Canlı bir hücrenin yapıları. Hücrenin yapısı ve fonksiyonları Hücrenin yapısal yapısı

Hücreler, bir evin yapı taşları gibi, hemen hemen tüm canlı organizmaların da yapı taşlarıdır. Hangi parçalardan oluşurlar? Hücredeki çeşitli özel yapıların işlevi nedir? Bu ve bunun gibi birçok sorunun cevabını yazımızda bulacaksınız.

Hücre nedir

Hücre, canlı organizmaların en küçük yapısal ve işlevsel birimidir. Nispeten küçük boyutuna rağmen kendi gelişim düzeyini oluşturur. Tek hücreli organizmaların örnekleri yeşil algler chlamydomonas ve chlorella, protozoa euglena, amip ve siliatlardır. Boyutları gerçekten mikroskobiktir. Bununla birlikte, belirli bir sistematik birimdeki bir organizmanın hücresinin işlevi oldukça karmaşıktır. Bunlar beslenme, solunum, metabolizma, uzayda hareket ve üremedir.

Hücre yapısının genel planı

Tüm canlı organizmaların hücresel bir yapısı yoktur. Örneğin virüsler nükleik asitlerden ve bir protein kaplamadan oluşur. Bitkiler, hayvanlar, mantarlar ve bakteriler hücrelerden oluşur. Hepsi yapısal özelliklerde farklılık gösterir. Ancak genel yapıları aynıdır. Bir yüzey aparatı, iç içerikler - sitoplazma, organeller ve kapanımlar ile temsil edilir. Hücrelerin görevleri bu bileşenlerin yapısal özelliklerinden kaynaklanmaktadır. Örneğin bitkilerde fotosentez, kloroplast adı verilen özel organellerin iç yüzeyinde gerçekleştirilir. Hayvanlarda bu yapılar yoktur. Hücrenin yapısı ("Organellerin yapısı ve işlevleri" tablosu tüm özellikleri ayrıntılı olarak inceler) doğadaki rolünü belirler. Ancak tüm çok hücreli canlılarda ortak olan şey, metabolizmanın ve tüm organlar arasındaki ilişkinin sağlanmasıdır.

Hücre yapısı: tablo "Organellerin yapısı ve fonksiyonları"

Bu tablo, hücresel yapıların yapısını ayrıntılı olarak tanımanıza yardımcı olacaktır.

Görüldüğü gibi her hücre organelinin kendine has kompleks bir yapısı vardır. Üstelik her birinin yapısı gerçekleştirilen işlevleri belirler. Yalnızca tüm organellerin koordineli çalışması hücresel, dokusal ve organizmasal düzeyde yaşamın var olmasına izin verir.

Hücrenin temel fonksiyonları

Hücre benzersiz bir yapıdır. Bir yandan bileşenlerinin her biri kendi rolünü oynuyor. Öte yandan hücrenin fonksiyonları tek bir koordineli çalışma mekanizmasına tabidir. En önemli süreçler yaşamın bu organizasyon düzeyinde gerçekleşir. Bunlardan biri üremedir. Sürece dayalıdır ve bunu yapmanın iki ana yolu vardır. Yani, gametler mayoz bölünmeyle, geri kalan her şey (somatik) mitoz bölünmeyle bölünür.

Membran yarı geçirgen olduğundan hücre içine girip çıkmak mümkündür. ters yönçeşitli maddeler. Herkes için temel metabolik süreçler sudur. Vücuda giren biyopolimerler basit bileşiklere parçalanır. Ancak mineraller iyon halinde çözelti halindedir.

Hücre kapanımları

Hücrelerin işlevleri, kapanımların varlığı olmadan tam olarak gerçekleştirilemez. Bu maddeler, olumsuz bir süre için organizmaların rezervidir. Kuraklık, sıcaklık düşüşü, yetersiz oksijen miktarı olabilir. Bitki hücresindeki maddelerin depolama fonksiyonları nişasta tarafından gerçekleştirilir. Granüller halinde sitoplazmada bulunur. Glikojen, hayvan hücrelerindeki depo karbonhidratıdır.

Kumaşlar nelerdir

Yapı ve işlev bakımından benzer olan hücrelerde birleşerek dokuları oluştururlar. Bu yapı uzmanlaşmıştır. Örneğin, epitel dokusunun tüm hücreleri küçüktür ve birbirine sıkıca bitişiktir. Formları çok çeşitlidir. Bu kumaş pratikte yoktur, böyle bir yapı bir kalkanı andırır. Bundan dolayı epitel dokusu koruyucu bir işlev görür. Ancak herhangi bir organizmanın yalnızca bir "kalkan"a değil, aynı zamanda çevreyle olan ilişkisine de ihtiyacı vardır. Bu işlevi yerine getirmek için epitel gözeneklerinde özel oluşumlar vardır. Bitkilerde ise deri veya mantar mercimeğinin stomaları benzer bir yapı görevi görür. Bu yapılar gaz değişimi, terleme, fotosentez ve termoregülasyonu gerçekleştirir. Ve her şeyden önce bu işlemler moleküler ve hücresel düzeyde gerçekleştirilir.

Hücrelerin yapısı ve fonksiyonları arasındaki ilişki

Hücrelerin görevleri yapılarına göre belirlenir. Tüm kumaşlar önemli bir örnek Bu. Yani miyofibriller kasılma yeteneğine sahiptir. Bunlar, tek tek parçaların ve tüm vücudun uzayda hareketini gerçekleştiren kas dokusu hücreleridir. Ancak bağlananın farklı bir yapı ilkesi vardır. Bu tip doku büyük hücrelerden oluşur. Bunlar tüm organizmanın temelidir. Bağ dokusu ayrıca büyük miktarda hücreler arası madde içerir. Böyle bir yapı yeterli hacmini sağlar. Bu doku türü kan, kıkırdak, kemik dokusu gibi çeşitlerle temsil edilir.

İyileşmediklerini söylüyorlar ... Çok var farklı görünümler. Ancak nöronların tüm vücudu tek bir bütün haline getirdiğinden kimse şüphe duymuyor. Bu, yapının başka bir özelliği ile sağlanır. Nöronlar bir gövdeden ve süreçlerden (aksonlar ve dendritler) oluşur. Onlara göre bilgi, sinir uçlarından beyne, oradan da çalışan organlara sırayla akmaktadır. Nöronların çalışması sonucunda tüm vücut tek bir ağ ile birbirine bağlanır.

Yani çoğu canlı organizma hücresel bir yapıya sahiptir. Bu yapılar bitkilerin, hayvanların, mantarların ve bakterilerin yapı taşlarıdır. Hücrelerin genel fonksiyonları bölünme yeteneği, faktörlerin algılanmasıdır. çevre ve metabolizma.

İyi çalışmanızı bilgi tabanına göndermek basittir. Aşağıdaki formu kullanın

Bilgi tabanını çalışmalarında ve çalışmalarında kullanan öğrenciler, lisansüstü öğrenciler, genç bilim insanları size çok minnettar olacaklardır.

http://www.allbest.ru/ adresinde barındırılmaktadır.

Plan

1. Hücre, yapısı ve işlevleri

2. Hücre yaşamında su

3. Hücredeki metabolizma ve enerji

4. Hücrenin beslenmesi. Fotosentez ve kemosentez

5. Genetik kod. Hücredeki proteinlerin sentezi

6. Hücre ve organizmada transkripsiyon ve translasyonun düzenlenmesi

Kaynakça

1. Hücre, yapısı ve fonksiyonları

Hücreler, mekanik güçlerini, beslenmelerini ve solunumlarını sağlayan hücreler arası maddede bulunur. Herhangi bir hücrenin ana kısımları sitoplazma ve çekirdektir.

Hücre, maddelerin seçici geçirgenliğini sağlayan, birkaç molekül katmanından oluşan bir zarla kaplıdır. En küçük yapılar - organeller - sitoplazmada bulunur. Hücre organelleri şunları içerir: endoplazmik retikulum, ribozomlar, mitokondri, lizozomlar, Golgi kompleksi, çağrı Merkezi.

Hücre şunlardan oluşur: yüzey aparatı, sitoplazma, çekirdek.

Bir hayvan hücresinin yapısı

Dış veya plazma zarı- Hücrenin içeriğini çevreden (diğer hücreler, hücreler arası madde) sınırlandırır, lipid ve protein moleküllerinden oluşur, hücreler arası iletişimi, maddelerin hücre içine (pinositoz, fagositoz) ve hücre dışına taşınmasını sağlar.

sitoplazma- Çekirdek ile içinde bulunan organeller arasındaki iletişimi sağlayan hücrenin iç yarı sıvı ortamı. Yaşamsal aktivitenin ana süreçleri sitoplazmada gerçekleşir.

Hücre organelleri:

1) endoplazmik retikulum (ER)- proteinlerin, lipitlerin ve karbonhidratların sentezinde, maddelerin hücre içinde taşınmasında rol oynayan bir dallanma tübül sistemi;

2) ribozomlar- rRNA içeren cisimler ER'de ve sitoplazmada bulunur ve protein sentezinde rol oynar. EPS ve ribozomlar, protein sentezi ve taşınması için tek bir aparattır;

3) mitokondri- sitoplazmadan iki zarla ayrılan hücrenin "güç istasyonları". İçteki, yüzeyini artıran cristae (kıvrımlar) oluşturur. Cristae üzerindeki enzimler, organik maddelerin oksidasyonu ve enerji açısından zengin ATP moleküllerinin sentezi reaksiyonlarını hızlandırır;

4) Golgi kompleksi- Yaşam süreçlerinde kullanılan veya hücreden uzaklaştırılan proteinler, yağlar ve karbonhidratlarla dolu, sitoplazmadan bir zarla sınırlandırılmış bir grup boşluk. Kompleksin zarları yağların ve karbonhidratların sentezini gerçekleştirir;

5) lizozomlar- enzimlerle dolu gövdeler, proteinlerin amino asitlere, lipitlerin gliserol ve yağ asitlerine, polisakkaritlerin monosakaritlere bölünmesinin reaksiyonlarını hızlandırır. Lizozomlarda hücrenin ölü kısımları, tüm hücreler ve hücreler yok edilir.

Hücre kapanımları- Yedek besin birikimleri: proteinler, yağlar ve karbonhidratlar.

Çekirdek- hücrenin en önemli kısmı.

Bazı maddelerin çekirdeğe nüfuz ettiği, diğerlerinin ise sitoplazmaya girdiği gözenekleri olan iki membranlı bir zarla kaplıdır.

Kromozomlar, bir organizmanın özellikleri hakkında kalıtsal bilgilerin taşıyıcıları olan çekirdeğin ana yapılarıdır. Ana hücrenin yavru hücrelere ve germ hücreleriyle birlikte yavru organizmalara bölünmesi sürecinde iletilir.

Çekirdek DNA, mRNA, rRNA sentezinin yapıldığı yerdir.

Hücrenin kimyasal bileşimi

Hücre, Dünya'daki yaşamın temel birimidir. Canlı bir organizmanın tüm özelliklerine sahiptir: Büyür, çoğalır, çevreyle madde ve enerji alışverişinde bulunur ve dış uyaranlara tepki verir. Biyolojik evrimin başlangıcı, Dünya'daki hücresel yaşam formlarının ortaya çıkmasıyla ilişkilidir. Tek hücreli organizmalar birbirinden ayrı olarak var olan hücrelerdir. Tüm çok hücreli organizmaların (hayvanlar ve bitkiler) gövdesi, karmaşık bir organizmayı oluşturan bir tür yapı taşı olan az ya da çok hücreden oluşur. Hücrenin bütünleşik bir yaşam sistemi - ayrı bir organizma mı yoksa sadece bir parçası mı olduğuna bakılmaksızın, tüm hücreler için ortak olan bir dizi özellik ve özellik ile donatılmıştır.

Hücrelerde yaklaşık 60 element bulunur periyodik sistem Cansız doğada da bulunan Mendeleev. Bu, canlı ve cansız tabiatın ortak olduğunun delillerinden biridir. Hidrojen, oksijen, karbon ve nitrojen, hücre kütlesinin yaklaşık %98'ini oluşturan canlı organizmalarda en yaygın olanlardır. Bunun nedeni hidrojen, oksijen, karbon ve nitrojenin kimyasal özelliklerinin özelliklerinden kaynaklanmaktadır ve bunun sonucunda moleküllerin oluşumu için en uygun oldukları ortaya çıkmıştır. biyolojik fonksiyonlar. Bu dört element, iki atoma ait elektronların eşleşmesi yoluyla çok güçlü kovalent bağlar oluşturabilir. Kovalent bağlı karbon atomları sayısız farklı organik molekülün omurgasını oluşturabilir. Karbon atomları oksijen, hidrojen, nitrojen ve ayrıca kükürt ile kolayca kovalent bağlar oluşturduğundan, organik moleküller olağanüstü karmaşıklık ve yapı çeşitliliği elde eder.

Hücre, dört ana elementin yanı sıra gözle görülür miktarlarda (yüzde 10'uncu ve 100'üncü kesirler) demir, potasyum, sodyum, kalsiyum, magnezyum, klor, fosfor ve kükürt içerir. Diğer tüm elementler (çinko, bakır, iyot, flor, kobalt, manganez vb.) hücrede çok küçük miktarlarda bulunur ve bu nedenle mikro elementler olarak adlandırılır.

Kimyasal elementler inorganik ve organik bileşiklerin bir parçasıdır. İnorganik bileşikler arasında su, mineral tuzları, karbondioksit, asitler ve bazlar bulunur. Organik bileşikler proteinler, nükleik asitler, karbonhidratlar, yağlar (lipitler) ve lipoidlerdir. Bileşimlerine oksijen, hidrojen, karbon ve nitrojenin yanı sıra başka elementler de dahil edilebilir. Bazı proteinler kükürt içerir. Ayrılmaz parça Nükleik asit fosfordur. Hemoglobin molekülü demir içerir, magnezyum ise klorofil molekülünün yapımında rol oynar. Eser elementler, canlı organizmalardaki son derece düşük içeriklerine rağmen yaşam süreçlerinde önemli bir rol oynamaktadır. İyot, tiroid hormonunun bir parçasıdır - tiroksin, kobalt - pankreasın adacık kısmındaki B 12 hormonunun bileşiminde - insülin - çinko içerir.

Hücrenin organik maddesi

Sincaplar.

Hücrenin organik maddeleri arasında proteinler hem miktar (toplam hücre kütlesinin% 10-12'si) hem de değer bakımından ilk sırada yer almaktadır. Proteinler, monomerleri amino asit olan yüksek moleküler ağırlıklı polimerlerdir (molekül ağırlığı 6.000 ila 1 milyon veya daha fazla). Yaşayan organizmalar 20 amino asit kullanır, ancak çok daha fazlası vardır. Her amino asit, bazik özelliklere sahip bir amino grubu (-NH2) ve asidik özelliklere sahip bir karboksil grubu (-COOH) içerir. Bir su molekülünün açığa çıkmasıyla HN-CO bağı kurularak iki amino asit bir molekül halinde birleştirilir. Bir amino asidin amino grubu ile diğerinin karboksil grubu arasındaki bağa peptid bağı denir.

Proteinler onlarca veya yüzlerce amino asit içeren polipeptitlerdir. Çeşitli proteinlerin molekülleri, moleküler ağırlık, sayı, amino asitlerin bileşimi ve polipeptit zincirindeki dizileri bakımından birbirlerinden farklılık gösterir. Bu nedenle proteinlerin çok çeşitli olduğu açıktır; tüm canlı organizma türlerindeki sayılarının 1010 - 1012 olduğu tahmin edilmektedir.

Belirli bir sırayla kovalent peptid bağlarıyla bağlanan amino asit birimleri zincirine bir proteinin birincil yapısı denir.

Hücrelerde proteinler sarmal olarak bükülmüş lifler veya toplar (kürecikler) biçimindedir. Bu, doğal bir proteinde polipeptit zincirinin, kendisini oluşturan amino asitlerin kimyasal yapısına bağlı olarak kesin olarak tanımlanmış bir şekilde katlanmasıyla açıklanmaktadır.

İlk olarak polipeptit zinciri bir sarmal şeklinde sarılır. Bitişik dönüşlerin atomları arasında çekim ortaya çıkar ve özellikle bitişik dönüşlerde bulunan NH- ve CO-grupları arasında hidrojen bağları oluşur. Spiral şeklinde bükülmüş bir amino asit zinciri oluşur ikincil yapı sincap. Sarmalın daha da katlanması sonucunda, üçüncül yapı adı verilen, her proteine ​​özel bir konfigürasyon ortaya çıkar. Üçüncül yapı, bazı amino asitlerde bulunan hidrofobik radikaller ile amino asit sisteinin SH grupları (S-S bağları) arasındaki kovalent bağlar arasındaki yapışma kuvvetlerinin etkisinden kaynaklanmaktadır. Hidrofobik radikallerin ve sisteinin amino asitlerinin sayısı ve bunların polipeptit zincirindeki düzenlenme sırası her proteine ​​özeldir. Sonuç olarak, bir proteinin üçüncül yapısının özellikleri, onun birincil yapısı tarafından belirlenir. Protein biyolojik aktiviteyi yalnızca üçüncül bir yapı formunda sergiler. Bu nedenle polipeptit zincirindeki tek bir amino asidin değiştirilmesi bile proteinin konfigürasyonunda değişikliğe ve biyolojik aktivitesinin azalmasına veya kaybolmasına neden olabilir.

Bazı durumlarda protein molekülleri birbirleriyle birleşerek görevlerini ancak kompleksler halinde yerine getirebilirler. Yani hemoglobin dört molekülden oluşan bir komplekstir ve yalnızca bu formda oksijeni bağlama ve taşıma yeteneğine sahiptir.Bu tür agregatlar, proteinin dördüncül yapısını temsil eder. Bileşimlerine göre proteinler basit ve karmaşık olmak üzere iki ana sınıfa ayrılır. Basit proteinler yalnızca amino asitlerden, nükleik asitlerden (nükleotidler), lipitlerden (lipoproteinler), Me'den (metal proteinler), P'den (fosfoproteinler) oluşur.

Hücredeki proteinlerin işlevleri son derece çeşitlidir..

En önemlilerinden biri yapı işlevidir: proteinler, hücre içi yapıların yanı sıra tüm hücre zarlarının ve hücre organellerinin oluşumunda rol oynar. Münhasıran önem proteinlerin enzimatik (katalitik) bir rolü vardır. Enzimler hücrede gerçekleşen kimyasal reaksiyonları 10 ila 100 milyon kat hızlandırır. Motor fonksiyonu özel kasılma proteinleri tarafından sağlanır. Bu proteinler, hücrelerin ve organizmaların yapabildiği her türlü harekette rol oynar: protozoalarda siliaların titreşmesi ve flagellaların çırpılması, hayvanlarda kas kasılması, bitkilerde yaprakların hareketi vb.

Proteinlerin taşıma işlevi, kimyasal elementleri (örneğin, hemoglobin O'yu bağlar) veya biyolojik olarak aktif maddeleri (hormonlar) bağlamak ve bunları vücudun doku ve organlarına aktarmaktır. Koruyucu işlev, yabancı proteinlerin veya hücrelerin vücuda nüfuz etmesine yanıt olarak antikor adı verilen özel proteinlerin üretilmesi şeklinde ifade edilir. Antikorlar yabancı maddeleri bağlar ve nötralize eder. Proteinler enerji kaynağı olarak önemli bir rol oynar. 1g'nin tamamen bölünmesiyle. proteinler 17,6 kJ (~ 4,2 kcal) salınır. hücre zarı kromozomu

Karbonhidratlar.

Karbonhidratlar veya sakkaritler organik bileşiklerdir Genel formül(CH2O) n. Çoğu karbonhidrat, su moleküllerinde olduğu gibi O atomlarının iki katı sayıda H atomuna sahiptir. Bu nedenle bu maddelere karbonhidrat adı verildi. Canlı bir hücrede karbonhidratlar 1-2'yi geçmeyen miktarlarda, bazen %5'i (karaciğerde, kaslarda) bulunur. Bitki hücreleri karbonhidratlar açısından en zengin olanlardır ve bazı durumlarda içerikleri kuru madde kütlesinin (tohumlar, patates yumruları vb.)% 90'ına ulaşır.

Karbonhidratlar basit ve karmaşıktır.

Basit karbonhidratlara monosakkaritler denir. Moleküldeki karbonhidrat atomlarının sayısına bağlı olarak monosakkaritler triozlar, tetrozlar, pentozlar veya heksozlar olarak adlandırılır. Altı karbon monosakaritten heksozlar, glikoz, fruktoz ve galaktoz en önemlileridir. Kanda glikoz bulunur (%0,1-0,12). Pentozlar riboz ve deoksiriboz, nükleik asitlerin ve ATP'nin bir parçasıdır. İki monosakkarit bir molekülde birleşirse böyle bir bileşiğe disakkarit denir. Kamış veya şeker pancarından elde edilen diyet şekeri, bir molekül glikoz ve bir molekül fruktozdan oluşur. süt şeker- glikoz ve galaktozdan.

Birçok monosakkaritin oluşturduğu kompleks karbonhidratlara polisakkaritler denir. Nişasta, glikojen, selüloz gibi polisakkaritlerin monomeri glikozdur. Karbonhidratlar iki ana işlevi yerine getirir: inşaat ve enerji. Selüloz duvarları oluşturur bitki hücreleri. Kompleks polisakkarit kitin, eklembacaklıların dış iskeletinin ana yapısal bileşenidir. Kitin ayrıca mantarlarda bir yapı işlevi de gerçekleştirir.

Karbonhidratlar hücredeki ana enerji kaynağı rolünü oynar. 1 g karbonhidratın oksidasyonu sürecinde 17,6 kJ (~ 4,2 kcal) açığa çıkar. Bitkilerde nişasta, hayvanlarda ise glikojen hücrelerde depolanır ve enerji rezervi görevi görür.

Nükleik asitler.

Hücredeki nükleik asitlerin değeri çok yüksektir. Kimyasal yapılarının özellikleri, bireysel gelişimin belirli bir aşamasında her dokuda sentezlenen protein moleküllerinin yapısı hakkındaki bilgilerin yavru hücrelere depolanması, aktarılması ve iletilmesi olasılığını sağlar.

Hücrelerin özellik ve özelliklerinin çoğu proteinlere bağlı olduğundan, nükleik asitlerin stabilitesinin temel durum hücrelerin ve tüm organizmaların normal işleyişi. Hücrelerin yapısında veya içlerindeki fizyolojik süreçlerin aktivitesinde meydana gelen ve dolayısıyla yaşamı etkileyen herhangi bir değişiklik. Nükleik asitlerin yapısının incelenmesi, organizmalardaki özelliklerin kalıtımını ve hem bireysel hücrelerin hem de hücresel sistemlerin (doku ve organların) işleyiş modellerini anlamak için son derece önemlidir.

2 tip nükleik asit vardır; DNA ve RNA.

DNA, çift sarmal oluşturacak şekilde çevrelenmiş iki nükleotid sarmalından oluşan bir polimerdir. DNA moleküllerinin monomerleri, azotlu bir baz (adenin, timin, guanin veya sitozin), bir karbonhidrat (deoksiriboz) ve bir fosforik asit kalıntısından oluşan nükleotitlerdir. DNA molekülündeki azotlu bazlar eşit olmayan sayıda H bağlarıyla birbirine bağlanır ve çiftler halinde düzenlenir: adenin (A) daima timine (T), guanin (G) ise sitozine (C) karşıdır. Şematik olarak bir DNA molekülündeki nükleotidlerin düzeni şu şekilde gösterilebilir:

Şekil 1. Bir DNA molekülündeki nükleotidlerin düzenlenmesi

Şekil 1'den. Nükleotidlerin birbirlerine rastgele değil seçici olarak bağlandıkları görülmektedir. Adeninin timinle ve guaninin sitozinle seçici etkileşimi yeteneğine tamamlayıcılık denir. Belirli nükleotidlerin tamamlayıcı etkileşimi, moleküllerindeki atomların uzaysal düzenlemesinin özellikleriyle açıklanır; bu, onların birbirlerine yaklaşmalarına ve H bağları oluşturmalarına olanak tanır.

Bir polinükleotid zincirinde, bitişik nükleotidler, bir şeker (deoksiriboz) ve bir fosforik asit kalıntısı yoluyla birbirine bağlanır. RNA, DNA gibi, monomerleri nükleotid olan bir polimerdir.

Üç nükleotidin azotlu bazları DNA'yı oluşturanlarla aynıdır (A, G, C); dördüncüsü - urasil (U) - RNA molekülünde timin yerine bulunur. RNA nükleotidleri, karbonhidrat yapılarında (deoksiriboz yerine riboz) DNA nükleotidlerinden farklılık gösterir.

Bir RNA zincirinde nükleotidler, bir nükleotidin ribozu ile diğerinin fosforik asit kalıntısı arasında kovalent bağların oluşmasıyla birleştirilir. İki sarmallı RNA'ların yapısı farklıdır. Çift sarmallı RNA'lar, bazı virüslerdeki genetik bilginin koruyucularıdır; Kromozomların fonksiyonlarını yerine getirir. Tek sarmallı RNA'lar, proteinlerin yapısı hakkındaki bilgilerin kromozomdan sentez yerine aktarımını gerçekleştirir ve protein sentezine katılır.

Tek sarmallı RNA'nın birkaç türü vardır. İsimleri hücredeki görevlerinden veya konumlarından kaynaklanmaktadır. Sitoplazmik RNA'nın çoğu (%80-90'a kadar) ribozomlarda bulunan ribozomal RNA'dır (rRNA). rRNA molekülleri nispeten küçüktür ve ortalama 10 nükleotitten oluşur.

Sentezlenecek proteinlerdeki amino asitlerin dizisi hakkında bilgiyi ribozomlara taşıyan başka bir RNA türü (mRNA). Bu RNA'ların boyutu, sentezlendikleri DNA segmentinin uzunluğuna bağlıdır.

Transfer RNA'ları çeşitli işlevleri yerine getirir. Amino asitleri protein sentezi bölgesine iletirler, aktarılan amino aside karşılık gelen üçlüyü ve RNA'yı (tamamlayıcılık ilkesine göre) "tanırlar" ve amino asidin ribozom üzerindeki tam yönelimini gerçekleştirirler.

Yağlar ve lipoidler.

Yağlar, yağ makromoleküler asitleri ve trihidrik alkol gliserolün bileşikleridir. Yağlar suda çözünmez; hidrofobiktirler.

Hücrede her zaman lipoid adı verilen başka karmaşık hidrofobik yağ benzeri maddeler bulunur. Yağların temel işlevlerinden biri enerjidir. 1 g yağın CO2 ve H2O'ya parçalanması sırasında büyük miktarda enerji açığa çıkar - 38,9 kJ (~ 9,3 kcal).

Hayvan (ve kısmen bitki) dünyasında yağların ana işlevi depolamadır.

Yağlar ve lipoidler aynı zamanda bir yapı işlevi de yerine getirirler: hücre zarlarının bir parçasıdırlar. Zayıf ısı iletkenliği nedeniyle yağ koruyucu bir işlev görebilir. Bazı hayvanlarda (foklar, balinalar), deri altı yağ dokusunda birikerek 1 m kalınlığa kadar bir tabaka oluşturur.Bazı lipoidlerin oluşumu bir dizi hormonun sentezinden önce gelir. Sonuç olarak bu maddelerin aynı zamanda metabolik süreçleri düzenleme işlevi de vardır.

2. Hücre yaşamında su

Hücreyi oluşturan kimyasal maddeler: inorganik (su, mineral tuzları)

Hücre elastikiyetinin sağlanması.

Hücrenin su kaybının sonuçları yaprakların solması, meyvelerin kurumasıdır.

Maddelerin suda çözünmesi nedeniyle kimyasal reaksiyonların hızlanması.

Maddelerin hareketinin sağlanması: Çoğu maddenin hücreye girişi ve çözelti halinde hücreden uzaklaştırılması.

Birçok kimyasalın (bir takım tuzlar, şekerler) çözünmesini sağlamak.

Bir dizi kimyasal reaksiyona katılım.

Yavaş ısıtma ve yavaş soğutma yeteneği nedeniyle termoregülasyon sürecine katılım.

Su. H2HAKKINDA - Canlı organizmalarda en yaygın bileşik. Farklı hücrelerdeki içeriği oldukça geniş sınırlar içinde değişir.

Suyun hayati süreçlerin sağlanmasındaki olağanüstü önemli rolü, fizikokimyasal özelliklerinden kaynaklanmaktadır.

Moleküllerin polaritesi ve hidrojen bağları oluşturma yeteneği, suyu çok sayıda madde için iyi bir çözücü haline getirir. Bir hücrede meydana gelen kimyasal reaksiyonların çoğu yalnızca sulu bir çözeltide meydana gelebilir.

Su aynı zamanda birçok kimyasal dönüşüme de katılmaktadır.

Su molekülleri arasındaki toplam hidrojen bağı sayısı t'ye bağlı olarak değişir. °. t'de ° buzun erimesi, t ° 40 ° C'de yarı yarıya olmak üzere hidrojen bağlarının yaklaşık% 15'ini yok eder. Gaz haline geçişte tüm hidrojen bağları yok edilir. Bu, suyun yüksek özgül ısı kapasitesini açıklar. Dış ortamın sıcaklığı değiştiğinde, hidrojen bağlarının kopması veya yeni oluşması nedeniyle su ısıyı emer veya serbest bırakır.

Bu sayede hücre içindeki t° dalgalanmalarının çevreye göre daha küçük olduğu ortaya çıkar. Yüksek buharlaşma ısısı bunun temelini oluşturur etkili mekanizma Bitkilerde ve hayvanlarda ısı transferi.

Bir çözücü olarak su, vücut hücrelerinin hayati aktivitesinde önemli bir rol oynayan ozmoz olayında rol alır. Osmoz, solvent moleküllerinin yarı geçirgen bir zardan bir maddenin çözeltisine nüfuz etmesi anlamına gelir.

Yarı geçirgen zarlar, çözücü moleküllerinin geçmesine izin veren ancak çözünen moleküllerin (veya iyonların) geçmesine izin vermeyen zarlardır. Bu nedenle ozmoz, su moleküllerinin çözelti yönünde tek yönlü difüzyonudur.

mineral tuzlar.

Çoğu inorganik hücreler ayrışmış veya katı haldeki tuzlar formundadır.

Hücredeki ve çevresindeki katyon ve anyonların konsantrasyonu aynı değildir. Hücredeki ozmotik basınç ve tampon özellikleri büyük ölçüde tuz konsantrasyonuna bağlıdır.

Tamponlama, bir hücrenin içeriğinin hafif alkali reaksiyonunu sabit bir seviyede tutma yeteneğidir. Hücredeki mineral tuzların içeriği katyonlar (K+, Na+, Ca2+, Mg2+) ve anyonlar (--HPO | ~, - H 2RS> 4, - SG, - HCC * s) şeklindedir. Hücredeki katyon ve anyon içeriğinin dengesi, vücudun iç ortamının sabitliğini sağlar. Örnekler: Hücredeki ortam hafif alkalidir, hücrenin içinde yüksek konsantrasyonda K + iyonları vardır ve hücreyi çevreleyen ortamda - Na + iyonları vardır. Mineral tuzların metabolizmaya katılımı.

3 . HAKKINDAHücrede madde ve enerji alışverişi

Hücredeki enerji metabolizması

Adenozin trifosfat (kısalt. ATP, İngilizce Nisan) - nükleotid, organizmalarda enerji ve madde alışverişinde son derece önemli bir rol oynar; Bileşik öncelikle tüm biyolojik canlılar için evrensel bir enerji kaynağı olarak bilinir. kimyasal süreçler canlı sistemlerde meydana gelir.

ATP, tüm hücre fonksiyonları için enerji sağlar: mekanik çalışma, maddelerin biyosentezi, bölünme vb. Ortalama olarak, bir hücredeki ATP içeriği kütlesinin yaklaşık% 0,05'idir, ancak ATP maliyetlerinin yüksek olduğu hücrelerde (örneğin, karaciğer hücreleri, enine çizgili kaslar), içeriği %0,5'e kadar ulaşabilir. Hücrelerdeki ATP sentezi esas olarak mitokondride meydana gelir. Hatırlayacağınız gibi (bkz. 1.7), ADP'den 1 mol ATP'nin sentezlenmesi 40 kJ alır.

Hücredeki enerji metabolizması üç aşamaya ayrılır.

İlk aşama hazırlıktır.

Bu sırada büyük gıda polimeri molekülleri daha küçük parçalara ayrılır. Polisakkaritler di- ve monosakkaritlere, proteinler amino asitlere, yağlara - gliserole ve yağ asitleri. Bu dönüşümler sırasında çok az enerji açığa çıkar, ısı şeklinde dağılır ve ATP oluşmaz.

İkinci aşama, oksijen olmadan maddelerin parçalanması tamamlanmamıştır.

Bu aşamada oluşan maddeler hazırlık aşaması Oksijen yokluğunda enzimler tarafından parçalanır.

Bu aşamayı glikoliz (glikozun enzimatik parçalanması) örneğini kullanarak analiz edelim. Glikoliz hayvan hücrelerinde ve bazı mikroorganizmalarda meydana gelir. Özetle, bu süreç aşağıdaki denklemle temsil edilebilir:

C 6H 12O 6 + 2H 3P 04 + 2ADP > 2C 3H 603 + 2ATP + 2H 2O

Böylece, glikoliz sırasında, bir glikoz molekülünden, üç karbonlu piruvik asitten (C3H4O3) iki molekül oluşur; bu, birçok hücrede, örneğin kas hücrelerinde, laktik aside (C3H6O3) dönüşür ve Bu sırada iki ADP molekülünü iki ATP molekülüne dönüştürmeye yetecek kadar enerji açığa çıkar.

Görünür basitliğine rağmen glikoliz, çeşitli enzimler tarafından katalize edilen ondan fazla aşamayı içeren çok aşamalı bir işlemdir. Açığa çıkan enerjinin sadece %40'ı hücre tarafından ATP şeklinde depolanır ve geri kalan %60'ı ısı şeklinde dağılır. Glikolizin birçok aşaması nedeniyle, açığa çıkan küçük ısı bölümlerinin hücreyi tehlikeli bir seviyeye kadar ısıtmaya zamanı yoktur.

Glikoliz hücrelerin sitoplazmasında meydana gelir.

Çoğu bitki hücresinde ve bazı mantarlarda enerji metabolizmasının ikinci aşaması alkolik fermantasyonla temsil edilir:

C 6H 12O 6 + 2H 3RO 4 + 2ADP> 2C 2H 5OH + 2C 02 + 2ATP + 2H2O

Alkolik fermantasyonun başlangıç ​​ürünleri glikolizinkilerle aynıdır ancak sonuç olarak etanol, karbondioksit, su ve iki ATP molekülü. Glikozu asetona, asetik asit ve diğer maddelere ayrıştıran mikroorganizmalar vardır, ancak her durumda hücrenin "enerji karı" iki ATP molekülüdür.

Enerji metabolizmasının üçüncü aşaması oksijenin tamamen parçalanması veya hücresel solunumdur.

Bu durumda, ikinci aşamada oluşan maddeler nihai ürünlere (CO2 ve H2O) yok edilir. Bu aşama şu şekilde temsil edilebilir:

2C 3H 6O 3 + 6O 2 + 36H 3PO4 + 36 ADP > 6CO2 + 42 H 2O + 36ATP.

Böylece, glikozun enzimatik olarak CO2 ve H20'ya parçalanması sırasında oluşan üç karbonik asitten oluşan iki molekülün oksidasyonu, 36 ATP molekülü oluşturmaya yetecek kadar büyük miktarda enerjinin salınmasına yol açar.

Mitokondri kristalarında hücresel solunum meydana gelir. Bu işlemin verimliliği glikolizden daha yüksektir ve yaklaşık %55'tir. Bir glikoz molekülünün tamamen parçalanması sonucunda 38 ATP molekülü oluşur.

Hücrelerde enerji elde etmek için glikozun yanı sıra başka maddeler de kullanılabilir: lipitler, proteinler. Ancak çoğu organizmada enerji metabolizmasında başrol şekerlere aittir.

4 . Pyemek yiyorhücreler. Fotosentez ve kemosentez

Hücre beslenmesi, hücreye dış ortamdan giren maddelerin (karbondioksit, mineral tuzlar, su) hücrenin vücuduna proteinler, şekerler, yağlar şeklinde girdiği bir dizi karmaşık kimyasal reaksiyonun bir sonucu olarak ortaya çıkar. , yağlar, nitrojen ve fosfor bileşikleri.

Dünya üzerinde yaşayan tüm canlı organizmalar, ihtiyaç duydukları organik maddeleri nasıl elde ettiklerine bağlı olarak iki gruba ayrılabilir.

İlk grup - ototroflar Yunanca'da "kendi kendini besleyen" anlamına gelir. Hücreleri ve yaşam süreçlerini inşa etmek için ihtiyaç duydukları tüm organik maddeleri inorganik olanlardan (su, su) bağımsız olarak oluşturabilirler. karbon dioksit ve diğerleri. Bu tür karmaşık dönüşümler için enerji alırlar. Güneş ışığı ve fototroflar olarak adlandırılır veya mineral bileşiklerinin kimyasal dönüşümlerinin enerjisinden dolayı bunlara kemotroflar denir. Ancak hem fototrofik hem de kemotrofik organizmaların dışarıdan gelecek organik maddeye ihtiyacı yoktur. Ototroflar tüm yeşil bitkileri ve birçok bakteriyi içerir.

Heterotroflarda gerekli organik bileşikleri elde etmenin temelde farklı bir yolu. Heterotroflar bu tür maddeleri bağımsız olarak sentezleyemezler. inorganik bileşikler ve hazır organik maddelerin dışarıdan sürekli emilmesi gerekir. Daha sonra dışarıdan aldıkları molekülleri kendi ihtiyaçlarına göre "yeniden düzenlerler".

heterotrofik organizmalar Yeşil bitkiler tarafından üretilen fotosentez ürünlerine doğrudan bağımlıdırlar. Örneğin lahana veya patates yiyerek güneş ışığının enerjisinden dolayı bitki hücrelerinde sentezlenen maddeleri alırız. Evcil hayvanların etini yersek, bu hayvanların bitkisel besinleri yediklerini unutmamalıyız: çimen, tahıl vb. Dolayısıyla etleri bitkisel besinlerden elde edilen moleküllerden oluşur.

Heterotroflar mantarları, hayvanları ve birçok bakteriyi içerir. Yeşil bir bitkinin bazı hücreleri de heterotrofiktir: kambiyum hücreleri, kök. Gerçek şu ki, bitkinin bu kısımlarının hücreleri fotosentez yapma yeteneğine sahip değildir ve bitkinin yeşil kısımları tarafından sentezlenen organik maddelerle beslenirler.

Hücre beslenmesi: lizozomlar ve hücre içi sindirim

Bir hücrede sayısı birkaç yüze ulaşan lizozomlar tipik bir boşluk oluşturur.

Çeşitli şekil ve boyutlarda lizozomlar vardır; onların özel çeşitliliği iç yapı. Bu çeşitlilik morfolojik terminolojiye de yansır. Artık lizozom olarak bildiğimiz parçacıklar için birçok terim vardır. Bunlar arasında: yoğun cisimler, artık cisimler, sitozomlar, sitosegresomlar ve diğerleri.

Kimya açısından gıdayı sindirmek, onu hidrolize tabi tutmak anlamına gelir, yani. doğal makromoleküllerin yapı taşlarının birbirine bağlandığı çeşitli bağları parçalamak için suyun kullanılması. Örneğin, proteinlerdeki amino asitleri bağlayan peptid bağları, polisakkaritlerdeki şekerleri bağlayan glikoliz bağları ve asitler ile alkoller arasındaki ester bağları. Çoğunlukla bu bağlar çok stabildir ve yalnızca zorlu sıcaklık ve pH değerleri koşullarında (asidik veya alkali ortam) kırılır.

Canlı organizmalar bu koşulları yaratma ve bunlara dayanma yeteneğine sahip değildir, ancak yine de besinleri zorlanmadan sindirebilirler. Ve bunu sindirim sisteminde salgılanan özel katalizörlerin (hidrolitik enzimler veya hidrolazlar) yardımıyla yaparlar. Hidrolazlar spesifik katalizörlerdir. Her biri yalnızca kesin olarak tanımlanmış bir kimyasal bağ türünü böler. Gıda genellikle çeşitli kimyasal bağlara sahip birçok bileşenden oluştuğundan, sindirim, çeşitli enzimlerin eş zamanlı, koordineli veya sıralı katılımını gerektirir. Aslında, gastrointestinal sisteme salgılanan sindirim suları, insan vücudunun bitki ve hayvan kökenli birçok karmaşık gıda ürününü emmesine olanak tanıyan çok sayıda farklı hidrolaz içerir. Ancak bu yetenek sınırlıdır ve insan vücudu selülozu sindiremez.

Bu temel hükümler esas olarak lizozomlara uygulanır. Her lizozomda, proteinler, polisakkaritler, nükleik asitler, bunların kombinasyonları ve türevleri de dahil olmak üzere temel doğal maddelerin çoğunu tamamen veya neredeyse tamamen sindirebilen farklı hidrolazlardan oluşan bir koleksiyon buluruz (50'den fazla tür tanımlanmıştır). Bununla birlikte, insan gastrointestinal sistemi gibi, lizozomlar da sindirim kapasitelerinde bazı sınırlamalarla karakterize edilir.

Bağırsakta, sindirimin son ürünleri (sindirilen), bağırsak emilimiyle "temizlenir": bunlar genellikle aktif pompalar aracılığıyla mukozal hücreler tarafından uzaklaştırılır ve kan dolaşımına girer. Lizozomlarda da benzer bir şey olur.

Sindirim sırasında oluşan çeşitli küçük moleküller, lizozomal membran yoluyla sitoplazmaya taşınır ve burada hücrenin metabolik sistemleri tarafından kullanılır.

Ancak bazen sindirim gerçekleşmez veya eksik kalır ve ürünlerinin saflaştırılabileceği aşamaya ulaşamaz. Çoğu protozoa ve alt omurgasızlarda bu tür durumlar herhangi bir özel sonuca neden olmaz, çünkü hücreleri eski lizozomlarının içeriğini çevreye atarak kurtulma yeteneğine sahiptir.

Yüksek hayvanlarda birçok hücre lizozomlarını bu şekilde boşaltamaz. Kronik bir "kabızlık" halindedirler. Pek çok şeyin altında yatan bu ciddi eksikliktir. patolojik durumlar Lizozom aşırı yüklenmesi ile ilişkilidir. Dispepsi, aşırı asitlik, kabızlık ve diğer sindirim bozuklukları.

Ototrofik beslenme

Dünyadaki yaşam ototrofik organizmalara bağlıdır. Canlı hücrelerin ihtiyaç duyduğu organik maddelerin neredeyse tamamı fotosentez yoluyla üretilir.

Fotosentez(Yunan fotoğraflarından - ışık ve sentez - bağlantı, kombinasyon) - inorganik maddelerin (su ve karbondioksit) yeşil bitkiler ve fotosentetik mikroorganizmalar tarafından güneş enerjisi nedeniyle organik maddelere dönüştürülmesi, bu da kimyasal bağların enerjisine dönüştürülür. organik madde molekülleri.

Fotosentezin aşamaları.

Fotosentez sürecinde, enerji açısından fakir su ve karbondioksit, enerji yoğun organik maddeye - glikoza dönüştürülür. Bu durumda güneş enerjisi bu maddenin kimyasal bağlarında birikir. Ayrıca fotosentez sırasında organizmaların solunum için kullandığı oksijen atmosfere salınır.

Fotosentezin aydınlık ve karanlık olmak üzere iki aşamada gerçekleştiği artık tespit edilmiştir.

Işık fazında güneş enerjisi sayesinde klorofil molekülleri uyarılır ve ATP sentezlenir.

Bu reaksiyonla eş zamanlı olarak ışığın etkisi altında su (H20), serbest oksijenin (02) salınmasıyla ayrışır. Bu sürece fotoliz adı verildi (Yunan fotoğraflarından - ışık ve lizis - çözünme). Ortaya çıkan hidrojen iyonları, hidrojen iyonlarının taşıyıcısı (NADP) olan özel bir maddeye bağlanır ve bir sonraki aşamada kullanılır.

Sıcaklık fazındaki reaksiyonların ilerlemesi için ışığın varlığı gerekli değildir. Işık fazında sentezlenen ATP molekülleri burada enerji kaynağı olarak görev yapar. Sıcaklık aşamasında karbondioksit havadan emilir, hidrojen iyonları tarafından indirgenir ve ATP enerjisinin kullanılması nedeniyle glikoz oluşur.

Çevre koşullarının fotosenteze etkisi.

Fotosentez yaprağa düşen güneş enerjisinin yalnızca %1'ini kullanır. Fotosentez bir takım çevresel koşullara bağlıdır. Birincisi, bu süreç en yoğun şekilde güneş spektrumunun kırmızı ışınlarının etkisi altında ilerlemektedir (Şekil 58). Fotosentezin yoğunluk derecesi, silindirden suyun yerini alan salınan oksijen miktarına göre belirlenir. Fotosentez hızı aynı zamanda bitkinin aydınlatma derecesine de bağlıdır. Gündüz saatlerinin uzunluğundaki bir artış, fotosentez verimliliğinde, yani bitkinin oluşturduğu organik madde miktarında bir artışa yol açar.

Fotosentezin anlamı.

Fotosentez ürünleri kullanılır:

besin olarak organizmalar, yaşam süreçleri için enerji ve oksijen kaynağı;

insan gıdası üretiminde

· gibi Yapı malzemesi konut inşaatı, mobilya imalatı vb. için

İnsanoğlu varlığını fotosenteze borçludur.

Dünyadaki yakıt rezervlerinin tamamı fotosentez sonucu oluşan ürünlerdir. Kömür ve odun kullanarak fotosentez sırasında organik maddede depolanan enerjiyi elde ediyoruz. Aynı zamanda atmosfere oksijen salınır.

Bilim adamlarına göre fotosentez olmasaydı oksijen kaynağının tamamı 3000 yıl içinde tükenirdi.

Kemosentez.

Fotosentezin yanı sıra enerji elde etmek ve inorganik maddelerden organik maddeleri sentezlemek için başka bir yöntem bilinmektedir. Bazı bakteriler çeşitli inorganik maddeleri oksitleyerek enerji elde edebilirler. Organik maddeler oluşturmak için ışığa ihtiyaç duymazlar. İnorganik maddelerin oksidasyon enerjisinden dolayı meydana gelen inorganik maddelerden organik maddelerin sentezlenme sürecine kemosentez denir (Latince kimya - kimya ve Yunanca sentez - bağlantı, kombinasyondan).

Kemosentetik bakteriler Rus bilim adamı S.N. Vinogradsky. Kemosentetik demir bakterileri, kükürt bakterileri ve azotobakteriler, hangi maddenin enerji açığa çıkardığının oksidasyonuna bağlı olarak ayırt edilir.

5 . Genetikipucu kodu. Hücredeki proteinlerin sentezi

Genetik Kod- nükleik asit moleküllerindeki kalıtsal bilgilerin bir nükleotit dizisi biçiminde kaydedilmesi için birleşik bir sistem. Genetik kod, azotlu bazlarda farklılık gösteren yalnızca dört nükleotid harfinden oluşan bir alfabenin kullanımına dayanmaktadır: A, T, G, C.

Genetik kodun temel özellikleri şunlardır:

1. Genetik kod üçlüdür. Bir üçlü (kodon), bir amino asidi kodlayan üç nükleotitten oluşan bir dizidir. Proteinler 20 amino asit içerdiğinden her birinin bir nükleotid tarafından kodlanamayacağı açıktır (çünkü DNA'da sadece dört tip nükleotid vardır, bu durumda 16 amino asit kodlanmamış kalır). Amino asitleri kodlamak için iki nükleotid de yeterli değildir, çünkü bu durumda yalnızca 16 amino asit kodlanabilir. Araç, en küçük sayı Bir amino asidi kodlayan nükleotid sayısı üçe eşittir. (Bu durumda olası nükleotid üçlülerinin sayısı 43 = 64'tür).

2. Kodun fazlalığı (dejenerasyonu), üçlü yapısının bir sonucudur ve bir amino asidin birkaç üçlü tarafından kodlanabileceği anlamına gelir (çünkü 20 amino asit ve 64 üçlü). Bunun istisnası, yalnızca bir üçlü tarafından kodlanan metiyonin ve triptofandır. Ayrıca bazı üçlüler belirli işlevleri yerine getirir.

Yani, bir mRNA molekülünde bunlardan üçü - UAA, UAG, UGA - sonlandırıcı kodonlardır, yani polipeptit zincirinin sentezini durduran durdurma sinyalleridir. DNA zincirinin başlangıcında yer alan metionine (AUG) karşılık gelen üçlü, bir amino asidi kodlamaz ancak okumayı başlatma (uyarma) işlevini yerine getirir.

3. Artıklık ile eş zamanlı olarak kod, belirsizlik özelliğine de sahiptir; bu, her kodonun yalnızca belirli bir amino asite karşılık geldiği anlamına gelir.

4. Kod eşdoğrusaldır, yani. Bir gendeki nükleotid dizisi, bir proteindeki amino asit dizisiyle tam olarak eşleşir.

5. Genetik kod örtüşmeyen ve kompakttır, yani "noktalama işaretleri" içermez. Bu, okuma işleminin sütunların (üçlü) örtüşme olasılığına izin vermediği ve belirli bir kodondan başlayarak okumanın durma sinyallerine (sonlandırma kodonları) kadar sürekli olarak üçlü üçlü gittiği anlamına gelir. Örneğin mRNA'da aşağıdaki azotlu baz dizisi AUGGUGCUUAAAUGUG yalnızca şu şekilde üçlü olarak okunacaktır: AUG, GUG, CUU, AAU, GUG, AUG, UGG, GGU, GUG vb. veya AUG, GGU, UGC değil , CUU vb. veya başka bir şekilde (örneğin, AUG kodonu, noktalama işareti G, UHC kodonu, noktalama işareti U vb.).

6. Genetik kod evrenseldir, yani tüm organizmaların nükleer genleri, bu organizmaların organizasyon düzeyine ve sistematik konumuna bakılmaksızın proteinler hakkındaki bilgileri aynı şekilde kodlar.

Hücredeki proteinlerin sentezi

Protein biyosentezi her canlı hücrede gerçekleşir. Organellerinin yapımı için proteinlerin sentezlendiği genç büyüyen hücrelerde ve ayrıca enzim proteinleri ve hormon proteinlerinin sentezlendiği salgı hücrelerinde en aktiftir.

Proteinlerin yapısının belirlenmesinde ana rol DNA'ya aittir. Tek bir proteinin yapısı hakkında bilgi içeren DNA parçasına gen denir. Bir DNA molekülü birkaç yüz gen içerir. Bir DNA molekülü, bir proteindeki amino asitlerin kesin olarak birleşmiş nükleotidler formundaki dizisi için bir kod içerir. DNA kodu neredeyse tamamen çözüldü. Özü aşağıdaki gibidir. Her amino asit, üç bitişik nükleotidden oluşan DNA zincirinin bir bölümüne karşılık gelir.

Örneğin, bölüm T--T--T amino asit lisinine karşılık gelir, A--C--A segmenti- sistin, C--A--A - valin vb. 20 farklı amino asit vardır, 4 nükleotidin 3'e kadar olası kombinasyonlarının sayısı 64'tür. Bu nedenle, tüm amino asitleri kodlamak için üçlüler fazlasıyla yeterlidir.

Protein sentezi, matris sentezi ilkesine göre ilerleyen bir sentetik reaksiyonlar zincirini temsil eden karmaşık, çok aşamalı bir işlemdir.

DNA hücre çekirdeğinde yer aldığından ve protein sentezi sitoplazmada gerçekleştiğinden, DNA'dan ribozomlara bilgi aktaran bir aracı vardır. Böyle bir aracı mRNA'dır. :

Protein biyosentezinde hücrenin farklı bölgelerinde gerçekleşen aşağıdaki aşamalar belirlenir:

1. İlk aşama - i-RNA'nın sentezi çekirdekte meydana gelir ve bu sırada DNA geninde bulunan bilgiler i-RNA'ya yeniden yazılır. Bu işleme transkripsiyon denir (Latince "transkript" - yeniden yazmadan).

2. İkinci aşamada, amino asitler, üçlü kodonlarının belirlendiği sırayla üç nükleotid - antikodondan oluşan tRNA moleküllerine bağlanır.

3. Üçüncü aşama, çeviri adı verilen polipeptit bağlarının doğrudan sentezi sürecidir. Ribozomlarda meydana gelir.

4. Dördüncü aşamada proteinin ikincil ve üçüncül yapısının oluşumu yani proteinin son yapısının oluşumu meydana gelir.

Böylece protein biyosentezi sürecinde DNA'da yer alan kesin bilgiye uygun olarak yeni protein molekülleri oluşur. Bu süreç proteinlerin yenilenmesini, metabolik süreçleri, hücrelerin büyüyüp gelişmesini yani hücre yaşamsal aktivitesinin tüm süreçlerini sağlar.

Kromozomlar (Yunanca "krom" - renk, "soma" - gövdeden) - çok önemli yapılar hücre çekirdekleri. Oynuyorlar başrol hücre bölünmesi sürecinde kalıtsal bilgilerin bir nesilden diğerine aktarılmasını sağlar. Proteinlere bağlı ince DNA iplikçikleridir. Konular denir kromatitler DNA, bazik proteinler (histonlar) ve asidik proteinlerden oluşur.

Bölünmeyen bir hücrede kromozomlar çekirdeğin tüm hacmini doldurur ve mikroskop altında görülemez. Bölünme başlamadan önce DNA spiralleşmesi meydana gelir ve her bir kromozom mikroskop altında görünür hale gelir.

Spiralizasyon sırasında kromozomlar onbinlerce kez azalır. Bu durumda, kromozomlar yan yana uzanan ve ortak bir bölge olan sentromer ile birbirine bağlanan iki özdeş ipliğe (kromatitler) benzer.

Her organizma sabit sayıda ve kromozom yapısıyla karakterize edilir. Somatik hücrelerde kromozomlar her zaman eşleşir, yani çekirdekte bir çifti oluşturan iki özdeş kromozom vardır. Bu tür kromozomlara homolog denir ve somatik hücrelerdeki eşleştirilmiş kromozom setlerine diploid denir.

Yani, insanlarda diploid kromozom seti, 23 çift oluşturan 46 kromozomdan oluşur. Her çift iki özdeş (homolog) kromozomdan oluşur.

Kromozomların yapısal özellikleri, A, B, C, D, E, F, G Latin harfleriyle gösterilen 7 grubunu ayırt etmeyi mümkün kılar. Tüm kromozom çiftlerinin seri numaraları vardır.

Erkeklerde ve kadınlarda 22 çift aynı kromozom vardır. Bunlara otozomlar denir. Erkekler ve kadınlar, cinsiyet kromozomları adı verilen bir çift kromozom bakımından farklılık gösterir. Harflerle gösterilirler - büyük X (grup C) ve küçük Y (grup C,). Kadın vücudunda 22 çift otozom ve bir çift (XX) cinsiyet kromozomu vardır. Erkeklerde 22 çift otozom ve bir çift (XY) cinsiyet kromozomu bulunur.

Somatik hücrelerin aksine, germ hücreleri kromozom setinin yarısını içerir, yani her çiftten bir kromozom içerirler! Böyle bir kümeye haploid denir. Haploid kromozom seti hücre olgunlaşması sürecinde ortaya çıkar.

6 . Rhücrede transkripsiyon ve translasyonun düzenlenmesi vevücut

Operon ve baskılayıcı.

Bir organizmanın tüm hücrelerinde kromozom setinin, yani DNA molekülleri setinin aynı olduğu bilinmektedir.

Dolayısıyla vücuttaki her hücre, o organizmada bulunan her proteinden istediği miktarda sentezleme yeteneğine sahiptir. Neyse ki, bu asla gerçekleşmez, çünkü belirli bir dokudaki hücrelerin, çok hücreli bir organizmada işlevlerini yerine getirmek için gerekli olan belirli bir protein setine sahip olması gerekir ve hiçbir durumda diğer dokuların hücrelerinin karakteristiği olan "yabancı" proteinleri sentezlememelidirler.

Bu nedenle, örneğin kök hücrelerde bitki hormonlarının ve yaprak hücrelerinde fotosentezin sağlanması için enzimlerin sentezlenmesi gerekir. Peki neden bir hücrede, kromozomlarında bilgisi bulunan tüm proteinler aynı anda sentezlenmiyor?

Bu tür mekanizmalar prokaryotik hücrelerde daha iyi anlaşılmaktadır. Her ne kadar prokaryotlar Tek hücreli organizmalar Bunların transkripsiyonu ve translasyonu da düzenlenir, çünkü bir anda hücre proteine ​​ihtiyaç duyarken, başka bir anda aynı protein ona zarar verebilir.

Protein sentezini düzenleme mekanizmasının genetik birimi, bir veya daha fazla yapısal gen, yani mRNA'nın yapısı hakkında bilgi taşıyan ve proteinin yapısı hakkında bilgi taşıyan genler içeren bir operon olarak düşünülmelidir. . Bu genlerin önünde, operonun başlangıcında, RNA polimeraz enzimi için bir "iniş alanı" olan bir promoter vardır. Promotör ile operondaki yapısal genler arasında operatör adı verilen bir DNA parçası bulunur. Operatöre özel bir protein yani baskılayıcı bağlanırsa RNA polimeraz mRNA sentezini başlatamaz.

Ökaryotlarda protein sentezinin düzenlenme mekanizması.

Ökaryotlarda genlerin işleyişinin düzenlenmesi, özellikle de çok hücreli bir organizma söz konusu olduğunda, çok daha karmaşıktır. Birincisi, herhangi bir işlevin sağlanması için gerekli olan proteinler, farklı kromozomların genlerinde kodlanabilir (prokaryotlarda hücredeki DNA'nın tek bir molekülle temsil edildiğini hatırlayın). İkincisi, ökaryotlarda genlerin kendileri prokaryotlara göre daha karmaşıktır; mRNA'nın okunmadığı ancak komşu DNA bölgelerinin çalışmasını düzenleyebilen "sessiz" bölgeleri vardır. Üçüncüsü, çok hücreli bir organizmada, farklı dokulardaki hücrelerdeki genlerin çalışmasını tam olarak düzenlemek ve koordine etmek gerekir.

Bu koordinasyon tüm organizma düzeyinde ve esas olarak hormonların yardımıyla gerçekleştirilir. Glandüler hücrelerde üretilirler iç salgı ve sinir gibi diğer birçok dokudaki hücrelerde. Bu hormonlar hücre zarında veya hücre içinde bulunan özel reseptörlere bağlanır. Reseptör ile hücredeki hormon arasındaki etkileşim sonucunda bazı genler aktive olur veya tam tersi baskılanır ve bu hücredeki protein sentezi onun karakterini değiştirir. Örneğin, adrenal hormon adrenalin, kas hücrelerinde glikojenin glikoza parçalanmasını aktive eder, bu da bu hücrelerin enerji tedarikinde iyileşmeye yol açar. Pankreas tarafından salgılanan bir diğer hormon olan insülin ise tam tersine glikozdan glikojen oluşumunu ve karaciğer hücrelerinde depolanmasını teşvik eder.

Ayrıca tüm insanlardaki DNA'nın %99,9'unun aynı olduğu ve yalnızca geri kalan %0,1'inin her kişinin benzersiz kişiliğini belirlediği dikkate alınmalıdır: dış görünüş, karakterin özellikleri, metabolizma, belirli hastalıklara duyarlılık, ilaçlara bireysel reaksiyon ve çok daha fazlası.

Bazı hücrelerdeki "çalışmayan" genlerin bir kısmının kaybolduğu, yok edildiği varsayılabilir. Ancak bir dizi deney durumun böyle olmadığını gösterdi. Bir kurbağa yavrusunun bağırsak hücresinden belirli koşullar altında bütün bir kurbağa yetiştirilebilir; bu ancak tüm genetik bilginin bu hücrenin çekirdeğinde korunması durumunda mümkündür, ancak hücrenin bir parçası iken bir kısmı protein şeklinde ifade edilmemiştir. bağırsak duvarından. Sonuç olarak, çok hücreli bir organizmanın her hücresinde, DNA'sındaki genetik bilginin yalnızca bir kısmı kullanılır, bu da, farklı hücrelerde belirli bir genin çalışmasını "açan" veya "kapatan" mekanizmaların olması gerektiği anlamına gelir. .

46 insan kromozomunda bulunan DNA moleküllerinin toplam uzunluğu neredeyse 2 metredir. Eğer alfabenin harfleri genetik olarak üçlü bir kodla kodlanmış olsaydı, o zaman bir insan hücresinin DNA'sı 1000 kalın ciltlik metni şifrelemeye yeterli olurdu!

Dünyadaki tüm organizmalar hücrelerden oluşur. Tek hücreli ve çok hücreli organizmalar vardır.

Çekirdeği olmayan organizmalara prokaryot, hücrelerinde çekirdek bulunanlara ise ökaryot denir. Dışarıda her hücre biyolojik bir zarla kaplıdır. Hücrenin içinde çekirdeğin (ökaryotlarda) ve diğer organellerin bulunduğu sitoplazma bulunur. Çekirdek, kromatin ve nükleol içeren karyoplazma ile doludur. Kromatin, hücre bölünmesi sırasında kromozomların oluşturulduğu proteinlerle ilişkili DNA'dır.

Bir hücrenin kromozom setine karyotip denir.

Hücre iskeleti, destek, motor ve taşıma fonksiyonlarını yerine getiren karmaşık bir sistem olan ökaryotik hücrelerin sitoplazmasında bulunur. En önemli hücre organelleri: çekirdek, endoplazmik retikulum, Golgi kompleksi, ribozomlar, mitokondri, lizozomlar, plastidler. Bazı hücrelerin hareket organelleri vardır: flagella, silia.

Prokaryotik ve ökaryotik hücreler arasında önemli yapısal farklılıklar vardır.

Virüsler hücresel olmayan yaşam formlarıdır.

Hücrenin ve tüm çok hücreli organizmanın normal işleyişi için, homeostaz adı verilen iç ortamın sabitliği gereklidir.

Homeostaz, asimilasyon (anabolizma) ve disimilasyon (katabolizma) olarak ayrılan metabolik reaksiyonlarla sağlanır. Tüm metabolik reaksiyonlar biyolojik katalizörlerin - enzimlerin katılımıyla gerçekleşir. Her enzim spesifiktir, yani kesin olarak tanımlanmış hayati süreçlerin düzenlenmesine katılır. Bu nedenle her hücrede birçok enzim "çalışır".

Herhangi bir hücrenin tüm enerji maliyetleri evrensel enerji maddesi olan ATP tarafından sağlanır. ATP, organik maddelerin oksidasyonu sırasında açığa çıkan enerji nedeniyle oluşur. Bu süreç çok aşamalıdır ve en etkili oksijen bölünmesi mitokondride gerçekleşir.

Yaşam için gerekli olan organik maddeleri elde etme yöntemine göre tüm hücreler ototrof ve heterotrof olarak ikiye ayrılır. Ototroflar fotosentetik ve kemosentetik olarak ikiye ayrılır ve hepsi ihtiyaç duydukları organik maddeleri bağımsız olarak sentezleme yeteneğine sahiptir. Heterotroflar organik bileşiklerin çoğunu dışarıdan alırlar.

Fotosentez, Dünya üzerindeki organizmaların büyük çoğunluğunun ortaya çıkışının ve varlığının altında yatan en önemli süreçtir. Fotosentez sonucunda, Güneş radyasyonunun enerjisinden dolayı karmaşık organik bileşiklerin sentezi meydana gelir. Kemosentetikler hariç, Dünya üzerindeki tüm organizmalar doğrudan veya dolaylı olarak fotosentetiklere bağımlıdır.

Tüm hücrelerde (gelişim sırasında DNA'sını kaybeden hücreler hariç) meydana gelen en önemli süreç protein sentezidir. Bir proteinin birincil yapısını oluşturan amino asitlerin dizisi hakkındaki bilgi, DNA nükleotidlerinin üçlü kombinasyonlarının dizisinde bulunur. Gen, tek bir proteinin yapısı hakkındaki bilgileri kodlayan DNA'nın bir bölümüdür. Transkripsiyon, bir proteinin amino asit dizisini kodlayan mRNA'nın sentezlenmesi işlemidir. mRNA, çekirdeği (ökaryotlarda) sitoplazmaya bırakır; burada proteinin amino asit zinciri ribozomlarda oluşturulur. Bu işleme çeviri denir. Her hücre birçok gen içerir, ancak hücre yalnızca kesin olarak kullanır. belirli kısım Hücredeki belirli bir proteinin sentezini etkinleştiren veya devre dışı bırakan özel mekanizmaların genlerindeki varlığıyla sağlanan genetik bilgi.

Kaynakça

1. Darevsky, I.S.; Orlov, N.L. Nadir ve nesli tükenmekte olan hayvanlar. Amfibiler ve sürüngenler; M.: Yüksekokul, 1988. - 463 s.

2. Linnaeus, Carl Botanik Felsefesi; M.: Nauka, 1989. - 456 s.

3. Oparin, A.I. Konu. Hayat. İstihbarat; M.: Nauka, 1977. - 208 s.

5. Attenborough, David Yaşayan Gezegen; M.: Mir, 1988. - 328 s.

Allbest.ru'da barındırılıyor

Benzer Belgeler

Hücrenin başlıca organelleri. Sitoplazma, hücre çekirdeğinin ve tüm organellerin bulunduğu, bileşimi olan yarı sıvı bir ortamdır. Golgi kompleksinin yapısının şeması. Dahil edilme hareketinin organelleri (kirpikler ve flagella). Çekirdeğin şekli ve boyutu, ana fonksiyonları.

sunum, 11/13/2014 eklendi


Vücut hücrelerinin yapısının tek bir planı. Çekirdeğin ve sitoplazmanın yapısının kesin düzeni. Hücre çekirdeği (tüm genetik bilgilerin deposu). Hücre çekirdeğinin içeriği (kromatin). Golgi aygıtı, endoplazmik retikulum, hücre yapıları.

özet, 28.07.2009 eklendi


Organellerin özü, sitoplazmik kapanımların sınıflandırılması işlevsel amaç. Ayırt edici özellikleri bitki ve hayvan hücreleri, işleyişinde çekirdeğin rolü. Hücrenin ana organelleri: Golgi kompleksi, mitokondri, lizozomlar, plastidler.

sunum, 27.12.2011 eklendi


Ökaryotik hücrenin genetik bilgi içeren bir bileşeni olan hücre çekirdeğinin evrimsel önemi. Çekirdeğin yapısı: kromatin, nükleolus, karyoplazma ve nükleer zarf. Çekirdek işlevleri: kalıtsal bilgilerin depolanması, iletilmesi ve uygulanması.

sunum, 21.02.2014 eklendi


Canlı organizmaların organizasyon belirtileri ve seviyeleri. Hücrenin kimyasal organizasyonu. İnorganik, organik maddeler ve vitaminler. Lipidlerin, karbonhidratların ve proteinlerin yapısı ve işlevi. Nükleik asitler ve çeşitleri. DNA ve RNA molekülleri, yapıları ve fonksiyonları.

özet, eklendi: 07/06/2010


Hücre yapısının elemanları ve özellikleri. Membran, çekirdek, sitoplazma, hücre merkezi, ribozom, endoplazmik retikulum, Golgi kompleksi, lizozomlar, mitokondri ve plastidlerin işlevleri. Farklı organizma krallıklarının temsilcilerinin hücrelerinin yapısındaki farklılıklar.

sunum, 26.11.2013 eklendi


Hücre teorisinin gelişim tarihi, evrimi. Hücre zarının yapısı ve görevleri, zarın özellikleri, sitoplazma, çekirdek. Hücrelerin hayati aktivitesinde plazma zarı ve Golgi aparatının rolü. Ribozomlar ve mitokondri, işlevleri ve bileşimleri.

Özet, 16.08.2009'da eklendi


Hücre araştırmalarının tarihi, konuyla ilgili yazılmış tüm zamanların en ünlü eserleri ve modern bilgi. Hücrenin temel yapısı, ana bileşenleri ve işlevleri. Sitoplazma ve organelleri, Golgi kompleksinin amacı ve kapanımları.

özet, 10/07/2009 eklendi


Hücre çekirdeğinin yapısı ve görevleri. Biçimi, bileşimi, yapısı. Deoksiribonükleik asit kalıtsal bilgilerin taşıyıcısıdır. DNA replikasyonunun mekanizması. Normal biyosentezi sırasında hasar gören DNA'nın doğal yapısının onarılması işlemi.

özet, eklendi: 09/07/2015


Sitoplazma, plazma zarı ile çekirdek arasında yer alan hücrenin önemli bir parçasıdır. Çevrenin reaksiyonu ve sitoplazmanın hareketinin özellikleri. Hyaloplazmanın anlamı, fonksiyonları ve yapısı. Canlı bir hücrenin bir ve iki membranlı organellerinin türleri ve rolü.

Hücreler prokaryotik ve ökaryotik olarak ikiye ayrılır. Birincisi, genetik bilgiyi tek bir organel olan kromozomda içeren algler ve bakterilerdir; insan vücudu gibi daha karmaşık organizmaları oluşturan ökaryotik hücreler ise genetik materyale sahip birkaç kromozom içeren açıkça farklılaşmış bir çekirdeğe sahiptir.

ökaryotik hücre

prokaryotik hücre

Yapı

Hücresel veya sitoplazmik membran

Sitoplazmik membran (kabuk), hücrenin içeriğini ortamdan ayıran ince bir yapıdır. Yaklaşık 75 angstrom kalınlığında protein molekülleri içeren çift katlı lipitlerden oluşur.

Hücre zarı süreklidir ancak çok sayıda kıvrımı, kıvrımı ve gözenekleri vardır, bu da maddelerin içinden geçişini kontrol etmenizi sağlar.

Hücreler, dokular, organlar, sistemler ve aparatlar

Hücreler, İnsan vücudu- tüm hayati fonksiyonların etkin bir şekilde yerine getirilmesi için uyumlu bir şekilde çalışan unsurlardan oluşan bir terim.

Tekstil- Bunlar aynı şekil ve yapıya sahip, aynı işlevi yerine getirmekte uzmanlaşmış hücrelerdir. Çeşitli dokular bir araya gelerek her biri canlı bir organizmada belirli bir işlevi yerine getiren organları oluşturur. Ayrıca organlar belirli bir işlevi yerine getirecek şekilde bir sistem halinde gruplandırılmıştır.

Kumaşlar:

epitelyal- Vücut yüzeyini ve organların iç yüzeylerini korur ve kaplar.

Bağlayıcı- yağ, kıkırdak ve kemik. Çeşitli işlevleri gerçekleştirir.

kas- düz kas dokusu, çizgili kas dokusu. Kasları kasıp gevşetir.

gergin- nöronlar. İmpuls üretir, iletir ve alır.

Hücre boyutu

Hücrelerin boyutları çok farklıdır, ancak genel olarak 5 ila 6 mikron (1 mikron = 0,001 mm) arasında değişmektedir. Bu, çözünürlüğü 2 ila 2000 angstrom (1 angstrom \u003d 0,000 000 1 mm) olan elektron mikroskobunun icadından önce pek çok hücrenin görülemediğini açıklamaktadır.Bazı mikroorganizmaların boyutu 5 mikrondan küçüktür. ama aynı zamanda dev hücreler de var. En ünlüsü, yaklaşık 20 mm büyüklüğünde bir yumurta olan kuş yumurtalarının sarısıdır.

Daha da çarpıcı örnekler var: Tek hücreli bir deniz yosunu olan asetabularia'nın hücresi 100 mm'ye ulaşır ve otsu bir bitki olan rami - 220 mm - bir palmiyeden daha fazladır.

Kromozomlar sayesinde ebeveynlerden çocuklara

Hücrenin çekirdeği etkilenir çeşitli değişiklikler hücre bölünmeye başladığında: zar ve nükleoller kaybolur; bu sırada kromatin yoğunlaşır ve sonunda kalın iplikler - kromozomlar oluşturur. Kromozom iki yarıdan oluşur - daralma bölgesine (sentrometre) bağlanan kromatitler.

Hücrelerimiz, tüm hayvan ve bitki hücreleri gibi, kromozomların sayısını belirleyen sayısal sabitlik yasasına tabidir. belli bir tür sürekli.

Ayrıca kromozomlar birbirine özdeş çiftler halinde dağıtılır.

Vücudumuzdaki her hücrede, birkaç uzun DNA molekülü olan 23 çift kromozom bulunur. DNA molekülü, azotlu bazların (pürinler ve piramidinler) spiral bir merdiven basamakları şeklinde çıktığı iki grup şeker fosfattan oluşan bir çift sarmal şeklini alır.

Her kromozomda kalıtımdan, yani gen özelliklerinin ebeveynlerden çocuklara aktarılmasından sorumlu genler bulunur. Gözlerin rengini, cildini, burnun şeklini vb. belirlerler.

Mitokondri

Mitokondri, sitoplazma boyunca dağılmış, sulu bir enzim çözeltisi içeren, hücresel solunum gibi çok sayıda kimyasal reaksiyonu gerçekleştirebilen yuvarlak veya uzun organellerdir.

Bu işlem, hücrenin hayati fonksiyonlarını yerine getirmek için ihtiyaç duyduğu enerjiyi serbest bırakır. Mitokondri esas olarak canlı organizmaların en aktif hücrelerinde bulunur: pankreas ve karaciğer hücreleri.

hücre çekirdeği

Her insan hücresinde bir tane bulunan çekirdek, hücrenin fonksiyonlarını kontrol eden ve kalıtsal özelliklerin taşıyıcısı olan organizma olması nedeniyle onun ana bileşenidir; bu da üreme ve biyolojik kalıtımın aktarımındaki önemini kanıtlar.

Boyutu 5 ila 30 mikron arasında değişen çekirdekte, ayırt edilebilir aşağıdaki unsurlar:

• Nükleer kabuk. Çiftlidir ve gözenekli yapısı nedeniyle çekirdek ile sitoplazma arasından maddelerin geçişine izin verir.
• nükleer plazma. Nükleer yapıların geri kalanının daldırıldığı hafif, viskoz sıvı.
• Çekirdek. Ribozomların oluşumunda rol oynayan, izole edilmiş veya gruplar halinde küresel gövde.
• Kromatin. Uzun DNA iplikçiklerinden (deoksiribonükleik asit) oluşan, çeşitli renkler alabilen bir madde. İplikler, her biri hücrenin belirli bir işlevi hakkında bilgi içeren parçacıklar, genlerdir.

Tipik bir hücrenin çekirdeği

Cilt hücreleri ortalama bir hafta yaşar. Eritrositler 4 ay, kemik hücreleri ise 10 ila 30 yıl yaşar.

sentrozom

Sentrozom genellikle çekirdeğin yakınında bulunur ve mitozda veya hücre bölünmesinde kritik bir rol oynar.

3 unsurdan oluşur:

• Dipozom. İki merkezden oluşur - dik olarak yerleştirilmiş silindirik yapılar.
• Merkez küre. Dipozomun daldırıldığı yarı saydam madde.
• Yıldız çiçeği. Mitoz için gerekli olan, sentrosferden çıkan parlak filament oluşumu.

Golgi kompleksi, lizozomlar

Golgi kompleksi, ana elemanın ayırt edildiği 5-10 düz diskten (plaka) oluşur - bir sarnıç ve birkaç diktiyom veya bir sarnıç birikimi. Bu diktiyomlar mitoz veya hücre bölünmesi sırasında eşit şekilde ayrılır ve dağıtılır.

Hücrenin "midesi" olan lizozomlar, Golgi kompleksinin keseciklerinden oluşur: sitoplazmaya giren yiyecekleri sindirmelerine izin veren sindirim enzimleri içerirler. Onların iç kısım Micus veya micus, bu enzimlerin kendi hücresel materyallerini parçalamasını önleyen kalın bir polisakkarit tabakasıyla kaplıdır.

Ribozomlar

Ribozomlar, endoplazmik retikulumun zarlarına bağlanan veya sitoplazmada serbestçe yer alan, yaklaşık 150 angstrom çapında hücre organelleridir.

İki alt birimden oluşurlar:

• büyük alt birim 45 protein molekülü ve 3 RNA'dan (ribonükleik asit) oluşur;
• daha küçük alt birim 33 protein molekülü ve 1 RNA'dan oluşur.

Ribozomlar bir RNA molekülü yardımıyla polisomlar halinde birleşir ve amino asit moleküllerinden protein sentezler.

sitoplazma

Sitoplazma, sitoplazmik membran ile çekirdeğin kabuğu arasında yer alan organik bir kütledir. Çok miktarda sudan oluşan ve çözünmüş formda proteinler, monosakkaritler ve yağlar içeren viskoz bir sıvı olan bir iç ortam - hiyaloplazma - içerir.

Hücrenin hayati aktiviteye sahip bir parçasıdır çünkü içinde çeşitli hücre organelleri hareket eder ve biyokimyasal reaksiyonlar meydana gelir. Organeller hücrede organların yaptığı görevlerin aynısını yaparlar. insan vücudu: hayati maddeler üretir, enerji üretir, organik maddelerin sindirimi ve atılımı vb. işlevlerini yerine getirir.

Sitoplazmanın yaklaşık üçte biri sudur.

Ayrıca sitoplazmada %30 oranında organik maddeler (karbonhidratlar, yağlar, proteinler) ve %2-3 oranında inorganik maddeler bulunur.

Endoplazmik retikulum

Endoplazmik retikulum, sitoplazmik membranın kendi içine sarılmasıyla oluşan ağ benzeri bir yapıdır.

İnvaginasyon olarak bilinen bu sürecin, daha fazla protein gereksinimi olan daha karmaşık canlıların ortaya çıkmasına yol açtığı düşünülüyor.

Kabuklardaki ribozomların varlığına veya yokluğuna bağlı olarak iki tür ağ ayırt edilir:

1. Endoplazmik retikulum katlanır. Nükleer membranla birbirine bağlı ve iletişim halinde olan düz yapılardan oluşan bir koleksiyon. Çok sayıda ribozom ona bağlanır, dolayısıyla işlevi ribozomlarda sentezlenen proteinleri biriktirmek ve serbest bırakmaktır.

2. Endoplazmik retikulum pürüzsüzdür. Katlanmış endoplazmik retikulum ile iletişim kuran düz ve boru şeklinde elemanlardan oluşan bir ağ. Katlanmış retikulumun proteinleriyle birlikte hücre boyunca yağları sentezler, salgılar ve taşır.

Güzellik ve sağlıkla ilgili en ilginç şeyleri okumak istiyorsanız bültene abone olun!

Hücre canlı organizmaların kendini yenileme, düzenleme ve üreme yeteneğine sahip en küçük ve temel yapı birimidir.

Tipik hücre boyutları: bakteri hücreleri - 0,1 ila 15 mikron, diğer organizmaların hücreleri - 1 ila 100 mikron, bazen 1-10 mm'ye ulaşır; büyük kuşların yumurtaları - 10-20 cm'ye kadar, sinir hücrelerinin süreçleri - 1 m'ye kadar.

hücre şekliçok çeşitli: küresel hücreler var (kok), zincir (streptokok), uzatılmış (çubuklar veya basiller), kavisli (vibriyolar), bükülmüş (spiril), çok yönlü, motor kamçılı vb.

Hücre tipleri: prokaryotik(nükleer olmayan) ve ökaryotik (resmileştirilmiş bir çekirdeğe sahip).

ökaryotik hücreler ayrıca hücrelere bölünür hayvanlar, bitkiler ve mantarlar.

Ökaryotik hücrenin yapısal organizasyonu

Protoplast hücrenin tüm canlı içeriğidir. Tüm ökaryotik hücrelerin protoplastı sitoplazmadan (tüm organellerle birlikte) ve çekirdekten oluşur.

sitoplazma- bu, hyaloplazma, içine daldırılmış organeller ve (bazı hücre türlerinde) hücre içi kapanımlardan (rezerv besinler ve / veya metabolizmanın son ürünleri) oluşan çekirdek hariç hücrenin iç içeriğidir.

Hyaloplazma- ana plazma, sitoplazmanın matrisi, hücrenin iç ortamı olan ve viskoz renksiz olan ana madde kolloid çözeltisi(%85'e kadar su içeriği) çeşitli maddeler: proteinler (%10), şekerler, organik ve inorganik asitler, amino asitler, polisakkaritler, RNA, lipitler, mineral tuzları vb.

■ Hiyaloplazma, hücre içi değişim reaksiyonları için bir ortamdır ve hücre organelleri arasında bir bağlantıdır; solden jele geri dönüşümlü geçişler yapabilir, bileşimi hücrenin tamponunu ve ozmotik özelliklerini belirler. Sitoplazma, mikrotübüllerden ve büzülebilen protein filamentlerinden oluşan bir hücre iskeleti içerir.

■ Hücre iskeleti hücrenin şeklini belirler ve organellerin hücre içi hareketine katılır ve bireysel maddeler. Çekirdek, ökaryotik bir hücrenin en büyük organelidir ve tüm kalıtsal bilgilerin depolandığı kromozomları içerir (daha fazla ayrıntı için aşağıya bakın).

Ökaryotik bir hücrenin yapısal bileşenleri:

■ plazmalemma (plazma zarı),
■ hücre duvarı (yalnızca bitki hücreleri ve mantarlar)
■ biyolojik (temel) zarlar,
■ çekirdek,
■ endoplazmik retikulum (endoplazmik retikulum),
■ mitokondri,
■ Golgi kompleksi,
■ kloroplastlar (sadece bitki hücrelerinde),
■ lizozomlar, s
■ ribozomlar,
■ hücre merkezi,
■ kofullar (sadece bitki ve mantar hücrelerinde),
■ mikrotübüller,
■ kirpikler, flagella.

Hayvan ve bitki hücrelerinin yapısal diyagramları aşağıda verilmiştir:

Biyolojik (temel) membranlar hücre içi organelleri ve hücreleri ayıran aktif moleküler komplekslerdir. Tüm membranlar benzer bir yapıya sahiptir.

Membranların yapısı ve bileşimi: kalınlık 6-10 nm; Esas olarak proteinler ve fosfolipidlerden oluşur.

■Fosfolipitler moleküllerinin hidrofilik (suda çözünür) uçları dışarı doğru ve hidrofobik (suda çözünmeyen) uçları zarın içinde olacak şekilde döndürüldüğü çift (bimoleküler) bir katman oluşturur.

■ protein molekülleri lipit çift katmanının her iki yüzeyinde bulunur periferik proteinler), lipit moleküllerinin her iki katmanına da nüfuz eder ( integralçoğu enzim olan proteinler) veya katmanlarından yalnızca biri (yarı integral proteinler).

Membran özellikleri: plastisite, asimetri(hem lipitlerin hem de proteinlerin dış ve iç katmanlarının bileşimi farklıdır), polarite (dış katman pozitif yüklüdür, iç negatiftir), kendi kendine kapanma yeteneği, seçici geçirgenlik (bu durumda hidrofobik maddeler geçer) çift ​​lipit tabakasından geçer ve hidrofilik maddeler, integral proteinlerdeki gözeneklerden geçer.

Membran fonksiyonları: bariyer (bir organoidin veya hücrenin içeriğini çevreden ayırır), yapısal (geliştirilmiş belirli biçim, organoid veya hücrenin boyutu ve stabilitesi), taşıma (maddelerin organoid veya hücreye ve hücreden taşınmasını sağlar), katalitik (zarın yakınında biyokimyasal süreçler sağlar), düzenleyici (organoidler arasındaki metabolizmanın ve enerjinin düzenlenmesine katılır) veya hücre ve dış ortam), enerji dönüşümünde ve transmembran elektrik potansiyelinin korunmasında rol oynar.

Plazma zarı (plazmalemma)

hücre zarı veya plazmalemma, hücreyi dışarıdan kaplayan, birbirine sıkı sıkıya bitişik biyolojik bir zar veya biyolojik zarlardan oluşan bir komplekstir.

Plazmalemmanın yapısı, özellikleri ve fonksiyonları temel olarak temel biyolojik membranlarınkilerle aynıdır.

❖ Bina özellikleri:

■ plazmalemmanın dış yüzeyi glikokaliks içerir - belirli kimyasalların "tanınması" için reseptör görevi gören glikolipoid ve glikoprotein moleküllerinden oluşan bir polisakarit tabakası; hayvan hücrelerinde mukus veya kitin ile, bitki hücrelerinde ise selüloz veya pektin maddeleri ile kaplanabilir;

■ Plazmalemma genellikle hücre yüzeyini artıran çıkıntılar, girintiler, kıvrımlar, mikrovilluslar vb. oluşturur.

■ Ek fonksyonlar: reseptör (maddelerin "tanınmasına" ve çevreden gelen sinyallerin algılanmasına ve hücreye iletilmesine katılır), çok hücreli bir organizmanın dokularındaki hücreler arasındaki iletişimi sağlar, özel hücre yapılarının (flagella, flagella, kirpikler vb.).

Hücre duvarı (kabuk)

hücre çeperi- Bu, plazmalemmanın dışında yer alan ve hücrenin dış kaplamasını temsil eden sert bir yapıdır. Prokaryotik hücrelerde, mantar ve bitki hücrelerinde bulunur.

❖Hücre duvarı bileşimi: bitki hücrelerindeki selüloz ve mantar hücrelerindeki kitin (yapısal bileşenler), proteinler, pektinler (iki bitişik hücrenin duvarlarını sabitleyen plakaların oluşumunda rol oynayanlar), lignin (selüloz liflerini çok güçlü bir çerçeveye bağlayan), suberin (kabuk üzerinde içeriden biriktirilir ve onu pratik olarak suya ve solüsyonlara karşı geçirmez hale getirir), vb. Dış yüzey Bitkilerin epidermal hücrelerinin hücre duvarı büyük miktarda kalsiyum karbonat ve silika (mineralizasyon) içerir ve hidrofobik maddeler, mumlar ve kütiküllerle (selüloz ve pektinlerin nüfuz ettiği bir kütin maddesi tabakası) kaplıdır.

❖ Hücre duvarının görevleri: harici bir çerçeve görevi görür, hücre turgorunu destekler, koruyucu ve taşıma işlevlerini yerine getirir.

hücre organelleri

Organeller (veya organeller)- Bunlar, belirli bir yapıya sahip olan ve ilgili işlevleri yerine getiren, kalıcı, oldukça uzmanlaşmış hücre içi yapılardır.

❖ Randevu ile organeller ikiye ayrılır:
■ genel amaçlı organeller (mitokondri, Golgi kompleksi, endoplazmik retikulum, ribozomlar, sentriyoller, lizozomlar, plastidler) ve
■ özel amaçlı organeller (miyofibriller, flagella, kirpikler, vakuoller).
❖ Bir membranın varlığı ile organeller ikiye ayrılır:
■ iki membranlı (mitokondri, plastidler, hücre çekirdeği),
■ tek membranlı (endoplazmik retikulum, Golgi kompleksi, lizozomlar, vakuoller) ve
■ membran dışı (ribozomlar, hücre merkezi).
Membran organellerinin iç içeriği her zaman onları çevreleyen hyaloplazmadan farklıdır.

Mitokondri- ATP moleküllerinde depolanan enerjinin salınmasıyla organik maddelerin nihai ürünlere oksidasyonunu gerçekleştiren ökaryotik hücrelerin iki membranlı organelleri.

■ Yapı:çubuk şeklinde, küresel ve filamentli formlar, kalınlık 0,5-1 mikron, uzunluk 2-7 mikron; iki zar, dış zar pürüzsüzdür ve yüksek geçirgenliğe sahiptir, iç zar kıvrımlar oluşturur - üzerinde küresel cisimlerin bulunduğu kristalar - ATP-bazları. Membranlar arasındaki boşlukta, oksijen solunumunda rol oynayan hidrojen iyonları 11 birikir.

■ Dahili içerik (matris): ribozomlar, dairesel DNA, RNA, amino asitler, proteinler, Krebs döngüsü enzimleri, doku solunum enzimleri (kristalarda bulunur).

■ İşlevler: maddelerin C02 ve H20'ya oksidasyonu; ATP ve spesifik proteinlerin sentezi; ikiye bölünmesi sonucu yeni mitokondri oluşumu.

plastidler(yalnızca bitki hücrelerinde ve ototrofik protistlerde bulunur).

■ Plastid türleri: kloroplastlar (yeşil) lökoplastlar (renksiz yuvarlak şekil), kromoplastlar (sarı veya turuncu); Plastidler bir türden diğerine değişebilir.

■Kloroplastların yapısı: iki zarlıdır, yuvarlak veya oval şekillidir, uzunluğu 4-12 mikron, kalınlığı 1-4 mikrondur. dış zar pürüzsüz, iç kısımda tilakoidler - aralarında kapalı disk şeklinde çıkıntılar oluşturan kıvrımlar stroma (aşağıya bakınız). Daha yüksek bitkilerde tilakoidler istiflenir (bir madeni para sütunu gibi) taneler birbirine bağlı olan ince tabakalar (tek membranlar).

■ Kloroplastların bileşimi: tilakoidlerin ve klorofil tanelerinin ve diğer pigmentlerin zarlarında; iç içerikler (stroma): proteinler, lipitler, ribozomlar, dairesel DNA, RNA, CO2 fiksasyonunda yer alan enzimler, yedek maddeler.

■Plastidlerin fonksiyonları: fotosentez (bitkilerin yeşil organlarında bulunan kloroplastlar), belirli proteinlerin sentezi ve yedek besin maddelerinin birikmesi: nişasta, proteinler, yağlar (lökoplastlar), böcek tozlaştırıcılarını ve meyve ve tohum dağıtıcılarını çekmek için bitki dokularına renk verme (kromoplastlar).

Endoplazmik retikulum (EPS), veya endoplazmik Tüm ökaryotik hücrelerde bulunan retikulum.

■Yapı: duvarları temel (tek) biyolojik zarlardan oluşan, birbirine bağlı tübüller, tübüller, sarnıçlar ve çeşitli şekil ve boyutlarda boşluklardan oluşan bir sistemdir. İki tür EPS vardır: kanalların ve boşlukların yüzeyinde ribozomlar içeren granüler (veya pürüzlü) ve ribozom içermeyen agranüler (veya pürüzsüz).

■İşlevler: hücrenin sitoplazmasının, içlerinde meydana gelen kimyasal işlemlerin karışmasını önleyen bölmelere bölünmesi; kaba ER birikir, olgunlaşma ve taşıma için izole edilir, yüzeyindeki ribozomlar tarafından sentezlenen proteinler, hücre zarlarını sentezler; pürüzsüz EPS Lipidleri sentezler ve taşır, kompleks karbonhidratlar ve steroid hormonları, hücredeki toksik maddeleri uzaklaştırır.

Golgi kompleksi (veya aparatı) - bir tank ve kesecik sistemi olan ve maddelerin birikmesi, depolanması ve taşınması, hücre zarının inşası ve lizozomların oluşumunda rol oynayan hücre çekirdeğinin yakınında bulunan ökaryotik bir hücrenin zar organeli.

■Yapı: Kompleks, veziküllerin tomurcuklandığı, membranla sınırlı düz disk şeklindeki keselerden (sarnıç) oluşan bir diktiyom ve kompleksi pürüzsüz ER'nin kanalları ve boşluklarıyla bağlayan membranöz tübüllerden oluşan bir sistemdir.

■İşlevler: Bir bitki hücresinin lizozom, vakuol, plazmalemma ve hücre duvarının oluşumu (bölünmesinden sonra), bir dizi karmaşık organik maddenin (bitkilerde pektik maddeler, selüloz vb.; glikoproteinler, glikolipitler, kollajen, süt proteinleri) salgılanması hayvanlarda safra, bazı hormonlar vb.); ER boyunca taşınan lipitlerin (pürüzsüz ER'den) birikmesi ve dehidrasyonu, proteinlerin (granüler ER'den ve sitoplazmanın serbest ribozomlarından) ve karbonhidratların rafine edilmesi ve birikmesi ve maddelerin hücreden uzaklaştırılması.

Diktiyosomların olgun sarnıçları kesecikleri kapatır (Golgi kofulları), bir sır ile doldurulur ve bu daha sonra hücrenin kendisi tarafından kullanılır veya hücreden çıkarılır.

❖ Lizozomlar- karmaşık organik madde moleküllerinin parçalanmasını sağlayan hücre organelleri; Golgi kompleksinden veya pürüzsüz ER'den ayrılan keseciklerden oluşur ve tüm ökaryotik hücrelerde bulunur.

■ Yapı ve kompozisyon: lizozomlar, çapı 0.2-2 mikron olan küçük tek membranlı yuvarlak keseciklerdir; proteinleri (amino asitlere), lipitleri (gliserol ve daha yüksek karboksilik asitlere), polisakkaritleri (monosakaritlere) ve nükleik asitleri (nükleotitlere) parçalayabilen hidrolitik (sindirim) enzimlerle (~40) doludur.

Endositik keseciklerle birleşen lizozomlar, karmaşık organik maddelerin parçalandığı bir sindirim vakuolü (veya ikincil lizozom) oluşturur; elde edilen monomerler, ikincil lizozomun zarı yoluyla hücrenin sitoplazmasına girerken, sindirilmemiş (hidrolize edilemeyen) maddeler ikincil lizozomda kalır ve daha sonra kural olarak hücrenin dışına atılır.

■ İşlevler: heterofaji- hücreye giren yabancı maddelerin endositoz, otofaji yoluyla bölünmesi - hücre için gereksiz yapıların yok edilmesi; otoliz - hücre ölümü veya yeniden doğuş sırasında lizozom içeriğinin salınması sonucu ortaya çıkan hücrenin kendi kendini yok etmesi.

❖ Kofullar- bitki hücrelerinde, mantarlarda ve birçok hücrede oluşan sitoplazmadaki büyük kesecikler veya boşluklar protistler ve temel bir zar olan tonoplast ile sınırlıdır.

■ Kofullar protistler Sindirim ve kasılma olmak üzere ikiye ayrılır (zarlarında elastik lif demetleri bulunur ve ozmotik düzenlemeye hizmet eder) su dengesi hücreler).

■Kofullar bitki hücreleri hücre özsuyuyla dolu - çeşitli organik ve inorganik maddelerin sulu bir çözeltisi. Ayrıca zehirli maddeler, tanenler ve hücre hayati aktivitesinin son ürünlerini de içerebilirler.

■ Bitki hücrelerinin vakuolleri, hücre hacminin %70-90'ını kaplayan ve sitoplazma şeritleri tarafından nüfuz edilebilen merkezi bir vakuol halinde birleşebilir.

İşlevler: rezerv maddelerin ve atılım amaçlı maddelerin birikmesi ve izolasyonu; turgor basıncının korunması; esneme nedeniyle hücre büyümesinin sağlanması; hücrenin su dengesinin düzenlenmesi.

♦Ribozom- granüler EPS'nin zarlarında, mitokondride, kloroplastlarda, sitoplazmada ve dış nükleer membranda bulunan ve protein biyosentezini gerçekleştiren tüm hücrelerde (birkaç onbinlerce miktarda) bulunan hücre organelleri; Nükleolusta ribozom alt birimleri oluşur.

■ Yapı ve kompozisyon: ribozomlar - yuvarlak ve mantar şeklindeki en küçük (15-35 nm) membran olmayan granüller; iki aktif merkeze sahiptir (aminoasil ve peptidil); iki eşit olmayan alt birimden oluşur - üç RNA molekülü ve bir protein içeren büyük bir alt birim (üç çıkıntı ve bir kanal içeren bir yarım küre şeklinde) ve küçük bir alt birim (bir RNA molekülü ve bir protein içeren); alt birimler Mg+ iyonu ile bağlanır.

■ İşlev: Amino asitlerden protein sentezi.

❖ Çağrı Merkezi- çoğu hayvan hücresinin, bazı mantarların, alglerin, yosunların ve eğrelti otlarının, hücrenin merkezinde çekirdeğe yakın bir yerde (fazlar arası) bulunan ve toplanma başlatma merkezi olarak görev yapan bir organeli mikrotübüller .

■ Yapı: Hücre merkezi iki merkezden ve bir merkez küreden oluşur. Her merkezcil (Şekil 1.12), 0,3-0,5 µm uzunluğunda ve 0,15 µm çapında bir silindir formuna sahiptir, duvarları dokuz üçlü mikrotübülden oluşur ve ortası homojen bir maddeyle doldurulur. Sentrioller birbirine dik olarak yerleştirilmiştir ve parlak bir merkez küre oluşturan radyal olarak farklı mikrotübüllere sahip yoğun bir sitoplazma tabakası ile çevrelenmiştir. Hücre bölünmesi sırasında sentrioller kutuplara doğru ayrılır.

■ Ana işlevler: genetik materyalin yavru hücreler arasında eşit dağılımını sağlayan hücre bölünme kutuplarının ve bölünme milinin (veya mitotik milin) ​​akromatik filamentlerinin oluşumu; interfazda sitoplazmadaki organellerin hareketini yönlendirir.

Sitosilst hücreleri bir sistemdir mikrofilamentler Ve mikrotübüller dış sitoplazmik membran ve nükleer membran ile ilişkili hücrenin sitoplazmasına nüfuz eder ve hücrenin şeklini korur.

■mikro alev- ince, 5-10 nm kalınlığındaki iplikleri büzülebilen ve proteinlerden oluşan ( aktin, miyozin ve benzeri.). Tüm hücrelerin sitoplazmasında ve hareketli hücrelerin psödopodlarında bulunurlar.

İşlevler: mikro alevler, hyaloplazmanın motor aktivitesini sağlar, protist hücrelerin yayılması ve amoeboid hareketi sırasında hücrenin şeklinin değiştirilmesinde doğrudan rol oynar ve hayvan hücrelerinin bölünmesi sırasında daralma oluşumunda rol oynar; hücrenin hücre iskeletinin ana unsurlarından biri.

■ mikrotübüller- ökaryotik hücrelerin sitoplazmasında spiral veya düz sıralar halinde düzenlenmiş, tübülin protein moleküllerinden oluşan ince içi boş silindirler (25 nm çapında).

İşlevler: mikrotübüller iğ liflerini oluşturur, merkezcillerin, kirpiklerin, flagellaların bir parçasıdır, hücre içi taşınmaya katılır; hücrenin hücre iskeletinin ana unsurlarından biri.

Hareket organelleri — flagella ve kirpikler Birçok hücrede bulunur ancak tek hücreli organizmalarda daha yaygındır.

■ Kirpikler- Plazmalemmanın yüzeyinde çok sayıda sitoplazmik kısa (5-20 mikron uzunluğunda) büyüme. Çeşitli hayvan türlerinin ve bazı bitki hücrelerinin yüzeyinde bulunurlar.

■ Kamçılı- birçok protist, zoospor ve spermatozoanın hücrelerinin yüzeyinde tek sitoplazmik büyümeler; Kirpiklerden ~10 kat daha uzun; ulaşıma hizmet ediyor.

■ Yapı: kirpikler ve flagella (Şekil 1.14) bunlardan oluşur mikrotübüller 9 × 2 + 2 sistemde düzenlenmiştir (dokuz çift mikrotübül - çiftler bir duvar oluşturur, iki tek mikrotübül ortada bulunur). Çiftler birbirlerine göre kayabilirler, bu da silyumun veya flagellumun bükülmesine yol açar. Flagella ve siliaların tabanında, yapı olarak merkezcillerle aynı olan bazal gövdeler vardır.

■ Fonksiyonları: silia ve flagella, hücrelerin kendilerinin veya onları çevreleyen sıvının ve içinde asılı duran parçacıkların hareketini sağlar.

Kapsamalar

Kapsamalar- İçeriği bağlı olarak değişen hücre sitoplazmasının kalıcı olmayan (geçici olarak mevcut) bileşenleri işlevsel durum hücreler. Trofik, salgılayıcı ve boşaltımsal kapanımlar vardır.

■ Trofik kapanımlar- bunlar besin rezervleridir (yağ, nişasta ve protein taneleri, glikojen).

■ Salgı kapanımları- Bunlar iç ve dış salgı bezlerinin (hormonlar, enzimler) atık ürünleridir.

■ boşaltım kapanımları hücreden uzaklaştırılması gereken hücredeki metabolik ürünlerdir.

çekirdek ve kromozomlar

Çekirdek- en büyük organel dır-dir zorunlu bileşenler tüm ökaryotik hücreler (yüksek bitkilerin floemindeki kalburlu tüp hücreleri ve olgun memeli eritrositleri hariç). Çoğu hücrenin tek çekirdeği vardır, ancak iki ve çok çekirdekli hücreler de vardır. Çekirdeğin iki durumu vardır: fazlar arası ve bölünebilir

Fazlar arası çekirdek oluşur nükleer zarf(çekirdeğin iç içeriğini sitoplazmadan ayırmak), nükleer matris (karyoplazma), kromatin ve nükleol. Çekirdeğin şekli ve büyüklüğü organizmanın türüne, hücrenin tipine, yaşına ve fonksiyonel durumuna bağlıdır. Farklı yüksek içerik DNA (%15-30) ve RNA (%12).

■ Çekirdek işlevleri: kalıtsal bilgilerin değişmemiş bir DNA yapısı biçiminde depolanması ve iletilmesi; hücre hayati aktivitesinin tüm süreçlerinin düzenlenmesi (protein sentezi sistemi aracılığıyla).

❖ nükleer zarf(veya karyolemma), aralarında dış ve iç biyolojik zarlardan oluşur. perinükleer alan. İç zar üzerinde çekirdeğe şekil veren bir protein plakası bulunur. Dış zar ER'ye bağlanır ve ribozomları taşır. Membran, çekirdek ile sitoplazma arasında madde alışverişinin gerçekleştiği nükleer gözeneklerle doludur. Gözeneklerin sayısı sabit değildir ve çekirdeğin boyutuna ve fonksiyonel aktivitesine bağlıdır.

■ Nükleer zarfın işlevleri:çekirdeği hücrenin sitoplazmasından ayırır, maddelerin çekirdekten sitoplazmaya (RNA, ribozom alt birimleri) ve sitoplazmadan çekirdeğe (proteinler, yağlar, karbonhidratlar, ATP, su, iyonlar) taşınmasını düzenler.

❖ Kromozom- Çoğu kromozomun yüzeyinde bulunan spesifik proteinler, histonlar ve diğer bazı maddelerle kombinasyon halinde bir DNA molekülü içeren çekirdeğin en önemli organeli.

Hücre yaşam döngüsünün evresine bağlı olarak kromozomlar iki eyalet — despiralize edilmiş ve spiralleştirilmiştir.

» Despiralize durumda kromozomlar periyottadır fazlar arası Hücre döngüsü temeli oluşturan optik mikroskopta görünmeyen iplikler oluşturur kromatin .

■ Süreçte, DNA iplikçiklerinin kısalması ve sıkışmasıyla (100-500 kat) birlikte sarmallaşma meydana gelir hücre bölünmesi ; kromozomlar ise kompakt bir şekil alır. ve optik mikroskopta görünür hale gelir.

Kromatin- fazlar arası dönemde nükleer maddenin bileşenlerinden biri; sarılmamış kromozomlar Histonlar ve diğer maddelerle (RNA, DNA polimeraz, lipitler, mineraller ve benzeri.); histolojik uygulamada kullanılan boyalarla iyi boyanır.

■ Kromatinde, DNA molekülünün bölümleri histonların etrafına sarılarak nükleozomlar oluşturur (boncuklara benzerler).

kromatid- Bu yapısal eleman DNA molekülünün proteinler, histonlar ve diğer maddelerle birleşiminden oluşan bir iplikçik olan kromozom, süper bobin gibi tekrar tekrar katlanır ve çubuk şeklinde bir gövde şeklinde paketlenir.

■ Spiralleştirme ve paketleme sırasında, DNA'nın ayrı bölümleri düzenli bir şekilde yerleşir ve böylece kromatitler üzerinde alternatif enine bantlar oluşur.

❖ Kromozomun yapısı (Şekil 1.16). Spiralize durumda, kromozom, yaklaşık 0,2-20 µm boyutunda, iki kromatitten oluşan ve sentromer adı verilen birincil bir daralma ile iki kola bölünmüş çubuk şeklinde bir yapıdır. Kromozomlar, uydu adı verilen bir bölgeyi ayıran ikincil bir daralmaya sahip olabilir. Bazı kromozomların bir bölgesi vardır ( nükleolar düzenleyici ), ribozomal RNA'nın (rRNA) yapısını kodlayan.

Kromozom türlerişekillerine bağlı olarak: eşit silahlar , eşitsizlik (Sentromer kromozomun ortasından kaydırılmıştır) Çubuk şekilli (Sentromer kromozomun sonuna yakındır).

Mitoz anafazı ve mayoz II anafazından sonra kromozomlar bir kromitidden oluşur ve interfazın sentetik (S) aşamasında DNA replikasyonu (iki katına çıkma) sonrasında sentromer bölgesinde birbirine bağlı iki kardeş kromitidden oluşur. Hücre bölünmesi sırasında iğ mikrotübülleri sentromere bağlanır.

❖ Kromozomların fonksiyonları:
■ içerir Genetik materyal - DNA molekülleri;
■ gerçekleştirmek DNA sentezi (hücre döngüsünün S periyodunda kromozomların ikiye katlanmasıyla) ve i-RNA;
■ protein sentezini düzenler;
■ hücre aktivitesini kontrol etmek.

homolog kromozomlar- Aynı çifte ait olan, şekli, boyutu, sentromerlerin yeri aynı olan, aynı genleri taşıyan ve aynı özelliklerin gelişimini belirleyen kromozomlar. Homolog kromozomlar içerdikleri genlerin alellerinde farklılık gösterebilir ve mayoz bölünme (crossing over) sırasında bölge değiştirebilirler.

otozomlar diocious organizmaların hücrelerindeki kromozomlar, aynı türün erkek ve dişilerinde aynıdır (bunların hepsi cinsiyet kromozomları hariç bir hücrenin kromozomlarıdır).

cinsiyet kromozomları(veya heterokromozomlar ) canlı bir organizmanın cinsiyetini belirleyen genleri taşıyan kromozomlardır.

diploit küme(2n ile gösterilir) - kromozom seti somatik her kromozomun bulunduğu hücreler eşleştirilmiş homolog kromozomu . Organizma diploid setin kromozomlarından birini babadan, diğerini anneden alır.

■ Diploid seti insan 46 kromozomdan oluşur (bunlardan 22'si çifttir) homolog kromozomlar ve iki cinsiyet kromozomu: kadınlarda iki X kromozomu, erkeklerde bir X ve bir Y kromozomu vardır).

haploit küme(1l ile gösterilir) - Bekar kromozom seti cinsel hücreler ( gametler ), burada kromozomlar eşleştirilmiş homolog kromozomlara sahip değildir . Haploid set, mayoz bölünme sonucu gamet oluşumu sırasında, her bir homolog kromozom çiftinden yalnızca bir tanesinin gamete girmesiyle oluşur.

Karyotip- bu, belirli bir türün organizmalarının somatik hücrelerinin kromozomlarının (sayıları, boyutları ve şekilleri) karakteristik özelliği olan, diploid bir kromozom setinin benzersiz bir şekilde tanımlanabildiği bir dizi sabit niceliksel ve niteliksel morfolojik özelliklerdir.

çekirdekçik- yuvarlatılmış, güçlü bir şekilde sıkıştırılmış, sınırlı değil

1-2 mikron büyüklüğünde membran gövdesi. Çekirdek bir veya daha fazla nükleol içerir. Nükleolus, birbirine çekilen birkaç kromozomun nükleolar düzenleyicileri etrafında oluşur. Nükleer bölünme sırasında nükleoller yok edilir ve bölünme sonunda yeniden oluşur.

■ Bileşim: protein %70-80, RNA %10-15, DNA %2-10.
■ Fonksiyonlar: r-RNA ve t-RNA'nın sentezi; ribozom alt birimlerinin toplanması.

Karyoplazma (veya nükleoplazma, karyolenf, nükleer özsu ), içine kromatin, nükleoller ve çeşitli intranükleer granüllerin daldırıldığı çekirdeğin yapıları arasındaki boşluğu dolduran yapısız bir kütledir. Su, nükleotidler, amino asitler, ATP, RNA ve enzim proteinleri içerir.

İşlevler: nükleer yapıların ara bağlantılarını sağlar; maddelerin çekirdekten sitoplazmaya ve sitoplazmadan çekirdeğe taşınmasına katılır; replikasyon sırasında DNA sentezini, transkripsiyon sırasında i-RNA sentezini düzenler.

Ökaryotik hücrelerin karşılaştırmalı özellikleri

Prokaryotik ve ökaryotik hücrelerin yapısının özellikleri

Maddelerin taşınması

Maddelerin taşınması transfer süreci temel maddeler vücudun her yerine, hücrelere, hücre içine ve hücre içine, ayrıca atık maddelerin hücreden ve vücuttan uzaklaştırılmasıdır.

Maddelerin hücre içi taşınması, hyaloplazma ve (ökaryotik hücrelerde) endoplazmik retikulum (ER), Golgi kompleksi ve mikrotübüller tarafından sağlanır. Maddelerin taşınması bu sitede daha sonra açıklanacaktır.

Maddelerin biyolojik membranlardan taşınma yöntemleri:

■ pasif taşıma (ozmoz, difüzyon, pasif difüzyon),
■ aktif taşıma,
■ endositoz,
■ ekzositoz.

Pasif ulaşım enerji gerektirmez ve oluşur degrade boyunca konsantrasyon, yoğunluk veya elektrokimyasal potansiyel.

Osmoz- bu, suyun (veya başka bir çözücünün) yarı geçirgen bir zardan daha az konsantre bir çözeltiden daha konsantre bir çözeltiye nüfuz etmesidir.

Difüzyon- nüfuz maddeler membran boyunca degrade boyunca konsantrasyon (maddenin daha yüksek konsantrasyonuna sahip bir alandan daha düşük konsantrasyona sahip bir alana).

Difüzyon su ve iyonlar gözenekli (kanallı) integral membran proteinlerinin katılımıyla gerçekleştirilir, difüzyon yağda çözünen maddeler Membranın lipit fazının katılımıyla oluşur.

Kolaylaştırılmış difüzyon zar yoluyla özel taşıyıcı proteinlerin yardımıyla meydana gelir, resme bakın.

aktif taşımacılık ATP'nin parçalanması sırasında açığa çıkan enerjinin harcanmasını gerektirir ve maddelerin (iyonlar, monosakkaritler, amino asitler, nükleotitler) taşınmasına hizmet eder. vs gradyan konsantrasyonları veya elektrokimyasal potansiyelleri. Özel taşıyıcı proteinler tarafından gerçekleştirilir permiyazlar İyon kanallarına sahip olan ve oluşturan iyon pompaları .

Endositoz- makromoleküllerin (proteinler, nükleik asitler vb.) ve mikroskobik katı gıda parçacıklarının hücre zarı tarafından yakalanması ve sarılması ( fagositoz ) veya içinde çözünmüş maddeler bulunan sıvı damlacıkları ( pinositoz ) ve onları "hücrenin içine" çekilen bir zar vakuolüne çevreler. Vakuol daha sonra lizozomla birleşir ve lizozomun enzimleri sıkışan maddenin moleküllerini monomerlere ayırır.

Ekzositoz endositozun ters sürecidir. Ekzositoz yoluyla hücre, hücre içi ürünleri veya vakuoller veya kesecikler içinde bulunan sindirilmemiş kalıntıları uzaklaştırır.

(nükleer). Prokaryotik hücrelerin yapısı daha basittir, görünüşe göre evrim sürecinde daha erken ortaya çıkmışlardır. Ökaryotik hücreler - daha karmaşık, daha sonra ortaya çıktı. İnsan vücudunu oluşturan hücreler ökaryotiktir.

Form çeşitliliğine rağmen, tüm canlı organizmaların hücrelerinin organizasyonu tek tip yapısal prensiplere tabidir.

prokaryotik hücre

ökaryotik hücre

Ökaryotik bir hücrenin yapısı

Hayvan hücresi yüzey kompleksi

Şunlardan oluşur: glikokaliks, plazmalemma ve sitoplazmanın altta yatan kortikal tabakası. Plazma zarına aynı zamanda dış hücre zarı olan plazmalemma da denir. Yaklaşık 10 nanometre kalınlığında biyolojik bir zardır. Öncelikle hücrenin dışındaki çevreyle ilgili olarak sınırlayıcı bir işlev sağlar. Ayrıca taşıma işlevini de yerine getirir. Hücre, zarının bütünlüğünü korumak için enerji israf etmez: moleküller, yağ moleküllerinin bir arada tutulmasıyla aynı prensibe göre tutulur - moleküllerin hidrofobik kısımlarının birbirine yakın konumlandırılması termodinamik olarak daha avantajlıdır. birbirine göre. Glikokaliks, plazmalemmaya "sabitlenmiş" oligosakkaritler, polisakkaritler, glikoproteinler ve glikolipid moleküllerinden oluşur. Glikokaliks reseptör ve işaretleyici fonksiyonlarını yerine getirir. Hayvan hücrelerinin plazma zarı esas olarak protein molekülleri, özellikle yüzey antijenleri ve reseptörleri ile serpiştirilmiş fosfolipidler ve lipoproteinlerden oluşur. Kortikalde (bitişik) hücre zarı) sitoplazma tabakası, belirli bir şekilde sıralanmış hücre iskeleti - aktin mikrofilamentlerinin spesifik elemanlarını içerir. Kortikal tabakanın (korteks) ana ve en önemli işlevi psödopodiyal reaksiyonlardır: psödopodinin çıkarılması, bağlanması ve azaltılması. Bu durumda mikrofilamentler yeniden düzenlenir, uzatılır veya kısaltılır. Hücrenin şekli (örneğin mikrovillusların varlığı) aynı zamanda kortikal tabakanın hücre iskeletinin yapısına da bağlıdır.

Sitoplazmanın yapısı

Sitoplazmanın sıvı bileşenine sitozol de denir. Işık mikroskobu altında hücrenin, içinde çekirdeğin ve diğer organellerin "yüzdüğü" sıvı plazma veya sol gibi bir şeyle dolu olduğu görüldü. Aslında öyle değil. Ökaryotik bir hücrenin iç alanı katı bir şekilde düzenlenmiştir. Organellerin hareketi, hücre içi "yollar" görevi gören mikrotübüller adı verilen özel taşıma sistemleri ve "motor" rolünü oynayan özel proteinler dyneinler ve kinesinler yardımıyla koordine edilir. Ayrı protein molekülleri ayrıca hücre içi alanın tamamı boyunca serbestçe yayılmaz, ancak yüzeylerinde hücrenin taşıma sistemleri tarafından tanınan özel sinyaller kullanılarak gerekli bölmelere yönlendirilir.

Endoplazmik retikulum

Ökaryotik bir hücrede, endoplazmik retikulum (veya endoplazmik retikulum, EPR veya EPS) adı verilen, birbirine geçen membran bölmelerinden (tüpler ve tanklar) oluşan bir sistem vardır. ER'nin ribozomların zarlara bağlandığı kısmına denir. granüler(veya kaba) endoplazmik retikuluma, zarlarında protein sentezi meydana gelir. Duvarlarında ribozom bulunmayan bölmeler şu şekilde sınıflandırılır: düz(veya taneli) Lipidlerin sentezinde rol oynayan EPR. Pürüzsüz ve granüler ER'nin iç boşlukları izole edilmez, ancak birbirine geçer ve nükleer membranın lümeni ile iletişim kurar.

golgi aygıtı

Çekirdek

hücre iskeleti

Sentriyoller

Mitokondri

Pro- ve ökaryotik hücrelerin karşılaştırılması

Ökaryotlarla prokaryotlar arasındaki en önemli fark uzun zamandır oluşan bir çekirdeğin ve zar organellerinin varlığı dikkate alındı. Ancak 1970'li ve 1980'li yıllarda bunun yalnızca hücre iskeletinin organizasyonundaki daha derin farklılıkların bir sonucu olduğu ortaya çıktı. Bir süredir hücre iskeletinin yalnızca ökaryotlara özgü olduğuna inanılıyordu, ancak 1990'ların ortalarında. Bakterilerde ökaryotik hücre iskeletinin ana proteinlerine homolog proteinler de bulunmuştur.

Ökaryotların hareketli iç zar organellerinden oluşan bir sistem yaratmasına olanak tanıyan, özel olarak düzenlenmiş bir hücre iskeletinin varlığıdır. Ek olarak, hücre iskeleti endo ve ekzositoza izin verir (ökaryotik hücrelerde mitokondri ve plastidler de dahil olmak üzere hücre içi simbiyontların endositoz nedeniyle ortaya çıktığı varsayılır). Diğer temel işlevökaryotik hücre iskeleti - ökaryotik hücrenin çekirdeğinin (mitoz ve mayoz) ve vücudunun (sitotomi) bölünmesini sağlar (prokaryotik hücrelerin bölünmesi daha basit şekilde düzenlenir). Hücre iskeletinin yapısındaki farklılıklar aynı zamanda pro- ve ökaryotlar arasındaki diğer farklılıkları da açıklamaktadır - örneğin, prokaryotik hücrelerin formlarının sabitliği ve basitliği ve formun önemli çeşitliliği ve ökaryotikte bunu değiştirme yeteneği. ikincisinin nispeten büyük boyutu. Yani, prokaryotik hücrelerin boyutu ortalama 0,5-5 mikron, ökaryotik hücrelerin boyutları ise ortalama 10 ila 50 mikron arasındadır. Buna ek olarak, yalnızca ökaryotlar arasında gerçekten devasa hücreler vardır, örneğin devasa köpekbalıkları veya devekuşları yumurtaları (bir kuş yumurtasında, yumurta sarısının tamamı büyük bir yumurtadır), süreçleri bir hücre iskeleti tarafından güçlendirilen büyük memelilerin nöronları onlarca santimetre uzunluğunda.

Anaplazi

Hücresel yapının tahrip olmasına (örneğin kötü huylu tümörlerde) anaplazi denir.

Hücre keşfinin tarihi

Hücreleri ilk gören kişi İngiliz bilim adamı Robert Hooke'du (Hooke yasası sayesinde tanıyoruz). Aynı yıl mantar ağacının neden bu kadar iyi yüzdüğünü anlamaya çalışan Hooke, geliştirdiği mikroskop yardımıyla mantarın ince kesitlerini incelemeye başladı. Mantarın birçok küçük hücreye bölündüğünü buldu ve bu ona manastır hücrelerini hatırlattı ve bu hücrelere hücreler adını verdi (İngilizce'de hücre "hücre, hücre, hücre" anlamına gelir). Aynı yıl, Hollandalı usta Antony van Leeuwenhoek (Anton van Leeuwenhoek, -) ilk kez mikroskop kullanarak bir damla sudaki "hayvanları" hareket ettiren canlı organizmaları gördü. Böylece, 18. yüzyılın başlarında bilim adamları, yüksek büyütme altında bitkilerin hücresel bir yapıya sahip olduğunu biliyorlardı ve daha sonra tek hücreli olarak anılacak bazı organizmaları gördüler. Bununla birlikte, organizmaların yapısına ilişkin hücresel teori, daha güçlü mikroskopların ortaya çıkmasından ve hücreleri sabitleme ve boyama yöntemlerinin geliştirilmesinden sonra ancak 19. yüzyılın ortalarında oluşturuldu. Kurucularından biri Rudolf Virchow'du, ancak fikirlerinde bir takım hatalar vardı: örneğin hücrelerin birbirine zayıf bir şekilde bağlı olduğunu ve her birinin "kendi başına" var olduğunu varsaydı. Ancak daha sonra hücresel sistemin bütünlüğünü kanıtlamak mümkün oldu.

Ayrıca bakınız

• Bakteri, bitki ve hayvanların hücre yapılarının karşılaştırılması

Bağlantılar

• Hücrenin Moleküler Biyolojisi 4. Baskı 2002 - İngilizce Moleküler Biyoloji Ders Kitabı
• Sitoloji ve Genetik (0564-3783), yazarın seçimine göre Rusça, Ukraynaca ve İngilizce dillerinde çevrilmiş makaleler yayınlar. ingilizce dili (0095-4527)

Wikimedia Vakfı. 2010.

Diğer sözlüklerde "Hücre (biyoloji)" nin ne olduğunu görün:

BİYOLOJİ- BİYOLOJİ. İçindekiler: I. Biyoloji Tarihi................. 424 Vitalizm ve Makinizm. 16-18. Yüzyıllarda Ampirik Bilimlerin Ortaya Çıkışı Evrim teorisinin ortaya çıkışı ve gelişimi. XIX yüzyılda fizyolojinin gelişimi. Hücresel doktrininin gelişimi. 19. yüzyılın sonuçları ... Büyük Tıp Ansiklopedisi

- (hücre, situs), tüm canlı organizmaların ana yapısal ve işlevsel birimi, temel bir yaşam sistemi. Olarak var olabilir organizma (bakteri, protozoa, bazı algler ve mantarlar) veya çok hücreli hayvanların dokularının bir parçası olarak, ... ... Biyolojik ansiklopedik sözlük

Aerobik spor oluşturan bakterilerin hücreleri çubuk şeklindedir ve spor oluşturmayan bakterilerle karşılaştırıldığında genellikle daha büyük boyuttadır. Spor taşıyan bakterilerin bitkisel formları daha zayıf bir aktif harekete sahiptir, ancak ... ... Biyolojik Ansiklopedi