ინფორმაცია

ბიოლოგია – უჯრედი

უჯრედი

უჯრედი წარმოადგენს სიცოცხლის უმცირეს ერთეულს. უჯრედებს ყოფენ ორ ნაწილად: ბირთვიანი ანუ ეუკარიოტი და უბირთვო ანუ პროკარიოტი. ეუკარიოუტი ორგანიზმები შედგებიან სამი ძირითადი ნაწილისაგან: პლაზმური მემბრანა, ციტოპლაზმა და ბირთვი. პლაზმური მემბრანა წარმოდგენილია ფოსფოლიპიდებით, რომელთაც გააჩნიათ ორი მნიშვნელოვანი უბანი: ჰიდროფილური ანუ წყლის მოყვარული თავები და ჰიდროფობული ანუ წყლის მოშიში კუდები. ისინი ქმნიან ორ შრეს (ბიშრე) რომლის ცენტრალურ ნაწილს წარმოადგენენ ჰიდროფობული კუდები, ხოლო გარეთა ნაწილებს ჰიდროფილური თავბი. პლაზმური მემბრანა უნარჩუნებს უჯრედს გაურკვეულ ფორმასა და მოცულობას (ჰიდროფობული კუდები ხელს უშლიან წყლის მიმოცვლას უჯრედსა და გარემოს შორის) და აგრეთვე იცავს გარემო ფაქტორებისაგან. პლაზმური მემბრანის შემადგენლობაში ლიპიდების გარდა ასევე ვხვდებით ცილებს რომლებსაც ორ ძირითად ნაწილად ვყობთ: ზედაპირული ცილები და ინტეგრალური ანუ გამჭოლი ცილები. ინტეგრალური ცილები მონაწილეობენ სხვადასხვა ნივთიერებათა ტრანსპორტირებაში. განარჩევენ უჯრედული ტრანსპორტის ორ ფორმას აქტიური ტრანსპორტი და პასიური ტრანსპორტი. პასიური ტრანსპორტი ხდება მარტივი დიფუზიის მეშვეობით – ნივთიერებებ ი გადაადგილდებიან მაღალი კონცენტრაციის არიდან დაბალ კონცენტრაციის არეში. ამაში მათ ხელს უწყობენ ცილები რომლებიც ატარებენ ასეთ ნივთიერებებს. აქტიურ ტრანსპორტში ვხვდებით სპეციალურ ცილა-ტუმბოებს, რომლებიც შერჩევითად გადაიტანენ ნივთიერებას გარემოდან უჯრედში ან პირიქით. ხშირად ნივთიერების გადატანა ხდება გრადიენტის საწინააღმდეგოდ. ცილა ტუმბო მუშაობისას მოიხმარს ენერგიას, ამიტომაც ასეთი ტიპის ტრანსპორტს ვუწოდებთ აქტიურ ტრანსპორტს.

ციტოპლაზმა

ციტოპლაზმა არის ბლანტი სითხე, რომელიც ამოავსებს პლაზმური მემბრანის შიგნით არსებულ სივრცეს. მასში არის მოთავსებული ბირთვი და უჯრედის ცხოველქმედებისათის აუცილებელი სხვა ორგანოიდები: მიტოქონდრია, რიბოსომები, ლიზოსომები, გოლჯის კომპლექსი, ენდოპლაზმური ბადე, ცენტრიოლები.

მიტოქონდრია წარმოადგენს ორმაგი მემბრანით დაფარულ ორგანოიდს. მისი გარეთა მემბრანა გლუვია, ხოლო შიგნითა დანაოჭებული, შგნითა მემბრანის ნაოჭებს კრისტები ეწოდებათ. კრისტებზე მიმდინარეობს ენერგიით მდიდარი ნივთიერების ატფ_ის სინთეზი. ამიტომაც მიტოქონდრიას უჯრედის „ენერგეტიკულ ქარხანას“ უწოდებენ. მიტოქონდრია იმით გამოირჩევა სხვა ორგანოიდებისაგან, რომ იგი შეიცავს საკუთარ დნმ_ს და დამოუკიდებლად შეუძლია რამოდენიმე ცილის სინთეზი.

რიბოსომები წარმოადგენენ ყველაზე მცირე ზომის ორგანოიდებს უჯრედში. ისინი შედგებიან ორი სუბერთეულისაგან. არ გააჩნიათ მემბრანა და მათ მთავარ ფუნქციას წარმოადგენს ცილის ბიოსინთეზი. რიბოსომების წარმოიქმნებიან ბირთვაკებში. ისინი მოთავსებულნი არიან ხორკლიან ენდოპლაზმურ ბადეზე ან ქმნიან მცირე ჯგუფებს ციტოპლაზმაში რომელსაც პოლისომა ეწოდება

ენდოპლაზმური ბადე მოთავსებულია ბირთვის გარშემო. განარჩევენ ორი ტიპის ენდოპლაზმურ ბადეს – გლუვი და ხორკლიანი. გლუვზე მიმდინარეობს ნახშირწყლების სითეზი, ხოლო ხორკლიანზე ცილების. ენდოპლაზმური ბადის მთავარ ფუნქციას წარმოადგენს ნივთიერებათა ტრანსპორტი

გოლჯის კომპლექსი მდებარეობს ბირთვთან ახლოს. იგი შედგება ტომსიკებისა და არხებისაგან. მის მთავარ ფუნქციას წარმოადგენს ნივთიერებათა დამარაგება და გარდაქმნა. აგრეთვე იგი წარმოქმნის ლიზოსომებს.

ლიზოსომა არის ერთი მემბრანით დაფარული ბუშტუკი, რომლის შიგნითაც მოთავსებულლია დიდი რაოდენობით ფერმენტები. იგი მონაწილეობს უჯრედში მოხვედრილი ნივთიერებების დაშლაში.

ცენტრიოლები მდებარეობენ ბირთთვთან ახლოს და ერთმანეთის მიმართ ადგენენ 90 გრადუსიან კუთხეს. მათი მთავარი ფუნქციაა გაყოფის თითისტარა კომპლექსის წარმოქმნა მიტოზში.

ბირთვი

ბირთვი დაფარულია ორმაგი მემბრანით, რომელშიც ვხვდებით დიდი რაოდენობით ფორებს. მათი საშუალებით ხდება ნივთიერებათა ცვლა. ბირთვის შიგთავსს წარმოადგენს ბირთვის წვენი ბირთვაკი და ქრომოსომები. ქრომოსომა არის ცილისა და დნმ_ის ერთობლიობისაგან შემდგარი კომპლექსი. დნმ არის პოლინუკლეოტიდური ორი ჯაჭვისაგან შემდგარი მოლეკულა, რომელიც შეიცავს მემკვიდრულ ინფორმაციას. იგი შედგება 4 განსხვავებული ნნუკლეოტიდისაგან: ადენინი, თიმინი, გუანინი და ციტოზინი. ისინი ჯჭვებს შორის ერთმანეთს უკავშირდებიან კომპლემენტარობის პრინციპით: ადენინი – თიმინი და გუანინი – ციტოზინი. ჯაჭვებს შორის ვხვდებით წყალბადურ ბმას ხოლო ერთ ჯაჭვში – კოვალენტურს. დნმ_ს გააჩნია რეპლიკაციის ანუ გაორმაგების უნარი. ფერმენტი ჰელიკაზა ყოფს ჯაჭვებს შორის არსებულ ბმებს, თავისუფლად არსებული ნუკლეოტიდები კომპლემენტარობის პრინციპით შეუერთებიან თავიანთ წყვილებს რის შემდეგაც დნმ-პოლიმერეაზა მათ შორის წარმოქმნის წყალბადურ ბმებს. რეპლიკაციის შედეგად მიიღება ორი იდენტური დნმ_ის მოლეკულა.

რნმ

რნმ ისევე როგორც დნმ მიეკუთვნება ნუკლეინის მჟავებს. თუმცა მათ შორის მაინც არის სხვაობა:

  1. დნმ ორ ჯაჭვიანია ხოლო რნმ ერთ ჯაჭვიანი
  2. დნმ შეიცავს დეზოქსირიბოზას ხოლო რნმ რიბოზას
  3. დნმ_ის შემადგენლობაში ვხვდებით ნუკლეოტიდ თიმინს ხოლო რნმ_ში იგი ჩანაცვლებულია ნუკლეოტიდ ურაცილით.

განასხვავებენ 3 ტიპის რნმ_ს: რიბოსომული, სატრანსპორტო და ინფორმაციული. რიბოსომული რნმ მონაწილეობს რიბოსომიშ შექმნაში. სატრანსპორტო რნმ_ს აქვს სამყურას ფორმა და გააჩნია ორი მნიშვნელოვანი უბანი: ამინომჟავის დამაკავშირებელი უბანი და ანტიკოდონი. მისი მთავარი ფუნქციაა ამინომჟავების ტრანსპორტირება ცილის ბიოსინთეზის პროცესში. ინფორმაციული რნმ მონაწილეობის ინფორმაციის ტრანსპორტირებაში დნმ_დან ციტოპლაზმაში.

ცილის ბიოსინთეზი

ცილის ბიოსინთეზი რთული პროცესია რომელიც ორ ნაწილად იყოფა: ტრანსკრიფცია ანუ გადაწერა და ტრანსლაცია ანუ გადათარგმნა. ტრანსკრიფცია გულისხმობს დნმ_დან მნიშვნელოვანი ინფრომაციის გადაწერას ინფორმაციულ რნმ_ზე. ცილა შედგება ამინომჟავებისაგან. ადამიანის ორგანიზმში გვაქვს 20 განსხვავებული სახის ამინომჟავა. 4 ნუკლეოტიდი ვერ მოახერხებდა 20 ამინომჟავას თანმიმდევრობისა და რაოდენობის განსაზღვრას. არსებობს სპეციალური გენეტიკური კოდი – 3 ნუკლეოტიდი ერთად ქმნის 1 ტრიპლეტს ანუ კოდონს. კოდონი არის დნმ_ს უბანი რომელიც შეიცავს ინფორმაციას ერთი ამინომჟავის შესახებ. ადამიანში სულ ვხვდებით 64 კოდონს. აქედან 1 სტარტკოდონია რომელიც იწყებს ცილის სინთეზს და 3 სტოპ კკოდონი, რომლებიც ასრულებენ ცილის სინთეზს. ტრანსკრიფციის დასრულების შემდეგ ინფორმაციული რნმ მიემართება ციტოპლაზმაში სადაც უერთდება რიბოსომას და იწყება ტრანსლაცია ანუ ცილის ბიოსინთეზის პროცესი. ტრანსლაციაში ინფორმაციული რნმ_ს და რიბოსომის გარდა მონაწილეობას იღებს სატრანსპორტო რნმ_ც. იგი ანტიკოდონით ამოიცნობს კომპლემენტარულ კოდონს უერთდება მას და თავის მიერ მოტანილ ამინომჟავას ჩართავს ცილის წარმოქმნის პროცესში. ტრანსლაციას სრულდები სტოპ კოდონით რომელიც გამოდევნის რიბოსომადან ცილას ციტოპლაზმაში.

უჯრედის სასიცოცხლო ციკლი

უჯრეიდს სასიცოცხლო ციკლი იყოფა ორ ნაწილად – ინტერფაზა და მიტოზი. ინტერფაზა უფრო ხანგრძლივად მიმდინარე ფაზაა რომელიც შედგება სამი ნაწილისაგან: G1, S, G2. G1 ფაზას პრესინთეზური ფაზა ეწოდება და ამ დროს მიმდინარეობს უჯრედის მზადება დნმ_ს რეპლიკაციისათვის. S  ფაზას სინთეზური ფაზა ეწოდება და აქ ხდება დნმ_ს რეპლიკაცია. ხოლო საბოლოო ფაზას წარმოადგენს პოსტსინთეზური ფაზა და ამ დროს უჯრედი ემზადება გაორმაგებისათვის. ამის შემდგომ იწყება მიტოზი. მიტოზი იყოფა 4 ნაწილად: პროფააზა, მეტაფაზა, ანაფაზა და ტელოფაზა. პროფაზა მათგან ყველაზე ხანგრძლივად მიმდინარე ფაზაა. ამ დროს ხდება: ქრომოსომების სპირალიზაცია, ბირთვის გარსის რღვევა, ბირთაკის გაქრობა, ქრომოსომების გადაადგილება ციტოპლაზმაში, ცენტრიოლების გადაადგილება პოლუსებისაკენ და გაყოფის თითისტარა კომპლექსის წარმოქმნა. მეტაფაზა – ქრომოსომები ლაგდებიან ეკვატორზე, თითისტარა ძაფები ემაგრებიან ქრომატიდებს. ანაფაზაში ქრომატიდები გადააგილდებიან საპირისპირო პოლუსებისაკენ. ტელოფაზაში ხდება ბირთვის გარსის აღდგენა, ქრომოსომების დესპირალიზაცია, ბირთვაკის გაჩენა და საბოლოოდ ციტოკინეზი – ციტოპლაზმის ორად გაყოფა. მიტოზის შედეგად მიიღება ორი იდენტური უჯრედი, რომლებსაც გააჩნიათ ერთნაირი ქრომოსომული ნაკრები.

ციტოლოგია, უჯრედული თეორია

მეცნიერებას, რომელიც შეისწავლის უჯრედის აგებულებას, ციტოლოგია ეწოდება

უჯრედი აღმოაჩინა რობერტ ჰუკმა მეჩვიდმეტე საუკუნის სამოციან წლებში. მოგვიანებით ლევენჰუკმა აღმოაჩინა მიკროორგანიზმები და ერითროციტები და სპერმატოზოიდებიც აღწერა.

უჯრედი არის აგებულების, განვითარებისა და ფუნქციონირების ელემენტარული ერთეული. ეს არის უჯრედული თეორიის ძირითადი დებულებები, რომელიც ჩამოაყალიბა შლეიდენმა და შვანმა, ხოლო შემდეგში გაამდიდრა ბერმა და ვირხოვმა.

თანამედროვე უჯრედული თეორია მოიცავს შემდეგ დებულებებს:

  1. უჯრედი ყველა ცოცხალი ორგანიზმის აგებულებისა, ცხოველქმედების, ზრდისა განვითარების ძირითადი ერთეულია. (ცოცხალის უმცირესი ერთეული);
  2. ყველა ერთუჯრედიანი და მრავალუჯრედიანი ორგანიზმების უჯრედები მსგავსია (ჰომოლოგიურია);
  3. უჯრედი მრავლდება გაყოფის გზით;
  4. რთულ მრავალუჯრედიან ორგანიზმებში უჯრედები სპეციალიზდება მათ მიერ შესრულებული ფუნქციების მიხედვით და წარმოიქმნება ქსოვილები.
  5. უჯრედი ერთიანი სისტემაა, რომელიც შედგება ერთმანეთთან დაკავშირებული მრავალი ელემენტისგან;
  6. მრავალუჯრედიანი ორგანიზმის ყველა უჯრედს ერთნაირი გენების რაოდენობაა აქვს, მაგრამ სხვადასხვა უჯრედში ამ გენების სხვადასხვა ნაკრებია გააქტიურებული, ეს განაპირობებს ამ უჯრედების მორფოლოგიურ და ფუნქციონალურ განსხვავებებს. 

უჯრედული და გენური ინჟინერია

გენეტიკური მიღწევების ბაზაზე ჩამოყალიბდა ახალი დარგები:
უჯრედული ინჟინერია და გენური ინჟინერია, რომლებიც მიზნად ისახავენ უჯრედებისა და დნმ-ს მოლეკულების გამოყენებით უხვმოსავლიანი ჯიშების გამოყვანას.

გენეტიკა და მედიცინა
მემკვიდრული დაავადებების განკურნება თითქმის შეუძლებელია, მაგრამ გენეტიკური ცოდნის საფუძველზე შესაძლებელია შესაბამისი ზომების მიღება, მაგ: ფენილკეტონურია, დაავადებაა, როდესაც ახალშობილი ვერ ინელებს დედის რძეს. ამ გენეტიკური დაავადების აღმოჩენის შემთხვევაში ბავშვს დედის რძეს ჩაუნაცვლებენ სხვა საკვებით.


გენმოდიფიცირებულ საკვებს ტრანსგენურს უწოდებენ.


განსხვავებები მოდიფიკაციურ და მუტაციურ ცვალებადობებს შორის

კომენტარის დატოვება

თქვენი ელფოსტის მისამართი გამოქვეყნებული არ იყო. აუცილებელი ველები მონიშნულია *