7. Цитоплазма

Цитоплазма. Цитоплазма - жасуша қабықшасының астындағы, ядроның сыртын қршаған қоймалжың зат. Онда әртүрлі құрылсты және түрлі қызмет атқаратын барлық жасушаларға тән органоидтер – митохондриялар, Гольджи аппараты, рибосомалар, эндоплазмалық тор, лизосомалар болады. Басқа оргноидтер – жасуша орталығы, пластидтер, миофибрилер, жиырлыш жіпшілер, кірпікшілер кейбір жасушаларға тән. Органодтерін алып тастағанда қалғаны гиалоплазма болады. Цитоплазманың құрамы, негізінен, нәруыз бен липидтерден және аз мөлшерде көмірсулардан тұрады.

Сонымен бірге жасуша цитоплазмасында да кейде ядрода әлсін – әлсін түзіліп отыратын түйршіктер (гранула) мен сұйық күйінде болатын вакуольдер бар. Тіршілік процесінде зат алмасуға байланысты нәруыз түйіршіктері, пигменттер, секрециялық заттар түзіледі. Қор заттары – гликоген, май тамшылары жиналады.

Жасушаның құрылымдық негізі – Плазмалық мембраналар. Олар екі қатар липидтерден тұрады. Әрқайсысының сыртқы бетіне әртүрлі тереңдікте көп мөлшерде түрлі нәруыз молекулалары еніп орналасады (5 – сурет).

Барлық жасушалардың цитоплазмасының сыртында беріктік, жиырылғыш қасиеті бар мембрана – плазмалемма болады. Сол арқылы сыртқы ортадан оқшауланады. Плазмалемма өсінділер түзіп, кейде ішке қарай иіліп, сонымен бірге ондағы макромалекулалар да толқын тәрізді қозғалыста болады. Мембранадағы майда саңылаулар арқылы ферменттердің қатысуымен иондар мен ұсақ молекулалар ішке өтеді. Заттардың өтуі энергия жұмсау арқылы да жүреді. Мысалы, асхана қызылгасының тамыржемісінің жасушаларындағы пигмент оны суға салып қойғанымен, сыртқа шықпайды. Калий иондары мембраналы қабықшасы – плазмалемма жартылай өткізгіш болып есептеледі.

5 – сурет. Плазмалық мембрана құрылысының сызбасы.

Сонымен бірге ццитоплазманың сыртқы мемьранасы арқылы пиноцитоз және фагоцитоз жолымен коректік заттар жасушаға өтеді. Мембрана ішке иіліп, шеттері қосылып Жасушааралық сұйықтықты қабылдауы фагоцитоз деп аталады.

Цитоплазмалық мембрана көпжасушалы организмдердің жасушаларын өсінділілер, қатпарлар түзу арқылы бір – бірімен байланыстырып тұрады. Өсімдіктердің цитоплазмалық мемебранасыныңсыртында целюлозалы қабықшасы болады. Ондағы көптеген саңылаулардан өтетін эндоплазмалық тордың түтікшелері арқылы жасушалар бір – бірімен байланыста болады. Мұндай қабықша жануарлар жасушаларында түрінде болмайды.

Жануарлардың цитоплазмалық мембранасының сыртында жасуша қабықшасы – гликокаликсі болады. Оның қалыңдығы, химиялық құрамы әртүрлі. Адамның жүрегі мен бүйрегінің жасуша қабықшасы гликокаликсі мембранаға сіңген гликопротеидтер мен гликолипидтер түрінде болады.

Митохондриялар. Барлық эукариотты организмдердің жасушаларында митохондриялар болады. Олардың пішіні – шар, сопақша, цилиндр, жіп тәрізді. Ұзындығы – 7мкм. Кейде – 15 – 20 мкм, ені – 0,2 – 1 мкм, кейде 7 мкм болады. Құрамында ДНҚ болуына байланысты бөліну арқылы көбейеді.

Митохондриялардың сыртында екі қабаттан тұратын мембраналы қабықшасы болады. Сыртқысының беті тегіс, ішкісі қатпарланып криста криста түзеді. Оның бетінде энергия алмасуға қатысатын көптеген ферменттер орналасқан. Ішінде матрикс деп аталатын сұйқтық болады (6 – сурет).

6 – сурет. Митохондрияның құрылысы.

Митохондрияларға мономерлерге айналған (мысалы, нәруыздың мономері – аминақышқылдар) коректік заттар түседі. Сол жерде тыныс алу кезінде түскен оттектің қатысуымен тотығады (“ жанады ”) да, құрамындағы энергия босап шығады. Энергия жасушаға таралады да, қажетті химиялық реакциялардың бәріне қатысады. Артығы АТФ күйінде қорға жиналады. Сондықтан митохондриялар жасушаның энергия көзі болып табылады.

Эндоплазмалық тор – эукариотты жасушаларда болатын мембранадан түзілген түтікшелер (каналшалар), қоймалар жүйесі.

Прокариотты жасушаларда эндоплазмалық тор болмайды. Бұл жүйе зат алмасу қарқынды жүретін жасушаларда жақсы жетіліп, орта есеппен оның 30 – 50% - ын қамтиды.

Тегіс және түйіршікті эндоплазмалық тор болады. Тегісінің бетінде рибосомалар болмайды да, онда липидтер мен көмірсулар синтезделеді. Тегіс эндоплазмалық тор май бездерінде, гликогенді синтездейтін бауыр жасушаларында, қоректік заттарға бай өсімдік тұқымдарында болады. Түйіршікті эндоплазмалық тордың түтікшелері. Қоймаларының сыртында аминақышқылдардан нәруызды синтездейтін органоид – рибосомалар орналасады. Сондықтан түйірщікті деп аталады.

Эндоплазмалық тордың түтікшелері арқылы органоидтер өзара, ал жасушалар бір – бірімен байланысып, нәруыздар, қанттар, майлар тасымалданады. Мембраналарында орналасқан ферменттер жасушаның тіршілік әрекетін қамтамасыз етеді. Рибосомалар – майлар шар тәрізді, диаметрі – 15,0 – 35,0 нм денешіктер. Жасушада шамамен 0,5 млн рибосома болады. Әрқайсысы нәруыздан және РНҚ – дан тұрады. Рибосомалық РНҚ ядрошықта түзіліп, ядродан цитоплазмаға шығады. Цитоплазмада рибосома бос кұйінде немесе эндоплазмалық тордың сыртқы бетіне орналасады. Рибосомалар топталып, полисомалар түзіп, аминақышқылдардан нәруызды синтездейді (7 – сурет).

7 – сурет. Рибосома құрылысының сызбанұсқасы: 1 – Кіші суббірлік. 2 – а - РНҚ. 3 – т – РНҚ. 4 – аминқышқыл. 5 – үлкен сүббірлік. 6 – эндоплазмалық тордың мембранасы. 7 – синтезделіп жатқан полипептидтік тізбек.

Гольджи аппараты. Гольджи аппараты тегіс эндоплазмалық тордан түзілген бір – бірімен байланыспаған бірнеше қоймадан және көпіршіктерден тұрады (8 – сурет).

Оларға эндоплазиалық тордың түтікшелерінде түзілген нәруыздар, полисахаридтер, майлар, ферменттер жинақталып, секрециялық заттарға айналып тасымалданады. Қоймалардың шетіндегі саңылауларынан көпіршіктер күйінде бөлініп, секрециялық заттар жасушаға таралады. Өсімдіктерде жасушаның қабықшасын, цитоплазманың сыртқы мембранасы түзеді. Тамырдың ұшын ылғалдап тұратын секрециялық заттар бөлінеді.

Лизосомалар (грекше lysis – ыдырау, еру) – ұсақ, ұзындау келген, диаметрі – 0,2 – 0,8 мкм, сыртқы қабат мембранамен қапталған денешіктер. Нәруыздарды, нуклеин қышқылдарын, полисахаридтерді, липидтерді ыдырататын ферменттерге толы болады. Ескірген органоидтерді де ыдыратып жібереді. Лизосомалар эндоплазмалық торданнемесе Гольджи аппаратынан түзіледі. Олар пиноцитозды, фагоцитозды қуыстарға жақындап келіп, қорыту фрменттерін құяды (9 – сурет).

8. Жасуша қабықшасы

9. Жасушаның бөлінуі

10. Жасушадағы зат алмасу

11. Жасушадағы энергия алмасу

12. Организмдердің өздігінен реттелуі. Гомеостаз

13. Жасуша теориясының ашылуы

Жасуша теориясы дегеніміз-тіршіліктің негізін құрайтын жасушалардың құрылымы,көбеюі және көпжасушалы ағзаларды қалыптастырудағы қызметі туралы жинақталған ұғым. Жасуша теориясының даму тарихы 300 жылға созылды. Оны зерттеуде әр түрлі оптикалық әдістердің дамуы микроскоптың жетілдірілуіне негізделді. Алғашқы микроскопты 17 ғасырда ағылшын физигі Роберт Гук (1635 - 1703ж.) жасаған. Ол микроскоппен 1662 жылдан бастап түрлі объектілерді: тығын шұрықтарын (пораларын), қымыздық, қамыс және басқалардың ішкі қуыстарын көрді. Гуктің микроскопы қаралатын затты жүз еседен астам ғана үлкейтіп көрсететін болған. Роберт Гук өсімдіктерді микроскоп арқылы қарап отырып, олардың ұлпаларынан ара ұясы тәрізденген құрылысты тапқан. Ол осы ұяларды грек сөзімен “целлюл-ла“ - “жасуша” деп атады. Бұл жерде Роберт Гук тіршілігін жойған жасушалардың ұяшығын ғана көрген еді.

17 ғасырдың 70-жылдарынан бастап голландық Антони Ван Левенгук объектіні үш есе үлкейтетін микроскоп жасап, оның көмегімен судағы біржасушалы ағза - кірпікшелі кебісшені тұңғыш рет көрді.

Тірі жасушаны алғаш рет 1839 жылы чех ғалымы Ян Пуркинье көрген еді. Ол жасушаның ішіндегі сұйықты протоплазма немесе алғышқы плазма деп атады. Қазір протоплазма тек тарихи дерек ретінде ғана пайдаланылады, оны ғылыми тілде цитоплазма дейді.

Протоплазма дегеніміз - жасуша ішіндегі сұйықтық пен ядро. Роберт Броун жасуша протоплазмасының тұрақты бөлігі - ядроны ашты. 19 ғасырдың басында жануарлар мен өсімдіктердің жасушалары кеңінен зерттеліп, олардан алынған мағлұматтар 1838 - 1939 жж. ботаник Маттиас Шлейден мен зоолог Теодор Шваннға жасушалардың құрылысы туралы ортақ қортынды жасауға мүмкіндік берді. Олардың тұжырымдауы бойынша, өсімдіктер мен жануарлар жасушаларының құрылыстары өте ұқсас және тіршіліктің дербес иесі екендігі, тірі ағзаның ең ұсақ бірлігі, сонымен қатар жасушасыз тіршілік болмайтындығы туралы ғылымға дұрыс түсінік берді. Осыдан кейін жасушаның тіршілік үшін маңыздылығы терең және жан - жақты зерттеле бастады. Мәселен, 1858 жылы Рудольф Вирхов әрбір жасуша өзіндей жасушаның бөлінуі арқылы пайда болатынын анықтады. Карл Бэр сүтқоректілердің жұмыртқа жасушасын ашып, көп жасушалардың дамуы бір жасушадан басталатынын және аталық сперматозоид пен аналық жұмыртқа қосылғанда, зигота түзетінін анықтады. К. Бэрдің бұл жаңалығы жасушалардың ағза дамуындағы маңызын дәлелдеді.Тірі ағзалар жасушаларының химиялық құрамы мен зат алмасуының ұқсастығының ашылуы жасуша теориясын дамытып, барлық органикалық әлемнің шығу тегі мен эволюциялық дамуының бірыңғай екенін дәлелдей түсті.

Сонымен жасуша теориясының негізгі қағидалары төмендегідей:

1) жасуша - барлық тірі ағзалардың ең кіші негізгі өлшемі;

2) әр түрлі ағза жасушаларының құрылысы, химиялық құрамы, зат алмасуы және негізгі тіршілік әрекеттері ұқсас;

3) жасушалар бастапқы (аналық) жасушаларының бөлінуі арқылы пайда болады. Атқаратын қызметі мен құрылысына қарай жасушалардың пішіні алуан түрлі болып келеді.

Ағзалар жасушаларының құрылысына қарай екі топқа бөлінеді. Оның бір тобына құрылысы өте қарапайым болып келетін бактериялар мен көк-жасыл балдрлар жатады. Олардың толық қалыптасқан ядросы болмайды, бұларды прокариоттар деп атайды. Ағзалардың екінші тобына ядро және арнаулы қызмет атқаратын органоидтары болады. Мұндай ағзаларды эукариоттар деп атайды. Эукариоттарға біржасушалы жасыл балдырлар, қарапайымдар, жоғары дәрежелі гүлді өсімдіктер және сүтқоректі хайуанаттар, т.б. жатады.

Ал вирустар-тіршіліктің жасушасыз ерекше пішіні. Қорта келгенде,жасуша теориясы ”жасушаның“ барлық тірі ағзалар құрылымының бірлігі екенін, жануарлар мен өсімдіктер жасушаларының өзара ұқсас екенін толық дәлелдейді. Бұл ұқсастық бүкіл тірі ағзалардың шығу тегінің бір екенін айқындай түсті. Жасуша теориясы тіршілікті материалистік тұрғыдан түсінуге, ағзалар арасындағы эволюциялық байланысты ашуға негіз болды.

Жасушаны зерттейтін ғылымды цитология деп атайды (грек-ше “цитос” - жасуша, ”логос“ - ғылым). Цитология ғылымы біржасушалы, көпжасушалы ағзалар жасушасының құрылысын, құрамын және қызметін зерттейді. Ал жасуша бүкіл тірі денелердің ең қарапайым құрылысын, қызметін және дамуын сипаттайды. Сондықтан да цитологияның зерттейтін құрылыстары мен заңдылықтары цитология, тәнтану, эмбриология, физиология, генетика, биохимия, молекулалық биология және т.б. ғылым негіздерінің қалануына жол ашты.

Цитология бөлімі-цитохимия пәні жасушаның химиялық құрамының құрылысын, олардың түзілуін, жасушадағы таралуы мен белсенділігін және оның қызметінің өзгеруіне байланысты химиялық қосылыстардың өзгеріп отыруын зерттейді.

Цитхимияның негізгі жетістіктерінің бірі - нуклеин қышқылдарының ақуыз молекуласын синтездеудегі генетикалық рөлін анықтау. Жасушаның белсенді қызметіне байланысты ақуыздың өзгеріске ұшырау себептерін және олардың зат айналымындағы рөлін зерттеу де цитохимияның үлесіне тиеді. Бұдан біз цитология ғылымының көп саланы қамтитынын байқаймыз. Өзінің даму бағытында цитология тек биологиямен ғана емес, сонымен қатар медицина, ауылшаруашылық, химия, физика, математика және т.б. ғылымдармен де тығыз байланысты. Бұл ғылымдардың жетістіктері мен әдістері цитологиялық зерттеулерде кең көлемде қолданылады.Сондай-ақ цитологияның жетістіктері көптеген ғылымның негізін салуда маңызды рөл атқарады.

Ч.Дарвиннің эволюциялық теориясының жасалуы алдында ағзаның жасушалы құрылысты екендігі туралы өте маңызды жаңалық ашылған болатын. Осы ашылған жаңалық органикалық дүние бірлігінің өте нанымды дәлелінің бірі болды. Осындай дәлелді өсімдіктер мен жануарлардың жасуша құрылымының ұқсастықтарынан да көруге болады. Жасуша теориясының ашылуы.

Пайдыланылған әдебиеттер