Բջիջը Երկրի վրա կենդանի օրգանիզմների տարրական միավորն է և ունի կառուցվածքների բարդ քիմիական կազմակերպում, որը կոչվում է օրգանելներ: Դրանք ներառում են միջուկը, որի կառուցվածքն ու գործառույթները մենք կուսումնասիրենք այս հոդվածում։
Էուկարիոտիկ միջուկների առանձնահատկությունները
Միջուկային բջիջները պարունակում են ոչ թաղանթային կլորացված օրգանելներ, որոնք ավելի խիտ են, քան կարիոպլազմը և կոչվում են միջուկներ կամ նուկլեոլներ: Դրանք հայտնաբերվել են 19-րդ դարում։ Այժմ միջուկները լիովին ուսումնասիրված են էլեկտրոնային մանրադիտակի շնորհիվ։ Գրեթե մինչև 20-րդ դարի 50-ական թվականները միջուկների գործառույթները որոշված չէին, և գիտնականները այս օրգանելն ավելի շուտ համարում էին որպես միտոզի ժամանակ օգտագործվող պահուստային նյութերի ջրամբար։
Ժամանակակից հետազոտությունները հաստատել են, որ օրգանոիդը ներառում է նուկլեոպրոտեինային բնույթի հատիկներ: Ավելին, կենսաքիմիական փորձերը հաստատել են, որ օրգանը պարունակում է մեծ քանակությամբ սպիտակուցներ։ Հենց նրանք են որոշում դրա բարձր խտությունը։ Բացի սպիտակուցներից, միջուկը պարունակում է ՌՆԹ և փոքր քանակությամբ ԴՆԹ:
Բջջային ցիկլ
Հետաքրքիր է, որ բջիջի կյանքում, որը բաղկացած էհանգստի շրջան (ինտերֆազ) և բաժանում (մեյոզ՝ սեռի մեջ, միտոզ՝ սոմատիկ բջիջներում), միջուկները մշտապես պահպանված չեն։ Այսպիսով, ինտերֆազում պարտադիր առկա է միջուկը միջուկի հետ, որի գործառույթներն են գենոմի պահպանումը և սպիտակուց սինթեզող օրգանելների ձևավորումը։ Բջիջների բաժանման սկզբում, մասնավորապես՝ պրոֆազում, դրանք անհետանում են և նորից ձևավորվում միայն տելոֆազի վերջում՝ բջիջում մնալով մինչև հաջորդ բաժանումը կամ մինչև ապոպտոզը՝ դրա մահը։
Միջուկային կազմակերպիչ
Անցյալ դարի 30-ականներին գիտնականները պարզեցին, որ միջուկների ձևավորումը վերահսկվում է որոշ քրոմոսոմների որոշակի հատվածների կողմից: Դրանք պարունակում են գեներ, որոնք տեղեկատվություն են պահում բջջի միջուկի կառուցվածքի և գործառույթների մասին: Կա փոխկապակցվածություն միջուկային կազմակերպիչների թվի և բուն օրգանելների միջև։ Օրինակ՝ ճանկերով գորտը իր կարիոտիպում պարունակում է երկու միջուկ ձևավորող քրոմոսոմ և, համապատասխանաբար, նրա սոմատիկ բջիջների միջուկներում կան երկու միջուկներ։
Քանի որ միջուկի գործառույթները, ինչպես նաև դրա առկայությունը սերտորեն կապված են բջիջների բաժանման և ռիբոսոմների ձևավորման հետ, օրգանելներն իրենք բացակայում են ուղեղի բարձր մասնագիտացված հյուսվածքներում, արյան մեջ և նաև բլաստոմերներում: ջախջախիչ zygote.
Նուկլեոլի ուժեղացում
Ինտերֆազի սինթետիկ փուլում, ԴՆԹ-ի ինքնակրկնօրինակման հետ մեկտեղ, տեղի է ունենում rRNA գեների քանակի չափից ավելի կրկնօրինակում: Քանի որ միջուկի հիմնական գործառույթները ռիբոսոմների արտադրությունն են, այդ օրգանելների թիվը կտրուկ աճում է ԴՆԹ-ի տեղամասերի գերսինթեզի պատճառով, որոնք տեղեկատվություն են կրում ՌՆԹ-ի մասին: Նուկլեոպրոտեիններ, որոնք կապված չենքրոմոսոմները սկսում են ինքնուրույն գործել: Արդյունքում կորիզում ձևավորվում են բազմաթիվ նուկլեոլներ՝ հեռանալով միջուկներ ձևավորող քրոմոսոմներից։ Այս երեւույթը կոչվում է rRNA գենի ուժեղացում: Շարունակելով բջջում միջուկի գործառույթների ուսումնասիրությունը՝ մենք նշում ենք, որ դրանց ամենաակտիվ սինթեզը տեղի է ունենում մեյոզի կրճատման բաժանման պրոֆազում, որի արդյունքում առաջին կարգի ձվաբջիջները կարող են պարունակել մի քանի հարյուր միջուկ։
Այս երևույթի կենսաբանական նշանակությունը պարզ է դառնում՝ հաշվի առնելով, որ սաղմի առաջացման վաղ փուլերում՝ ջարդում և պայթեցում, հիմնական շինանյութը՝ սպիտակուցը սինթեզելու համար անհրաժեշտ է հսկայական քանակությամբ ռիբոսոմներ։ Ամպլիֆիկացիան բավականին տարածված գործընթաց է, այն տեղի է ունենում բույսերի, միջատների, երկկենցաղների, խմորասնկերի, ինչպես նաև որոշ պրոտիստների օոգենեզում:
օրգանելի հիստոքիմիական կազմը
Եկեք շարունակենք էուկարիոտային բջիջների և դրանց կառուցվածքների ուսումնասիրությունը և դիտարկենք միջուկը, որի կառուցվածքն ու գործառույթները փոխկապակցված են: Հաստատված է, որ այն պարունակում է երեք տեսակի տարրեր՝
- Նուկլեոնեմա (թելային գոյացություններ). Նրանք տարասեռ են և պարունակում են մանրաթելեր և բշտիկներ։ Լինելով ինչպես բուսական, այնպես էլ կենդանական բջիջների մաս՝ նուկլեոնեմները կազմում են ֆիբրիլային կենտրոններ։ Միջուկի ցիտոքիմիական կառուցվածքը և գործառույթները նույնպես կախված են դրանում մատրիցայի առկայությունից՝ երրորդական կառուցվածքի օժանդակ սպիտակուցային մոլեկուլների ցանցից:
- Վակուոլներ (թեթև տարածքներ).
- հատիկավոր հատիկներ (նուկլեոլիններ).
Քիմիական անալիզի տեսակետից այս օրգանիլը գրեթե ամբողջությամբ կազմված է ՌՆԹ-ից և սպիտակուցից, ևԴՆԹ-ն գտնվում է միայն իր ծայրամասում՝ ձևավորելով օղակաձև կառուցվածք՝ պերինուկլեոլային քրոմատին։
Այսպիսով, մենք պարզեցինք, որ միջուկը բաղկացած է հինգ գոյացություններից՝ մանրաթելային և հատիկավոր կենտրոններ, քրոմատին, սպիտակուցային ցանց և խիտ մանրաթելային բաղադրիչ։
միջուկների տեսակները
Այս օրգանելների կենսաքիմիական կառուցվածքը կախված է բջիջների տեսակից, որոնցում դրանք առկա են, ինչպես նաև դրանց նյութափոխանակության առանձնահատկություններից: Գոյություն ունեն նուկլեոլների 5 հիմնական կառուցվածքային տեսակներ. Առաջինը՝ ռետիկուլյարը, ամենատարածվածն է և բնութագրվում է խիտ մանրաթելային նյութի առատությամբ, նուկլեոպրոտեինների և նուկլեոնի կտորներով։ Միջուկային կազմակերպիչներից տեղեկատվության վերագրման գործընթացը շատ ակտիվ է, ուստի մանրադիտակային կենտրոնները վատ են երևում մանրադիտակի տեսադաշտում:
Քանի որ բջջում միջուկի հիմնական գործառույթները ռիբոսոմային ենթամիավորների սինթեզն են, որոնցից ձևավորվում են սպիտակուցը սինթեզող օրգանելներ, կազմակերպման ցանցային տեսակը բնորոշ է ինչպես բուսական, այնպես էլ կենդանական բջիջներին: Օղակաձեւ նուկլեոլի տիպը հանդիպում է կապ հյուսվածքի բջիջներում՝ լիմֆոցիտներ և էնդոթելիոցիտներ, որոնցում rRNA գեները գործնականում չեն տառադարձվում։ Մնացորդային միջուկներ առաջանում են բջիջներում, որոնք ամբողջությամբ կորցրել են տրանսկրիպացիայի ունակությունը, ինչպիսիք են նորմոբլաստները և էնտերոցիտները:
Առանձնացված տեսակը բնորոշ է բջիջներին, որոնք թունավորվել են քաղցկեղածիններով, հակաբիոտիկներով: Եվ, վերջապես, միջուկի կոմպակտ տեսակը բնութագրվում է բազմաթիվ ֆիբրիլային կենտրոններով և փոքր քանակությամբnucleonem.
Սպիտակուցային միջուկային մատրիցա
Եկեք շարունակենք միջուկի կառուցվածքների ներքին կառուցվածքի ուսումնասիրությունը և որոշենք, թե որոնք են միջուկի գործառույթները բջջային նյութափոխանակության մեջ: Հայտնի է, որ այս օրգանելի չոր զանգվածի մոտ 60%-ը կազմում են քրոմատինը կազմող սպիտակուցները, ռիբոսոմային մասնիկները, ինչպես նաև հենց միջուկային սպիտակուցները։ Անդրադառնանք դրանց ավելի մանրամասն: Որոշ սպիտակուցներ ներգրավված են վերամշակման մեջ `հասուն ռիբոսոմային ՌՆԹ-ի ձևավորում: Դրանք ներառում են ՌՆԹ պոլիմերազ 1 և նուկլեազ, որոնք հեռացնում են լրացուցիչ եռյակներ rRNA մոլեկուլի ծայրերից։ Ֆիբրիլարինի սպիտակուցը գտնվում է խիտ ֆիբրիլային բաղադրիչում և, ինչպես նուկլեազը, իրականացնում է վերամշակում։ Մեկ այլ սպիտակուց է նուկլեոլինը: Ֆիբրիլարինի հետ միասին այն հայտնաբերված է միջուկների PFC-ում և FC-ում և միտոզի պրոֆազի քրոմոսոմների միջուկային կազմակերպիչներում:
Պոլիպեպտիդ, ինչպիսին է նուկլեոֆոսինը, գտնվում է հատիկավոր գոտում և խիտ ֆիբրիլային բաղադրիչում, այն մասնակցում է 40 S և 60 S ենթամիավորներից ռիբոսոմների ձևավորմանը:
Ի՞նչ գործառույթ ունի միջուկը
Ռիբոսոմային ՌՆԹ-ի սինթեզը հիմնական խնդիրն է, որը պետք է կատարի միջուկը: Այս պահին տրանսկրիպցիան տեղի է ունենում դրա մակերեսի վրա (մասնավորապես, ֆիբրիլային կենտրոններում) ՌՆԹ պոլիմերազային ֆերմենտի մասնակցությամբ: Այս միջուկային կազմակերպչի վրա սինթեզվում են հարյուրավոր նախառիբոսոմներ, որոնք կոչվում են ռիբոնուկլեոպրոտեինային գնդիկներ։ Նրանք կազմում են ռիբոսոմային ստորաբաժանումներ, որոնք հեռանում են կարիոպլազմայից միջուկային ծակոտիների միջով և հայտնվում բջջի ցիտոպլազմայում։ 40S փոքր ենթաբաժինը կապվում է սուրհանդակային ՌՆԹ-ին և միայն դրանից հետո նրանց40S մեծ ստորաբաժանումը կցված է: Ձևավորվում է հասուն ռիբոսոմ, որը կարող է իրականացնել թարգմանություն՝ բջջային սպիտակուցների սինթեզ։
Այս հոդվածում մենք ուսումնասիրեցինք միջուկի կառուցվածքը և գործառույթները բույսերի և կենդանիների բջիջներում:
