Բջջի կենսաբանությունը ընդհանուր տերմիններով բոլորին հայտնի է դպրոցական ծրագրից: Հրավիրում ենք ձեզ հիշել այն, ինչ ժամանակին սովորել եք, ինչպես նաև նոր բան բացահայտել դրա մասին։ «Բջջ» անվանումը առաջարկվել է դեռ 1665 թվականին անգլիացի Ռ. Հուկի կողմից։ Սակայն միայն 19-րդ դարում այն սկսեց համակարգված ուսումնասիրվել։ Գիտնականներին, ի թիվս այլ բաների, հետաքրքրում էր բջիջի դերը մարմնում։ Նրանք կարող են լինել տարբեր օրգանների և օրգանիզմների մաս (ձու, բակտերիաներ, նյարդեր, էրիթրոցիտներ) կամ լինել անկախ օրգանիզմներ (նախակենդանիներ): Չնայած նրանց բոլոր բազմազանությանը, նրանց գործառույթների և կառուցվածքի մեջ շատ ընդհանրություններ կան:
Բջջի գործառույթներ
Նրանք բոլորն էլ տարբեր են ձևով և հաճախ իրենց գործառույթներով: Մեկ օրգանիզմի հյուսվածքների և օրգանների բջիջները նույնպես կարող են բավականին խիստ տարբերվել։ Այնուամենայնիվ, բջջի կենսաբանությունը ընդգծում է այն գործառույթները, որոնք բնորոշ են դրանց բոլոր տեսակներին: Այստեղ միշտ տեղի է ունենում սպիտակուցի սինթեզ։ Այս գործընթացը վերահսկվում է գենետիկ ապարատի կողմից: Բջիջը, որը չի սինթեզում սպիտակուցներ, ըստ էության մեռած է: Կենդանի բջիջը այն բջիջն է, որի բաղադրիչները անընդհատ փոխվում են: Այնուամենայնիվ, նյութերի հիմնական դասերը մնում ենանփոփոխ։
Բջջում բոլոր գործընթացներն իրականացվում են էներգիայի օգտագործմամբ: Դրանք են՝ սնուցումը, շնչառությունը, վերարտադրությունը, նյութափոխանակությունը։ Հետևաբար, կենդանի բջիջը բնութագրվում է նրանով, որ դրա մեջ մշտապես տեղի է ունենում էներգիայի փոխանակում: Նրանցից յուրաքանչյուրն ունի ընդհանուր ամենակարևոր հատկություն՝ էներգիա կուտակելու և այն ծախսելու ունակություն: Այլ գործառույթները ներառում են բաժանումը և դյուրագրգռությունը:
Բոլոր կենդանի բջիջները կարող են արձագանքել իրենց միջավայրի քիմիական կամ ֆիզիկական փոփոխություններին: Այս հատկությունը կոչվում է գրգռվածություն կամ դյուրագրգռություն: Բջիջներում, երբ հուզված են, փոխվում են նյութերի քայքայման և կենսասինթեզի արագությունը, ջերմաստիճանը և թթվածնի սպառումը։ Այս վիճակում նրանք կատարում են իրենց հատուկ գործառույթները։
Բջջի կառուցվածք
Նրա կառուցվածքը բավականին բարդ է, չնայած այն համարվում է կյանքի ամենապարզ ձևը այնպիսի գիտության մեջ, ինչպիսին կենսաբանությունն է: Բջիջները գտնվում են միջբջջային նյութում։ Այն ապահովում է նրանց շնչառություն, սնուցում և մեխանիկական ուժ։ Միջուկը և ցիտոպլազմը յուրաքանչյուր բջջի հիմնական բաղադրիչներն են: Նրանցից յուրաքանչյուրը ծածկված է թաղանթով, որի կառուցման տարրը մոլեկուլն է։ Կենսաբանությունը հաստատել է, որ թաղանթը կազմված է բազմաթիվ մոլեկուլներից։ Դրանք դասավորված են մի քանի շերտերով։ Մեմբրանի շնորհիվ նյութերը թափանցում են ընտրովի։ Ցիտոպլազմում օրգանելներ են՝ ամենափոքր կառույցները: Դրանք են էնդոպլազմային ցանցը, միտոքոնդրիումները, ռիբոսոմները, բջջային կենտրոնը, Գոլջիի համալիրը, լիզոսոմները։ Դուք ավելի լավ պատկերացում կունենաք, թե ինչպիսին են բջիջները՝ ուսումնասիրելով այս հոդվածում ներկայացված նկարները:
մեմբրան
Բուսական բջիջը մանրադիտակի տակ (օրինակ՝ սոխի արմատ) ուսումնասիրելիս կարելի է տեսնել, որ այն շրջապատված է բավականին հաստ պատյանով։ Կաղամարն ունի հսկա աքսոն, որի պատյանը բոլորովին այլ բնույթ ունի։ Այնուամենայնիվ, այն չի որոշում, թե որ նյութերը պետք է կամ ոչ թույլատրվեն աքսոն: Բջջաթաղանթի գործառույթն այն է, որ այն հանդիսանում է բջջային թաղանթը պաշտպանելու լրացուցիչ միջոց։ Թաղանթը կոչվում է «բջջի ամրոց»։ Այնուամենայնիվ, սա ճիշտ է միայն այն առումով, որ այն պաշտպանում և պաշտպանում է դրա բովանդակությունը:
Եվ թաղանթն ու ներքին պարունակությունը յուրաքանչյուր բջջի սովորաբար բաղկացած են նույն ատոմներից: Սրանք են ածխածինը, ջրածինը, թթվածինը և ազոտը: Այս ատոմները գտնվում են պարբերական աղյուսակի սկզբում։ Թաղանթը մոլեկուլային մաղ է, շատ նուրբ (նրա հաստությունը մազի հաստությունից 10 հազար անգամ պակաս է)։ Նրա ծակոտիները նման են միջնադարյան ինչ-որ քաղաքի բերդի պարսպի մեջ արված նեղ երկար անցումների։ Դրանց լայնությունն ու բարձրությունը 10 անգամ պակաս են երկարությունից։ Բացի այդ, այս մաղում անցքեր շատ հազվադեպ են լինում: Որոշ բջիջներում ծակոտիները զբաղեցնում են ամբողջ մեմբրանի տարածքի միայն մեկ միլիոներորդ մասը:
Core
Բջջային կենսաբանությունը հետաքրքիր է նաև միջուկի տեսանկյունից։ Սա ամենամեծ օրգանոիդն է, որն առաջինն է գրավել գիտնականների ուշադրությունը։ 1981 թվականին բջջի միջուկը հայտնաբերեց շոտլանդացի գիտնական Ռոբերտ Բրաունը։ Այս օրգանոիդը մի տեսակ կիբեռնետիկ համակարգ է, որտեղ տեղեկատվությունը պահվում, մշակվում և այնուհետև փոխանցվում է ցիտոպլազմա, որի ծավալը շատ մեծ է։ Միջուկը շատ կարևոր է գործընթացումժառանգականությունը, որում այն մեծ դեր է խաղում: Բացի այդ, այն կատարում է վերածնման ֆունկցիա, այսինքն՝ կարողանում է վերականգնել ամբողջ բջջային մարմնի ամբողջականությունը։ Այս օրգանոիդը կարգավորում է բջջի բոլոր կարևորագույն գործառույթները։ Ինչ վերաբերում է միջուկի ձևին, ապա առավել հաճախ այն գնդաձև է, ինչպես նաև ձվաձև։ Քրոմատինը այս օրգանելի ամենակարևոր բաղադրիչն է։ Սա մի նյութ է, որը լավ ներկվում է հատուկ միջուկային ներկերով։
Կրկնակի թաղանթն առանձնացնում է միջուկը ցիտոպլազմայից: Այս թաղանթը կապված է Գոլջիի համալիրի և էնդոպլազմիկ ցանցի հետ: Միջուկային թաղանթն ունի ծակոտիներ, որոնց միջով որոշ նյութեր հեշտությամբ են անցնում, իսկ մյուսների համար դա ավելի դժվար է: Այսպիսով, դրա թափանցելիությունը ընտրովի է:
Միջուկային հյութը միջուկի ներքին պարունակությունն է։ Այն լրացնում է իր կառույցների միջև եղած տարածությունը: Պարտադիր միջուկում կան նուկլեոլներ (մեկ կամ ավելի)։ Նրանք կազմում են ռիբոսոմներ։ Ուղիղ կապ կա միջուկների չափի և բջջի ակտիվության միջև. որքան մեծ են միջուկները, այնքան ավելի ակտիվորեն տեղի է ունենում սպիտակուցի կենսասինթեզը. և, ընդհակառակը, սահմանափակ սինթեզ ունեցող բջիջներում դրանք կա՛մ բացակայում են, կա՛մ փոքր են։
Քրոմոսոմները միջուկում են: Սրանք հատուկ թելանման գոյացություններ են։ Բացի սեռական քրոմոսոմներից, մարդու մարմնի բջջի միջուկում կա 46 քրոմոսոմ։ Դրանք պարունակում են տեղեկություններ մարմնի ժառանգական հակումների մասին, որոնք փոխանցվում են սերունդներին։
Բջիջները սովորաբար ունենում են մեկ միջուկ, սակայն կան նաև բազմամիջուկային բջիջներ (մկաններում, լյարդում և այլն): Եթե միջուկները հեռացվեն, բջջի մնացած մասերը կդառնան անկենսունակ։
Ցիտոպլազմա
Ցիտոպլազմը անգույն լորձաթաղանթային կիսահեղուկ զանգված է։ Այն պարունակում է մոտ 75-85% ջուր, մոտավորապես 10-12% ամինաթթուներ և սպիտակուցներ, 4-6% ածխաջրեր, 2-ից 3% լիպիդներ և ճարպեր, ինչպես նաև 1% անօրգանական և որոշ այլ նյութեր:
Բջջի պարունակությունը, որը գտնվում է ցիտոպլազմայում, կարող է շարժվել: Դրա շնորհիվ օրգանելները տեղադրվում են օպտիմալ կերպով, և կենսաքիմիական ռեակցիաները ավելի լավ են ընթանում, ինչպես նաև նյութափոխանակության արտադրանքի արտազատման գործընթացը: Ցիտոպլազմայի շերտում ներկայացված են տարբեր գոյացություններ՝ մակերեսային ելքեր, դրոշակներ, թարթիչներ։ Ցիտոպլազմը ներթափանցված է ցանցային համակարգով (վակուոլային), որը բաղկացած է հարթեցված պարկերից, վեզիկուլներից, միմյանց հետ շփվող խողովակներից։ Դրանք կապված են արտաքին պլազմային թաղանթին։
Էնդոպլազմիկ ցանց
Այս օրգանելն այդպես է կոչվել, քանի որ այն գտնվում է ցիտոպլազմայի կենտրոնական մասում (հունարենից «էնդոն» բառը թարգմանվում է որպես «ներս»): EPS-ը վեզիկուլների, խողովակների, տարբեր ձևերի և չափերի խողովակների շատ ճյուղավորված համակարգ է: Նրանք բջջի ցիտոպլազմայից առանձնացված են թաղանթներով։
Կա երկու տեսակի EPS: Առաջինը հատիկավոր է, որը բաղկացած է տանկերից և խողովակներից, որոնց մակերեսը կետավոր է հատիկներով (հատիկներով)։ EPS-ի երկրորդ տեսակը հատիկավոր է, այսինքն՝ հարթ։ Գրանները ռիբոսոմներ են։ Հետաքրքիր է, որ հատիկավոր EPS-ը հիմնականում նկատվում է կենդանիների սաղմերի բջիջներում, մինչդեռ հասուն ձևերում այն սովորաբար ագրրանուլային է: Հայտնի է, որ ռիբոսոմները ցիտոպլազմայում սպիտակուցի սինթեզի վայրն են:Ելնելով դրանից՝ կարելի է ենթադրել, որ հատիկավոր EPS-ն առաջանում է հիմնականում այն բջիջներում, որտեղ տեղի է ունենում ակտիվ սպիտակուցի սինթեզ։ Ենթադրվում է, որ ագրանուլային ցանցը ներկայացված է հիմնականում այն բջիջներում, որտեղ տեղի է ունենում լիպիդների ակտիվ սինթեզ, այսինքն՝ ճարպեր և տարբեր ճարպանման նյութեր։
EPS-ի երկու տեսակներն էլ ոչ միայն ներգրավված են օրգանական նյութերի սինթեզում: Այստեղ այդ նյութերը կուտակվում են և տեղափոխվում նաև անհրաժեշտ վայրեր։ EPS-ը նաև կարգավորում է նյութափոխանակությունը, որը տեղի է ունենում շրջակա միջավայրի և բջջի միջև:
Ռիբոսոմ
Սրանք բջջային ոչ թաղանթային օրգանելներ են: Դրանք կազմված են սպիտակուցից և ռիբոնուկլեինաթթվից։ Բջջի այս մասերը դեռևս լիովին չեն հասկացվում ներքին կառուցվածքի առումով: Էլեկտրոնային մանրադիտակում ռիբոսոմները նման են սնկի ձևի կամ կլորացված հատիկների: Նրանցից յուրաքանչյուրը բաժանվում է փոքր և մեծ մասերի (ստորաբաժանումների)՝ օգտագործելով ակոս։ Մի քանի ռիբոսոմներ հաճախ կապված են միմյանց հետ հատուկ ՌՆԹ-ի (ռիբոնուկլեինաթթու) շղթայով, որը կոչվում է i-RNA (մեսենջեր): Այս օրգանելների շնորհիվ սպիտակուցի մոլեկուլները սինթեզվում են ամինաթթուներից։
Գոլգի համալիր
Կենսասինթեզի արտադրանքները մտնում են EPS-ի խողովակների և խոռոչների լույսը: Այստեղ դրանք կենտրոնացված են հատուկ ապարատի մեջ, որը կոչվում է Գոլջիի համալիր (վերևի նկարում նշված է որպես Գոլջիի համալիր): Այս ապարատը գտնվում է միջուկի մոտ: Այն մասնակցում է բիոսինթետիկ արտադրանքների տեղափոխմանը, որոնք առաքվում են բջջի մակերես: Նաև Գոլջիի համալիրը ներգրավված է բջիջից դրանց հեռացման, ձևավորման մեջլիզոսոմներ և այլն։
Այս օրգանիլը հայտնաբերել է իտալացի բջջաբան Կամիլիո Գոլջին (կյանք - 1844-1926 թթ.): Նրա պատվին 1898 թվականին կոչվել է Գոլգիի ապարատ (համալիր)։ Ռիբոսոմներում արտադրված սպիտակուցները մտնում են այս օրգանելում: Երբ դրանք անհրաժեշտ են ինչ-որ այլ օրգանոիդների, Գոլջիի ապարատի մի մասն առանձնանում է: Այսպիսով, սպիտակուցը տեղափոխվում է անհրաժեշտ վայր։
Լիզոսոմներ
Խոսելով այն մասին, թե ինչպիսի տեսք ունեն բջիջները և ինչ օրգանելներ են ներառված դրանց բաղադրության մեջ, հարկ է նշել լիզոսոմները։ Ունեն օվալաձեւ տեսք, շրջապատված են միաշերտ թաղանթով։ Լիզոսոմները պարունակում են մի շարք ֆերմենտներ, որոնք քայքայում են սպիտակուցները, լիպիդները և ածխաջրերը։ Եթե լիզոսոմային թաղանթը վնասված է, ֆերմենտները քայքայվում են և ոչնչացնում պարունակությունը բջջի ներսում: Արդյունքում նա մահանում է։
Բջջային կենտրոն
Այն հայտնաբերվում է բջիջներում, որոնք ունակ են բաժանվելու: Բջջային կենտրոնը բաղկացած է երկու ցենտրիոլներից (ձողաձեւ մարմիններ)։ Գտնվելով Գոլջիի համալիրի և միջուկի մոտ՝ մասնակցում է բաժանման լիսեռի ձևավորմանը՝ բջիջների բաժանման գործընթացին։
Միտոքոնդրիա
Էներգետիկ օրգանելները ներառում են միտոքոնդրիաներ (նկարում վերևում) և քլորոպլաստները: Միտոքոնդրիաները յուրաքանչյուր բջջի սկզբնական ուժերն են: Հենց դրանցում է էներգիան արդյունահանվում սննդանյութերից։ Միտոքոնդրիաներն ունեն փոփոխական ձև, բայց առավել հաճախ դրանք հատիկներ կամ թելեր են: Նրանց թիվն ու չափը հաստատուն չեն։ Դա կախված է նրանից, թե որն է որոշակի բջջի ֆունկցիոնալ ակտիվությունը:
Եթե դիտարկենք էլեկտրոնային միկրոգրաֆը,Կարելի է տեսնել, որ միտոքոնդրիումներն ունեն երկու թաղանթ՝ ներքին և արտաքին։ Ներքինը ձևավորում է ֆերմենտներով ծածկված ելքեր (cristae)։ Կրիստաների առկայության պատճառով միտոքոնդրիաների ընդհանուր մակերեսը մեծանում է։ Սա կարևոր է ֆերմենտների ակտիվության համար:
Միտոքոնդրիայում գիտնականները հայտնաբերել են հատուկ ռիբոսոմներ և ԴՆԹ: Սա թույլ է տալիս այս օրգանելներին ինքնուրույն վերարտադրվել բջիջների բաժանման ժամանակ:
Քլորոպլաստներ
Ինչ վերաբերում է քլորոպլաստներին, ապա դրանք սկավառակի կամ գնդիկի տեսքով են՝ ունեն կրկնակի թաղանթ (ներքին և արտաքին): Այս օրգանոիդի ներսում կան նաև ռիբոսոմներ, ԴՆԹ և գրանա՝ հատուկ թաղանթային գոյացություններ՝ կապված ինչպես ներքին թաղանթի, այնպես էլ միմյանց հետ։ Քլորոֆիլը հայտնաբերվել է գրանի թաղանթներում: Նրա շնորհիվ արևի լույսի էներգիան վերածվում է ադենոզին տրիֆոսֆատի (ATP) քիմիական էներգիայի։ Քլորոպլաստներում այն օգտագործվում է ածխաջրերի սինթեզման համար (առաջացած ջրից և ածխաթթու գազից):
Համաձայն եմ, վերը ներկայացված տեղեկատվությունը անհրաժեշտ է իմանալ ոչ միայն կենսաբանության թեստ հանձնելու համար: Բջիջը շինանյութ է, որը կազմում է մեր մարմինը: Եվ ողջ կենդանի բնությունը բջիջների բարդ հավաքածու է: Ինչպես տեսնում եք, դրանք շատ բաղադրիչներ ունեն: Առաջին հայացքից կարող է թվալ, որ բջջի կառուցվածքն ուսումնասիրելը հեշտ գործ չէ։ Այնուամենայնիվ, եթե նայեք, այս թեման այնքան էլ բարդ չէ։ Դա պետք է իմանալ, որպեսզի լավ տիրապետես այնպիսի գիտությունների, ինչպիսին կենսաբանությունն է: Բջջի կազմը նրա հիմնարար թեմաներից մեկն է։
