს, რომლებიც შეიცავს ძლიერ ფერმენტებს, რომლებსაც შეუძლიათ დეგრადაცია მოახდინონ ძველი და გაცვეთილი უჯრედის კომპონენტებით ან მაწანწალა მოლეკულებით, რომლებიც არ უნდა იყოს უჯრედში.

Ენდოპლაზმურ ბადეში: ენდოპლაზმურ ბადეში (ER) არის კვეთა მილებისა და გაბრტყელებული ბუშტუკების კრებული. ეს ქსელი იწყება ბირთვიდან და ვრცელდება ციტოპლაზმის საშუალებით უჯრედის მემბრანისკენ. ეს გამოიყენება, რადგან თქვენ უკვე შეიკრიბეთ მათი პოზიციიდან და სტრუქტურიდან, ნივთიერებების უჯრედის ერთი ნაწილიდან მეორეზე გადასასვლელად; უფრო ზუსტად, ისინი ემსახურებიან როგორც არხს, რომელშიც შეიძლება განხორციელდეს ეს ტრანსპორტი.

არსებობს ER ორი ტიპი, რომელთაგან განსხვავდება აქვთ თუ არა მათ რიბოზომები მიმაგრებული. უხეში ER შედგება დაწყობილი ბუშტუკებისგან, რომლებზეც უამრავი რიბოსომაა დამაგრებული. უხეში ER– ში ოლიგოსაქარიდების ჯგუფები (შედარებით მოკლე შაქრები) ერთვის მცირე ზომის ცილებს, რადგან ისინი სხვა ორგანულებამდე ან სეკრეტორულ ბუშტუკებთან მიდიან. გლუვი ER- ს, რიბოსომები არ აქვს. გლუვი ER წარმოშობს ცილებს და ლიპიდებს მატარებელ ბუშტუკებს და მას ასევე შეუძლია შთანთქას და ინაქტივაცია მავნე ქიმიკატები, რითაც ასრულებენ ერთგვარ განადგურებას-დიასახლისს-უსაფრთხოების ფუნქციას, ასევე ტრანსპორტირებას მილსადენი.