Çfarë është një qelizë dhe cila është struktura e saj. Dallime të rëndësishme midis qelizave bimore dhe shtazore

Qeliza është njësia themelore elementare e të gjitha gjallesave, prandaj ajo ka të gjitha vetitë e organizmave të gjallë: një strukturë shumë të rregulluar, duke marrë energji nga jashtë dhe duke e përdorur atë për të kryer punën dhe për të ruajtur rendin, metabolizmin, një përgjigje aktive ndaj acarimeve. rritja, zhvillimi, riprodhimi, dyfishimi dhe transmetimi i informacionit biologjik tek pasardhësit, rigjenerimi (restaurimi i strukturave të dëmtuara), përshtatja me mjedisin.

Shkencëtari gjerman T. Schwann në mesin e shekullit të 19-të krijoi teorinë qelizore, dispozitat kryesore të së cilës tregonin se të gjitha indet dhe organet përbëhen nga qeliza; qelizat e bimëve dhe kafshëve janë thelbësisht të ngjashme me njëra-tjetrën, të gjitha lindin në të njëjtën mënyrë; aktiviteti i organizmave është shuma e aktiviteteve jetësore të qelizave individuale. Ndikim i madh në zhvillimin e mëtejshëm Teoria e qelizave dhe teoria e qelizave në përgjithësi u ndikuan nga shkencëtari i madh gjerman R. Virchow. Ai jo vetëm që mblodhi të gjitha faktet e shumta të ndryshme, por gjithashtu tregoi bindshëm se qelizat janë një strukturë e përhershme dhe lindin vetëm përmes riprodhimit.

Teoria e qelizave në interpretimin e saj modern përfshin këto dispozita kryesore: qeliza është një njësi elementare universale e gjallesave; Qelizat e të gjithë organizmave janë thelbësisht të ngjashme në strukturën, funksionin dhe përbërje kimike; qelizat riprodhohen vetëm duke e ndarë qelizën origjinale; organizmat shumëqelizorë janë asamble komplekse qelizore që formojnë sisteme integrale.

Falë metodave moderne të kërkimit, u zbulua dy lloje kryesore të qelizave: qeliza eukariote të organizuara më komplekse, shumë të diferencuara (bimë, kafshë dhe disa protozoa, alga, kërpudha dhe likene) dhe qeliza prokariote të organizuara më pak komplekse (algat blu-jeshile, aktinomicetet, bakteret, spiroketat, mikoplazmat, ricketsia, klamidia).

Ndryshe nga një qelizë prokariote, një qelizë eukariote ka një bërthamë të kufizuar nga një membranë bërthamore e dyfishtë dhe një numër të madh organelesh membranore.

KUJDES!

Qeliza është njësia bazë strukturore dhe funksionale e organizmave të gjallë, që kryen rritjen, zhvillimin, metabolizmin dhe energjinë, ruajtjen, përpunimin dhe zbatimin e informacionit gjenetik. Nga pikëpamja morfologjike, një qelizë është një sistem kompleks biopolimerësh, të ndarë nga mjedisi i jashtëm membrana plazmatike (plazmolemma) dhe e përbërë nga një bërthamë dhe citoplazmë në të cilën ndodhen organele dhe inkluzione (granula).

Cilat lloje të qelizave ekzistojnë?

Qelizat janë të ndryshme në formën, strukturën, përbërjen kimike dhe natyrën e metabolizmit.

Të gjitha qelizat janë homologe, d.m.th. kanë një sërë veçorish të përbashkëta strukturore nga të cilat varet kryerja e funksioneve bazë. Qelizat karakterizohen nga uniteti i strukturës, metabolizmit (metabolizmit) dhe përbërjes kimike.

Në të njëjtën kohë, qelizat e ndryshme kanë gjithashtu struktura specifike. Kjo është për shkak të performancës së tyre të funksioneve të veçanta.

Struktura e qelizave

Struktura ultramikroskopike e qelizave:

1 - citolemma (membrana plazmatike); 2 - vezikula pinocitotike; 3 - centrozom, qendra qelizore (citocenter); 4 - hialoplazma; 5 - rrjeta endoplazmatike: a - membrana e rrjetës së grimcuar; b - ribozomet; 6 - lidhja e hapësirës perinukleare me zgavrat e retikulit endoplazmatik; 7 - bërthama; 8 - poret bërthamore; 9 - retikulum endoplazmatik jo-granular (i lëmuar); 10 - nukleolus; 11 - aparat i brendshëm retikular (kompleksi Golgi); 12 - vakuola sekretore; 13 - mitokondri; 14 - liposome; 15 - tre faza të njëpasnjëshme të fagocitozës; 16 - lidhja e membranës qelizore (citolema) me membranat e rrjetës endoplazmatike.

Përbërja kimike e qelizës

Qeliza përmban më shumë se 100 elementet kimike, katër prej tyre përbëjnë rreth 98% të masës, këto janë organogjene: oksigjeni (65-75%), karboni (15-18%), hidrogjeni (8-10%) dhe azoti (1,5-3,0%). Elementët e mbetur ndahen në tre grupe: makroelemente - përmbajtja e tyre në trup kalon 0,01%); mikroelemente (0.00001-0.01%) dhe ultramikroelemente (më pak se 0.00001).

Makroelementët përfshijnë squfur, fosfor, klor, kalium, natrium, magnez, kalcium.

Mikroelementet përfshijnë hekurin, zinkun, bakrin, jodin, fluorin, aluminin, bakrin, manganin, kobaltin etj.

Ultramikroelementët përfshijnë selen, vanadium, silikon, nikel, litium, argjend dhe më shumë. Pavarësisht përmbajtjes së tyre shumë të ulët, mikroelementet dhe ultramikroelementet luajnë një rol shumë të rëndësishëm rol i rendesishem. Ato ndikojnë kryesisht në metabolizmin. Pa to është e pamundur funksionimin normalçdo qelizë dhe organizmin në tërësi.

Qeliza përbëhet nga inorganike dhe çështje organike. Ndër inorganike numri më i madh ujë. Sasia relative e ujit në qelizë është midis 70 dhe 80%. Uji është një tretës universal; të gjitha reaksionet biokimike në qelizë zhvillohen në të. Me pjesëmarrjen e ujit, kryhet termorregullimi. Substancat që treten në ujë (kripërat, bazat, acidet, proteinat, karbohidratet, alkoolet etj.) quhen hidrofile. Substancat hidrofobike (yndyrnat dhe substancat e ngjashme me yndyrën) nuk treten në ujë. Substanca të tjera inorganike (kripëra, acide, baza, pozitive dhe jonet negative) variojnë nga 1.0 në 1.5%.

Ndër substancat organike, mbizotërojnë proteinat (10-20%), yndyrnat ose lipidet (1-5%), karbohidratet (0,2-2,0%) dhe acidet nukleike (1-2%). Përmbajtja e substancave me peshë të ulët molekulare nuk kalon 0,5%.

Një molekulë proteine ​​është një polimer që përbëhet nga një numër i madh i njësive të përsëritura të monomereve. Monomerët e proteinave të aminoacideve (20 prej tyre) janë të lidhur me njëri-tjetrin me lidhje peptide, duke formuar një zinxhir polipeptid (struktura primare e proteinës). Ajo përdridhet në një spirale, duke formuar, nga ana tjetër, strukturën dytësore të proteinës. Për shkak të orientimit specifik hapësinor të zinxhirit polipeptid, lind struktura terciare e proteinës, e cila përcakton specifikën dhe aktivitetin biologjik të molekulës së proteinës. Disa struktura terciare kombinohen me njëra-tjetrën për të formuar një strukturë kuaternare.

Proteinat kryejnë funksione thelbësore. Enzimat janë katalizatorë biologjikë që rrisin shpejtësinë reaksionet kimike qindra mijëra miliona herë në një qelizë janë proteina. Proteinat, duke qenë pjesë e të gjitha strukturave qelizore, kryejnë një funksion plastik (ndërtimor). Lëvizjet e qelizave kryhen gjithashtu nga proteinat. Ato sigurojnë transportin e substancave në qelizë, jashtë qelizës dhe brenda qelizës. Funksioni mbrojtës i proteinave (antitrupave) është i rëndësishëm. Proteinat janë një nga burimet e energjisë.Karbohidratet ndahen në monosakaride dhe polisakaride. Këto të fundit janë ndërtuar nga monosakaride, të cilat, si aminoacidet, janë monomere. Ndër monosakaridet në qelizë, më të rëndësishmit janë glukoza, fruktoza (përmban gjashtë atome karboni) dhe pentoza (pesë atome karboni). Pentozat janë pjesë e acideve nukleike. Monosakaridet janë shumë të tretshëm në ujë. Polisakaridet janë pak të tretshëm në ujë (në qelizat shtazore glikogjen, në qelizat bimore - niseshteja dhe celuloza. Karbohidratet janë burim energjie, karbohidratet komplekse të kombinuara me proteinat (glikoproteinat), yndyrat (glikolipidet) janë të përfshirë në formimin sipërfaqet e qelizave dhe ndërveprimet e qelizave.

Lipidet përfshijnë yndyrna dhe substanca të ngjashme me yndyrat. Molekulat e yndyrës ndërtohen nga glicerina dhe acidet yndyrore. Substancat e ngjashme me yndyrën përfshijnë kolesterolin, disa hormone dhe lecitinë. Lipidet, të cilat janë përbërësit kryesorë të membranave qelizore, kryejnë në këtë mënyrë një funksion ndërtimi. Lipidet - burimet më të rëndësishme energji. Pra, nëse me oksidimin e plotë të 1 g proteina ose karbohidrate lirohet 17,6 kJ energji, atëherë me oksidimin e plotë të 1 g yndyrë - 38,9 kJ. Lipidet kryejnë termorregullimin dhe mbrojnë organet (kapsula yndyrore).

ADN dhe ARN

Acidet nukleike janë molekula polimere të formuara nga monomere nukleotide. Një nukleotid përbëhet nga një bazë purine ose pirimidine, një sheqer (pentozë) dhe një mbetje acid fosforik. Në të gjitha qelizat, ekzistojnë dy lloje të acideve nukleike: acidi deoksiribonukleik (ADN) dhe acidi ribonukleik (ARN), të cilat ndryshojnë në përbërjen e bazave dhe sheqernave.

Struktura hapësinore e acideve nukleike:

(sipas B. Alberts et al., me modifikim) I - ARN; II - ADN; shirita - shtyllat kurrizore të fosfatit të sheqerit; A, C, G, T, U janë baza azotike, rrjetat midis tyre janë lidhje hidrogjenore.

molekula e ADN-së

Një molekulë e ADN-së përbëhet nga dy zinxhirë polinukleotidësh të përdredhur rreth njëri-tjetrit në formën e një spirale të dyfishtë. Bazat azotike të të dy zinxhirëve janë të lidhur me njëra-tjetrën me lidhje hidrogjenore plotësuese. Adenina kombinohet vetëm me timinën, dhe citozina - me guaninë (A - T, G - C). ADN-ja përmban informacion gjenetik që përcakton specifikën e proteinave të sintetizuara nga qeliza, domethënë sekuencën e aminoacideve në zinxhirin polipeptid. ADN-ja transmeton me trashëgimi të gjitha vetitë e një qelize. ADN-ja gjendet në bërthamë dhe në mitokondri.

molekula e ARN-së

Një molekulë e ARN-së formohet nga një zinxhir polinukleotid. Ekzistojnë tre lloje të ARN-së në qeliza. ARN informative, ose lajmëtare tRNA (nga mesazhi anglez - "ndërmjetës"), i cili transferon informacione në lidhje me sekuencën nukleotide të ADN-së në ribozome (shih më poshtë). Transferoni ARN (tRNA), e cila bart aminoacide në ribozome. ARN ribozomale (rARN), e cila është e përfshirë në formimin e ribozomeve. ARN gjendet në bërthamë, ribozome, citoplazmë, mitokondri dhe kloroplaste.

Përbërja e acideve nukleike:

Të gjitha format e jetës qelizore në tokë mund të ndahen në dy supermbretë, bazuar në strukturën e qelizave përbërëse të tyre - prokariote (parabërthamore) dhe eukariote (bërthamore). Qelizat prokariote janë më të thjeshta në strukturë; me sa duket, ato u ngritën më herët në procesin e evolucionit. Qelizat eukariote janë më komplekse dhe u ngritën më vonë. Qelizat që përbëjnë trupin e njeriut janë eukariote.

Pavarësisht nga shumëllojshmëria e formave, organizimi i qelizave të të gjithë organizmave të gjallë i nënshtrohet parimeve të përbashkëta strukturore.

qelizë prokariotike

qelizë eukariote

Struktura e një qelize eukariote

Kompleksi sipërfaqësor i një qelize shtazore

Përmban glikokaliks, membranat plazmatike dhe shtresa kortikale e citoplazmës që ndodhet poshtë. Membrana plazmatike quhet edhe plazmalemma, membrana e jashtme e qelizës. Kjo është një membranë biologjike, rreth 10 nanometra e trashë. Ofron kryesisht një funksion kufizues në lidhje me mjedisin e jashtëm të qelizës. Përveç kësaj, ajo performon funksioni i transportit. Qeliza nuk harxhon energji për të ruajtur integritetin e membranës së saj: molekulat mbahen së bashku sipas të njëjtit parim me të cilin molekulat e yndyrës mbahen së bashku - termodinamikisht është më e dobishme që pjesët hidrofobike të molekulave të vendosen në afërsi. ndaj njëri-tjetrit. Glikokaliksi është molekula e oligosakarideve, polisaharideve, glikoproteinave dhe glikolipideve të "ankoruara" në plazmalemë. Glikokaliksi kryen funksionet e receptorit dhe të shënuesit. Membrana plazmatike e qelizave shtazore përbëhet kryesisht nga fosfolipide dhe lipoproteina të ndërthurura me molekula proteinike, në veçanti antigjene dhe receptorë sipërfaqësor. Në shtresën kortikale (në afërsi të membranës plazmatike) të citoplazmës ka elementë specifikë citoskeletorë - mikrofilamentet e aktinës të renditura në një mënyrë të caktuar. Funksioni kryesor dhe më i rëndësishëm i shtresës kortikale (korteksi) janë reaksionet pseudopodiale: nxjerrja, ngjitja dhe tkurrja e pseudopodisë. Në këtë rast, mikrofilamentet riorganizohen, zgjaten ose shkurtohen. Forma e qelizës (për shembull, prania e mikrovileve) varet gjithashtu nga struktura e citoskeletit të shtresës kortikale.

Struktura e citoplazmës

Përbërësi i lëngshëm i citoplazmës quhet edhe citosol. Nën një mikroskop drite, dukej se qeliza ishte e mbushur me diçka si plazma e lëngshme ose sol, në të cilën bërthama dhe organele të tjera "lundronin". Në fakt kjo nuk është e vërtetë. Hapësira e brendshme e një qelize eukariote është e renditur rreptësisht. Lëvizja e organeleve koordinohet me ndihmën e sistemeve të specializuara të transportit, të ashtuquajturat mikrotubula, të cilat shërbejnë si “rrugë” ndërqelizore dhe proteina të veçanta dyneinash dhe kinezinash, të cilat luajnë rolin e “motoreve”. Molekulat individuale të proteinave gjithashtu nuk shpërndahen lirshëm në të gjithë hapësirën ndërqelizore, por drejtohen në ndarjet e nevojshme duke përdorur sinjale speciale në sipërfaqen e tyre, të njohura nga sistemet e transportit të qelizës.

Retikulumin endoplazmatik

Në një qelizë eukariote, ekziston një sistem ndarjesh membranore (tuba dhe cisterna) që kalojnë në njëra-tjetrën, i cili quhet retikulumi endoplazmatik (ose rrjeti endoplazmatik, ER ose EPS). Ajo pjesë e ER, në membranat e së cilës janë ngjitur ribozomet, quhet grimcuar(ose i përafërt) rrjeti endoplazmatik, në membranat e tij ndodh sinteza e proteinave. Ato ndarje që nuk kanë ribozome në muret e tyre klasifikohen si e lëmuar(ose agranulare) ER, i cili merr pjesë në sintezën e lipideve. Hapësirat e brendshme të ER të lëmuar dhe të grimcuar nuk janë të izoluara, por kalojnë në njëra-tjetrën dhe komunikojnë me lumenin e membranës bërthamore.

Aparat Golgi

Bërthamë

Citoskeleti

Centriolat

Mitokondria

Krahasimi i qelizave pro dhe eukariote

Shumica dallim i rëndësishëm eukariotet nga prokariotët për një kohë të gjatë konsiderohej prania e një bërthame të mirëformuar dhe organeleve të membranës. Sidoqoftë, në vitet 1970-1980. u bë e qartë se kjo ishte vetëm pasojë e dallimeve më të thella në organizimin e citoskeletit. Për ca kohë besohej se citoskeleti është karakteristik vetëm për eukariotët, por në mesin e viteve 1990. proteina homologe me proteinat kryesore të citoskeletit eukariotik janë gjetur gjithashtu te bakteret.

Është prania e një citoskeleti të rregulluar në mënyrë specifike që lejon eukariotët të krijojnë një sistem organelesh të lëvizshme të membranës së brendshme. Për më tepër, citoskeleti lejon endo- dhe ekzocitozë (supozohet se është për shkak të endocitozës që simbionet ndërqelizore, përfshirë mitokondritë dhe plastidet, u shfaqën në qelizat eukariote). Një funksion tjetër i rëndësishëm i citoskeletit eukariotik është sigurimi i ndarjes së bërthamës (mitoza dhe mejoza) dhe trupit (citotomia) e qelizës eukariote (ndarja e qelizave prokariote është e organizuar më thjeshtë). Dallimet në strukturën e citoskeletit shpjegojnë gjithashtu dallime të tjera midis pro- dhe eukarioteve - për shembull, qëndrueshmërinë dhe thjeshtësinë e formave të qelizave prokariote dhe diversitetin e konsiderueshëm të formës dhe aftësinë për ta ndryshuar atë në eukariote, si dhe përmasat relativisht të mëdha të kësaj të fundit. Pra, madhësia e qelizave prokariote është mesatarisht 0,5-5 mikronë, madhësia e qelizave eukariote - mesatarisht nga 10 në 50 mikronë. Për më tepër, vetëm midis eukariotëve ka qeliza vërtet gjigante, siç janë vezët masive të peshkaqenëve ose strucit (në vezën e një zogu, e gjithë e verdha është një vezë e madhe), neuronet e gjitarëve të mëdhenj, proceset e të cilëve, të përforcuara nga një citoskelet, mund të arrijnë dhjetra centimetra në gjatësi.

Anaplazia

Shkatërrimi i strukturës qelizore (për shembull, në tumoret malinje) quhet anaplazi.

Historia e zbulimit të qelizave

Personi i parë që pa qelizat ishte shkencëtari anglez Robert Hooke (i njohur tek ne falë ligjit të Hooke). Në vitin, duke u përpjekur të kuptonte pse pema e tapës noton kaq mirë, Hooke filloi të ekzaminojë pjesë të holla të tapës duke përdorur një mikroskop që ai kishte përmirësuar. Ai zbuloi se tapa ishte e ndarë në shumë qeliza të vogla, të cilat i kujtonin qelitë e manastirit dhe ai i quajti këto qeliza (në anglisht cell do të thotë "qelizë, qelizë, kafaz"). Në të njëjtin vit, mjeshtri holandez Anton van Leeuwenhoek (-) përdori një mikroskop për herë të parë për të parë "kafshët" - organizmat e gjallë në lëvizje - në një pikë uji. Kështu, tashmë nga fillimi i XVIII shekuj me radhë, shkencëtarët e dinin se nën zmadhim të lartë bimët kanë një strukturë qelizore dhe panë disa organizma që më vonë u quajtën njëqelizore. Sidoqoftë, teoria qelizore e strukturës së organizmave u formua vetëm në mesin e shekullit të 19-të, pasi u shfaqën mikroskopë më të fuqishëm dhe u zhvilluan metoda për fiksimin dhe ngjyrosjen e qelizave. Një nga themeluesit e saj ishte Rudolf Virchow, por idetë e tij përmbanin një sërë gabimesh: për shembull, ai supozoi se qelizat ishin të lidhura dobët me njëra-tjetrën dhe secila ekzistonte "më vete". Vetëm më vonë u bë e mundur të vërtetohej integriteti i sistemit qelizor.

Qelizat janë njësitë bazë nga të cilat ndërtohen të gjithë organizmat e gjallë. Për një lexues modern që e konsideron të parëndësishme një deklaratë të tillë, mund të duket e habitshme që njohja e universalitetit të strukturës qelizore të të gjitha gjallesave ka ndodhur pak më shumë se 100 vjet më parë.

Së pari teoria e qelizave u formulua në 1839 nga botanisti Matthias Jakob Schleiden dhe zoologu Theodor Schwann; këta studiues erdhën tek ai në mënyrë të pavarur nga njëri-tjetri, si rezultat i studimit të indeve bimore dhe shtazore. Menjëherë pas kësaj, në 1859, Rudolf Virchow konfirmoi rolin ekskluziv të qelizës si enë e "materies së gjallë", duke treguar se të gjitha qelizat vijnë vetëm nga qelizat para-ekzistuese: "Omnis cellula e cellula" (çdo qelizë nga një qelizë). Meqenëse qelizat janë objekte shumë konkrete që janë të lehta për t'u vëzhguar, pas gjithë këtyre zbulimeve, studimi eksperimental i qelizave zëvendësoi diskutimet teorike për "jetën" dhe të dyshimtë. Kërkimi shkencor, bazuar në koncepte të tilla të paqarta si koncepti i "protoplazmës".

Gjatë njëqind viteve të ardhshme, shkencëtarët që studiuan qelizën iu afruan këtij objekti nga dy pozicione krejtësisht të ndryshme. Citologët, duke përdorur mikroskopët në përmirësim të vazhdueshëm, vazhduan të zhvillonin anatominë mikroskopike dhe submikroskopike të një qelize të paprekur. Duke filluar me idenë e një qelize si një gungë e substancës në formë pelte, në të cilën asgjë nuk mund të dallohej,

përveç citoplazmës xhelatinoze që e mbulon atë jashtë guaskës dhe e vendosur në qendër të bërthamës, ata ishin në gjendje të tregonin se qeliza është një strukturë komplekse e diferencuar në organele të ndryshme, secila prej të cilave është përshtatur për të kryer një ose një tjetër. funksioni jetësor. Me ndihmë mikroskop elektronik citologët filluan të dallojnë strukturat individuale të përfshira në kryerjen e këtyre funksioneve në niveli molekular. Falë kësaj, në kohët e fundit kërkimet e citologëve janë shkrirë me punën e biokimistëve, të cilët filluan me shkatërrimin e pamëshirshëm të strukturave delikate të qelizës; Duke studiuar aktivitetin kimik të materialit të marrë si rezultat i një shkatërrimi të tillë, biokimistët ishin në gjendje të deshifronin disa nga reaksionet biokimike që ndodhin në qelizën që qëndron në themel proceset e jetës, duke përfshirë proceset e krijimit të vetë substancës së qelizës.

Është kryqëzimi aktual i këtyre dy fushave të kërkimit të qelizave që ka bërë të nevojshme kushtimin e një numri të tërë të Scientific American qelizës së gjallë. Në ditët e sotme citologu përpiqet të shpjegojë në nivel molekular atë që sheh me ndihmën e mikroskopëve të tij të ndryshëm; kështu citologu bëhet “biolog molekular”. Biokimisti kthehet në një “citolog biokimik” që studion në mënyrë të barabartë si struktura ashtu edhe aktiviteti biokimik i qelizës. Lexuesi do të jetë në gjendje të shohë se vetëm metodat morfologjike ose biokimike të kërkimit nuk na japin mundësinë të depërtojmë në sekretet e strukturës dhe funksionit të qelizës. Për të arritur sukses, është e nevojshme të kombinohen të dyja metodat e kërkimit. Megjithatë, kuptimi i fenomeneve të jetës, i arritur përmes studimit të qelizave, konfirmoi plotësisht mendimin e biologëve të shekullit të 19-të, të cilët argumentuan se materie e gjallë ka një strukturë qelizore, ashtu siç ndërtohen molekulat nga atomet.

Diskutim anatomia funksionale qelizë e gjallë, ndoshta, duhet të fillojmë me faktin se në natyrë nuk ekziston një qelizë tipike e caktuar. Ne njohim një shumëllojshmëri të gjerë organizmash njëqelizore dhe qelizat e trurit ose qelizat muskulore ndryshojnë po aq nga njëra-tjetra në strukturën e tyre sa në funksionet e tyre. Sidoqoftë, me gjithë diversitetin e tyre, ato janë të gjitha qeliza - të gjitha kanë një membranë qelizore, një citoplazmë që përmban organele të ndryshme, dhe në qendër të secilës prej tyre ka një bërthamë. Përveç një strukture të caktuar, të gjitha qelizat kanë një numër të përbashkët interesant veçoritë funksionale. Para së gjithash, të gjitha qelizat janë të afta të përdorin dhe shndërrojnë energjinë, e cila në fund të fundit bazohet në përdorimin e energjisë diellore nga qelizat e bimëve të gjelbra dhe shndërrimin e saj në energji të lidhjeve kimike. Qeliza të ndryshme të specializuara janë të afta të shndërrojnë energjinë e përmbajtur në lidhjet kimike në energji elektrike dhe mekanike dhe madje përsëri në energji të dukshme të dritës. Aftësia për të kthyer energjinë ka një shumë e rëndësishme për të gjitha qelizat, pasi u jep atyre mundësinë të ruajnë qëndrueshmërinë e mjedisit të tyre të brendshëm dhe integritetin e strukturës së tyre.

Një qelizë e gjallë është e ndryshme nga rrethina e saj natyrë e pajetë sepse përmban molekula shumë të mëdha dhe jashtëzakonisht komplekse. Këto molekula janë aq unike saqë, pasi i kemi hasur në botën e pajetë, mund të jemi gjithmonë të sigurt se këto janë mbetje të qelizave të vdekura. NË periudhat e hershme Gjatë zhvillimit të Tokës, kur jeta u ngrit për herë të parë në të, me sa duket kishte një sintezë spontane të makromolekulave komplekse nga molekula më të vogla. Në kushtet moderne, aftësia për të sintetizuar molekula të mëdha nga substanca më të thjeshta është një nga kryesoret tipare dalluese qelizat e gjalla.

Proteinat janë ndër këto makromolekula. Përveç faktit që proteinat përbëjnë pjesën më të madhe të lëndës “e ngurtë” të qelizës, shumë prej tyre (enzimat) kanë veti katalitike; kjo do të thotë se ato janë në gjendje të rrisin në masë të madhe shkallën e reaksioneve kimike që ndodhin në qelizë, në veçanti shkallën e reaksioneve që lidhen me shndërrimin e energjisë. Sinteza e proteinave nga njësi më të thjeshta - aminoacide, prej të cilave ka më shumë se 20, rregullohet nga acidet deoksiribonukleike dhe ribonukleike (ADN dhe ARN); ADN dhe ARN janë ndoshta më komplekset nga të gjitha makromolekulat në një qelizë. Mbrapa vitet e fundit madje edhe muaj është vërtetuar se ADN-ja e vendosur në bërthamën e qelizës drejton sintezën e ARN-së, e cila përmbahet si në bërthamë ashtu edhe në citoplazmë. ARN, nga ana tjetër, siguron një sekuencë specifike të aminoacideve në molekulat e proteinave. Roli i ADN-së dhe ARN-së mund të krahasohet me rolin e një arkitekti dhe një inxhinieri civil, si rezultat i përpjekjeve të përbashkëta të të cilëve një shtëpi e bukur rritet nga një grumbull tullash, gurësh dhe pllakash.

Në një fazë ose në një tjetër të jetës, çdo qelizë ndahet: qeliza nënë rritet dhe lind dy qeliza bija si rezultat i shumë proces i mirë, përshkruar në artikullin e D. Maziy. Ende në prag të shekullit të 20-të. biologët e kuptuan se tipari më i rëndësishëm i këtij procesi ishte shpërndarja uniforme midis qelizave bija të trupave të veçantë që ndodheshin në bërthamën e qelizës amë; këta trupa u quajtën kromozome, pasi rezultoi se ato ishin lyer me ngjyra të caktuara. Është sugjeruar që kromozomet shërbejnë si bartës të trashëgimisë; Falë saktësisë me të cilën ndodh vetëriprodhimi dhe shpërndarja e tyre, ato transmetojnë tek qelizat bijë të gjitha vetitë e qelizës amë. Biokimia moderne ka treguar se kromozomet përbëhen kryesisht nga ADN, dhe një prej detyra të rëndësishme biologjia molekulare është për të gjetur se si informacioni gjenetik është i koduar në strukturën e kësaj makromolekule.

Përveç aftësisë për të kthyer energjinë, biosintezën dhe riprodhimin përmes vetë-riprodhimit dhe ndarjes, qelizat e kafshëve dhe bimëve shumë të organizuara kanë veçori të tjera për shkak të të cilave ato përshtaten me aktivitetin kompleks dhe të koordinuar që është jeta e një organizmi. Zhvillimi nga një vezë e fekonduar, e cila është një qelizë e vetme, organizëm shumëqelizor ndodh jo vetëm si rezultat i ndarjes së qelizave, por edhe si rezultat i diferencimit të qelizave bija në lloje të ndryshme të specializuara, nga të cilat formohen inde të ndryshme. Në shumë raste, pas diferencimit dhe specializimit, qelizat ndalojnë ndarjen; ekziston një lloj antagonizmi midis diferencimit dhe rritjes me ndarje qelizore.

Në një organizëm të rritur, aftësia për të riprodhuar dhe mbajtur popullsinë e një specie në një nivel të caktuar varet nga veza dhe sperma. Këto qeliza, të quajtura gamete, lindin, si të gjitha qelizat e tjera të trupit, gjatë procesit të fragmentimit të një veze të fekonduar dhe diferencimit të mëvonshëm. Megjithatë, në të gjitha ato pjesë të trupit të të rriturve ku ndodh vazhdimisht konsumimi i qelizave (në lëkurë, zorrë, etj.) palca e eshtrave ku prodhohen elemente në formë gjaku), ndarja e qelizave mbetet një ngjarje shumë e zakonshme.

Gjatë zhvillimi embrional Qelizat diferencuese të të njëjtit lloj shfaqin aftësinë për të njohur njëra-tjetrën. Qelizat që i përkasin të njëjtit lloj dhe të ngjashme me njëra-tjetrën kombinohen për të formuar një ind që është i paarritshëm për qelizat e të gjitha llojeve të tjera. Në këtë tërheqje dhe zmbrapsje të ndërsjellë të qelizave, roli kryesor me sa duket i përket membranës qelizore. Kjo membranë është, përveç kësaj, një nga komponentët kryesorë qelizor me të cilin lidhet funksioni i qelizave muskulore (duke i siguruar trupit aftësinë për të lëvizur), qelizat nervore(krijimi i lidhjeve të nevojshme për aktivitetin e koordinuar të trupit) dhe qelizave shqisore (perceptimi i acarimeve nga jashtë dhe nga brenda).

Edhe pse në natyrë nuk ka qelizë që mund? e konsideruar tipike, mendojmë se do të ishte e dobishme të krijohej një model i caktuar i saj, një qelizë e ashtuquajtur “kolektive”, e cila do të kombinonte karakteristikat morfologjike të shprehura në një shkallë apo në një tjetër në të gjitha qelizat.

Edhe në një membranë qelizore me një trashësi prej rreth 100 angstrom (1 angstrom është e barabartë me një të dhjetë milionë të milimetrit), e cila nën një mikroskop konvencional duket vetëm si një vijë kufitare, ekzaminimi mikroskopik elektronik zbulon një strukturë të caktuar. Vërtetë, ne ende nuk dimë pothuajse asgjë për këtë strukturë, por vetë praninë e membranë qelizore strukturë komplekse pajtohet mirë me gjithçka që dimë për vetitë e tij funksionale. Për shembull, membranat e qelizave të kuqe të gjakut dhe qelizave nervore janë në gjendje të dallojnë jonet e natriumit nga jonet e kaliumit, megjithëse këto jone kanë madhësi të ngjashme dhe të njëjta ngarkesë elektrike. Membrana e këtyre qelizave ndihmon jonet e kaliumit të depërtojnë në qelizë, por ajo "i reziston" joneve të natriumit dhe kjo nuk varet vetëm nga përshkueshmëria; me fjalë të tjera, membrana ka aftësinë të "transportojë në mënyrë aktive jonet". Përveç kësaj, membrana qelizore tërheq mekanikisht molekula të mëdha dhe grimca makroskopike në qelizë. Mikroskopi elektronik gjithashtu bëri të mundur depërtimin në strukturën e imët të organeleve të vendosura në citoplazmë, të cilat në një mikroskop konvencional duken si kokrra. Organelet më të rëndësishme janë kloroplastet e qelizave bimore të gjelbra dhe mitokondritë, që gjenden si në qelizat e kafshëve ashtu edhe në ato bimore. Këto organele janë "centralet" e gjithë jetës në Tokë. Struktura e tyre e imët është përshtatur për një funksion specifik: në kloroplaste - për të lidhur energjinë e dritës së diellit gjatë fotosintezës, dhe në mitokondri - për të nxjerrë energji (të ngulitura në lidhjet kimike të lëndëve ushqyese që hyjnë në qelizë) në procesin e oksidimit dhe frymëmarrjes. Këto "stacione të energjisë" furnizojnë energjinë e nevojshme për procese të ndryshme që ndodhin në qelizë, si të thuash, në "paketim të përshtatshëm" - në formën e energjisë së lidhjeve fosfatike të një përbërje kimike, adenozinë trifosfat (ATP).

Një mikroskop elektronik bën të mundur dallimin e qartë të mitokondrive me strukturën e tyre komplekse të imët nga trupat e tjerë me përafërsisht të njëjtën madhësi - nga lizozomet. Siç tregoi de Duve, lizozomet përmbajnë enzima tretëse që zbërthejnë molekula të mëdha, të tilla si yndyrnat, proteinat dhe acidet nukleike, në komponentë më të vegjël që mund të oksidohen nga enzimat mitokondriale. Membrana e lizozomeve izolon enzimat tretëse që përmbahen në këto trupa nga pjesa tjetër e citoplazmës. Thyerja e membranës dhe çlirimi i enzimave që përmbahen në lizozome çon shpejt në lizë (shpërbërje) qelizore.

Citoplazma përmban shumë përfshirje të tjera që janë më pak të përhapura në qeliza lloje të ndryshme. Midis tyre, centrozomet dhe kinetozomet janë me interes të veçantë. Centrozomet mund të shihen me një mikroskop të rregullt vetëm në kohën e ndarjes së qelizave; ato luajnë një rol shumë të rëndësishëm, duke formuar polet e boshtit - aparatit që tërheq kromozomet midis dy qelizave bija. Sa i përket kinetozomeve, ato mund të gjenden vetëm në ato qeliza që lëvizin me ndihmën e qerpikëve ose flagjelave të veçanta; Në bazën e secilit cilium ose flagellum shtrihet një kinetozom. Si centrosomet ashtu edhe kinetozomet janë të afta të riprodhohen vetë: çdo palë centrozome gjatë ndarjes së qelizave krijon një palë tjetër të këtyre trupave; Sa herë që një cilium i ri shfaqet në sipërfaqen e qelizës, ai merr një kinetozom, që rezulton nga vetë-dyfishimi i një prej kinetozomeve ekzistuese. Në të kaluarën, disa citologë kanë shprehur mendimin se struktura e këtyre dy organeleve është kryesisht e ngjashme, pavarësisht se funksionet e tyre janë krejtësisht të ndryshme. Studimet mikroskopike elektronike konfirmuan këtë supozim. Çdo organelë përbëhet nga 11 fibra; dy prej tyre janë të vendosura në qendër, dhe nëntë të tjerat janë të vendosura në periferi. Pikërisht kështu janë rregulluar të gjitha qerpikët dhe të gjitha flagjelat. Nuk dihet qëllimi i saktë i kësaj strukture, por padyshim që lidhet me kontraktueshmërinë e qerpikëve dhe flagjellave. Është e mundur që i njëjti parim i "muskulit monomolekular" të jetë në themel të veprimit të kinetozomeve dhe centrozomeve, të cilat kanë funksione krejtësisht të ndryshme.

Mikroskopi elektronik bëri të mundur konfirmimin e një supozimi tjetër të citologëve të viteve të kaluara, përkatësisht supozimin e ekzistencës së një "citoskeleti" - një strukturë e padukshme e citoplazmës. Në shumicën e qelizave, duke përdorur një mikroskop elektronik, mund të zbulohet një sistem kompleks i membranave të brendshme që është i padukshëm kur vëzhgohet me një mikroskop konvencional. Disa nga këto membrana kanë një sipërfaqe të lëmuar, ndërsa të tjerat kanë një sipërfaqe të ashpër për shkak të kokrrizave të vogla që e mbulojnë atë. NË qeliza të ndryshme këto sisteme membranore janë zhvilluar në shkallë të ndryshme; në amebë ato janë shumë të thjeshta dhe në qelizat e specializuara në të cilat ndodh sinteza intensive e proteinave (për shembull, në qelizat e mëlçisë ose pankreasit), ato janë shumë të degëzuara dhe dallohen nga grimca e konsiderueshme.

Specialistët e mikroskopisë elektronike i vlerësojnë të gjitha këto vëzhgime ndryshe. Këndvështrimi më i pranuar është ai i K. Porter, i cili propozoi emërtimin “retikulum endoplazmatik” për këtë sistem membranor; sipas tij, lëvizja ndodh përmes rrjetit të tubave të formuar nga membranat substancave të ndryshme nga membrana e jashtme qelizore në membranën bërthamore. Disa studiues e konsiderojnë membranën e brendshme si vazhdimësi të membranës së jashtme; Sipas këtyre autorëve, falë depresioneve të thella në membranën e brendshme, sipërfaqja e kontaktit të qelizës me lëngun që e lan atë rritet shumë. Nëse roli i membranës është vërtet kaq i rëndësishëm, atëherë do të prisnim që qeliza të ketë një mekanizëm që i lejon asaj të krijojë vazhdimisht një membranë të re. J. Palad sugjeroi se një mekanizëm i tillë është aparati misterioz Golgi, i zbuluar për herë të parë nga citologu italian C. Golgi në fund të shekullit të kaluar. Një mikroskop elektronik bëri të mundur vërtetimin se aparati Golgi përbëhet nga një membranë e lëmuar, e cila shpesh shërben si vazhdim i retikulit endoplazmatik.

Natyra e granulave që mbulojnë sipërfaqen "e brendshme" të membranës është përtej çdo dyshimi. Këto granula janë veçanërisht të shprehura mirë në qelizat që sintetizojnë sasi të mëdha proteinash. Siç treguan T. Kaspersson dhe autori i këtij artikulli rreth 20 vjet më parë, qelizat e tilla janë të ndryshme përmbajtje të lartë ARN. Studimet e fundit kanë zbuluar se këto granula janë jashtëzakonisht të pasura me ARN dhe, në përputhje me rrethanat, janë shumë aktive në sintezën e proteinave. Prandaj, ato quhen ribozome.

Kufiri i brendshëm i citoplazmës formohet nga membrana që rrethon bërthamën qelizore. Ka ende shumë mosmarrëveshje rreth strukturës së kësaj membrane, të cilën e vërejmë në një mikroskop elektronik. Në pamje është një film i dyfishtë, në shtresën e jashtme të të cilit ka unaza ose vrima që hapen drejt citoplazmës. Disa studiues i konsiderojnë këto unaza si pore nëpër të cilat molekula të mëdha kalojnë nga citoplazma në bërthamë ose nga bërthama në citoplazmë. Meqenëse shtresa e jashtme e membranës është shpesh në kontakt të ngushtë me rrjetën endoplazmatike, është sugjeruar gjithashtu se mbështjellja bërthamore është e përfshirë në formimin e membranave të këtij retikulumi. Është gjithashtu e mundur që lëngjet që rrjedhin nëpër tubulat e retikulit endoplazmatik të grumbullohen në hapësirën midis dy shtresave të mbështjellësit bërthamor.

Bërthama përmban strukturat më të rëndësishme të qelizës - fijet e kromatinës, të cilat përmbajnë të gjithë ADN-në që përmban qeliza. Kur një qelizë është në qetësi (d.m.th., gjatë periudhës së rritjes midis dy ndarjeve), kromatina shpërndahet në të gjithë bërthamën. Falë kësaj, ADN-ja fiton sipërfaqen maksimale të kontaktit me substanca të tjera të bërthamës, të cilat ndoshta shërbejnë si material për ndërtimin e molekulave të ARN-së dhe për vetë-riprodhim. Ndërsa një qelizë përgatitet për ndarje, kromatina mblidhet dhe kompaktohet për të formuar kromozome, pas së cilës shpërndahet në mënyrë të barabartë midis të dy qelizave bija.

Bërthamat nuk janë aq të pakapshme sa kromatina; këta trupa sferikë janë qartë të dukshëm në bërthamë kur vëzhgohen nën një mikroskop konvencional. Një mikroskop elektronik na lejon të shohim se bërthama është e mbushur me granula të vogla, të ngjashme me ribozomet e citoplazmës. Bërthamat janë të pasura me ARN dhe duket se janë qendra aktive për sintezën e proteinave dhe ARN-së. Për të përfunduar përshkrimin e anatomisë funksionale të qelizës, vërejmë se kromatina dhe bërthamat notojnë në një substancë amorfe të ngjashme me proteinën - lëng bërthamor.

Krijimi i një tabloje moderne të strukturës së qelizës kërkonte zhvillimin e pajisjeve të sofistikuara dhe metodave më të avancuara të kërkimit. Mikroskopi i zakonshëm i dritës vazhdon të jetë një mjet i rëndësishëm sot. Megjithatë, për kërkime strukturën e brendshme Qelizat që përdorin këtë mikroskop zakonisht duhet të vrasin qelizën dhe ta njollosin me ngjyra të ndryshme që zbulojnë në mënyrë selektive strukturat e saj kryesore. Për të parë këto struktura në një gjendje aktive në një qelizë të gjallë, janë zhvilluar mikroskopë të ndryshëm, duke përfshirë kontrastin fazor, interferencën, polarizimin dhe fluoreshencën; të gjithë këta mikroskop bazohen në përdorimin e dritës. NË Kohët e fundit Mikroskopi elektronik bëhet mjeti kryesor i kërkimit për citologët. Përdorimi i një mikroskopi elektronik "është i ndërlikuar, megjithatë, nga nevoja për të ekspozuar objektet në studim. procese komplekse përpunimi dhe regjistrimi, gjë që sjell në mënyrë të pashmangshme shkeljen e pikturave origjinale të shoqëruara me shtrembërime dhe artefakte të ndryshme. Megjithatë, ne po bëjmë përparim dhe po i afrohemi më shumë ekzaminimit të një qelize të gjallë me zmadhim të lartë.

Historia e zhvillimit të pajisjeve teknike në biokimi nuk është më pak e shquar. Krijimi i centrifugave me shpejtësi rrotullimi gjithnjë në rritje bën të mundur ndarjen e përmbajtjes së qelizës në gjithnjë e më të mëdha dhe numër më i madh fraksione individuale. Këto fraksione ndahen dhe ndahen më tej duke përdorur kromatografi dhe elektroforezë. Metodat klasike analiza tani ka mundur të përshtatet për të studiuar sasi dhe vëllime 1000 herë më të vogla se ato që mund të përcaktoheshin më parë. Shkencëtarët kanë fituar aftësinë për të matur ritmin e frymëmarrjes së disa amebave ose disa vezëve iriq deti ose të përcaktojë përmbajtjen e enzimave në to. Së fundi, autoradiografia, një metodë që përdor gjurmuesit radioaktivë, lejon që dikush të vëzhgojë në nivel nënqelizor proceset dinamike që ndodhin në një qelizë të gjallë të paprekur.

Të gjithë artikujt e tjerë në këtë koleksion i kushtohen sukseseve të arritura përmes bashkimit të këtyre dy drejtimeve më të rëndësishme në kërkimin e qelizave, dhe perspektivave të mëtejshme që hapen për biologjinë. Si përfundim, do të më dukej e dobishme të tregoja se si përdoret një kombinim i qasjeve citologjike dhe biokimike për të zgjidhur një problem - problemin e rolit të bërthamës në jetën e qelizës. Heqja e bërthamës nga një organizëm njëqelizor nuk sjell vdekjen e menjëhershme të citoplazmës. Nëse e ndani amebin në dy gjysma, duke lënë bërthamën në njërën prej tyre dhe i nënshtroni të dyja gjysmat e urisë, atëherë të dyja do të jetojnë për rreth dy javë; në një protozoar njëqelizor, shapka, rrahja e qerpikëve mund të vërehet për disa ditë pas heqjes së bërthamës; Fragmentet pa bërthama të algave gjigante njëqelizore acetabularia jetojnë për disa muaj dhe madje janë të afta për rigjenerim mjaft të dukshëm. Kështu, shumë nga proceset themelore jetësore të një qelize, duke përfshirë (në rastin e Acetabularia) proceset e rritjes dhe diferencimit, mund të ndodhin me mungesë e plotë gjeneve dhe ADN-së. Fragmentet pa bërthama të acetabularisë janë të afta, për shembull, të sintetizojnë proteina dhe madje edhe enzima specifike, megjithëse dihet që sinteza e proteinave rregullohet nga gjenet. Megjithatë, aftësia e këtyre fragmenteve për t'u sintetizuar gradualisht zbehet. Në bazë të këtyre të dhënave, mund të konkludojmë se në bërthamë, nën ndikimin e ADN-së, formohet një substancë, e cila lirohet në citoplazmë, ku gradualisht përdoret. Nga eksperimente të tilla, të kryera me përdorimin e njëkohshëm të metodave citologjike dhe biokimike, dalin një sërë përfundimesh të rëndësishme.

Së pari, bërthama duhet të konsiderohet qendra kryesore për sintezën e acideve nukleike (si ADN dhe ARN). Së dyti, ARN bërthamore (ose një pjesë e saj) hyn në citoplazmë, ku luan rolin e një ndërmjetësi, duke transmetuar informacionin gjenetik nga ADN në citoplazmë. Së fundi, eksperimentet tregojnë se citoplazma, dhe në veçanti ribozomet, shërben si arena kryesore për sintezën e proteinave specifike si enzimat. Duhet shtuar se mundësia e sintezës së pavarur të ARN-së në citoplazmë nuk mund të konsiderohet e përjashtuar dhe se një sintezë e tillë mund të zbulohet në fragmente të acetabularisë pa bërthama në kushte të përshtatshme.

Ky përmbledhje e shkurtër e të dhënave aktuale tregon qartë se qeliza nuk është vetëm një njësi morfologjike, por edhe fiziologjike.

Gjëja më e vlefshme që ka një person është e tija jetën e vet dhe jetën e të dashurve të tij. Gjëja më e vlefshme në Tokë është jeta në përgjithësi. Dhe në bazën e jetës, në bazën e të gjithë organizmave të gjallë, janë qelizat. Mund të themi se jeta në Tokë ka një strukturë qelizore. Kjo është arsyeja pse është kaq e rëndësishme të dihet si janë të strukturuara qelizat. Struktura e qelizave studiohet nga citologjia - shkenca e qelizave. Por ideja e qelizave është e nevojshme për të gjitha disiplinat biologjike.

Çfarë është një qelizë?

Përkufizimi i konceptit

Qelizë është një njësi strukturore, funksionale dhe gjenetike e të gjitha gjallesave, që përmban informacione trashëgimore, e përbërë nga një membranë membranore, citoplazmë dhe organele, të aftë për mirëmbajtje, shkëmbim, riprodhim dhe zhvillim. © Sazonov V.F., 2015. © kineziolog.bodhy.ru, 2015..

Ky përkufizim i një qelize, megjithëse i shkurtër, është mjaft i plotë. Ai pasqyron 3 anë të universalitetit të qelizës: 1) strukturore, d.m.th. si njësi strukturore, 2) funksionale, d.m.th. si njësi veprimtarie, 3) gjenetike, d.m.th. si njësi e trashëgimisë dhe e ndërrimit të brezave. Një karakteristikë e rëndësishme e një qelize është prania e informacionit trashëgues në të në formën e acidit nukleik - ADN-së. Përkufizimi pasqyron gjithashtu tiparin më të rëndësishëm të strukturës qelizore: praninë e një membrane të jashtme (plazmolemma), që ndan qelizën dhe mjedisin e saj. DHE, në fund, 4 shenjat më të rëndësishme të jetës: 1) ruajtja e homeostazës, d.m.th. qëndrueshmëria e mjedisit të brendshëm në kushtet e rinovimit të vazhdueshëm të tij, 2) shkëmbimi me mjedisin e jashtëm të materies, energjisë dhe informacionit, 3) aftësia për të riprodhuar, d.m.th. të vetë-riprodhimit, riprodhimit, 4) aftësia për të zhvilluar, d.m.th. ndaj rritjes, diferencimit dhe morfogjenezës.

Një përkufizim më i shkurtër por jo i plotë: Qelizë është njësia elementare (më e vogël dhe më e thjeshtë) e jetës.

Një përkufizim më i plotë i një qelize:

Qelizë është një sistem i renditur, i strukturuar i biopolimerëve të kufizuar nga një membranë aktive, duke formuar citoplazmën, bërthamën dhe organele. Ky sistem biopolimer merr pjesë në një grup të vetëm procesesh metabolike, energjitike dhe informacioni që ruajnë dhe riprodhojnë të gjithë sistemin në tërësi.

Tekstil është një koleksion qelizash të ngjashme në strukturë, funksion dhe origjinë, që kryejnë së bashku funksione të përbashkëta. Tek njerëzit, në katër grupet kryesore të indeve (epiteliale, lidhëse, muskulore dhe nervore), ka rreth 200 lloje të ndryshme qeliza të specializuara [Faler D.M., Shields D. Biologjia molekulare e qelizave: Një udhëzues për mjekët. / Per. nga anglishtja - M.: BINOM-Press, 2004. - 272 f.].

Indet, nga ana tjetër, formojnë organe dhe organet formojnë sisteme organesh.

Një organizëm i gjallë fillon nga një qelizë. Nuk ka jetë jashtë qelizës; jashtë qelizës është e mundur vetëm ekzistenca e përkohshme e molekulave të jetës, për shembull, në formën e viruseve. Por për ekzistencë dhe riprodhim aktiv, edhe viruset kanë nevojë për qeliza, edhe nëse ato janë të huaja.

Struktura e qelizave

Figura më poshtë tregon diagramet e strukturës së 6 objekteve biologjike. Analizoni se cilat prej tyre mund të konsiderohen qeliza dhe cilat jo, sipas dy opsioneve për përcaktimin e konceptit "qelizë". Paraqisni përgjigjen tuaj në formën e një tabele:

Struktura e qelizave nën një mikroskop elektronik

Membrana

Struktura më e rëndësishme universale e qelizës është membrana qelizore (sinonim: plazmalemma), duke mbuluar qelizën në formën e një filmi të hollë. Membrana rregullon marrëdhëniet ndërmjet qelizës dhe mjedisit të saj, përkatësisht: 1) ndan pjesërisht përmbajtjen e qelizës nga mjedisi i jashtëm, 2) lidh përmbajtjen e qelizës me mjedisin e jashtëm.

Bërthamë

Struktura e dytë më e rëndësishme dhe universale qelizore është bërthama. Nuk është i pranishëm në të gjitha qelizat, ndryshe nga membrana qelizore, prandaj e vendosim në vendin e dytë. Bërthama përmban kromozome që përmbajnë fije të dyfishta të ADN-së (acidi deoksiribonukleik). Seksionet e ADN-së janë shabllone për ndërtimin e ARN-së mesazhere, të cilat nga ana tjetër shërbejnë si shabllone për ndërtimin e të gjitha proteinave qelizore në citoplazmë. Kështu, bërthama përmban, si të thuash, "skica" për strukturën e të gjitha proteinave të qelizës.

Citoplazma

Është gjysmë i lëngshëm mjedisi i brendshëm qeliza të ndara në ndarje me membrana ndërqelizore. Zakonisht ka një citoskelet për të mbajtur një formë të caktuar dhe është në lëvizje të vazhdueshme. Citoplazma përmban organele dhe përfshirje.

Në vend të tretë mund të vendosim të gjitha strukturat e tjera qelizore që mund të kenë membranën e tyre dhe quhen organele.

Organelet janë struktura qelizore të përhershme, domosdoshmërisht të pranishme që kryejnë funksione specifike dhe kanë një strukturë specifike. Në bazë të strukturës së tyre, organelet mund të ndahen në dy grupe: organele membranore, të cilat domosdoshmërisht përfshijnë membranat dhe organele jo membranore. Nga ana tjetër, organelet e membranës mund të jenë me një membranë - nëse ato formohen nga një membranë dhe dy membranë - nëse guaska e organeleve është e dyfishtë dhe përbëhet nga dy membrana.

Përfshirjet

Përfshirjet janë struktura jo të përhershme të qelizës që shfaqen në të dhe zhduken gjatë procesit të metabolizmit. Ekzistojnë 4 lloje përfshirjesh: trofike (me furnizim me lëndë ushqyese), sekretore (që përmbajnë sekrecione), ekskretuese (që përmbajnë substanca "që do të çlirohen") dhe pigmentare (që përmbajnë pigmente - substanca ngjyrosëse).

Strukturat qelizore, duke përfshirë organelet ( )

Përfshirjet . Ato nuk klasifikohen si organele. Përfshirjet janë struktura jo të përhershme të qelizës që shfaqen në të dhe zhduken gjatë procesit të metabolizmit. Ekzistojnë 4 lloje përfshirjesh: trofike (me furnizim me lëndë ushqyese), sekretore (që përmbajnë sekrecione), ekskretuese (që përmbajnë substanca "që do të çlirohen") dhe pigmentare (që përmbajnë pigmente - substanca ngjyrosëse).

1. (plazmolemma).
2. Bërthama me bërthamë .
3. Retikulumin endoplazmatik : i përafërt (kokrrizor) dhe i lëmuar (agranular).
4. Kompleksi Golgi (aparat) .
5. Mitokondria .
6. Ribozomet .
7. Lizozomet . Lizozomet (nga gr. lysis - “zbërthim, shpërbërje, shpërbërje” dhe soma - “trup”) janë vezikula me diametër 200-400 mikron.
8. Peroksizomet . Peroksizomet janë mikrotrupa (fshikëza) me diametër 0,1-1,5 μm, të rrethuar nga një membranë.
9. Proteazomet . Proteazomet janë organele të veçanta për zbërthimin e proteinave.
10. Fagozomet .
11. Mikrofilamentet . Çdo mikrofilament është një spirale e dyfishtë e molekulave globulare të proteinës së aktinës. Prandaj, përmbajtja e aktinës edhe në qelizat jomuskulare arrin 10% të të gjitha proteinave.
12. Filamentet e ndërmjetme . Ata janë një komponent i citoskeletit. Ato janë më të trasha se mikrofilamentet dhe kanë një natyrë specifike për indet:
13. Mikrotubulat . Mikrotubulat formojnë një rrjet të dendur në qelizë. Muri i mikrotubulës përbëhet nga një shtresë e vetme e nënnjësive globulare të tubulinës proteinike. Një seksion kryq tregon 13 nga këto nënnjësi që formojnë një unazë.
14. Qendra e qelizave .
15. Plastida .
16. Vakuolat . Vakuolat janë organele me një membranë. Ato janë "kontejnerë" membranorë, flluska të mbushura me tretësira ujore të substancave organike dhe inorganike.
17. Cilia dhe flagjela (organele të veçanta) . Ato përbëhen nga 2 pjesë: një trup bazal i vendosur në citoplazmë dhe një aksonem - një rritje mbi sipërfaqen e qelizës, e cila është e mbuluar nga jashtë me një membranë. Siguroni lëvizjen e qelizave ose lëvizjen e mjedisit mbi qelizë.

Qeliza është njësia bazë strukturore dhe funksionale e të gjithë organizmave të gjallë, përveç viruseve. Ka një strukturë specifike, duke përfshirë shumë komponentë që kryejnë funksione specifike.

Cila shkencë studion qelizën?

Të gjithë e dinë se shkenca e organizmave të gjallë është biologjia. Struktura e një qelize studiohet nga dega e saj - citologjia.

Nga se përbëhet një qelizë?

Kjo strukturë përbëhet nga një membranë, citoplazmë, organele ose organele dhe një bërthamë (që mungon në qelizat prokariote). Struktura e qelizave të organizmave që i përkasin klasave të ndryshme ndryshon paksa. Vërehen dallime të rëndësishme midis strukturës qelizore të eukariotëve dhe prokariotëve.

Plazma membrana

Membrana luan një rol shumë të rëndësishëm - ndan dhe mbron përmbajtjen e qelizës nga mjedisi i jashtëm. Ai përbëhet nga tre shtresa: dy shtresa proteinike dhe një shtresë e mesme fosfolipide.

Muri qelizor

Një strukturë tjetër që mbron qelizën nga ekspozimi faktorët e jashtëm, e vendosur në krye plazma membrana. I pranishëm në qelizat e bimëve, baktereve dhe kërpudhave. Në të parën përbëhet nga celulozë, në të dytën - nga mureina, në të tretën - nga kitin. Në qelizat shtazore, një glikokaliks ndodhet në majë të membranës, e cila përbëhet nga glikoproteina dhe polisaharide.

Citoplazma

Ai përfaqëson të gjithë hapësirën qelizore të kufizuar nga membrana, me përjashtim të bërthamës. Citoplazma përfshin organele që kryejnë funksionet kryesore përgjegjëse për jetën e qelizës.

Organelet dhe funksionet e tyre

Struktura e një qelize të një organizmi të gjallë përfshin një numër strukturash, secila prej të cilave kryen një funksion specifik. Ato quhen organele, ose organele.

Mitokondria

Ato mund të quhen një nga organelet më të rëndësishme. Mitokondria është përgjegjëse për sintezën e energjisë së nevojshme për jetën. Përveç kësaj, ata janë të përfshirë në sintezën e disa hormoneve dhe aminoacideve.

Energjia në mitokondri prodhohet për shkak të oksidimit të molekulave të ATP, i cili ndodh me ndihmën e një enzime të veçantë të quajtur ATP sintaza. Mitokondritë janë struktura të rrumbullakëta ose në formë shufre. Numri i tyre në një qelizë shtazore, mesatarisht, është 150-1500 copë (kjo varet nga qëllimi i saj). Ato përbëhen nga dy membrana dhe një matricë - një masë gjysmë e lëngshme që mbush hapësirën e brendshme të organelës. Përbërësit kryesorë të predhave janë proteinat; fosfolipidet janë gjithashtu të pranishme në strukturën e tyre. Hapësira midis membranave është e mbushur me lëng. Matrica mitokondriale përmban kokrra që grumbullojnë substanca të caktuara, si jonet e magnezit dhe kalciumit, të nevojshëm për prodhimin e energjisë dhe polisaharide. Gjithashtu, këto organele kanë aparatin e tyre të biosintezës së proteinave, të ngjashëm me atë të prokariotëve. Ai përbëhet nga ADN mitokondriale, një grup enzimash, ribozomesh dhe ARN. Struktura e një qelize prokariotike ka karakteristikat e veta: nuk përmban mitokondri.

Ribozomet

Këto organele përbëhen nga ARN ribozomale (rARN) dhe proteina. Falë tyre, kryhet përkthimi - procesi i sintezës së proteinave në një matricë mRNA (ARN lajmëtare). Një qelizë mund të përmbajë deri në dhjetë mijë nga këto organele. Ribozomet përbëhen nga dy pjesë: të vogla dhe të mëdha, të cilat kombinohen drejtpërdrejt në prani të mARN.

Ribozomet, të cilët janë të përfshirë në sintezën e proteinave të nevojshme për vetë qelizën, janë të përqendruara në citoplazmë. Dhe ato me ndihmën e të cilave prodhohen proteinat që transportohen jashtë qelizës ndodhen në membranën plazmatike.

Kompleksi Golgi

Është i pranishëm vetëm në qelizat eukariote. Kjo organelë përbëhet nga diktozome, numri i të cilave zakonisht është afërsisht 20, por mund të arrijë disa qindra. Aparati Golgi përfshihet në strukturën e qelizës vetëm në organizmat eukariote. Ndodhet afër bërthamës dhe kryen funksionin e sintezës dhe ruajtjes së substancave të caktuara, për shembull, polisakaridet. Në të formohen lizozomet, të cilat do të diskutohen më poshtë. Kjo organelë është gjithashtu pjesë e sistemi ekskretues qelizat. Diktozomet paraqiten në formën e pirgjeve të cisternave të rrafshuara në formë disku. Në skajet e këtyre strukturave, formohen vezikula, që përmbajnë substanca që duhet të hiqen nga qeliza.

Lizozomet

Këto organele janë vezikula të vogla që përmbajnë një grup enzimash. Struktura e tyre ka një membranë të mbuluar me një shtresë proteine ​​sipër. Funksioni i kryer nga lizozomet është tretja brendaqelizore e substancave. Falë enzimës hidrolazë, me ndihmën e këtyre organeleve zbërthehen yndyrat, proteinat, karbohidratet dhe acidet nukleike.

Retikulumi endoplazmatik (retikula)

Struktura qelizore e të gjitha qelizave eukariote nënkupton gjithashtu praninë e EPS (retikulumit endoplazmatik). Retikulumi endoplazmatik përbëhet nga tuba dhe kavitete të rrafshuara me një membranë. Kjo organelë vjen në dy lloje: rrjetë të përafërt dhe të lëmuar. E para dallohet nga fakti se ribozomet janë ngjitur në membranën e saj, e dyta nuk e ka këtë veçori. Retikulumi i përafërt endoplazmatik kryen funksionin e sintetizimit të proteinave dhe lipideve që nevojiten për formimin e membranës qelizore ose për qëllime të tjera. Smooth merr pjesë në prodhimin e yndyrave, karbohidrateve, hormoneve dhe substancave të tjera, përveç proteinave. Retikulumi endoplazmatik kryen gjithashtu funksionin e transportit të substancave në të gjithë qelizën.

Citoskeleti

Ai përbëhet nga mikrotubula dhe mikrofilamente (aktinë dhe të ndërmjetme). Përbërësit e citoskeletit janë polimere të proteinave, kryesisht aktina, tubulina ose keratina. Mikrotubulat shërbejnë për ruajtjen e formës së qelizës, ato formojnë organe lëvizjeje në organizma të thjeshtë, si ciliat, klamidomonas, euglena, etj. Mikrofilamentet e aktinës luajnë edhe rolin e një kornize. Përveç kësaj, ata janë të përfshirë në procesin e lëvizjes së organeleve. Ndërmjetësit në qeliza të ndryshme ndërtohen nga proteina të ndryshme. Ata ruajnë formën e qelizës dhe gjithashtu sigurojnë bërthamën dhe organelet e tjera në një pozicion konstant.

Qendra e qelizave

Përbëhet nga centriolet, të cilat kanë formën e një cilindri të zbrazët. Muret e saj formohen nga mikrotubula. Kjo strukturë është e përfshirë në procesin e ndarjes, duke siguruar shpërndarjen e kromozomeve midis qelizave bija.

Bërthamë

Në qelizat eukariote është një nga organelet më të rëndësishme. Ajo ruan ADN-në, e cila kodon informacionin për të gjithë organizmin, vetitë e tij, proteinat që duhet të sintetizohen nga qeliza, etj. Përbëhet nga një guaskë që mbron materialin gjenetik, lëngun bërthamor (matriksin), kromatinën dhe bërthamën. Predha është formuar nga dy membrana poroze të vendosura në një distancë nga njëra-tjetra. Matrica përfaqësohet nga proteinat; ajo formon një mjedis të favorshëm brenda bërthamës për ruajtjen e informacionit trashëgues. Lëngu bërthamor përmban proteina filamentoze që shërbejnë si mbështetje, si dhe ARN. Gjithashtu e pranishme këtu është kromatina, një formë ndërfazore e ekzistencës së kromozomeve. Gjatë ndarjes së qelizave, ajo shndërrohet nga grumbuj në struktura në formë shufre.

Bërthamë

Kjo është një pjesë e veçantë e bërthamës përgjegjëse për formimin e ARN ribozomale.

Organelet gjenden vetëm në qelizat bimore

Qelizat bimore kanë disa organele që nuk janë karakteristike për asnjë organizëm tjetër. Këto përfshijnë vakuola dhe plastide.

Vakuola

Ky është një lloj rezervuari ku ruhen lëndët ushqyese rezervë, si dhe mbetjet që nuk mund të hiqen për shkak të murit të dendur qelizor. Ndahet nga citoplazma nga një membranë specifike e quajtur tonoplast. Ndërsa qeliza funksionon, vakuola të vogla individuale bashkohen në një të madhe - atë qendrore.

Plastida

Këto organele ndahen në tre grupe: kloroplaste, leukoplaste dhe kromoplaste.

Kloroplastet

Këto janë organelet më të rëndësishme të një qelize bimore. Falë tyre ndodh fotosinteza, gjatë së cilës qeliza merr lëndët ushqyese që i nevojiten. lëndë ushqyese. Kloroplastet kanë dy membrana: të jashtme dhe të brendshme; matricë - substanca që mbush hapësirën e brendshme; ADN dhe ribozomet e veta; kokrra niseshteje; kokrra. Këto të fundit përbëhen nga pirgje tilakoidesh me klorofil, të rrethuara nga një membranë. Është në to që ndodh procesi i fotosintezës.

Leukoplastet

Këto struktura përbëhen nga dy membrana, një matricë, ADN, ribozome dhe tilakoidë, por këto të fundit nuk përmbajnë klorofil. Leukoplastet kryejnë një funksion rezervë, duke grumbulluar lëndë ushqyese. Ato përmbajnë enzima të veçanta që bëjnë të mundur marrjen e niseshtës nga glukoza, e cila, në fakt, shërben si një substancë rezervë.

Kromoplastet

Këto organele kanë të njëjtën strukturë me ato të përshkruara më sipër, megjithatë, ato nuk përmbajnë tilakoide, por ka karotenoidë që kanë një ngjyrë specifike dhe ndodhen drejtpërdrejt pranë membranës. Falë këtyre strukturave, petalet e luleve lyhen me një ngjyrë të caktuar, duke i lejuar ata të tërheqin insekte pjalmuese.