მოგეხსენებათ, ჩვენს პლანეტაზე თითქმის ყველა ორგანიზმს აქვს უჯრედული სტრუქტურა. ძირითადად, ყველა უჯრედს აქვს მსგავსი სტრუქტურა. ეს არის ცოცხალი ორგანიზმის უმცირესი სტრუქტურული და ფუნქციური ერთეული. უჯრედებს შეიძლება ჰქონდეთ განსხვავებული ფუნქციები და, შესაბამისად, ვარიაციები მათ სტრუქტურაში. ხშირ შემთხვევაში, მათ შეუძლიათ იმოქმედონ როგორც დამოუკიდებელი ორგანიზმები.
მცენარეებს, ცხოველებს, სოკოებს, ბაქტერიებს აქვთ უჯრედული სტრუქტურა. თუმცა, არსებობს გარკვეული განსხვავებები მათ სტრუქტურულ და ფუნქციურ ერთეულებს შორის. და ამ სტატიაში განვიხილავთ უჯრედულ სტრუქტურას. მე-8 კლასი ითვალისწინებს ამ თემის შესწავლას. ამიტომ, სტატია საინტერესო იქნება როგორც სკოლის მოსწავლეებისთვის, ასევე მათთვის, ვინც უბრალოდ დაინტერესებულია ბიოლოგიით. ეს მიმოხილვა აღწერს უჯრედულ სტრუქტურას, სხვადასხვა ორგანიზმის უჯრედებს, მათ შორის მსგავსებებსა და განსხვავებებს.
უჯრედების სტრუქტურის თეორიის ისტორია
ადამიანებმა ყოველთვის არ იცოდნენ რისგან იყო შექმნილი ორგანიზმები. ის ფაქტი, რომ ყველა ქსოვილი წარმოიქმნება უჯრედებისგან, შედარებით ცოტა ხნის წინ გახდა ცნობილი. მეცნიერება, რომელიც სწავლობსეს არის ბიოლოგია. სხეულის უჯრედული სტრუქტურა პირველად აღწერეს მეცნიერებმა მათიას შლაიდენმა და თეოდორ შვანმა. ეს მოხდა 1838 წელს. შემდეგ ფიჭური სტრუქტურის თეორია შედგებოდა შემდეგი დებულებებისაგან:
- ცხოველები და ყველა სახის მცენარეები წარმოიქმნება უჯრედებისგან;
- ისინი იზრდებიან ახალი უჯრედების წარმოქმნით;
- უჯრედი სიცოცხლის უმცირესი ერთეულია;
- ორგანიზმი არის უჯრედების ერთობლიობა.
თანამედროვე თეორია მოიცავს ოდნავ განსხვავებულ დებულებებს და მათგან ცოტა მეტია:
- უჯრედი შეიძლება იყოს მხოლოდ დედა უჯრედიდან;
- მრავალუჯრედოვანი ორგანიზმი არ შედგება უჯრედების მარტივი კოლექციისგან, არამედ ქსოვილებისგან, ორგანოებისა და ორგანოების სისტემებში გაერთიანებულისაგან;
- ყველა ორგანიზმის უჯრედს მსგავსი სტრუქტურა აქვს;
- უჯრედი არის რთული სისტემა, რომელიც შედგება პატარა ფუნქციური ერთეულებისგან;
- უჯრედი არის ყველაზე პატარა სტრუქტურული ერთეული, რომელსაც შეუძლია იმოქმედოს როგორც დამოუკიდებელი ორგანიზმი.
უჯრედის სტრუქტურა
რადგან თითქმის ყველა ცოცხალ ორგანიზმს აქვს უჯრედული სტრუქტურა, ღირს ამ ელემენტის სტრუქტურის ზოგადი მახასიათებლების გათვალისწინება. პირველ რიგში, ყველა უჯრედი იყოფა პროკარიოტებად და ევკარიოტებად. ამ უკანასკნელში არის ბირთვი, რომელიც იცავს დნმ-ზე დაფიქსირებულ მემკვიდრეობით ინფორმაციას. პროკარიოტულ უჯრედებში ის არ არის და დნმ თავისუფლად ცურავს. ყველა ევკარიოტული უჯრედი აგებულია შემდეგი სქემის მიხედვით. მათ აქვთ გარსი - პლაზმური მემბრანა, მის გარშემო ჩვეულებრივგანლაგებულია დამატებითი დამცავი ფორმირებები. მის ქვემოთ ყველაფერი, გარდა ბირთვისა, არის ციტოპლაზმა. იგი შედგება ჰიალოპლაზმისგან, ორგანელებისა და ჩანართებისგან. ჰიალოპლაზმა არის მთავარი გამჭვირვალე ნივთიერება, რომელიც ემსახურება უჯრედის შიდა გარემოს და ავსებს მთელ მის სივრცეს. ორგანელები არის მუდმივი სტრუქტურები, რომლებიც ასრულებენ გარკვეულ ფუნქციებს, ანუ ისინი უზრუნველყოფენ უჯრედის სასიცოცხლო აქტივობას. ინკლუზიები არის არამუდმივი წარმონაქმნები, რომლებიც ასევე თამაშობენ როლს, მაგრამ ამას დროებით აკეთებენ.
ცოცხალი ორგანიზმების უჯრედული სტრუქტურა
ახლა ჩამოვთვლით ორგანელებს, რომლებიც ერთნაირია პლანეტის ნებისმიერი ცოცხალი არსების უჯრედებისთვის, გარდა ბაქტერიებისა. ესენია მიტოქონდრია, რიბოსომები, გოლჯის აპარატი, ენდოპლაზმური ბადე, ლიზოსომები, ციტოჩონჩხი. ბაქტერიებს ახასიათებს ამ ორგანელებიდან მხოლოდ ერთი - რიბოსომები. ახლა კი განიხილეთ თითოეული ორგანელის სტრუქტურა და ფუნქციები ცალკე.
მიტოქონდრია
ისინი უზრუნველყოფენ უჯრედშიდა სუნთქვას. მიტოქონდრია ერთგვარი „ელექტროსადგურის“როლს ასრულებს, რომელიც გამოიმუშავებს ენერგიას, რომელიც აუცილებელია უჯრედის სიცოცხლისთვის, მასში გარკვეული ქიმიური რეაქციების გასატარებლად.
ისინი მიეკუთვნებიან ორმემბრანიან ორგანოიდებს, ანუ აქვთ ორი დამცავი გარსი - გარე და შიდა. მათ ქვეშ არის მატრიცა - ჰიალოპლაზმის ანალოგი უჯრედში. Cristae იქმნება გარე და შიდა გარსებს შორის. ეს არის ნაკეცები, რომლებიც შეიცავს ფერმენტებს. ეს ნივთიერებები საჭიროა იმისათვის, რომ განხორციელდესქიმიური რეაქციები, რომლებიც ათავისუფლებს უჯრედს საჭირო ენერგიას.
რიბოსომა
ისინი პასუხისმგებელნი არიან ცილის მეტაბოლიზმზე, კერძოდ, ამ კლასის ნივთიერებების სინთეზზე. რიბოსომები შედგება ორი ნაწილისაგან - ქვედანაყოფი, დიდი და პატარა. ამ ორგანელას არ აქვს მემბრანა. რიბოსომის ქვედანაყოფები ერთიანდებიან მხოლოდ ცილების სინთეზის პროცესის წინ, დანარჩენ დროს ისინი ცალ-ცალკეა. აქ ნივთიერებები იწარმოება დნმ-ზე დაფიქსირებული ინფორმაციის საფუძველზე. ეს ინფორმაცია რიბოსომებს მიეწოდება tRNA-ს დახმარებით, რადგან აქ დნმ-ის ყოველ ჯერზე ტრანსპორტირება ძალზედ არაპრაქტიკული და საშიში იქნებოდა - მისი დაზიანების ალბათობა ძალიან მაღალი იქნებოდა.
გოლგის აპარატი
ეს ორგანოიდი შედგება ბრტყელი ცისტერნების დაგროვებისაგან. ამ ორგანოიდის ფუნქციებია ის, რომ ის აგროვებს და ცვლის სხვადასხვა ნივთიერებებს, ასევე მონაწილეობს ლიზოსომების ფორმირებაში.
ენდოპლაზმური ბადე
იყოფა გლუვ და უხეში. პირველი აგებულია ბრტყელი მილებიდან. ის პასუხისმგებელია უჯრედში სტეროიდების და ლიპიდების გამომუშავებაზე. უხეშს ეძახიან იმიტომ, რომ მემბრანების კედლებზე, რომლისგანაც იგი შედგება, უამრავი რიბოსომაა. იგი ასრულებს სატრანსპორტო ფუნქციას. კერძოდ, ის გადასცემს იქ სინთეზირებულ ცილებს რიბოსომებიდან გოლჯის აპარატში.
ლიზოსომა
ისინი წარმოადგენენ ერთმემბრანიან ორგანელებს, რომლებიც შეიცავენ ფერმენტებს, რომლებიც საჭიროა პროცესის დროს წარმოქმნილი ქიმიური რეაქციების განსახორციელებლად.უჯრედშიდა მეტაბოლიზმი. ლიზოსომების ყველაზე დიდი რაოდენობა შეინიშნება ლეიკოციტებში - უჯრედებში, რომლებიც ასრულებენ იმუნურ ფუნქციას. ეს აიხსნება იმით, რომ ისინი ახორციელებენ ფაგოციტოზს და იძულებულნი არიან დაიღვარონ უცხო ცილა, რომელიც მოითხოვს დიდი რაოდენობით ფერმენტებს.
ციტოჩონჩხი
ეს არის ბოლო ორგანელა, რომელიც საერთოა სოკოების, ცხოველებისა და მცენარეებისთვის. მისი ერთ-ერთი მთავარი ფუნქციაა უჯრედის ფორმის შენარჩუნება. იგი შედგება მიკროტუბულებისა და მიკროფილამენტებისგან. პირველი არის ღრუ მილები, რომლებიც დამზადებულია ცილის ტუბულინისგან. ციტოპლაზმაში მათი არსებობის გამო, ზოგიერთ ორგანელს შეუძლია უჯრედის ირგვლივ გადაადგილება. გარდა ამისა, წამწამები და ფლაგელები ერთუჯრედულ ორგანიზმებში ასევე შეიძლება შედგებოდეს მიკროტუბულებისგან. ციტოჩონჩხის მეორე კომპონენტი - მიკროფილამენტები - შედგება კონტრაქტული ცილების აქტინისა და მიოზინისაგან. ბაქტერიებში ეს ორგანელა ჩვეულებრივ არ არის. მაგრამ ზოგიერთ მათგანს ახასიათებს ციტოჩონჩხის არსებობა, თუმცა უფრო პრიმიტიული, არც ისე რთული სტრუქტურით, როგორც სოკოებში, მცენარეებსა და ცხოველებში.
მცენარის უჯრედის ორგანელები
მცენარეთა უჯრედულ სტრუქტურას აქვს გარკვეული თავისებურებები. გარდა ზემოთ ჩამოთვლილი ორგანელებისა, ასევე გვხვდება ვაკუოლები და პლასტიდები. პირველი შექმნილია მასში ნივთიერებების დაგროვებისთვის, მათ შორის არასაჭირო, რადგან ხშირად შეუძლებელია მათი უჯრედიდან ამოღება მემბრანის გარშემო მკვრივი კედლის არსებობის გამო. სითხეს, რომელიც არის ვაკუოლში, ეწოდება უჯრედის წვენი. ახალგაზრდა მცენარის უჯრედში თავდაპირველად არის რამდენიმე პატარა ვაკუოლი, რომელიც, როგორც ესდაბერების შერწყმა ერთ დიდ. პლასტიდების სამი ტიპი არსებობს: ქრომოპლასტები, ლეიკოპლასტები და ქრომოპლასტები. პირველებს ახასიათებთ მათში წითელი, ყვითელი ან ნარინჯისფერი პიგმენტის არსებობა. ქრომოპლასტები უმეტეს შემთხვევაში საჭიროა დამბინძურებელი მწერების ან ცხოველების მოსაზიდად, რომლებიც მონაწილეობენ ნაყოფის განაწილებაში ნათელი ფერის თესლებთან ერთად. სწორედ ამ ორგანელების წყალობით ყვავილებსა და ნაყოფს აქვს მრავალფეროვანი ფერები. ქრომოპლასტები შეიძლება წარმოიქმნას ქლოროპლასტებისგან, რაც შეიძლება შეინიშნოს შემოდგომაზე, როდესაც ფოთლები ყვითელ-წითლდება და ასევე ნაყოფის მომწიფების დროს, როდესაც მწვანე ფერი თანდათან ქრება. შემდეგი ტიპის პლასტიდები - ლეიკოპლასტები - შექმნილია ისეთი ნივთიერებების შესანახად, როგორიცაა სახამებელი, ზოგიერთი ცხიმი და ცილები. ქლოროპლასტები ახორციელებენ ფოტოსინთეზის პროცესს, რომლის წყალობითაც მცენარეები იღებენ თავისთვის აუცილებელ ორგანულ ნივთიერებებს.
ნახშირორჟანგის ექვსი მოლეკულიდან და იმავე რაოდენობის წყლისგან, უჯრედს შეუძლია მიიღოს ერთი მოლეკულა გლუკოზა და ექვსი ჟანგბადი, რომელიც გამოიყოფა ატმოსფეროში. ქლოროპლასტები ორმემბრანიანი ორგანელებია. მათი მატრიცა შეიცავს თილაკოიდებს დაჯგუფებულ გრანაში. ეს სტრუქტურები შეიცავს ქლოროფილს და აქ ხდება ფოტოსინთეზის რეაქცია. გარდა ამისა, ქლოროპლასტის მატრიცა ასევე შეიცავს საკუთარ რიბოზომებს, რნმ-ს, დნმ-ს, სპეციალურ ფერმენტებს, სახამებლის მარცვლებს და ლიპიდურ წვეთებს. ამ ორგანელების მატრიქსს ასევე უწოდებენ სტრომას.
სოკოს თვისებები
ამ ორგანიზმებს ასევე აქვთ უჯრედული სტრუქტურა. ძველად ისინი გაერთიანებულნი იყვნენ ერთ სამეფოშიმცენარეები მხოლოდ გარეგნულად, მაგრამ უფრო მოწინავე მეცნიერების მოსვლასთან ერთად, ცხადი გახდა, რომ ამის გაკეთება შეუძლებელი იყო.
პირველ რიგში, სოკოები, მცენარეებისგან განსხვავებით, არ არიან ავტოტროფები, მათ არ შეუძლიათ თავად წარმოქმნან ორგანული ნივთიერებები, არამედ მხოლოდ მზა ნივთიერებებით იკვებებიან. მეორეც, სოკოს უჯრედი უფრო ჰგავს ცხოველს, თუმცა მას აქვს მცენარის გარკვეული თვისებები. სოკოს უჯრედი, მცენარის მსგავსად, გარშემორტყმულია მკვრივი კედლით, მაგრამ იგი შედგება არა ცელულოზისგან, არამედ ქიტინისგან. ეს ნივთიერება ძნელად ასათვისებელია ცხოველების ორგანიზმისთვის, რის გამოც სოკო მძიმე საკვებად ითვლება. გარდა ზემოთ აღწერილი ორგანელებისა, რომლებიც დამახასიათებელია ყველა ევკარიოტისთვის, აქ არის ვაკუოლიც – ეს კიდევ ერთი მსგავსებაა სოკოებსა და მცენარეებს შორის. მაგრამ პლასტიდები არ შეინიშნება სოკოს უჯრედის სტრუქტურაში. კედელსა და ციტოპლაზმურ გარსს შორის არის ლომასომა, რომლის ფუნქციები ჯერ კიდევ ბოლომდე არ არის გასაგები. სოკოს უჯრედის დანარჩენი სტრუქტურა ცხოველს წააგავს. ორგანელების გარდა ციტოპლაზმაში ცურავს ისეთი ჩანართები, როგორიცაა ცხიმის წვეთები და გლიკოგენი.
ცხოველთა უჯრედები
მათ ახასიათებთ ყველა ორგანელი, რომელიც აღწერილი იყო სტატიის დასაწყისში. გარდა ამისა, გლიკოკალიქსი მდებარეობს პლაზმური მემბრანის თავზე - მემბრანა, რომელიც შედგება ლიპიდების, პოლისაქარიდების და გლიკოპროტეინებისგან. ის მონაწილეობს უჯრედებს შორის ნივთიერებების ტრანსპორტირებაში.
ბირთი
რა თქმა უნდა, საერთო ორგანელების გარდა, ცხოველურ, მცენარეულ, სოკოვან უჯრედებს აქვთ ბირთვი. მას იცავს ორი ჭურვი, რომელშიც არის ფორები. მატრიცა შედგება კარიოპლაზმისგან(ბირთვული წვენი), რომელშიც ქრომოსომა ცურავს მათზე დაფიქსირებული მემკვიდრეობითი ინფორმაციით. ასევე არსებობს ნუკლეოლები, რომლებიც პასუხისმგებელნი არიან რიბოზომების წარმოქმნაზე და რნმ-ის სინთეზზე.
პროკარიოტები
ეს მოიცავს ბაქტერიებს. ბაქტერიების უჯრედული სტრუქტურა უფრო პრიმიტიულია. მათ არ აქვთ ბირთვი. ციტოპლაზმა შეიცავს ორგანელებს, როგორიცაა რიბოსომები. პლაზმური მემბრანის გარშემო არის მურეინის უჯრედის კედელი. პროკარიოტების უმეტესობა აღჭურვილია მოძრაობის ორგანოელებით - ძირითადად ფლაგელებით. დამატებითი დამცავი გარსი, ლორწოვანი კაფსულა, ასევე შეიძლება განთავსდეს უჯრედის კედლის გარშემო. დნმ-ის ძირითადი მოლეკულების გარდა, ბაქტერიების ციტოპლაზმა შეიცავს პლაზმიდებს, რომლებიც შეიცავს ინფორმაციას, რომელიც პასუხისმგებელია სხეულის წინააღმდეგობის გაზრდაზე არასასურველი პირობების მიმართ.
ყველა ორგანიზმი შედგება უჯრედებისგან?
ზოგი თვლის, რომ ყველა ცოცხალ ორგანიზმს აქვს უჯრედული სტრუქტურა. მაგრამ ეს სიმართლეს არ შეესაბამება. არსებობს ცოცხალი ორგანიზმების სამეფო, როგორიცაა ვირუსები.
ისინი არ შედგება უჯრედებისგან. ეს ორგანიზმი წარმოდგენილია კაფსიდით - ცილის გარსი. მის შიგნით არის დნმ ან რნმ, რომელიც შეიცავს მცირე რაოდენობით გენეტიკურ ინფორმაციას. ცილის გარსის ირგვლივ ასევე შეიძლება განთავსდეს ლიპოპროტეინი, რომელსაც სუპერკაფსიდი ეწოდება. ვირუსებს შეუძლიათ გამრავლება მხოლოდ უცხო უჯრედებში. გარდა ამისა, მათ შეუძლიათ კრისტალიზაცია. როგორც ხედავთ, განცხადება, რომ ყველა ცოცხალ ორგანიზმს აქვს უჯრედული სტრუქტურა, არასწორია.
შედარების სქემა
ჩვენს შემდეგშეისწავლა სხვადასხვა ორგანიზმის აგებულება, შეჯამება. ასე რომ, ფიჭური სტრუქტურა, ცხრილი:
| ცხოველები | მცენარეები | სოკო | ბაქტერია | |
| ბირთი | დიახ | დიახ | დიახ | არა |
| უჯრედის კედელი | არა | დიახ, დამზადებულია ცელულოზისგან | ჭამე, ქიტინისგან | ჭამე, მურეინისგან |
| რიბოსომა | დიახ | დიახ | დიახ | დიახ |
| ლიზოსომა | დიახ | დიახ | დიახ | არა |
| მიტოქონდრია | დიახ | დიახ | დიახ | არა |
| გოლგის აპარატი | დიახ | დიახ | დიახ | არა |
| ციტოჩონჩხი | დიახ | დიახ | დიახ | დიახ |
| ენდოპლაზმური ბადე | დიახ | დიახ | დიახ | არა |
| ციტოპლაზმური მემბრანა | დიახ | დიახ | დიახ | დიახ |
| დამატებითი ჭურვები | გლიკოკალიქსი | არა | არა | მუკოიდური კაფსულა |
ალბათ, სულ ეს არის. ჩვენ გამოვიკვლიეთ პლანეტაზე არსებული ყველა ორგანიზმის უჯრედული სტრუქტურა.
