Çfarë është një bërthamë qelizore shkurtimisht? Çfarë është një bërthamë - në biologji: vetitë dhe funksionet
Bërthama është përbërësi kryesor i një qelize të gjallë, e cila mbart informacion trashëgues të koduar nga një grup gjenesh. Ajo zë një pozicion qendror në qelizë. Madhësitë ndryshojnë, forma është zakonisht sferike ose ovale. Diametri i bërthamës në qeliza të ndryshme mund të jetë nga 8 deri në 25 mikron. Ka përjashtime, për shembull, vezët e peshkut kanë bërthama me një diametër prej 1 mm.
Karakteristikat e strukturës së bërthamës
Bërthama është e mbushur me lëng dhe disa elementë strukturorë. Ai përmban një guaskë, një grup kromozomesh, nukleoplazmë dhe një bërthamë. Predha është me dy membranë; midis membranave ka një hapësirë perinukleare.
Membrana e jashtme të ngjashme në strukturë me rrjetin endoplazmatik. Ai është i lidhur me ER, i cili duket se degëzohet nga zarfi bërthamor. Ribozomet ndodhen jashtë bërthamës.
Membrana e brendshme e qëndrueshme, pasi përmban laminë. Kryen një funksion mbështetës dhe shërben si një pikë ngjitjeje për kromatinën.
Membrana ka pore që sigurojnë procese shkëmbimi me citoplazmën. Poret bërthamore përbëhet nga proteina transportuese që dërgojnë substanca në karioplazmë me transport aktiv. Vetëm molekulat e vogla mund të kalojnë nëpër hapjet e poreve në mënyrë pasive. Gjithashtu, çdo pore është e mbuluar me një porosoma, e cila rregullon proceset metabolike në bërthamë.
Numri i bërthamave ndryshon në qeliza me specializime të ndryshme. Në shumicën e rasteve, qelizat janë mononukleare, por ka inde të ndërtuara nga qeliza me shumë bërthama (mëlçia ose indet e trurit). Ka qeliza pa bërthamë - këto janë qeliza të kuqe të pjekura të gjakut.
Në protozoa, ekzistojnë dy lloje bërthamash: disa janë përgjegjëse për ruajtjen e informacionit, të tjerët janë përgjegjës për sintezën e proteinave.
Bërthama mund të jetë në gjendje pushimi (periudha ndërfazore) ose në ndarje. Duke kaluar në interfazë, duket si një formacion sferik me shumë granula të bardha (kromatin). Ekzistojnë dy lloje të kromatinës: heterokromatina dhe eukromatina.
Eukromatina është një kromatinë aktive që ruan një strukturë të despiralizuar në bërthamën e pushimit dhe është e aftë për sintezë intensive të ARN-së.
Heterokromatina është zona e kromatinës që janë në gjendje të kondensuar. Nëse është e nevojshme, mund të kalojë në një gjendje eukromatike.
Kur përdorni metodën citologjike të ngjyrosjes së bërthamës (sipas Romanovsky-Giemsa), u zbulua se heterokromatina ndryshon ngjyrën, por eukromatina jo. Kromatina përbëhet nga fije nukleoproteinash të quajtura kromozome. Kromozomet mbajnë informacionin bazë gjenetik të çdo personi. Kromatina është një formë e ekzistencës së informacionit trashëgues në periudhën ndërfazore të ciklit qelizor; gjatë ndarjes ajo shndërrohet në kromozome.
Struktura e kromozomeve
Çdo kromozom përbëhet nga një palë kromatide që janë paralele me njëra-tjetrën dhe të lidhura vetëm në një vend - centromeri. Centromeri e ndan kromozomin në dy krahë. Në varësi të gjatësisë së krahëve, dallohen tre lloje kromozomesh:
- Supet e barabarta;
- diversiteti,
- me një sup
Disa kromozome kanë një seksion shtesë që është ngjitur me atë kryesor me lidhje të ngjashme me fije - ky është një satelit. Satelitët ndihmojnë në identifikimin e çifteve të ndryshme të kromozomeve.
Bërthama e metafazës është një pllakë ku ndodhen kromozomet. Është gjatë kësaj faze të mitozës që studiohet numri dhe struktura e kromozomeve. Gjatë metafazës, kromozomet motra lëvizin në qendër dhe ndahen në dy kromatide.
Struktura e nukleolit
Bërthama përmban gjithashtu një formacion jo membranor - bërthamën. Bërthamat janë trupa të ngjeshur, të rrumbullakët, të aftë për të thyer dritën. Ky është vendi kryesor i sintezës së ARN ribozomale dhe proteinave thelbësore.
Numri i bërthamave ndryshon në qeliza të ndryshme; ato mund të bashkohen në një formacion të madh ose të ekzistojnë veçmas nga njëri-tjetri në formën e grimcave të vogla. Kur aktivizohen proceset sintetike, vëllimi i bërthamës rritet. I mungon një guaskë dhe është e rrethuar nga kromatinë e kondensuar. Bërthama përmban edhe metale, kryesisht zink. Kështu, bërthama është një formacion dinamik, në ndryshim i nevojshëm për sintezën e ARN-së dhe transportin e saj në citoplazmë.
Nukleoplazma mbush të gjithë hapësirën e brendshme të bërthamës. Nukleoplazma përmban ADN, ARN, molekula proteinash dhe substanca enzimatike.
Funksionet e bërthamës në një qelizë
- Merr pjesë në sintezën e proteinave dhe ARN ribozomale.
- Rregullon aktivitetin funksional të qelizës.
- Ruajtja e informacionit gjenetik, riprodhimi i saktë dhe transmetimi i tij tek pasardhësit.
Roli dhe rëndësia e kernelit
Bërthama është depoja kryesore e informacionit trashëgues dhe përcakton fenotipin e organizmit. Në bërthamë, ADN-ja ekziston e pandryshuar falë enzimave të riparimit bërthamor që mund të eliminojnë dëmtimet dhe mutacionet. Gjatë ndarjes së qelizave, mekanizmat bërthamorë sigurojnë që informacioni gjenetik të shpërndahet në mënyrë të saktë dhe të barabartë në qelizat bija.
Bërthama qelizore është një strukturë e rrethuar nga membrana që përmban informacione trashëgimore dhe kontrollon rritjen dhe riprodhimin. Kjo është qendra komanduese e qelizës eukariote dhe, si rregull, më e rëndësishmja.
Struktura dhe rëndësia e bërthamës qelizore
Diagrami i strukturës së kernelit / Wikimedia
Bërthama qelizore është e rrethuar nga një membranë e dyfishtë e quajtur mbështjellës bërthamor. Kjo membranë ndan përmbajtjen e bërthamës nga.
Ashtu si membrana qelizore, mbështjellja bërthamore përbëhet nga fosfolipide që formojnë një shtresë të dyfishtë lipidike. Ndihmon në ruajtjen e formës së bërthamës dhe rregullon rrjedhën e molekulave brenda dhe jashtë bërthamës përmes poreve bërthamore.
Kromozomet ndodhen brenda bërthamës. Ato përbëhen nga ADN, e cila përmban informacione për trashëgiminë, rritjen, zhvillimin dhe riprodhimin e qelizave. Kur një qelizë është në një gjendje "prehjeje", domethënë nuk ndahet, kromozomet organizohen në struktura të gjata dhe të ngatërruara të quajtura , në vend të kromozomeve individuale siç mendojmë zakonisht.
Bërthamë
Brenda bërthamës është një strukturë e dendur e përbërë nga ARN dhe proteina të quajtura nukleolus, e cila përmban organizatorë nukleolarë, të cilët janë pjesë e kromozomeve me gjene për sintezën e ribozomeve. Bërthama ndihmon në sintetizimin e ribozomeve duke transkriptuar dhe montuar ARN ribozomale. Ribozomi përbëhet nga ARN ribozomale (rARN) dhe proteina.
Sinteza e proteinave
Bërthama rregullon sintezën e proteinave në citoplazmë duke përdorur ARN-në e dërguar (mRNA), e cila është një segment i transkriptuar i ADN-së që shërben si një shabllon për prodhimin e proteinave. Prodhohet në bërthamë dhe lëviz në citoplazmë përmes poreve bërthamore në membranë.
Pasi në citoplazmë, ribozomet dhe molekulat e tjera të ARN-së të quajtura ARN lajmëtare punojnë së bashku për të përkthyer mRNA për të prodhuar proteina.
Struktura e qelizave eukariote
Përveç bërthamës qelizore, ekzistojnë lloje të tjera të organeleve qelizore. Strukturat e mëposhtme të qelizave mund të gjenden gjithashtu në një eukariot tipik:
- - ndihmojnë në organizimin e montimit të mikrotubulave.
- - ruajtja e ADN-së qelizore.
- - të sigurojë lëvizjen qelizore.
- - mbron integritetin e brendësisë së qelizës.
- - sintetizon karbohidratet dhe lipidet.
Bërthama është përbërësi më i rëndësishëm i qelizës. Bërthama e qelizës përmban ADN, d.m.th. gjenet dhe, falë kësaj, kryen dy funksione kryesore:
1) ruajtja dhe riprodhimi i informacionit gjenetik
2) rregullimi i proceseve metabolike që ndodhin në qelizë
Një qelizë pa bërthama nuk mund të ekzistojë për një kohë të gjatë, dhe bërthama gjithashtu nuk është e aftë për ekzistencë të pavarur, prandaj citoplazma dhe bërthama formojnë një sistem të ndërvarur. Shumica e qelizave kanë një bërthamë. Shpesh është e mundur të vëzhgohen 2-3 bërthama në një, për shembull në qelizat e mëlçisë. Qelizat shumëbërthamore janë gjithashtu të njohura, dhe numri i bërthamave mund të arrijë disa dhjetëra. Forma e bërthamës varet kryesisht nga forma e qelizës; ajo mund të jetë plotësisht e parregullt. Ka bërthama sferike dhe me shumë lobe. Invaginimet dhe daljet e membranës bërthamore rrisin ndjeshëm sipërfaqen e bërthamës dhe në këtë mënyrë forcojnë lidhjen e strukturave dhe substancave bërthamore dhe citoplazmike.
Struktura bazë
Bërthama është e rrethuar nga një guaskë, e cila përbëhet nga dy membrana me një strukturë tipike. Membrana e jashtme bërthamore në sipërfaqen përballë citoplazmës është e mbuluar me ribozome, membrana e brendshme është e lëmuar.
Mbështetja bërthamore është pjesë e sistemit membranor të qelizës.Daljet e membranës së jashtme bërthamore lidhen me kanalet e rrjetës endoplazmatike duke formuar një sistem të vetëm kanalesh komunikimi.Këmbimi i substancave ndërmjet bërthamës dhe citoplazmës ndodh në dy mënyrat kryesore Së pari, mbështjellja bërthamore depërtohet nga pore të shumta përmes të cilave shkëmbehen molekulat midis bërthamës dhe citoplazmës. Së dyti, substancat nga bërthama në citoplazmë dhe mbrapa mund të hyjnë për shkak të lëshimit të invaginimeve dhe rritjeve të mbështjellësit bërthamor. Megjithë shkëmbimin aktiv të substancave ndërmjet bërthamës dhe citoplazmës, mbështjellësi bërthamor kufizon përmbajtjen bërthamore nga citoplazma, duke siguruar kështu ndryshime në përbërjen kimike të lëngut bërthamor dhe citoplazmës.Kjo është e nevojshme për funksionimin normal të strukturave bërthamore.
Përmbajtja e bërthamës ndahet në lëng bërthamor, kromatinë dhe bërthamë.
Në një qelizë të gjallë, lëngu bërthamor duket si një masë pa strukturë që mbush boshllëqet midis strukturave të bërthamës. Lëngu bërthamor përmban proteina të ndryshme, duke përfshirë shumicën e enzimave bërthamore, proteinat e kromatinës dhe proteinat ribozomale. Lëngu bërthamor përmban gjithashtu nukleotide të lira të nevojshme për ndërtimin i molekulave të ADN-së dhe ARN-së, aminoacideve, të gjitha llojeve të ARN-së, si dhe produkteve të aktivitetit të nukleolit dhe kromatinës, të cilat më pas transportohen nga bërthama në citoplazmë.
Kromatin (greqisht chroma - ngjyra, ngjyra) është emri që u jepet grumbujve, granulave dhe strukturave të ngjashme me rrjetë të bërthamës, të cilat janë njollosur intensivisht me disa ngjyra dhe ndryshojnë në formë nga bërthama. Kromatina përmban ADN dhe proteina dhe përfaqëson seksione të ngjeshura dhe spirale të kromozomeve.Seksionet spirale të kromozomeve janë gjenetikisht joaktive.
Roli i tyre specifik - transferimi i informacionit gjenetik - mund të kryhet vetëm nga seksione të despiralizuara-të pa përdredhura të kromozomeve, të cilat, për shkak të trashësisë së tyre të vogël, nuk janë të dukshme në një mikroskop me dritë.
Në qelizat e ndarjes, të gjitha kromozomet spiralizohen fort, shkurtohen dhe marrin madhësi dhe forma kompakte. Një kromozom është një strukturë e pavarur bërthamore që ka krahë dhe një shtrëngim parësor. Forma e kromozomeve varet nga pozicioni i të ashtuquajturës shtrëngim primar, ose centormer, rajoni në të cilin gjatë ndarjes qelizore (mitoza) ngjiten fijet e gishtit. Centromeri e ndan kromozomin në dy krahë. Vendndodhja e centromerit përcakton tre lloje kryesore të kromozomeve:
1) supet e barabarta - me shpatulla me gjatësi të barabartë ose pothuajse të barabartë;
2) supet e pabarabarta - me shpatulla me gjatësi të pabarabartë;
3) në formë shufre - me një shpatull të gjatë dhe të dytë shumë të shkurtër, ndonjëherë të vështirë për t'u zbuluar. Ka edhe kromozome pikash me krahë shumë të shkurtër.
Studimi i kromozomeve bëri të mundur vërtetimin e fakteve të mëposhtme.
1. Në të gjitha qelizat somatike të çdo organizmi bimor ose shtazor, numri i kromozomeve është i njëjtë.
2. Qelizat seksuale përmbajnë gjithmonë dy kromozome më pak se qelizat somatike të një lloji të caktuar organizmi.
3. Të gjithë organizmat që i përkasin të njëjtës specie kanë të njëjtin numër kromozomesh në qelizat e tyre.
Numri i kromozomeve nuk varet nga niveli i organizimit dhe jo gjithmonë tregon marrëdhënie: i njëjti numër mund të gjendet në grupe sistematike që janë shumë të largëta nga njëri-tjetri dhe mund të jenë shumë të ndryshëm në specie që janë të afërta në origjinë.
Kështu, numri i kromozomeve në vetvete nuk është një veçori specifike për speciet.Megjithatë, karakteristikat e grupit kromozom në tërësi janë specifike për speciet, d.m.th. karakteristikë vetëm për një lloj organizmi, bimë, bimë ose kafshë.
Tërësia e karakteristikave sasiore (numri dhe madhësia) dhe cilësore (forma) e grupit kromozom të një qelize somatike quhet kariotip.
Numri i kromozomeve në kariotipin e shumicës së llojeve të organizmave të gjallë është i barabartë.Kjo shpjegohet me faktin se në qelizat somatike ka dy kromozome të së njëjtës formë dhe madhësi - njëri nga organizmi i babait, i dyti nga ai i nënës. Kromozomet që janë të njëjta në formë dhe madhësi dhe që mbajnë të njëjtat gjene quhen homologë.
Kompleti kromozom i një qelize somatike, në të cilën çdo kromozom ka një çift, quhet dyfish ose diploid dhe emërtohet 2N. Sasia e ADN-së që korrespondon me një grup diploid kromozomesh caktohet 2C.
Nga çdo palë kromozome homologe, vetëm një futet në qelizat germinale, dhe për këtë arsye grupi kromozom i gameteve quhet i vetëm ose haploid. Kariotipi i qelizave të tilla është caktuar 2n1c.
Numri diploid i kromozomeve në kafshë dhe bimë.
| Lloji i organizmave | Numri i kromozomeve |
| Plazmodiumi i malaries | 2 |
| Krap | 104 |
| Krimb i rrumbullakët i kalit | 2 |
| Njerëzore | 46 |
| Miza frutore Drosophila | 8 |
| Hiri i zakonshëm | 46 |
| Morra e kokës | 12 |
| Shimpanze | 48 |
| Spinaqi | 12 |
| Buburreci | 48 |
| miza e shtëpisë | 12 |
| Piper | 48 |
| Triton | 24 |
| Dele shtëpiake | 54> |
| Pemë lesh, pishë | 24 |
| Qen shtëpiak | 78 |
| Perk | 28 |
| Pëllumb | 80 |
Pas përfundimit të ndarjes qelizore, kromozomet shpërndahen dhe në bërthamat e qelizave bijë që rezultojnë vetëm një rrjetë e hollë dhe grumbuj kromatine bëhen përsëri të dukshme.
Struktura e tretë karakteristike e një qelize është bërthama.Është një trup i rrumbullakët i dendur i zhytur në lëng bërthamor. Në bërthamat e qelizave të ndryshme, si dhe në bërthamën e së njëjtës qelizë, në varësi të gjendjes së saj funksionale, numri i bërthamave mund të ndryshojë nga 1 në 5-7 ose më shumë. Numri i nukleoleve mund të kalojë numrin e kromozomeve në grup; kjo ndodh për shkak të ridyfishimit selektiv të gjeneve përgjegjëse për sintezën e rARN. Bërthamat janë të pranishme vetëm në bërthamat që nuk ndahen; gjatë mitozës ato zhduken për shkak të spiralizimit të kromozomeve dhe lëshimit të të gjitha ribozomeve të formuara më parë në citoplazmë, dhe pas përfundimit të ndarjes ato shfaqen përsëri.
Bërthama nuk është një strukturë e pavarur e bërthamës, ajo formohet rreth rajonit të kromozomit në të cilin është koduar struktura rARN. Kjo pjesë e kromozomit - gjeni - quhet organizuesi nukleolar (NO), dhe në të ndodh sinteza e r-ARN.
Përveç akumulimit të r-ARN, në bërthamë formohen nën-njësi ribozomale, të cilat më pas kalojnë në citoplazmë dhe, duke u kombinuar me pjesëmarrjen e kationeve të Ca2+, formojnë ribozome integrale të afta për të marrë pjesë në biosintezën e proteinave.
Kështu, bërthama është një akumulim i r-ARN dhe ribozomeve në faza të ndryshme të formimit, i cili bazohet në një seksion të kromozomit që mbart gjenin - organizatorin nukleolar, i cili përmban informacion të trashëguar për strukturën e r-ARN.
Bërthama qelizore është një nga përbërësit kryesorë të të gjitha qelizave bimore dhe shtazore, e lidhur pazgjidhshmërisht me shkëmbimin, transmetimin e informacionit trashëgues etj.
Forma e bërthamës së qelizës ndryshon në varësi të llojit të qelizës. Ka bërthama qelizore ovale, sferike dhe me formë të çrregullt - në formë patkoi ose me shumë lobe (në leukocite), bërthama qelizore në formë rruaza (në disa ciliate), bërthama qelizore të degëzuara (në qelizat e gjëndrave të insekteve), etj. Madhësia e bërthama qelizore është e ndryshme, por zakonisht shoqërohet me vëllimin e citoplazmës. Shkelja e këtij raporti gjatë rritjes së qelizave çon në ndarjen e qelizave. Numri i bërthamave qelizore gjithashtu ndryshon - shumica e qelizave kanë një bërthamë, megjithëse gjenden qeliza binukleate dhe shumëbërthamore (për shembull, disa qeliza të mëlçisë dhe palcës kockore). Pozicioni i bërthamës në qelizë është karakteristik për çdo lloj qelize. Në qelizat germinale, bërthama zakonisht ndodhet në qendër të qelizës, por mund të lëvizë ndërsa qeliza zhvillohet dhe zona të specializuara formohen në citoplazmë ose substanca rezervë depozitohen në të.
Në bërthamën e qelizës dallohen strukturat kryesore: 1) membrana bërthamore (membrana bërthamore), përmes poreve të së cilës bëhet shkëmbimi midis bërthamës qelizore dhe citoplazmës [ka të dhëna që tregojnë se membrana bërthamore (e përbërë nga dy shtresa. ) vazhdimisht kalon në membranat e retikulit endoplazmatik (shih) dhe kompleksin Golgi]; 2) lëng bërthamor, ose karioplazmë, një masë plazmatike gjysmë e lëngshme, me njolla të dobëta që mbush të gjitha bërthamat e qelizave dhe përmban përbërësit e mbetur të bërthamës; 3) (shih), të cilat në një bërthamë jo-ndarëse janë të dukshme vetëm me ndihmën e metodave speciale të mikroskopisë (në një pjesë të njollosur të një qelize që nuk ndahet, kromozomet zakonisht duken si një rrjet i parregullt fijesh dhe kokrrash të errëta, të quajtur kolektivisht ); 4) një ose më shumë trupa sferikë - nukleola, të cilat janë pjesë e specializuar e bërthamës qelizore dhe shoqërohen me sintezën e acidit ribonukleik dhe proteinave.
Bërthama qelizore ka një organizim kimik kompleks, në të cilin rolin më të rëndësishëm luajnë nukleoproteinat, produkt i një kombinimi me proteinat. Ekzistojnë dy periudha kryesore në jetën e një qelize: interfaza, ose periudha metabolike dhe mitotike, ose periudha e ndarjes. Të dyja periudhat karakterizohen kryesisht nga ndryshime në strukturën e bërthamës qelizore. Në interfazë, bërthama e qelizës është në gjendje pushimi dhe merr pjesë në sintezën e proteinave, rregullimin e formimit të formës, proceset e sekretimit dhe funksionet e tjera jetësore të qelizës. Gjatë periudhës së ndarjes, në bërthamën e qelizës ndodhin ndryshime, duke çuar në rishpërndarjen e kromozomeve dhe formimin e bërthamave të qelizave bijë; Kështu, informacioni trashëgues transmetohet përmes strukturave bërthamore në një brez të ri qelizash.
Bërthamat e qelizave riprodhohen vetëm me ndarje dhe në shumicën e rasteve ndahen edhe vetë qelizat. Zakonisht bëhet dallimi midis: ndarjes së drejtpërdrejtë të bërthamës qelizore me lidhje - amitozë dhe mënyrës më të zakonshme të ndarjes së bërthamave qelizore - ndarje tipike indirekte, ose mitozë (shih).
Veprimi i rrezatimit jonizues dhe disa faktorëve të tjerë mund të ndryshojnë informacionin gjenetik që përmban bërthama e qelizës, duke çuar në ndryshime të ndryshme në aparatin bërthamor, të cilat ndonjëherë mund të çojnë në vdekjen e vetë qelizave ose të shkaktojnë anomali të trashëguara tek pasardhësit (shih Trashëgimia Prandaj, studimi i strukturës dhe funksioneve të qelizave bërthamore, veçanërisht lidhjet midis marrëdhënieve kromozomale dhe trashëgimisë së tipareve, me të cilat merret citogjenetika, ka një rëndësi praktike të rëndësishme për mjekësinë (shih).
Shihni gjithashtu Cell.
Bërthama qelizore është komponenti më i rëndësishëm i të gjitha qelizave bimore dhe shtazore.
Një qelizë që nuk ka një bërthamë ose me një bërthamë të dëmtuar nuk është në gjendje të kryejë funksionet e saj normalisht. Bërthama qelizore, ose më saktë, acidi deoksiribonukleik (ADN) i organizuar në kromozomet e tij (shih), është bartës i informacionit trashëgues që përcakton të gjitha karakteristikat e qelizës, indeve dhe të gjithë organizmit, ontogjenezën e tij dhe normat e reagimit të trupit. ndaj ndikimeve mjedisore. Informacioni trashëgues i përfshirë në bërthamë është i koduar në molekulat e ADN-së që përbëjnë kromozomin nga një sekuencë e katër bazave azotike: adenina, timina, guanina dhe citozina. Kjo sekuencë është matrica që përcakton strukturën e proteinave të sintetizuara në qelizë.
Edhe shqetësimet më të vogla në strukturën e bërthamës së qelizës çojnë në ndryshime të pakthyeshme në vetitë e qelizës ose në vdekjen e saj. Rreziku i rrezatimit jonizues dhe i shumë kimikateve për trashëgiminë (shih) dhe për zhvillimin normal të fetusit bazohet në dëmtimin e bërthamave në qelizat germinale të një organizmi të rritur ose në qelizat somatike të një embrioni në zhvillim. Shndërrimi i një qelize normale në një qelizë malinje bazohet gjithashtu në disa shqetësime në strukturën e bërthamës qelizore.
Madhësia dhe forma e bërthamës së qelizës dhe raporti i vëllimit të saj me vëllimin e të gjithë qelizës janë karakteristike për inde të ndryshme. Një nga karakteristikat kryesore që dallon elementët e gjakut të bardhë dhe të kuq është forma dhe madhësia e bërthamave të tyre. Bërthamat e leukociteve mund të jenë të parregullta në formë: në formë sallami të lakuar, në formë kthetra ose rruazash; në rastin e fundit, çdo seksion i bërthamës është i lidhur me atë fqinj me një kërcyes të hollë. Në qelizat germinale mashkullore të pjekur (spermatozoidet), bërthama qelizore përbën pjesën dërrmuese të vëllimit total të qelizave.
Eritrocitet e pjekur (shih) të njerëzve dhe gjitarëve nuk kanë një bërthamë, pasi e humbasin atë gjatë procesit të diferencimit. Ata kanë një jetëgjatësi të kufizuar dhe nuk janë në gjendje të riprodhohen. Qelizave të baktereve dhe algave blu-jeshile u mungon një bërthamë e përcaktuar qartë. Megjithatë, ato përmbajnë të gjitha substancat kimike karakteristike të bërthamës qelizore, të cilat shpërndahen gjatë ndarjes në qeliza bija me të njëjtën rregullsi si në qelizat e organizmave më të lartë shumëqelizorë. Në viruse dhe fagë, bërthama përfaqësohet nga një molekulë e vetme e ADN-së.
Kur ekzaminohet një qelizë e qetë (jo-ndarëse) nën një mikroskop drite, bërthama e qelizës mund të ketë pamjen e një vezikule pa strukturë me një ose disa bërthama. Bërthama qelizore është e ngjyrosur mirë me ngjyra të veçanta bërthamore (hematoksilinë, blu metilen, safranin etj.), të cilat zakonisht përdoren në praktikën laboratorike. Duke përdorur një pajisje me kontrast fazor, bërthama e qelizës mund të ekzaminohet në mënyrë intravitale. Vitet e fundit, mikrokinematografia, atomet e etiketuara C14 dhe H3 (autoriografia) dhe mikrospektrofotometria janë përdorur gjerësisht për të studiuar proceset që ndodhin në bërthamën e qelizës. Metoda e fundit përdoret veçanërisht me sukses për të studiuar ndryshimet sasiore në ADN në bërthamë gjatë ciklit jetësor të qelizës. Një mikroskop elektronik lejon që dikush të zbulojë detaje të strukturës së imët të bërthamës së një qelize të qetë që janë të pazbulueshme në një mikroskop optik (Fig. 1).
Oriz. 1. Diagrami modern i strukturës së qelizës, bazuar në vëzhgimet në një mikroskop elektronik: 1 - citoplazmë; 2 - aparat Golgi; 3 - centrozome; 4 - rrjeta endoplazmatike; 5 - mitokondri; 6 - membrana qelizore; 7 - guaska bërthamore; 8 - nukleolus; 9 - bërthama.
Gjatë ndarjes së qelizave - kariokineza ose mitoza (shih) - bërthama e qelizës pëson një sërë transformimesh komplekse (Fig. 2), gjatë të cilave kromozomet e saj bëhen qartë të dukshme. Para ndarjes së qelizave, çdo kromozom i bërthamës sintetizon një të ngjashëm nga substancat e pranishme në lëngun bërthamor, pas së cilës kromozomet e nënës dhe të bijës ndryshojnë në polet e kundërta të qelizës ndarëse. Si rezultat, çdo qelizë bijë merr të njëjtin grup kromozomesh si qeliza nënë, dhe bashkë me të edhe informacionin trashëgues që përmban. Mitoza siguron ndarjen ideale të saktë të të gjitha kromozomeve të bërthamës në dy pjesë të barabarta.
Mitoza dhe mejoza (shih) janë mekanizmat më të rëndësishëm që sigurojnë modelet e fenomeneve të trashëgimisë. Në disa organizma të thjeshtë, si dhe në rastet patologjike në qelizat e gjitarëve dhe të njeriut, bërthamat qelizore ndahen me shtrëngim të thjeshtë, ose amitozë. Vitet e fundit është treguar se edhe gjatë amitozës ndodhin procese që sigurojnë ndarjen e bërthamës së qelizës në dy pjesë të barabarta.
Grupi i kromozomeve në bërthamën e qelizës së një individi quhet kariotip (shih). Kariotipi në të gjitha qelizat e një individi të caktuar është zakonisht i njëjtë. Shumë anomali dhe deformime të lindura (sindroma Down, sindroma Klinefelter, sindroma Turner-Shereshevsky, etj.) shkaktohen nga anomalitë e ndryshme të kariotipit që u shfaqën ose në fazat e hershme të embriogjenezës ose gjatë maturimit të qelizës germinale nga e cila lindi individi jonormal. Anomalitë e zhvillimit të shoqëruara me shqetësime të dukshme në strukturat kromozomale të bërthamës qelizore quhen sëmundje kromozomale (shih sëmundjet trashëgimore). Dëmtime të ndryshme të kromozomeve mund të shkaktohen nga veprimi i mutagjenëve fizikë ose kimikë (Fig. 3). Aktualisht, metodat që bëjnë të mundur përcaktimin e shpejtë dhe të saktë të kariotipit të një personi përdoren për diagnostikimin e hershëm të sëmundjeve kromozomale dhe për të sqaruar etiologjinë e sëmundjeve të caktuara.
Oriz. 2. Fazat e mitozës në qelizat e kulturës së indeve njerëzore (shtam i transplantueshëm HEp-2): 1 - profazë e hershme; 2 - profazë e vonë (zhdukja e membranës bërthamore); 3 - metafaza (faza e yllit të nënës), pamja e sipërme; 4 - metafazë, pamje anësore; 5 - anafaza, fillimi i divergjencës së kromozomeve; 6 - anafaza, kromozomet janë ndarë; 7 - telofaza, faza e mbështjelljeve të bijave; 8 - telofaza dhe ndarja e trupit qelizor.
Oriz. 3. Dëmtimi i kromozomeve i shkaktuar nga rrezatimi jonizues dhe mutagjenët kimikë: 1 - telofaza normale; 2-4 - telofaza me ura dhe fragmente në fibroblastet embrionale njerëzore të rrezatuara me rreze X në një dozë prej 10 r; 5 dhe 6 - e njëjta gjë në qelizat hematopoietike të derrit të gini; 7 - urë kromozomi në epitelin korneal të një miu të rrezatuar me një dozë prej 25 r; 8 - fragmentimi i kromozomeve në fibroblastet embrionale të njeriut si rezultat i ekspozimit ndaj nitrozoetiluresë.
Një organel i rëndësishëm i bërthamës qelizore - bërthama - është produkt i aktivitetit jetësor të kromozomeve. Ai prodhon acid ribonukleik (ARN), i cili është një ndërmjetës thelbësor në sintezën e proteinave të prodhuara nga çdo qelizë.
Bërthama qelizore ndahet nga citoplazma përreth (shih) me një membranë, trashësia e së cilës është 60-70 Å.
Nëpërmjet poreve në membranë, substancat e sintetizuara në bërthamë hyjnë në citoplazmë. Hapësira midis guaskës bërthamore dhe të gjitha organeleve të saj është e mbushur me karioplazmë, e përbërë nga proteina bazike dhe acidike, enzima, nukleotide, kripëra inorganike dhe komponime të tjera me molekulare të ulët të nevojshme për sintezën e kromozomeve bija gjatë ndarjes së bërthamës qelizore.
Shumë reaksione dhe procese biokimike ndodhin në çdo qelizë të gjallë. Për t'i kontrolluar ato, si dhe për të rregulluar shumë faktorë jetikë, nevojitet një strukturë e veçantë. Çfarë është një bërthamë në biologji? Çfarë e bën atë efektiv në përmbushjen e detyrës së tij?
Çfarë është një bërthamë në biologji. Përkufizimi
Bërthama është një strukturë thelbësore e çdo qelize në trup. Cili është thelbi? Në biologji, është përbërësi më i rëndësishëm i çdo organizmi. Bërthama mund të gjendet si në protozoar njëqelizor ashtu edhe në përfaqësues shumë të organizuar të botës eukariote. Funksioni kryesor i kësaj strukture është ruajtja dhe transmetimi i informacionit gjenetik, i cili gjithashtu gjendet këtu.
Pas fekondimit të vezës nga sperma, ndodh shkrirja e dy bërthamave haploide. Pas shkrirjes së qelizave germinale, formohet një zigot, bërthama e së cilës tashmë mbart një grup diploid kromozomesh. Kjo do të thotë se kariotipi (informacioni gjenetik i bërthamës) tashmë përmban kopje të gjeneve si nga nëna ashtu edhe nga babai.
Përbërja e bërthamës
Cila është karakteristika e bërthamës? Biologjia studion me kujdes përbërjen e aparatit bërthamor, pasi kjo mund t'i japë shtysë zhvillimit të gjenetikës, përzgjedhjes dhe biologjisë molekulare.
Bërthama është një strukturë me membranë të dyfishtë. Membranat janë një zgjatim i asaj që është e nevojshme për transportin e substancave të formuara nga qeliza. Përmbajtja e bërthamës quhet nukleoplazmë.
Kromatina është substanca kryesore e nukleoplazmës. Përbërja e kromatinës është e larmishme: ajo përmban kryesisht acide nukleike (ADN dhe ARN), si dhe proteina dhe shumë jone metalikë. ADN-ja në nukleoplazmë është rregulluar në mënyrë të rregullt në formën e kromozomeve. Janë kromozomet që dyfishohen gjatë ndarjes, pas së cilës çdo grup i tyre kalon në qelizat bijë.
ARN në nukleoplazmë më së shpeshti gjendet në dy lloje: mARN dhe rARN. formohet gjatë procesit të transkriptimit - leximit të informacionit nga ADN-ja. Molekula e këtij acidi ribonukleik më vonë largohet nga bërthama dhe më pas shërben si shabllon për formimin e proteinave të reja.
ARN ribozomale prodhohet në struktura të veçanta të quajtura nukleola. Bërthama ndërtohet nga seksionet fundore të kromozomeve të formuara nga shtrëngimet dytësore. Kjo strukturë mund të shihet nën një mikroskop drite si një njollë e ngjeshur në bërthamë. ARN-të ribozomale, të cilat sintetizohen këtu, hyjnë gjithashtu në citoplazmë dhe më pas, së bashku me proteinat, formojnë ribozome.
Përbërja e bërthamës ka një ndikim të drejtpërdrejtë në funksionet. Biologjia si shkencë studion vetitë e kromatinës për të kuptuar më mirë proceset e transkriptimit dhe ndarjes qelizore.
Funksionet e kernelit. Biologjia e proceseve në bërthamë
Funksioni i parë dhe më i rëndësishëm i bërthamës është ruajtja dhe transmetimi i informacionit trashëgues. Bërthama është një strukturë unike e qelizës sepse përmban shumicën e gjeneve njerëzore. Kariotipi mund të jetë haploid, diploid, triploid, e kështu me radhë. Ploidia e helmit varet nga funksioni i vetë qelizës: gametet janë haploide, dhe qelizat somatike janë diploide. Qelizat endosperma të angiospermave janë triploide dhe, së fundi, shumë varietete kulturash kanë një grup kromozomesh poliploide.
Transferimi në citoplazmë nga bërthama ndodh gjatë formimit të mRNA. Gjatë procesit të transkriptimit, gjenet e nevojshme të kariotipit lexohen dhe në fund të fundit sintetizohen molekulat e ARN-së lajmëtare ose mesazhere.
Trashëgimia manifestohet edhe gjatë ndarjes së qelizave me mitozë, mejozë ose amitozë. Në secilin rast, thelbi kryen funksionin e tij specifik. Për shembull, në profazën e mitozës, membrana bërthamore shkatërrohet dhe kromozomet shumë të ngjeshur hyjnë në citoplazmë. Megjithatë, në mejozë, kryqëzimi i kromozomeve ndodh përpara se membrana të shkatërrohet në bërthamë. Dhe në amitozë, bërthama shkatërrohet plotësisht dhe jep një kontribut të vogël në procesin e ndarjes.
Përveç kësaj, bërthama është e përfshirë në mënyrë indirekte në transportin e substancave nga qeliza për shkak të lidhjes së drejtpërdrejtë të membranës me EPS. Kjo është ajo që është një bërthamë në biologji.
Forma e bërthamave
Bërthama, struktura dhe funksionet e saj mund të varen nga forma e membranës. Aparati bërthamor mund të jetë i rrumbullakët, i zgjatur, në formë tehe, etj. Shpesh forma e bërthamës është specifike për indet dhe qelizat individuale. Organizmat njëqelizorë ndryshojnë në llojin e të ushqyerit dhe ciklit jetësor dhe në të njëjtën kohë ndryshojnë edhe format e membranave bërthamore.
Diversiteti në formën dhe madhësinë e bërthamës mund të shihet në shembullin e leukociteve.
- Bërthama neutrofile mund të jetë e segmentuar ose jo e segmentuar. Në rastin e parë, ata flasin për një bërthamë në formë patkoi dhe kjo formë është karakteristike për qelizat e reja. Bërthama e segmentuar është rezultat i formimit të disa ndarjeve në membranë, duke rezultuar në formimin e disa pjesëve të lidhura me njëra-tjetrën.
- Në eozinofilet, bërthama ka një formë karakteristike trap. Në këtë rast, aparati bërthamor përbëhet nga dy segmente të lidhura nga një ndarje.
- Pothuajse i gjithë vëllimi i limfociteve është i zënë nga një bërthamë e madhe. Vetëm një pjesë e vogël e citoplazmës mbetet në periferi të qelizës.
- Në qelizat e gjëndrave të insekteve, bërthama mund të ketë një strukturë të degëzuar.
Numri i bërthamave në një qelizë mund të ndryshojë
Nuk ka gjithmonë vetëm një bërthamë të pranishme në një qelizë organizmi. Ndonjëherë është e nevojshme të keni dy ose më shumë pajisje bërthamore për të kryer disa funksione në të njëjtën kohë. Anasjelltas, disa qeliza mund të bëjnë pa një bërthamë krejtësisht. Këtu janë disa shembuj të qelizave të pazakonta që kanë më shumë se një bërthamë ose nuk kanë fare bërthamë.
1. Qelizat e kuqe të gjakut dhe trombocitet. Këto qeliza gjaku transportojnë përkatësisht hemoglobinën dhe fibrinogjenin. Në mënyrë që një qelizë të përmbajë sasinë maksimale të substancës, ajo ka humbur bërthamën e saj. Kjo veçori nuk është tipike për të gjithë përfaqësuesit e botës shtazore: bretkosat kanë qeliza të mëdha të kuqe të gjakut në gjakun e tyre me një bërthamë të theksuar. Kjo tregon primitivitetin e kësaj klase në krahasim me taksat më të zhvilluara.
2. Hepatocitet e mëlçisë. Këto qeliza përmbajnë dy bërthama. Njëri prej tyre rregullon pastrimin e gjakut nga toksinat, dhe tjetri është përgjegjës për formimin e hemit, i cili më pas do të bëhet pjesë e hemoglobinës në gjak.
3. Miocitet e indit skeletor të strijuar. Qelizat muskulore janë me shumë bërthama. Kjo për faktin se ato i nënshtrohen në mënyrë aktive sintezës dhe zbërthimit të ATP, si dhe grumbullimit të proteinave.
Karakteristikat e aparatit bërthamor në protozoar
Për shembull, merrni parasysh dy lloje të protozoarëve: ciliatet dhe amebat.
1. Ciliates pantofla. Ky përfaqësues i organizmave njëqelizorë ka dy bërthama: vegjetative dhe gjeneruese. Meqenëse ato ndryshojnë si në funksion ashtu edhe në madhësi, kjo veçori quhet dualizëm bërthamor.
Bërthama vegjetative është përgjegjëse për funksionimin e përditshëm të qelizës. Rregullon proceset e tij metabolike. Bërthama gjeneruese është e përfshirë në ndarjen e qelizave dhe në konjugim - një proces seksual në të cilin informacioni gjenetik shkëmbehet me individë të së njëjtës specie.
Sëmundjet
Shumë sëmundje gjenetike shoqërohen me anomali në numrin e kromozomeve. Këtu është një listë e devijimeve më të njohura në aparatin gjenetik të bërthamës:
- sindromi Down;
- Patau musht;
- sindromi Klinefelter;
- Sindroma Shereshevsky-Turner.
Lista vazhdon dhe secila prej sëmundjeve ndryshon në numrin serial të një çifti kromozomesh. Gjithashtu, sëmundje të tilla shpesh prekin kromozomet e seksit X dhe Y.
konkluzioni
Bërthama luan një rol të rëndësishëm në Rregullon proceset biokimike dhe është një depo e informacionit trashëgues. Transporti i substancave nga qeliza dhe sinteza e proteinave shoqërohen gjithashtu me funksionimin e kësaj strukture qendrore të qelizës. Kjo është ajo që është një bërthamë në biologji.
