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

Qeliza është njësia bazë 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 rregullin, metabolizmin, një reagim aktiv ndaj acarimeve, rritja, zhvillimi, riprodhimi, dyfishimi dhe transferimi 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 një teori qelizore, dispozitat kryesore të së cilës tregonin se të gjitha indet dhe organet përbëhen nga qeliza; qelizat bimore dhe shtazore janë thelbësisht të ngjashme me njëra-tjetrën, të gjitha lindin në të njëjtën mënyrë; aktiviteti i organizmave është shuma e aktivitetit jetësor të qelizave individuale. Ndikim i madh në zhvillimin e mëtejshëm Shkencëtari i madh gjerman R. Virchow pati një ndikim të madh në teorinë e qelizave dhe në teorinë e qelizës në përgjithësi. 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 qelizore në interpretimin modern përfshin këto dispozita kryesore: qeliza është njësia elementare universale e të gjallëve; qelizat e të gjithë organizmave janë thelbësisht të ngjashme në strukturë, funksion dhe përbërje kimike; qelizat riprodhohen vetëm duke e ndarë qelizën origjinale; organizmat shumëqelizorë janë ansamble qelizore komplekse që formojnë sisteme integrale.

Falë metodave moderne të kërkimit, 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 qeliza prokariote, qeliza eukariote ka një bërthamë të kufizuar nga një membranë bërthamore e dyfishtë dhe një numër të madh organelesh membranore.

KUJDES!

Qeliza është njësia kryesore strukturore dhe funksionale e organizmave të gjallë, e cila kryen rritjen, zhvillimin, metabolizmin dhe energjinë, ruan, përpunon dhe zbaton informacionin gjenetik. Nga pikëpamja morfologjike, qeliza 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 janë qelizat?

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 janë të natyrshme në unitetin e strukturës, metabolizmit (metabolizmit) dhe përbërjes kimike.

Megjithatë, qelizat e ndryshme kanë gjithashtu struktura specifike. Kjo është për shkak të kryerjes së funksioneve të tyre të veçanta.

Struktura e qelizave

Struktura ultramikroskopike e qelizës:

1 - citolemma (membrana plazmatike); 2 - vezikula pinocitare; 3 - qendra e qelizave centrosome (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 rrjetë (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: makronutrientë - 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.

Tek ultramikroelementet - selen, vanadium, silikon, nikel, litium, argjend e lart. Pavarësisht përmbajtjes shumë të ulët, mikroelementet dhe ultramikroelementet luajnë një rol të madh rol i rendesishem. Ato ndikojnë kryesisht në metabolizmin. E pamundur pa to aktivitet normal jetësorçdo qelizë dhe organizëm në tërësi.

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

Substancat organike dominohen nga proteinat (10-20%), yndyrat 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 (ka 20 prej tyre) janë të ndërlidhur nga lidhjet peptide, duke formuar një zinxhir polipeptid (struktura primare e një proteine). Ajo përdridhet në një spirale, duke formuar, nga ana tjetër, strukturën dytësore të proteinës. Për shkak të një orientimi të caktuar hapësinor të zinxhirit polipeptid, lind një strukturë proteine ​​terciare, e cila përcakton specifikën dhe aktivitetin biologjik të molekulës së proteinës. Disa struktura terciare kombinohen për të formuar një strukturë kuaternare.

Proteinat kryejnë funksione thelbësore. Enzimat janë katalizatorë biologjikë që rrisin shpejtësinë reaksionet kimike në një qelizë qindra mijëra miliona herë, janë proteina. Proteinat, duke qenë pjesë e të gjitha strukturave qelizore, kryejnë një funksion plastik (ndërtues). 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 (që 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 (glikogjeni në qelizat shtazore, niseshteja dhe celuloza në qelizat bimore. Karbohidratet janë burim energjie, karbohidratet komplekse të kombinuara me proteinat (glikoproteinat), yndyrat (glikolipidet) përfshihen 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 përbërësi kryesor i membranave qelizore, kryejnë kështu një funksion ndërtimi. Lipidet - burimet kryesore 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 termorregullim, mbrojnë organet (kapsula yndyrore).

ADN dhe ARN

Acidet nukleike janë molekula polimerike të formuara nga monomeret e nukleotideve. 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: deoksiribonukleike (ADN) dhe ribonukleike (ARN), të cilat ndryshojnë në përbërjen e bazave dhe sheqernave.

Struktura hapësinore e acideve nukleike:

(sipas B. Alberts et al., i ndryshuar) I - ARN; II - ADN; shirita - shtylla kurrizore sheqer-fosfat; A, C, G, T, U - bazat azotike, grilat midis tyre janë lidhje hidrogjeni.

molekula e ADN-së

Molekula e ADN-së përbëhet nga dy zinxhirë polinukleotidësh të përdredhur njëri rreth tjetrit në formën e një spirale të dyfishtë. Bazat azotike të të dy zinxhirëve janë të ndërlidhura me lidhje hidrogjenore plotësuese. Adenina kombinohet vetëm me timinën, dhe citozina me guaninën (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 trashëgon 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. Informacioni, ose ARN i dërguar i tRNA (nga mesazhi anglez - "ndërmjetës"), i cili mbart informacion 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, kloroplaste.

Përbërja e acideve nukleike:

Të gjitha format e jetës qelizore në tokë mund të ndahen në dy mbretëri bazuar në strukturën e qelizave të tyre përbërëse - 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 - më komplekse, 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 strukturore uniforme.

qelizë prokariotike

qelizë eukariote

Struktura e një qelize eukariote

Kompleksi i sipërfaqes së qelizave shtazore

Përbëhet nga glikokaliks, plazmalema dhe shtresa e poshtme kortikale e citoplazmes. Membrana plazmatike quhet edhe plazmalema, membrana e jashtme qelizore. 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 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 të njëri tjetrin. Glikokaliksi përbëhet nga molekula të 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 sipërfaqësore dhe receptorë. Në shtresën kortikale (në afërsi të membranës plazmatike) të citoplazmës ka elementë specifikë të citoskeletit - 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 reduktimi i pseudopodive. 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 një plazmë e lëngshme ose sol, në të cilën bërthama dhe organelet e tjera "lundrojnë". Në fakt nuk është. 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 “motorëve”. Molekulat e veçanta 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 që kalojnë në njëra-tjetrën (tuba dhe rezervuarë), i cili quhet retikulumi endoplazmatik (ose rrjeti endoplazmatik, EPR ose EPS). Ajo pjesë e ER, në membranat e së cilës janë ngjitur ribozomet, quhet grimcuar(ose i përafërt) në rrjetin 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) EPR, e cila është e përfshirë 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

citoskelet

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 dhe 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 madhësi relativisht e madhe e 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), neurone të gjitarëve të mëdhenj, proceset e të cilave, të përforcuara nga citoskeleti, mund të arrijë dhjetëra 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 me ndihmën e një mikroskopi 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, qelizë"). Në vitin, mjeshtri holandez Antony van Leeuwenhoek (Anton van Leeuwenhoek, -) duke përdorur një mikroskop për herë të parë pa "kafshë" në një pikë uji - organizma të gjallë që lëviznin. Kështu, tashmë fillimi i XVIII Për shekuj me radhë, shkencëtarët e kanë ditur se bimët nën zmadhim të lartë kanë një strukturë qelizore dhe kanë parë disa organizma që më vonë u bënë të njohur si organizma njëqelizorë. Sidoqoftë, teoria qelizore e strukturës së organizmave u formua vetëm nga mesi i 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, megjithatë, kishte një sërë gabimesh në idetë e tij: për shembull, ai supozoi se qelizat janë të lidhura dobët me njëra-tjetrën dhe secila ekziston "në vetvete". 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 një deklaratë të tillë të parëndësishme, mund të duket e habitshme që njohja e universalitetit të strukturës qelizore të të gjitha gjallesave ka ndodhur vetëm rreth 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 specifike që janë të lehta për t'u vëzhguar, pas gjithë këtyre zbulimeve, studimi eksperimental i qelizës zëvendësoi argumentet 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 e qelizave iu afruan këtij objekti nga dy pozicione krejtësisht të ndryshme. Citologët, duke përdorur mikroskopë të përmirësuar vazhdimisht, vazhduan të zhvillonin anatominë mikroskopike dhe submikroskopike të të gjithë qelizës së paprekur. Duke filluar me konceptin e qelizës 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 bëjnë dallimin midis strukturave individuale të përfshira në këto funksione në niveli molekular. Për shkak të kësaj, në kohët e fundit, kërkimet e citologëve janë mbyllur 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 qelizë, të cilat qëndrojnë në themel të proceset e jetës, duke përfshirë proceset e krijimit të vetë substancës së qelizës.

Është kryqëzimi aktual i këtyre dy vargjeve të kërkimit të qelizave që e ka bërë të nevojshme kushtimin e një numri të tërë të Scientific American qelizës së gjallë. Tani citologu po përpiqet të shpjegojë në nivel molekular atë që sheh me mikroskopët e tij të ndryshëm; kështu citologu bëhet “biolog molekular”. Nga ana tjetër, 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 vetëm biokimike të kërkimit nuk na japin mundësinë të depërtojmë në sekretet e strukturës dhe funksionit të qelizës. Për të pasur sukses, është e nevojshme të kombinohen të dyja metodat e kërkimit. Megjithatë, kuptimi i fenomeneve të jetës, i arritur përmes studimit të qelizës, 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 e një qelize të gjallë, ndoshta duhet filluar me faktin se nuk ka asnjë qelizë tipike në natyrë. Ne njohim një shumëllojshmëri të gjerë të organizmave njëqelizorë dhe qelizat e trurit ose qelizat muskulore ndryshojnë aq shumë 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 sërë gjërash interesante të përbashkëta. 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 në gjendje të shndërrojnë energjinë e përmbajtur në lidhjet kimike në energji elektrike dhe mekanike, madje edhe në energjinë e dritës së dukshme. Aftësia për të kthyer energjinë është shumë rëndësi për të gjitha qelizat, pasi u mundëson atyre 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 të veçanta sa, pasi i kemi takuar në botën e të pajetëve, mund të jemi gjithmonë të sigurt se këto janë mbetje të qelizave të vdekura. AT periudhat e hershme Gjatë zhvillimit të Tokës, kur jeta lindi për herë të parë në të, me sa duket pati 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 makromolekulat e tilla. Përveç faktit që proteinat përbëjnë pjesën më të madhe të substancës "të ngurtë" të qelizës, shumë prej tyre (enzimat) kanë veti katalitike; kjo do të thotë se ata janë në gjendje të rrisin në masë të madhe shpejtësinë e reaksioneve kimike që ndodhin në qelizë, në veçanti shkallën e reaksioneve që lidhen me shndërrimin e energjisë. Sinteza e proteinave nga njësitë më të thjeshta - aminoacidet, të cilat numërojnë më shumë se 20, rregullohet nga acidet deoksiribonukleike dhe ribonukleike (ADN dhe ARN); ADN dhe ARN janë pothuajse më komplekset nga të gjitha makromolekulat qelizore. Mbrapa vitet e fundit madje edhe muaj të tërë 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 ndërtimi, 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 një proces i mirë përshkruar në artikullin e D. Maziy. Edhe në prag të shekullit të 20-të. biologët kuptuan se tipari më i rëndësishëm i këtij procesi është shpërndarja uniforme midis qelizave bijë të trupave të veçantë që përmbahen në bërthamën e qelizës amë; këta trupa u quajtën kromozome, pasi rezultoi se ato janë lyer me ngjyra të caktuara. Është sugjeruar që kromozomet shërbejnë si bartës të trashëgimisë; për shkak të saktësisë me të cilën bëhet vetëriprodhimi dhe shpërndarja e tyre, ato transferojnë në 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 me vetë-riprodhim dhe ndarje, qelizat e kafshëve dhe bimëve shumë të organizuara kanë veçori të tjera për shkak të të cilave ato përshtaten me atë aktivitet 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, në procesin e shtypjes së një veze të fekonduar dhe diferencimit të mëvonshëm. Megjithatë, në të gjitha ato pjesë të organizmit të rritur ku konsumimi i qelizave ndodh vazhdimisht (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 në qelizat diferencuese të të njëjtit lloj, manifestohet, si të thuash, aftësia 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 nuk është i arritshëm 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 përbërësit kryesorë qelizor, me të cilin lidhet funksioni i qelizave muskulore (duke siguruar aftësinë e trupit 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, na duket e dobishme krijimi i një modeli të caktuar të saj, si të thuash, një qelize “kolektive”, e cila do të kombinonte veçori morfologjike që shprehen deri diku në të gjitha qelizat.

Edhe në një membranë qelizore prej rreth 100 angstrom të trashë (1 angstrom është e barabartë me një të dhjetë milionë të milimetrit), e cila nën një mikroskop të zakonshëm duket vetëm si një vijë kufitare, një strukturë e caktuar zbulohet nga mikroskopi elektronik. 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 eritrociteve 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 "kundërshton" jonet e natriumit dhe kjo nuk varet vetëm nga përshkueshmëria; me fjalë të tjera, membrana ka aftësinë për "transport aktiv të joneve". 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 mitokondrive, që gjenden si në qelizat e kafshëve ashtu edhe në ato bimore. Këto organele janë "stacionet e energjisë" të 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 në procesin e fotosintezës, dhe në mitokondri, për të nxjerrë energjinë (që përmbahet në lidhjet kimike të lëndëve ushqyese që hyjnë në qelizë) në procesin e oksidimit dhe frymëmarrje. Këto "stacione të energjisë" furnizojnë energjinë e nevojshme për procese të ndryshme që ndodhin në qelizë, si të thuash, në një "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, 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 lizën (shpërbërjen) e qelizave.

Citoplazma përmban shumë përfshirje të tjera që janë më pak të shpërndara në qeliza. lloje të ndryshme. Midis tyre, centrozomet dhe kinetozomet janë me interes të veçantë. Centrozomet mund të shihen vetëm me një mikroskop konvencional në kohën e ndarjes së qelizave; ato luajnë një rol shumë të rëndësishëm, duke formuar polet e boshtit - aparatit që i ndan kromozomet në dy qeliza 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 flagelum shtrihet një kinetozom. Si centrozomet ashtu edhe kinetozomet janë të afta të riprodhohen vetë: çdo çift centrozomesh, gjatë ndarjes së qelizave, krijon një palë tjetër të këtyre trupave; sa herë që një cilium i ri shfaqet në sipërfaqen e një qelize, ai merr një kinetozom që rezulton nga vetë-dyfishimi i një prej kinetozomeve tashmë ekzistuese. Në të kaluarën, disa citologë kanë sugjeruar se struktura e këtyre dy organeleve është kryesisht e ngjashme, pavarësisht nga fakti 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 - në periferi. Kështu janë rregulluar edhe të gjitha qerpikët dhe të gjitha flagjelat. Qëllimi i saktë i një strukture të tillë nuk dihet, por padyshim që lidhet me kontraktueshmërinë e qilarit dhe flagjellës. 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, ju mund të zbuloni një sistem kompleks të 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. AT 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 ka një sintezë intensive të proteinave (për shembull, në qelizat e mëlçisë ose pankreasit), ato janë shumë të degëzuara dhe ndryshojnë në granularitet të konsiderueshëm.

Specialistët në mikroskopinë elektronike i vlerësojnë të gjitha këto vëzhgime në mënyra të ndryshme. Më gjerësisht u përdor këndvështrimi i K. Porter, i cili propozoi emrin "retikulum endoplazmatik" për këtë sistem membranash; sipas tij, lëvizja ndodh përgjatë rrjetit të tubave të formuar nga membranat substanca të ndryshme nga membrana e jashtme qelizore në membranën bërthamore. Disa studiues e konsiderojnë membranën e brendshme si vazhdimësi të asaj të jashtme; sipas këtyre autorëve, për shkak të depresioneve të thella në membranën e brendshme, sipërfaqja e kontaktit të qelizës me lëngun që e rrethon rritet shumë. Nëse roli i membranës është vërtet kaq i rëndësishëm, atëherë duhet të presim që qeliza të ketë një mekanizëm që lejon krijimin e vazhdueshëm të një membrane të re. J. Palad sugjeroi se si një mekanizëm i tillë shërben aparati misterioz Golgi, i zbuluar për herë të parë nga citologu italian K. 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 nuk është në dyshim. Këto granula janë veçanërisht të shprehura mirë në qelizat që sintetizojnë sasi të mëdha proteinash. Siç treguan T. Kaspersson dhe autori i këtij artikulli 20 vjet më parë, qelizat e tilla ndryshojnë përmbajtje të lartë ARN. Studimet e fundit kanë treguar se këto granula janë jashtëzakonisht të pasura me ARN dhe për këtë arsye shumë aktive në sintezën e proteinave. Prandaj, ato quhen ribozome.

Kufiri i brendshëm i citoplazmës formohet nga një membranë që rrethon bërthamën qelizore. Deri më tani, ende lindin shumë mosmarrëveshje në pyetjen se çfarë strukture ka kjo membranë, të cilën e vëzhgojmë në një mikroskop elektronik. Duket si 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 rrjeti. Është gjithashtu e mundur që lëngjet që rrjedhin nëpër tubulat e retikulit endoplazmatik të grumbullohen në hendekun midis dy shtresave të membranës bërthamore.

Në bërthamë janë strukturat më të rëndësishme të qelizës - fijet e kromatinës, të cilat përmbajnë të gjithë ADN-në që përmban qeliza. Kur qeliza është në një gjendje "pushimi" (d.m.th., gjatë periudhës së rritjes midis dy ndarjeve), kromatina shpërndahet në të gjithë bërthamën. Për shkak të kësaj, ADN-ja fiton sipërfaqen maksimale të kontaktit me substanca të tjera të bërthamës, të cilat, me siguri, shërbejnë si material i saj për ndërtimin e molekulave të ARN-së dhe për vetë-riprodhim. Në procesin e përgatitjes së një qelize për ndarje, kromatina mblidhet dhe ngjeshet, duke 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 ju lejon të shihni 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 vende 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 në kohën tonë. 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 krijuar mikroskopë të ndryshëm, duke përfshirë kontrastin fazor, interferencën, polarizimin dhe fluoreshencën; të gjithë këta mikroskop bazohen në përdorimin e dritës. AT 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 fiksimi, që sjell në mënyrë të pashmangshme shkeljen e pikturave të mirëfillta që lidhen me shtrembërime dhe artefakte të ndryshme. Megjithatë, ne po bëjmë përparim dhe po i afrohemi më shumë ekzaminimit të qelizës së gjallë me zmadhim të lartë.

Historia e zhvillimit të pajisjeve teknike të biokimisë nuk është më pak e shquar. Zhvillimi i centrifugave me shpejtësi rrotulluese gjithnjë në rritje bën të mundur ndarjen e përmbajtjes së qelizës në gjithnjë e më të mëdha dhe më shumë fraksione individuale. Këto fraksione ndahen dhe ndahen më tej me kromatografi dhe elektroforezë. Metodat klasike analiza tani është përshtatur për studimin e sasive dhe vëllimeve 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 për të përcaktuar përmbajtjen e enzimave në to. Së fundi, autoradiografia, një metodë që përdor gjurmuesit radioaktivë, bën të mundur vëzhgimin, në nivel nënqelizor, të proceseve dinamike që ndodhin në një qelizë të gjallë të paprekur.

Të gjithë artikujt e tjerë në këtë koleksion i kushtohen sukseseve të arritura për shkak të konvergjencës së këtyre dy fushave më të rëndësishme në studimin e qelizës 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 një amebë në dy gjysma, duke lënë bërthamën në njërën prej tyre dhe do t'i nënshtroni të dyja gjysmat e urisë, atëherë të dyja do të jetojnë rreth dy javë; në një protozoar njëqelizor - këpucë - mund të vëzhgoni rrahjen e qilarit 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 qelizës, duke përfshirë (në rastin e acetabularisë) proceset e rritjes dhe diferencimit, mund të ndodhin gjatë mungesë totale 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. Bazuar në këto të dhëna, mund të konstatohet se në bërthamë formohet një substancë nën ndikimin e ADN-së, e cila lirohet në citoplazmë, ku gradualisht përdoret. Nga këto eksperimente, të kryera me përdorimin e njëkohshëm të metodave citologjike dhe biokimike, rrjedhin 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 që transferon informacionin gjenetik nga ADN në citoplazmë. Së fundi, eksperimentet tregojnë se citoplazma, dhe në veçanti ribozomet, shërbejnë si arena kryesore për sintezën e proteinave të tilla 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 pa bërthama të acetabularisë në kushte të përshtatshme.

Ky përmbledhje e shkurtër e të dhënave moderne 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 baza e jetës, baza 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 vendosur qelizat. Struktura e qelizave studiohet nga citologjia - shkenca e qelizave. Por koncepti i qelizave është i nevojshëm 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 të ruajtur, shkëmbyer, riprodhuar dhe zhvilluar. © Sazonov V.F., 2015. © kineziolog.bodhy.ru, 2015..

Ky përkufizim i një qelize, megjithëse i shkurtër, është mjaft i plotë. Ai pasqyron 3 aspekte të universalitetit të qelizave: 1) strukturore, d.m.th. si njësi e strukturës, 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 në të e informacionit trashëgues në formën e acidit nukleik - ADN-së. Përkufizimi pasqyron gjithashtu tiparin më të rëndësishëm të strukturës qelizore: praninë e një membrane të jashtme (plazmolemma), e cila kufizon 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 i materies, energjisë dhe informacionit me mjedisin e jashtëm, 3) aftësia për të riprodhuar, d.m.th. të vetë-riprodhimit, riprodhimit, 4) aftësia për të zhvilluar, d.m.th. për rritjen, diferencimin dhe formësimin.

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 që formon citoplazmën, bërthamën dhe organelet. Ky sistem biopolimer është i përfshirë në një grup të vetëm procesesh metabolike, energjetike dhe informacioni që ruajnë dhe riprodhojnë të gjithë sistemin në tërësi.

Tekstil është një koleksion qelizash që janë të ngjashme në strukturë, funksion dhe origjinë, duke kryer së bashku funksione të përbashkëta. Tek njerëzit, si pjesë e katër grupeve kryesore të indeve (epiteliale, lidhëse, muskulore dhe nervore), ka rreth 200 lloje te ndryshme qeliza të specializuara [Faler DM, Shields D. Biologjia e qelizave molekulare: 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, vetëm ekzistenca e përkohshme e molekulave të jetës, për shembull, në formën e viruseve, është e mundur jashtë qelizës. Por për ekzistencë dhe riprodhim aktiv, edhe viruset kanë nevojë për qeliza, madje edhe të huaj.

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 të "qelizës". Paraqisni përgjigjen tuaj në formën e një tabele:

Struktura e qelizës nën mikroskop elektronik

Membrana

Struktura më e rëndësishme universale e qelizës është membrana qelizore (sinonim: membrana plazmatike), 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 gjendet 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, "vizatime" të strukturës së të gjitha proteinave qelizore.

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 vendin e tretë, mund të vendosni 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 të caktuar. Sipas strukturës, organelet mund të ndahen në dy grupe: membranore, të cilat domosdoshmërisht përfshijnë membranat dhe 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 qelizore jo të përhershme që shfaqen në të dhe zhduken në procesin e metabolizmit. Ekzistojnë 4 lloje përfshirjesh: trofike (me furnizim me lëndë ushqyese), sekretore (që përmban një sekret), ekskretues (që përmban substanca "për lirim") dhe pigment (që përmban pigmente - substanca ngjyrosëse).

Strukturat qelizore, duke përfshirë organelet ( )

Përfshirjet . Ata nuk janë organele. Përfshirjet janë struktura qelizore jo të përhershme që shfaqen në të dhe zhduken në procesin e metabolizmit. Ekzistojnë 4 lloje përfshirjesh: trofike (me furnizim me lëndë ushqyese), sekretore (që përmban një sekret), ekskretues (që përmban substanca "për lirim") dhe pigment (që përmban 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, kalbje" dhe soma - "trup") janë vezikula me diametër 200-400 mikron.
8. Peroksizomet . Peroksizomet janë mikrotrupa (fshikëza) me diametër 0,1-1,5 mikron, të rrethuar nga një membranë.
9. Proteazomet . Proteazomet janë organele të specializuara 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 proteinës së tubulinës. Një seksion kryq tregon 13 nënnjësi të tilla që formojnë një unazë.
14. Qendra e Qelizës .
15. plastide .
16. Vakuolat . Vakuolat janë organele me një membranë. Ato janë "tanke" membranore, 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 me një membranë nga jashtë. Ato sigurojnë lëvizjen e qelizës ose lëvizjen e mediumit 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 të caktuara.

Cila shkencë studion qelizën?

Të gjithë e dinë se shkenca e organizmave të gjallë është biologjia. Struktura e qelizës 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 është paksa e ndryshme. Vërehen dallime të konsiderueshme midis strukturës së qelizave eukariote dhe prokariote.

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 proteina dhe fosfolipide mesatare.

muri qelizor

Një strukturë tjetër që mbron qelizën nga ekspozimi faktorët e jashtëm, e vendosur në krye plazma membrana. Është i pranishëm në qelizat e bimëve, baktereve dhe kërpudhave. Në të parën përbëhet nga celulozë, në të dytën nga mureinë, 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 e qelizës, 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 nënkupton 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 (në varësi të qëllimit të saj). Ato përbëhen nga dy membrana dhe një matricë, një masë gjysmë e lëngshme që mbush brendësinë e organelës. Përbërësi kryesor i predhave janë proteinat, dhe fosfolipidet janë gjithashtu të pranishme në strukturën e tyre. Hapësira midis membranave është e mbushur me lëng. Brenda matricës mitokondriale ka kokrra që ruajnë substanca të caktuara, të tilla 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 ka mitokondri në të.

Ribozomet

Këto organele përbëhen nga ARN ribozomale (rARN) dhe proteina. Falë tyre, kryhet përkthimi - procesi i sintezës së proteinave në matricën e 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 bashkohen 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, të cilat zakonisht numërojnë rreth 20, por mund të arrijnë deri në disa qindra. Aparati Golgi përfshihet në strukturën e qelizës vetëm në organizmat eukariote. Ndodhet afër bërthamës dhe kryen funksionin e sintetizimit 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 flluska, ku ndodhen substanca që duhet të hiqen nga qeliza.

Lizozomet

Këto organele janë vezikula të vogla me një grup enzimash. Struktura e tyre ka një membranë të vetme të mbuluar me një shtresë proteine. Funksioni që kryejnë lizozomet është tretja brendaqelizore e substancave. Falë enzimës hidrolazë, yndyrnat, proteinat, karbohidratet dhe acidet nukleike shpërbëhen me ndihmën e këtyre organeleve.

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 që kanë një membranë. Ky organoid është dy llojesh: rrjetë i ashpër dhe i lëmuar. E para ndryshon në atë që ribozomet janë ngjitur në membranën e saj, e dyta nuk ka një veçori të tillë. 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. Gjithashtu, retikulumi endoplazmatik kryen funksionin e transportit të substancave nëpër qelizë.

citoskelet

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 organet e lëvizjes në organizmat më të thjeshtë, si ciliat, klamidomonas, euglena etj. Mikrofilamentet e aktinës luajnë edhe rolin e një skele. 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 fiksojnë bërthamën dhe organelet e tjera në një pozicion të përhershëm.

Qendra e Qelizës

Përbëhet nga centriolet, të cilat kanë formë si një cilindër i zbrazët. Muret e tij përbëhen 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 informacione për të gjithë organizmin, për vetitë e tij, për 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. Kromatina është gjithashtu e pranishme këtu - forma ndërfazore e ekzistencës së kromozomeve. Gjatë ndarjes së qelizave, ajo kthehet nga gunga në struktura në formë shufre.

nukleolus

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 më karakteristike për asnjë organizëm. Këto përfshijnë vakuola dhe plastide.

Vakuola

Ky është një lloj rezervuari ku ruhen lëndët ushqyese rezervë, si dhe mbetjet që nuk mund të nxirren jashtë 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.

plastide

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

Kloroplastet

Këto janë organelet më të rëndësishme të qelizës bimore. Falë tyre kryhet fotosinteza, gjatë së cilës qeliza merr lëndët ushqyese që i nevojiten. lëndë ushqyese. Kloroplastet kanë dy membrana: të jashtme dhe të brendshme; matricë - një substancë që mbush hapësirën e brendshme; ADN dhe ribozomet e veta; kokrra niseshteje; kokrra. Këto të fundit përbëhen nga pirgje tilakoidësh me klorofil të rrethuar nga një membranë. Është në to që zhvillohet 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 ngjyrosen në një ngjyrë të caktuar, gjë që u lejon atyre të tërheqin insekte pjalmuese.