რა არის ადაპტირებული უპირატესობა დნმ-ის ბირთვში შეზღუდვისთვის?

პროკარიოტულ უჯრედებში, როგორიცაა ბაქტერიები, ორგანიზმის გენეტიკური მასალა ან დნმ (დეზოქსირიბონუკლეინის მჟავა), "ცურავს" უჯრედის ციტოპლაზმაში, გარეთა სამყაროსგან გამოყოფილია მხოლოდ თვით უჯრედის გარე ბარიერით. ეუკარიოტების უჯრედებში, მაგალითად საკუთარ თავს, დნმ თანდართულია მემბრანის ბირთვში, რაც უზრუნველყოფს დაცვის მეორე ფენას და ფუნქციონირების გაუმჯობესებულ ყურადღებას.

უჯრედის გენეტიკური მასალის დამცავი ორმაგი პლაზმური მემბრანის შიგნით არის ამის მაგალითი განყოფილება. რომ ეუკარიოტული უჯრედები ასე ადვილად შეუძლიათ ამის გამოყენება თავიანთი უჯრედების არქიტექტურაში არის მთავარი სტრუქტურული ადაპტაცია, რამაც საშუალება მისცა ეუკარიოტებს გაეზარდათ პროკარიოტების ზომით და მრავალფეროვნებით.

ყველა უჯრედს აქვს ოთხი ძირითადი ელემენტი: ა უჯრედის მემბრანა გარეთ, ციტოპლაზმა შიგნით უმეტესი ნაწილის შევსება რიბოსომები ცილებისა და გენეტიკური მასალების სინთეზისთვის დნმ-ის სახით. პროკარიოტებს, როგორც წესი, ამაზე ცოტა მეტი აქვთ და მხოლოდ რამდენიმე მათგანში მხოლოდ ერთი შედგება. რა ცოტა დნმ აქვთ, ციტოპლაზმაში ფხვიერ მტევანში ზის.

ეუკარიოტულ უჯრედებს (ანუ ცხოველების, მცენარეების, პროტისტებისა და სოკოების) აქვთ ყველა ზემოთ ჩამოთვლილი ჩანართი, შემდეგ კი ზოგი. მნიშვნელოვანია, რომ ისინი შეიცავს მემბრანასთან შეკავშირებულ ორგანულებს, რომლებიც ასრულებენ სასიცოცხლო, განმეორებად ფუნქციებს, მაგალითად ნახშირწყლების მოლეკულების სრულად დაშლას.

ეუკარიოტული უჯრედები შეიძლება მკაფიოდ განსხვავდებოდეს ერთმანეთისგან როგორც ორგანიზმებსა და სახეობებში, ისე მათ შორის. მაგალითად, ყველა ეუკარიოტს აქვს მიტოქონდრია, მაგრამ მცირე გამონაკლისის გარდა, მხოლოდ მცენარეული უჯრედები აქვთ ქლოროპლასტები.

თუ მოგეთხოვებათ ავუხსნათ ეუკარიოტულ უჯრედებში განყოფილების უპირატესობა, მარტივი ამოცანა გექნებათ, თუ აღჭურვილი იქნებით უჯრედების ანატომიისა და ზოგადად ფიზიოლოგიის შესახებ საბაზისო ცოდნით.

"კომპეტენტალიზაციის ბიოლოგია" არის ევოლუციური მიღწევა, რამაც საშუალება მისცა უჯრედებს გახდნენ სპეციალიზირებული პატარა მანქანები (და ზოგ შემთხვევაში მთლიანი ორგანიზმები).

ეუკარიოტულ უჯრედებს აქვთ გარსით შეკრული ორგანელები საჭმლის მონელების განსახორციელებლად, საკვებიდან ენერგიის მოპოვებისა და ახლად სინთეზირებული ცილების გადაადგილებისგან ადგილიდან. ამ ყველაფრის არარსებობის გამო, მათი პროკარიოტული კოლეგები შეიძლება მხოლოდ გარკვეულ ზომამდე გაიზარდონ და უმეტეს შემთხვევაში მთლიან უჯრედობას არ აღემატებოდნენ.

ეუკარიოტული გენომის მასიური ზომა, რაც აისახება მის დიდ დნმ-ში, მოითხოვს მისი ძალიან მჭიდრო დაფასოებას, მხოლოდ უჯრედში მოთავსებისთვის. ამრიგად, რომელსაც აქვს ა ბირთვი მნიშვნელოვნად ამკვრივებს ეუკარიოტული უჯრედების მშენებლობის ამ ასპექტს.

ეუკარიოტულ უჯრედებში მემბრანის შეკრული ორგანოლელებიდან ზოგიერთია:

მიტოქონდრია. მათ ხშირად უჯრედების "ელექტროსადგურებს" უწოდებენ, რადგან აქ ხდება აერობული სუნთქვის რეაქციები. ეს რეაქციები პასუხისმგებელია ევკარიოტებში ენერგიის "შექმნის" უზარმაზარ რაოდენობაზე.

ქლოროპლასტები. გვხვდება მცენარეულ უჯრედებში, ქლოროპლასტები გამოიყენეთ მზის ენერგია გარემოში ნახშირორჟანგის გაზისგან შაქრის დასამზადებლად.

ლიზოსომები. ეს არის უჯრედების "გამწმენდი ეკიპაჟი" (იხ. ქვემოთ).

Ენდოპლაზმურ ბადეში. ეს მემბრანული "მაგისტრალი" ახლად წარმოქმნილ ცილებს რიბოზომებიდან გადაჰყავს გოლჯის სხეულები და სხვაგან

გოლჯის სხეულები. ეს "ჩანთები" გადააქვს ცილებს უჯრედის გარშემო ენდოპლაზმურ ბადეში და მათი საბოლოო დანიშნულების ადგილი.

ლიზოსომები ატარებენ საჭმლის მომნელებელი ფერმენტები შეუძლია დაანგრიოს უჯრედების ნარჩენები, არამედ ჯანსაღი უჯრედების კომპონენტები. ასე რომ, როდესაც ეს ფერმენტები მზადდება რიბოსომებში, ისინი უნდა გადავიდნენ თავიანთ საბოლოო სახლებში ლიზოსომებში, ისე რომ გზაში არაფერი დაზიანდეს.

ეს ფერმენტები უჯრედში ტრანსპორტირდება თითქმის ისევე, როგორც HAZMAT (სახიფათო ნარჩენების) ტრანსპორტირება აშშ-ს ავტომაგისტრალებსა და რკინიგზებზე: აქვს სპეციალური ეტიკეტები და დიდი სიფრთხილით. ლიზოსომების მაღალი მჟავიანობის გარემოში მოხვედრის შემდეგ, ეს ხდება მჟავა ჰიდროლაზა ფერმენტები ძალიან ეფექტურად ფუნქციონირებენ.

ლიზოსომების მიერ უჯრედშიდა მონელების სამი მაგალითი:

• ნახშირწყლები, ლიპიდები, ნუკლეინის მჟავები და ცილები
• "მკვდარი" ორგანოელები და მათი კომპონენტები
• ბაქტერიები და უჯრედის გარედან მიღებული სხვა ნივთიერებები