عضيات الخلية. الهيكل والوظائف. الخلايا حقيقية النواة أول الخلايا حقيقية النواة

تختلف الخلايا التي تشكل أنسجة الحيوانات والنباتات اختلافًا كبيرًا في الشكل والحجم والبنية الداخلية. ومع ذلك، فإنها تظهر جميعها أوجه تشابه في السمات الرئيسية للعمليات الحياتية، والتمثيل الغذائي، والتهيج، والنمو، والتطور، والقدرة على التغيير.

تحتوي الخلايا بجميع أنواعها على مكونين رئيسيين، يرتبطان ارتباطًا وثيقًا ببعضهما البعض - السيتوبلازم والنواة. يتم فصل النواة عن السيتوبلازم بواسطة غشاء مسامي وتحتوي على النسغ النووي والكروماتين والنواة. يملأ السيتوبلازم شبه السائل الخلية بأكملها ويتم اختراقه بواسطة العديد من الأنابيب. من الخارج مغطى بغشاء السيتوبلازم. وقد تخصصت الهياكل العضوية،موجودة بشكل دائم في الخلية، وتكوينات مؤقتة - الادراج.العضيات الغشائية : الغشاء السيتوبلازمي الخارجي (OCM)، الشبكة الإندوبلازمية (ER)، جهاز جولجي، الجسيمات الحالة، الميتوكوندريا والبلاستيدات. يعتمد هيكل جميع عضيات الغشاء على الغشاء البيولوجي. جميع الأغشية لها مخطط هيكلي موحد بشكل أساسي وتتكون من طبقة مزدوجة من الدهون الفوسفاتية، حيث تنغمس جزيئات البروتين في أعماق مختلفة على جوانب مختلفة. تختلف أغشية العضيات عن بعضها البعض فقط في مجموعات البروتينات التي تحتوي عليها.

مخطط هيكل الخلية حقيقية النواة.أ - خلية من أصل حيواني. ب - الخلية النباتية: 1 - نواة مع الكروماتين والنواة، 2 - الغشاء السيتوبلازمي، 3 - جدار الخلية، 4 - المسام الموجودة في جدار الخلية التي يتواصل من خلالها سيتوبلازم الخلايا المجاورة، 5 - الشبكة الإندوبلازمية الخشنة، ب - الشبكة الإندوبلازمية الملساء ، 7 - فجوة بينوسيتوتيك، 8 - جهاز جولجي (معقد)، 9 - الليزوزوم، 10 - شوائب دهنية في قنوات الشبكة الإندوبلازمية الملساء، 11 - مركز الخلية، 12 - الميتوكوندريا، 13 - الريبوسومات الحرة والريبوسومات، 14 - فجوة 15 - البلاستيدات الخضراء

تذكر الذكريات.تحتوي جميع الخلايا النباتية والحيوانات متعددة الخلايا والأوالي والبكتيريا على غشاء خلوي ثلاثي الطبقات: تتكون الطبقات الخارجية والداخلية من جزيئات البروتين، وتتكون الطبقة الوسطى من جزيئات الدهون. فهو يحد السيتوبلازم من البيئة الخارجية، ويحيط بجميع عضيات الخلية وهو بنية بيولوجية عالمية. في بعض الخلايا، يتكون الغشاء الخارجي من عدة أغشية متجاورة بإحكام مع بعضها البعض. في مثل هذه الحالات، يصبح غشاء الخلية كثيفًا ومرنًا ويسمح للخلية بالحفاظ على شكلها، كما هو الحال، على سبيل المثال، في الأوجلينا وأهداب النعال. تحتوي معظم الخلايا النباتية، بالإضافة إلى الغشاء، أيضًا على قشرة سليلوزية سميكة من الخارج - جدار الخلية. يمكن رؤيته بوضوح في المجهر الضوئي التقليدي ويقوم بوظيفة داعمة بسبب الطبقة الخارجية الصلبة التي تعطي الخلايا شكلاً واضحًا.

على سطح الخلايا، يشكل الغشاء نتوءات ممدودة - زغيبات صغيرة، طيات، غزوات ونتوءات، مما يزيد بشكل كبير من الامتصاص أو سطح الإخراج. بمساعدة نمو الغشاء، تتواصل الخلايا مع بعضها البعض في أنسجة وأعضاء الكائنات متعددة الخلايا، وتقع الإنزيمات المختلفة المشاركة في عملية التمثيل الغذائي على طيات الأغشية. من خلال تحديد الخلية من البيئة، ينظم الغشاء اتجاه انتشار المواد وفي نفس الوقت ينقلها بشكل فعال إلى داخل الخلية (تراكم) أو خارجها (إفراز). بسبب هذه الخصائص للغشاء، يكون تركيز أيونات البوتاسيوم والكالسيوم والمغنيسيوم والفوسفور في السيتوبلازم أعلى، وتركيز الصوديوم والكلور أقل مما هو عليه في البيئة. من خلال مسام الغشاء الخارجي، تخترق الأيونات والماء والجزيئات الصغيرة من المواد الأخرى الخلية من البيئة الخارجية. يتم اختراق الجزيئات الصلبة الكبيرة نسبيًا إلى داخل الخلية البلعمة(من الكلمة اليونانية "phago" - يلتهم، "يشرب" - خلية). في هذه الحالة، ينحني الغشاء الخارجي عند نقطة التلامس مع الجسيم إلى داخل الخلية، ويسحب الجسيم إلى عمق السيتوبلازم، حيث يخضع للانقسام الأنزيمي. تدخل قطرات المواد السائلة إلى الخلية بطريقة مماثلة؛ ويسمى امتصاصهم احتساء الخلايا(من الكلمة اليونانية "بينو" - مشروب، "سيتوس" - خلية). يؤدي غشاء الخلية الخارجي أيضًا وظائف بيولوجية مهمة أخرى.

السيتوبلازم 85٪ يتكون من الماء، 10٪ بروتينات، والباقي يمثل الدهون والكربوهيدرات والأحماض النووية والمركبات المعدنية؛ كل هذه المواد تشكل محلولًا غروانيًا يشبه في اتساقه الجلسرين. تتمتع المادة الغروية للخلية، اعتمادًا على حالتها الفسيولوجية وطبيعة تأثير البيئة الخارجية، بخصائص الجسم السائل والمرن والأكثر كثافة. يتم اختراق السيتوبلازم عن طريق قنوات مختلفة الأشكال والأحجام تسمى الشبكة الأندوبلازمية.جدرانها عبارة عن أغشية على اتصال وثيق بجميع عضيات الخلية وتشكل معها نظامًا وظيفيًا وهيكليًا واحدًا لعملية التمثيل الغذائي والطاقة وحركة المواد داخل الخلية.

تحتوي جدران الأنابيب على حبيبات صغيرة تسمى الريبوسومات.تسمى هذه الشبكة من الأنابيب الحبيبية. يمكن أن تتواجد الريبوسومات منتشرة على سطح الأنابيب أو تشكل مجمعات مكونة من خمسة إلى سبعة ريبوسومات أو أكثر، تسمى الجسيمات المتعددة.ولا تحتوي الأنابيب الأخرى على حبيبات، بل تشكل شبكة إندوبلازمية ملساء. توجد الإنزيمات المشاركة في تركيب الدهون والكربوهيدرات على الجدران.

يمتلئ التجويف الداخلي للأنابيب بمخلفات الخلية. الأنابيب داخل الخلايا، التي تشكل نظامًا متفرعًا معقدًا، تنظم حركة وتركيز المواد، وتفصل جزيئات مختلفة من المواد العضوية ومراحل تركيبها. على الأسطح الداخلية والخارجية للأغشية الغنية بالإنزيمات، يتم تصنيع البروتينات والدهون والكربوهيدرات، والتي تستخدم إما في عملية التمثيل الغذائي، أو تتراكم في السيتوبلازم كشوائب، أو تفرز.

الريبوسوماتتوجد في جميع أنواع الخلايا - من البكتيريا إلى خلايا الكائنات متعددة الخلايا. هذه أجسام مستديرة تتكون من حمض الريبونوكلييك (RNA) والبروتينات بنسب متساوية تقريبًا. من المؤكد أنها تحتوي على المغنيسيوم، الذي يحافظ وجوده على بنية الريبوسومات. يمكن أن ترتبط الريبوسومات بأغشية الشبكة الإندوبلازمية، أو مع غشاء الخلية الخارجي، أو تكون حرة في السيتوبلازم. يقومون بتخليق البروتين. بالإضافة إلى السيتوبلازم، توجد الريبوسومات في نواة الخلية. تتشكل في النواة ثم تدخل السيتوبلازم.

مجمع جولجيفي الخلايا النباتية تبدو وكأنها أجسام فردية محاطة بالأغشية. في الخلايا الحيوانية، يتم تمثيل هذه العضية بواسطة الصهاريج والأنابيب والحويصلات. تدخل منتجات إفراز الخلية إلى الأنابيب الغشائية لمجمع جولجي من أنابيب الشبكة الإندوبلازمية، حيث يتم إعادة ترتيبها كيميائيًا وضغطها ثم تمر إلى السيتوبلازم ويتم استخدامها إما بواسطة الخلية نفسها أو إزالتها منها. في خزانات مجمع جولجي، يتم تصنيع السكريات ودمجها مع البروتينات، مما يؤدي إلى تكوين البروتينات السكرية.

الميتوكوندريا- أجسام صغيرة على شكل قضيب يحدها غشائين. تمتد العديد من الطيات - cristae - من الغشاء الداخلي للميتوكوندريا، ويوجد على جدرانها إنزيمات مختلفة، والتي يتم من خلالها تصنيع مادة عالية الطاقة - حمض الأدينوزين ثلاثي الفوسفوريك (ATP). اعتمادا على نشاط الخلية والمؤثرات الخارجية، يمكن للميتوكوندريا أن تتحرك وتغير حجمها وشكلها. تم العثور على الريبوسومات والدهون الفوسفاتية والحمض النووي الريبي (RNA) والحمض النووي (DNA) في الميتوكوندريا. ويرتبط وجود الحمض النووي في الميتوكوندريا بقدرة هذه العضيات على التكاثر من خلال تكوين انقباض أو تبرعم أثناء انقسام الخلايا، وكذلك تخليق بعض بروتينات الميتوكوندريا.

الجسيمات المحللة- تكوينات بيضاوية صغيرة، يحدها غشاء وتنتشر في جميع أنحاء السيتوبلازم. يوجد في جميع خلايا الحيوانات والنباتات. تنشأ في امتدادات الشبكة الإندوبلازمية وفي مجمع جولجي، وهنا تمتلئ بالإنزيمات المحللة، ثم تنفصل وتدخل السيتوبلازم. في الظروف العادية، تقوم الليزوزومات بهضم الجزيئات التي تدخل الخلية عن طريق البلعمة وعضيات الخلايا الميتة، وتفرز منتجات الليزوزوم من خلال غشاء الليزوزوم إلى السيتوبلازم، حيث يتم تضمينها في جزيئات جديدة، وعندما ينفجر غشاء الليزوزوم، تدخل الإنزيمات إلى السيتوبلازم وتنتقل إلى السيتوبلازم. هضم محتوياته، مما يسبب موت الخلايا.

البلاستيداتتوجد فقط في الخلايا النباتية وتوجد في معظم النباتات الخضراء. يتم تصنيع المواد العضوية وتراكمها في البلاستيدات. هناك ثلاثة أنواع من البلاستيدات: البلاستيدات الخضراء، والبلاستيدات الملونة، والبلاستيدات البيضاء.

البلاستيدات الخضراء -البلاستيدات الخضراء التي تحتوي على صبغة الكلوروفيل الخضراء. توجد في الأوراق والسيقان الصغيرة والفواكه غير الناضجة. البلاستيدات الخضراء محاطة بغشاء مزدوج. في النباتات العليا، يمتلئ الجزء الداخلي من البلاستيدات الخضراء بمادة شبه سائلة، حيث يتم وضع الصفائح بالتوازي مع بعضها البعض. تندمج أغشية الصفائح المقترنة وتشكل مداخن تحتوي على الكلوروفيل (الشكل 6). في كل كومة من البلاستيدات الخضراء للنباتات العليا، تتناوب طبقات من جزيئات البروتين وجزيئات الدهون، وتقع جزيئات الكلوروفيل بينهما. يوفر هذا الهيكل متعدد الطبقات أقصى قدر من الأسطح الحرة ويسهل التقاط ونقل الطاقة أثناء عملية التمثيل الضوئي.

البلاستيدات الملونة -البلاستيدات التي تحتوي على أصباغ نباتية (أحمر أو بني، أصفر، برتقالي). وتتركز في سيتوبلازم خلايا الأزهار والسيقان والثمار وأوراق النباتات وتعطيها اللون المناسب. تتشكل البلاستيدات الخضراء من البلاستيدات البيضاء أو البلاستيدات الخضراء نتيجة تراكم الصبغات الكاروتينات.

الكريات البيض - عديم اللونالبلاستيدات الموجودة في الأجزاء غير الملونة من النباتات: في السيقان والجذور والبصيلات وما إلى ذلك. تتراكم حبيبات النشا في البلاستيدات البيضاء لبعض الخلايا، وتتراكم الزيوت والبروتينات في البلاستيدات البيضاء للخلايا الأخرى.

تنشأ جميع البلاستيدات من أسلافها - البروبلاستيدات. وكشفوا عن الحمض النووي الذي يتحكم في تكاثر هذه العضيات.

مركز الخلية,يلعب الجسيم المركزي أو الجسيم المركزي دورًا مهمًا في انقسام الخلايا ويتكون من مركزين . وهو موجود في جميع الخلايا الحيوانية والنباتية، باستثناء الفطريات الزهرية والفطريات السفلية وبعض الأوليات. تشارك المريكزات الموجودة في الخلايا المنقسمة في تكوين مغزل الانقسام وتقع عند أقطابها. في الخلية المنقسمة، يكون مركز الخلية هو أول من ينقسم، وفي نفس الوقت يتكون مغزل أكروماتيني، الذي يوجه الكروموسومات أثناء تباعدها نحو القطبين. يترك مركز واحد كل خلية من الخلايا البنت.

يوجد بها العديد من الخلايا النباتية والحيوانية المواد العضوية ذات الأغراض الخاصة: أهداب،أداء وظيفة الحركة (الأهداب، خلايا الجهاز التنفسي)، الأسواط(الخلايا وحيدة الخلية، الخلايا التناسلية الذكرية في الحيوانات والنباتات، وما إلى ذلك). الادراج -عناصر مؤقتة تنشأ في الخلية في مرحلة معينة من حياتها نتيجة لوظيفة تركيبية. يتم استخدامها أو إزالتها من الخلية. تعتبر الشوائب أيضًا مغذيات احتياطية: في الخلايا النباتية - النشا وقطرات الدهون والكتل والزيوت الأساسية والعديد من الأحماض العضوية وأملاح الأحماض العضوية وغير العضوية؛ في الخلايا الحيوانية - الجليكوجين (في خلايا الكبد والعضلات)، قطرات من الدهون (في الأنسجة تحت الجلد)؛ تتراكم بعض الشوائب في الخلايا كنفايات - على شكل بلورات، وأصباغ، وما إلى ذلك.

الفجوات -هذه تجاويف يحدها غشاء. يتم التعبير عنها بشكل جيد في الخلايا النباتية وموجودة في الأوليات. أنها تنشأ في مناطق مختلفة من الشبكة الإندوبلازمية. وينفصلون عنه تدريجياً. تحافظ الفجوات على ضغط الامتلاء، وتتركز فيها النسغ الخلوي أو الفراغي، والتي تحدد جزيئاتها تركيزها الأسموزي. من المعتقد أن المنتجات الأولية للتوليف - الكربوهيدرات القابلة للذوبان والبروتينات والبكتين وما إلى ذلك - تتراكم في صهاريج الشبكة الإندوبلازمية. تمثل هذه المجموعات أساسيات الفجوات المستقبلية.

الهيكل الخلوي . إحدى السمات المميزة للخلية حقيقية النواة هي تطور التكوينات الهيكلية في السيتوبلازم على شكل أنابيب دقيقة وحزم من ألياف البروتين. ترتبط عناصر الهيكل الخلوي ارتباطًا وثيقًا بالغشاء السيتوبلازمي الخارجي والغلاف النووي وتشكل نسجًا معقدة في السيتوبلازم. تحدد العناصر الداعمة للسيتوبلازم شكل الخلية وتضمن حركة الهياكل داخل الخلايا وحركة الخلية بأكملها.

جوهرتلعب الخلية دورًا رئيسيًا في حياتها، فبإزالتها تتوقف الخلية عن القيام بوظائفها وتموت. تحتوي معظم الخلايا الحيوانية على نواة واحدة، ولكن هناك أيضًا خلايا متعددة النوى (كبد الإنسان وعضلاته، والفطريات، والأهداب، والطحالب الخضراء). تتطور خلايا الدم الحمراء في الثدييات من خلايا طليعية تحتوي على نواة، لكن خلايا الدم الحمراء الناضجة تفقدها ولا تعيش طويلاً.

النواة محاطة بغشاء مزدوج، تتخلله المسام، والتي من خلالها ترتبط ارتباطًا وثيقًا بقنوات الشبكة الإندوبلازمية والسيتوبلازم. داخل جوهر هو الكروماتينية- أقسام حلزونية من الكروموسومات. أثناء انقسام الخلايا، تتحول إلى هياكل على شكل قضيب يمكن رؤيتها بوضوح تحت المجهر الضوئي. الكروموسومات عبارة عن مجمعات معقدة من البروتينات والحمض النووي تسمى البروتين النووي.

تتمثل وظائف النواة في تنظيم جميع الوظائف الحيوية للخلية، والتي تقوم بها بمساعدة مواد الحمض النووي الريبوزي (DNA) والحمض النووي الريبي (RNA) الحاملة للمعلومات الوراثية. استعدادًا لانقسام الخلايا، يتضاعف الحمض النووي، وأثناء الانقسام، تنفصل الكروموسومات ويتم نقلها إلى الخلايا الوليدة، مما يضمن استمرارية المعلومات الوراثية في كل نوع من الكائنات الحية.

كاريوبلازم - المرحلة السائلة للنواة، حيث توجد مخلفات الهياكل النووية في شكل مذاب

نوية- الجزء المعزول والأكثر كثافة من القلب. تحتوي النواة على بروتينات معقدة وحمض نووي ريبوزي (RNA) وفوسفات حر أو مرتبط بالبوتاسيوم والمغنيسيوم والكالسيوم والحديد والزنك وكذلك الريبوسومات. تختفي النواة قبل بدء انقسام الخلايا ويعاد تشكيلها في المرحلة الأخيرة من الانقسام.

وبالتالي، فإن الخلية لديها تنظيم جيد ومعقد للغاية. تتيح الشبكة الواسعة من الأغشية السيتوبلازمية ومبدأ الغشاء في بنية العضيات التمييز بين التفاعلات الكيميائية العديدة التي تحدث في وقت واحد في الخلية. كل تكوين من التكوينات داخل الخلايا له هيكله الخاص ووظيفته المحددة، ولكن من خلال تفاعلها فقط يكون الأداء المتناغم للخلية ممكنًا، وبناءً على هذا التفاعل، تدخل المواد من البيئة إلى الخلية، وتتم إزالة النفايات منها إلى الخارج. البيئة - هكذا يحدث التمثيل الغذائي. لا يمكن أن ينشأ كمال التنظيم الهيكلي للخلية إلا نتيجة للتطور البيولوجي طويل الأمد، حيث أصبحت الوظائف التي تؤديها تدريجيًا أكثر تعقيدًا.

أبسط الأشكال وحيدة الخلية تمثل كلاً من الخلية والكائن الحي بكل مظاهره الحياتية. في الكائنات متعددة الخلايا، تشكل الخلايا مجموعات متجانسة - الأنسجة. بدورها، تشكل الأنسجة أعضاء وأنظمة، وتتحدد وظائفها من خلال النشاط الحيوي العام للكائن الحي بأكمله.

حقيقيات النوى، أو الخلايا النووية، أكثر تعقيدًا بكثير من بدائيات النوى. يهدف هيكل الخلية حقيقية النواة إلى تنفيذ عملية التمثيل الغذائي داخل الخلايا.

البلازما

في الخارج، أي خلية محاطة بغشاء بلازمي رقيق ومرن يسمى البلازما. تحتوي البلازما على مواد عضوية موصوفة في الجدول.

أرز. 1. هيكل البلازما.

يوجد فوق البلازما في الخلية النباتية جدار خلوي يحتوي على السليلوز. يحافظ على شكل الخلايا ويحد من حركتها. الخلية الحيوانية مغطاة بالجلوكوكليكس الذي يتكون من مركبات عضوية مختلفة. وتتمثل المهمة الرئيسية للطلاءات الإضافية في الحماية.

من خلال البلازما، يتم نقل المواد ونقل الإشارات من خلال البروتينات المدمجة.

جوهر

تختلف حقيقيات النوى عن بدائيات النوى بوجود نواة - بنية غشائية، يتكون من ثلاثة مكونات:

• غشائين لهما مسام؛
• النواة - سائل يتكون من الكروماتين (يحتوي على الحمض النووي الريبي (RNA) والحمض النووي (DNA))، والبروتين، والأحماض النووية، والماء؛
• النواة - جزء مضغوط من النواة.

أرز. 2. هيكل النواة.

تتحكم النواة في جميع العمليات الخلوية وتقوم أيضًا بما يلي:

أعلى 4 مقالاتالذين يقرؤون جنبا إلى جنب مع هذا

• تخزين ونقل المعلومات الوراثية؛
• تشكيل الريبوسوم.
• تخليق الأحماض النووية.

السيتوبلازم

يحتوي السيتوبلازم في حقيقيات النوى على عضيات مختلفة تقوم بعملية التمثيل الغذائي بسبب الحركة المستمرة للسيتوبلازم (التدليك). ويرد وصفها في جدول بنية الخلية حقيقية النواة.

تتميز الخلية النباتية بوجود عضيتين خاصتين لا وجود لهما في الحيوانات:

• فجوة عصارية - يتراكم المواد العضوية، والمياه، ويحافظ على التورم؛
• البلاستيدات - اعتمادًا على الأنواع، تقوم بعملية التمثيل الضوئي (البلاستيدات الخضراء)، وتراكم المواد (البلاستيدات البيضاء)، وتلوين الزهور والفواكه (البلاستيدات الملونة).

يوجد في الخلايا الحيوانية (غير الموجودة في النباتات) جسيم مركزي (مركز خلوي) يجمع الأنابيب الدقيقة التي يتشكل منها فيما بعد المغزل والهيكل الخلوي والسوط والأهداب.

أرز. 3. الخلايا النباتية والحيوانية.

تتكاثر حقيقيات النوى بالانقسام - الانقسام أو الانقسام الاختزالي. الانقسام الفتيلي (الانقسام غير المباشر) هو سمة مميزة لجميع الخلايا الجسدية (غير الإنجابية) والكائنات النووية وحيدة الخلية. الانقسام الاختزالي هو عملية تكوين الأمشاج.

ماذا تعلمنا؟

من درس علم الأحياء للصف التاسع، تعلمنا باختصار عن بنية الخلية حقيقية النواة ووظائفها. حقيقيات النوى هي هياكل معقدة تتكون من غشاء الخلية والسيتوبلازم والنواة. يوجد في سيتوبلازم الخلية حقيقية النواة عضيات مختلفة (مجمع جولجي، EPS، الجسيمات الحالة، وما إلى ذلك) التي تقوم بعملية التمثيل الغذائي داخل الخلايا. بالإضافة إلى ذلك، تتميز الخلايا النباتية بوجود فجوة وبلاستيدات، وتتميز الخلايا الحيوانية بوجود مركز خلوي.

اختبار حول الموضوع

تقييم التقرير

متوسط ​​تقييم: 4.1. إجمالي التقييمات المستلمة: 300.

بنية الخلية

بنية الخلية

خلية بدائية النواة

بدائيات النوى(من اللات. طليعة

هيكل الكروموسوم

مخطط بنية الكروموسوم في الطور المتأخر - الطور الاستوائي للانقسام الفتيلي. 1-الكروماتيدات؛ 2-سنترومير؛ 3-كتف قصير؛ 4- كتف طويل .

الكروموسومات(اليونانية القديمة χρῶμα - اللون و σῶμα - الجسم) - هياكل البروتين النووي في نواة الخلية حقيقية النواة (خلية تحتوي على نواة)، والتي تصبح مرئية بسهولة في مراحل معينة من دورة الخلية (أثناء الانقسام أو الانقسام الاختزالي). تمثل الكروموسومات درجة عالية من تكثيف الكروماتين الموجود باستمرار في نواة الخلية. في البداية، تم اقتراح المصطلح للإشارة إلى الهياكل الموجودة في الخلايا حقيقية النواة، ولكن في العقود الأخيرة أصبحوا يتحدثون بشكل متزايد عن الكروموسومات البكتيرية. تتركز معظم المعلومات الوراثية في الكروموسومات.

من الأفضل رؤية مورفولوجيا الكروموسوم في الخلية في مرحلة الطورية. يتكون الكروموسوم من جسمين على شكل قضيب - الكروماتيدات. كلا الكروماتيدات لكل كروموسوم متطابقة مع بعضها البعض في تكوين الجينات.

يتم تمييز الكروموسومات حسب الطول. تحتوي الكروموسومات على انقباض سنترومير أو أولي، واثنين من التيلوميرات وذراعين. تتميز بعض الكروموسومات بالانقباضات الثانوية والأقمار الصناعية. يتم تحديد حركة الكروموسوم بواسطة السنترومير، الذي له بنية معقدة.

يتميز Centromere DNA بتسلسل نيوكليوتيدات مميز وبروتينات محددة. اعتمادًا على موقع السنترومير، يتم التمييز بين الكروموسومات اللامركزية وتحت المركزية والمتجاوزة.

كما ذكرنا سابقًا، تحتوي بعض الكروموسومات على انقباضات ثانوية. وهي، على عكس الانقباض الأساسي (سنترومير)، لا تعمل كموقع لربط خيوط المغزل ولا تلعب أي دور في حركة الكروموسومات. ترتبط بعض الانقباضات الثانوية بتكوين النوية، وفي هذه الحالة يطلق عليها اسم المنظمات النووية. يحتوي المنظمون النوويون على جينات مسؤولة عن تخليق الحمض النووي الريبي (RNA). وظيفة الانقباضات الثانوية الأخرى ليست واضحة بعد.

تحتوي بعض الكروموسومات اللامركزية على أقمار صناعية - وهي مناطق متصلة ببقية الكروموسوم بواسطة خيط رفيع من الكروماتين. شكل وحجم القمر الصناعي ثابتان بالنسبة لكروموسوم معين. في البشر، خمسة أزواج من الكروموسومات لها أقمار صناعية.

تسمى المناطق الطرفية للكروموسومات الغنية بالكروماتين البنيوي بالتيلوميرات. تمنع التيلوميرات نهايات الكروموسوم من الالتصاق ببعضها البعض بعد التضاعف، وبالتالي تساعد في الحفاظ على سلامتها. وبالتالي فإن التيلوميرات هي المسؤولة عن وجود الكروموسومات ككيانات فردية.

تسمى الكروموسومات التي لها نفس الترتيب الجيني متماثلة. لديهم نفس البنية (الطول، موقع السنترومير، وما إلى ذلك). تحتوي الكروموسومات غير المتجانسة على مجموعات جينية مختلفة وهياكل مختلفة.

أظهرت دراسة البنية الدقيقة للكروموسومات أنها تتكون من الحمض النووي والبروتين وكمية صغيرة من الحمض النووي الريبي. يحمل جزيء الحمض النووي شحنات سالبة موزعة على طوله بالكامل، والبروتينات المرتبطة به - الهستونات - مشحونة بشكل إيجابي. يسمى هذا المركب من الحمض النووي والبروتين بالكروماتين. يمكن أن يكون للكروماتين درجات متفاوتة من التكثيف. يسمى الكروماتين المكثف بالكروماتين المتغاير، ويسمى الكروماتين غير المكثف بالكروماتين الحقيقي. تعكس درجة تكثيف الكروماتين حالته الوظيفية. تكون المناطق المتغايرة اللون أقل نشاطًا من الناحية الوظيفية من المناطق متجانسة اللون، والتي تتمركز فيها معظم الجينات. يوجد كروماتين متغاير هيكلي، تختلف كميته باختلاف الكروموسومات، ولكنه يقع باستمرار في المناطق المحيطة بالمركز. بالإضافة إلى الهيتروكروماتين الهيكلي، هناك الهيتروكروماتين الاختياري، الذي يظهر في الكروموسوم أثناء اللف الفائق للمناطق الحقيقية اللون. يتم تأكيد وجود هذه الظاهرة في الكروموسومات البشرية من خلال التعطيل الوراثي لكروموسوم X واحد في الخلايا الجسدية للمرأة. يكمن جوهرها في حقيقة أن هناك آلية تطورية لتعطيل الجرعة الثانية من الجينات الموضعية في الكروموسوم X، ونتيجة لذلك، على الرغم من اختلاف عدد الكروموسومات X في الكائنات الحية من الذكور والإناث، فإن عدد الجينات العاملة فيهما متساويان. يتم تكثيف الكروماتين إلى الحد الأقصى أثناء انقسام الخلايا الانقسامية، ومن ثم يمكن اكتشافه على شكل كروموسومات كثيفة

حجم جزيئات الحمض النووي للكروموسومات هائل. يتم تمثيل كل كروموسوم بجزيء DNA واحد. يمكن أن تصل إلى مئات الميكرومترات وحتى السنتيمترات. من بين الكروموسومات البشرية، أكبرها هو الأول؛ يصل طول الحمض النووي الخاص بها إلى 7 سم، ويبلغ الطول الإجمالي لجزيئات الحمض النووي لجميع الكروموسومات في خلية بشرية واحدة 170 سم.

على الرغم من الحجم الهائل لجزيئات الحمض النووي، إلا أنها معبأة بكثافة في الكروموسومات. يتم توفير هذا الطي المحدد للحمض النووي الصبغي بواسطة بروتينات هيستون. توجد الهستونات على طول جزيء DNA على شكل كتل. تحتوي الكتلة الواحدة على 8 جزيئات هيستون، مما يشكل النيوكليوزوم (تكوين يتكون من خيط DNA ملفوف حول هيستون أوكتامير). حجم النيوكليوزوم حوالي 10 نانومتر. تبدو النيوكليوسومات مثل الخرز المعلق على خيط. يتم تجميع النيوكليوزومات وأجزاء الحمض النووي التي تربطها بإحكام على شكل حلزوني، ولكل دورة من هذا اللولب ستة نيوكليوسومات. هذه هي الطريقة التي يتم بها تشكيل بنية الكروموسوم.

يتم ترتيب المعلومات الوراثية للكائن الحي بشكل صارم على طول الكروموسومات الفردية. يتميز كل كائن حي بمجموعة معينة من الكروموسومات (العدد والحجم والبنية)، والتي تسمى النمط النووي. يتم تمثيل النمط النووي البشري بأربعة وعشرين كروموسومًا مختلفًا (22 زوجًا من الكروموسومات الجسدية، كروموسومات X وY). النمط النووي هو جواز سفر الأنواع. يتيح لنا تحليل النمط النووي تحديد الاضطرابات التي يمكن أن تؤدي إلى تشوهات في النمو أو أمراض وراثية أو وفاة الأجنة والأجنة في المراحل المبكرة من النمو.

لفترة طويلة كان يعتقد أن النمط النووي البشري يتكون من 48 كروموسومًا. ومع ذلك، في بداية عام 1956، تم نشر رسالة مفادها أن عدد الكروموسومات في النمط النووي البشري هو 46.

تختلف الكروموسومات البشرية في الحجم وموقع السنترومير والانقباضات الثانوية. تم تنفيذ التقسيم الأول للنمط النووي إلى مجموعات في عام 1960 في مؤتمر عقد في دنفر (الولايات المتحدة الأمريكية). كان وصف النمط النووي البشري يعتمد في الأصل على المبدأين التاليين: ترتيب الكروموسومات على طولها؛ تجميع الكروموسومات وفقًا لموقع السنترومير (ما وراء المركز، تحت المركز، مركز المركز).

يشير الثبات الدقيق لعدد الكروموسومات وتفردها وتعقيدها الهيكلي إلى أهمية الوظيفة التي تؤديها. تعمل الكروموسومات كجهاز وراثي رئيسي للخلية. أنها تحتوي على الجينات في ترتيب خطي، كل منها يحتل مكانا محددا بدقة (موضع) في الكروموسوم. هناك العديد من الجينات في كل كروموسوم، ولكن من أجل التطور الطبيعي للجسم، هناك حاجة إلى مجموعة من الجينات من مجموعة الكروموسومات الكاملة.

هيكل ووظائف الحمض النووي

الحمض النووي- بوليمر تكون مونومراته عبارة عن نيوكليوتيدات منقوعة الأكسجين. تم اقتراح نموذج للبنية المكانية لجزيء الحمض النووي على شكل حلزون مزدوج في عام 1953 بواسطة J. Watson وF. Crick (لبناء هذا النموذج استخدموا عمل M. Wilkins، R. Franklin، E. Chargaff ).

جزيء الحمض النوويتتكون من سلسلتين متعددتي النوكليوتيدات ملتوية بشكل حلزوني حول بعضها البعض ومع بعضها البعض حول محور وهمي، أي. هو حلزون مزدوج (باستثناء بعض الفيروسات التي تحتوي على الحمض النووي لها حمض نووي مفرد). يبلغ قطر الحلزون المزدوج للحمض النووي 2 نانومتر، والمسافة بين النيوكليوتيدات المجاورة 0.34 نانومتر، ويوجد 10 أزواج من النيوكليوتيدات في كل دورة من الحلزون. يمكن أن يصل طول الجزيء إلى عدة سنتيمترات. الوزن الجزيئي - عشرات ومئات الملايين. يبلغ الطول الإجمالي للحمض النووي في نواة الخلية البشرية حوالي 2 متر، وفي الخلايا حقيقية النواة، يشكل الحمض النووي مجمعات تحتوي على البروتينات ولها شكل مكاني محدد.

مونومر الحمض النووي - النوكليوتيدات (ديوكسيريبونوكليوتيد)- يتكون من بقايا ثلاث مواد: 1) قاعدة نيتروجينية، 2) سكر أحادي خماسي الكربون (البنتوز)، 3) حمض الفوسفوريك. تنتمي القواعد النيتروجينية للأحماض النووية إلى فئتي البيريميدين والبيورينات. قواعد بيريميدين الحمض النووي(لديهم حلقة واحدة في جزيئهم) - الثيمين والسيتوزين. قواعد البيورين(لها حلقتان) - الأدينين والجوانين.

النوكليوتيدات الأحادية في الحمض النووي هي ديوكسي ريبوز.

اسم النوكليوتيدات مشتق من اسم القاعدة المقابلة. يشار إلى النيوكليوتيدات والقواعد النيتروجينية بأحرف كبيرة.

تتشكل سلسلة البولينوكليوتيدات نتيجة تفاعلات تكثيف النيوكليوتيدات. في هذه الحالة، بين 3"-كربون من بقايا الديوكسي ريبوز لأحد النيوكليوتيدات وبقايا حمض الفوسفوريك في آخر، رابطة الفوسفوستر(ينتمي إلى فئة الروابط التساهمية القوية). ينتهي أحد طرفي سلسلة متعدد النوكليوتيدات بذرة كربون مقاس 5 بوصات (تسمى النهاية 5 بوصات)، وينتهي الطرف الآخر بذرة كربون مقاس 3 بوصات (نهاية 3 بوصات).

مقابل أحد سلاسل النيوكليوتيدات يوجد شريط ثانٍ. ترتيب النيوكليوتيدات في هاتين السلسلتين ليس عشوائيًا، ولكنه محدد بدقة: الثايمين يقع دائمًا مقابل الأدينين لسلسلة واحدة في السلسلة الأخرى، والسيتوزين يقع دائمًا مقابل الجوانين، وتنشأ رابطتان هيدروجينيتين بين الأدينين والثايمين، وثلاث روابط هيدروجينية. تنشأ روابط هيدروجينية بين الجوانين والسيتوزين. يُطلق على النمط الذي يتم بموجبه ترتيب النيوكليوتيدات في سلاسل الحمض النووي المختلفة بشكل صارم (الأدينين - الثيمين ، الجوانين - السيتوزين) والاتصال بشكل انتقائي مع بعضها البعض اسم مبدأ التكامل. تجدر الإشارة إلى أن J. Watson وF. Crick توصلا إلى فهم مبدأ التكامل بعد التعرف على أعمال E. Chargaff. E. Chargaff، بعد أن درس عددًا كبيرًا من عينات الأنسجة والأعضاء للكائنات الحية المختلفة، وجد أنه في أي جزء من الحمض النووي، يتوافق محتوى بقايا الجوانين دائمًا تمامًا مع محتوى السيتوزين والأدينين - الثيمين ( "قاعدة شارجاف") لكنه لم يستطع تفسير هذه الحقيقة.

ويترتب على مبدأ التكامل أن تسلسل النيوكليوتيدات في إحدى السلسلة يحدد تسلسل النيوكليوتيدات في السلسلة الأخرى.

خيوط الحمض النووي غير متوازية (متعددة الاتجاهات)، أي. توجد نيوكليوتيدات السلاسل المختلفة في اتجاهين متعاكسين، وبالتالي، فإن الطرف المقابل لسلسلة واحدة يبلغ 3 بوصة هو الطرف الآخر 5 بوصة. يُقارن جزيء الحمض النووي أحيانًا بدرج حلزوني. "درابزين" هذا الدرج عبارة عن العمود الفقري للسكر والفوسفات (مخلفات الديوكسيريبوز وحمض الفوسفوريك بالتناوب) ؛ "الخطوات" هي قواعد نيتروجينية تكميلية.

وظيفة الحمض النووي- تخزين ونقل المعلومات الوراثية.

الجبر ("الإصلاح")

تعويضاتهي عملية إزالة الضرر الذي يلحق بتسلسل نيوكليوتيدات الحمض النووي. يتم تنفيذها بواسطة أنظمة إنزيمية خاصة للخلية ( إنزيمات الإصلاح). في عملية استعادة بنية الحمض النووي، يمكن تمييز المراحل التالية: 1) تتعرف نوويات إصلاح الحمض النووي على المنطقة التالفة وإزالتها، ونتيجة لذلك يتم تشكيل فجوة في سلسلة الحمض النووي؛ 2) يملأ بوليميراز الحمض النووي هذه الفجوة، وينسخ المعلومات من الشريط الثاني ("الجيد")؛ 3) نيوكليوتيدات DNA ligase "المتشابكة" لاستكمال عملية الإصلاح.

تمت دراسة ثلاث آليات إصلاح هي: 1) الإصلاح الضوئي، 2) الإصلاح الاستئصالي أو ما قبل التكاثر، 3) الإصلاح بعد التكاثر.

تحدث تغيرات في بنية الحمض النووي في الخلية باستمرار تحت تأثير المستقلبات التفاعلية والأشعة فوق البنفسجية والمعادن الثقيلة وأملاحها وغيرها. ولذلك فإن العيوب في أنظمة الإصلاح تزيد من معدل عمليات الطفرة وتسبب أمراضًا وراثية (جفاف الجلد المصطبغ، الشياخ، إلخ.).

هيكل ووظائف الحمض النووي الريبي

الحمض النووي الريبي- بوليمر تكون مونومراته ريبونوكليوتيدات. على عكس الحمض النووي، لا يتكون الحمض النووي الريبوزي (RNA) من سلسلتين، بل من سلسلة واحدة متعددة النوكليوتيدات (باستثناء أن بعض الفيروسات التي تحتوي على الحمض النووي الريبي (RNA) تحتوي على RNA مزدوج الشريط). نيوكليوتيدات RNA قادرة على تكوين روابط هيدروجينية مع بعضها البعض. سلاسل الحمض النووي الريبي (RNA) أقصر بكثير من سلاسل الحمض النووي (DNA).

مونومر الحمض النووي الريبي - النوكليوتيدات (الريبونوكليوتيد)- يتكون من بقايا ثلاث مواد: 1) قاعدة نيتروجينية، 2) سكر أحادي خماسي الكربون (البنتوز)، 3) حمض الفوسفوريك. تنتمي القواعد النيتروجينية للـ RNA أيضًا إلى فئتي البيريميدين والبيورينات.

قواعد البيريميدين في الحمض النووي الريبي (RNA) هي اليوراسيل والسيتوزين، وقواعد البيورين هي الأدينين والجوانين. النوكليوتيدات الأحادية النوكليوتيدات RNA هي الريبوز.

تسليط الضوء ثلاثة أنواع من الحمض النووي الريبي: 1) معلوماتية(رسول) الحمض النووي الريبي - مرنا (مرنا)، 2) ينقلالحمض النووي الريبي - الحمض الريبي النووي النقال، 3) الريبوسومالحمض النووي الريبي - الرنا الريباسي.

جميع أنواع الحمض النووي الريبي (RNA) عبارة عن بولينوكليوتيدات غير متفرعة، ولها شكل مكاني محدد وتشارك في عمليات تخليق البروتين. يتم تخزين المعلومات حول بنية جميع أنواع الحمض النووي الريبي (RNA) في الحمض النووي. تسمى عملية تصنيع الحمض النووي الريبي (RNA) على قالب الحمض النووي (DNA) بالنسخ.

نقل الحمض النووي الريبيتحتوي عادة على 76 (من 75 إلى 95) نيوكليوتيدات؛ الوزن الجزيئي - 25000-30000. يمثل الحمض النووي الريبي (tRNA) حوالي 10٪ من إجمالي محتوى الحمض النووي الريبي (RNA) في الخلية. وظائف الحمض الريبي النووي النقال: 1) نقل الأحماض الأمينية إلى موقع تخليق البروتين، إلى الريبوسومات، 2) الوسيط الانتقالي. يوجد حوالي 40 نوعًا من الحمض الريبي النووي النقال (tRNA) في الخلية، كل منها لديه تسلسل نيوكليوتيد فريد. ومع ذلك، تحتوي جميع جزيئات الحمض النووي الريبي (tRNAs) على العديد من المناطق التكميلية داخل الجزيئات، والتي بسببها تكتسب جزيئات الحمض النووي الريبي (tRNAs) شكلًا يشبه أوراق البرسيم. يحتوي أي tRNA على حلقة للاتصال بالريبوسوم (1)، وحلقة مضادة للكودون (2)، وحلقة للاتصال بالإنزيم (3)، وساق مستقبلة (4)، ومضاد للكودون (5). تتم إضافة الحمض الأميني إلى نهاية 3 بوصات من الجذع المستقبل. مضاد الكودون- ثلاثة نيوكليوتيدات "تحدد" كودون mRNA. يجب التأكيد على أن الحمض النووي الريبوزي الناقل (tRNA) المحدد يمكنه نقل حمض أميني محدد بدقة يتوافق مع الكودون المضاد الخاص به. يتم تحقيق خصوصية العلاقة بين الأحماض الأمينية والحمض النووي الريبي (tRNA) بسبب خصائص إنزيم إنزيم aminoacyl-tRNA.

الريبوسوم RNAتحتوي على 3000-5000 نيوكليوتيدات. الوزن الجزيئي - 1000000 - 1500000. يمثل الرنا الريباسي (rRNA) 80-85٪ من إجمالي محتوى الحمض النووي الريبي (RNA) في الخلية. في المجمع مع بروتينات الريبوسوم، يشكل الرنا الريباسي الريبوسومات - العضيات التي تقوم بتخليق البروتين. في الخلايا حقيقية النواة، يحدث تخليق الرنا الريباسي (rRNA) في النواة. وظائف الرنا الريباسي: 1) مكون هيكلي ضروري للريبوسومات، وبالتالي ضمان عمل الريبوسومات؛ 2) ضمان التفاعل بين الريبوسوم والحمض الريبي النووي النقال؛ 3) الارتباط الأولي للريبوسوم وكودون البادئ للmRNA وتحديد إطار القراءة، 4) تكوين المركز النشط للريبوسوم.

RNAs الرسوليختلف في محتوى النيوكليوتيدات والوزن الجزيئي (من 50.000 إلى 4.000.000). يمثل mRNA ما يصل إلى 5% من إجمالي محتوى RNA في الخلية. وظائف مرنا: 1) نقل المعلومات الوراثية من الحمض النووي إلى الريبوسومات، 2) مصفوفة تخليق جزيء البروتين، 3) تحديد تسلسل الأحماض الأمينية للبنية الأولية لجزيء البروتين.

هيكل ووظائف ATP

حمض الأدينوسين ثلاثي الفوسفوريك (ATP)- مصدر عالمي ومراكم رئيسي للطاقة في الخلايا الحية. تم العثور على ATP في جميع الخلايا النباتية والحيوانية. تبلغ كمية ATP في المتوسط ​​0.04% (من الوزن الرطب للخلية)، وتوجد أكبر كمية من ATP (0.2-0.5%) في العضلات الهيكلية.

يتكون ATP من بقايا: 1) قاعدة نيتروجينية (الأدينين)، 2) سكر أحادي (الريبوز)، 3) ثلاثة أحماض فوسفورية. نظرًا لأن ATP لا يحتوي على بقايا حمض الفوسفوريك واحدة، بل ثلاثة، فهو ينتمي إلى ثلاثي فوسفات الريبونوكليوسيد.

معظم العمل الذي يحدث في الخلايا يستخدم طاقة التحلل المائي ATP. في هذه الحالة، عندما يتم التخلص من البقايا الطرفية لحمض الفوسفوريك، يتحول ATP إلى ADP (حمض الأدينوزين ثنائي الفوسفوريك)، وعندما يتم التخلص من بقايا حمض الفوسفوريك الثاني، فإنه يتحول إلى AMP (حمض الأدينوزين أحادي الفوسفوريك). يبلغ إنتاج الطاقة الحرة عند إزالة كل من البقايا الطرفية والثانية لحمض الفوسفوريك 30.6 كيلوجول. ويرافق التخلص من مجموعة الفوسفات الثالثة إطلاق 13.8 كيلوجول فقط. تسمى الروابط بين الطرف والبقايا الثانية والثانية والأولى من حمض الفوسفوريك عالية الطاقة (عالية الطاقة).

يتم تجديد احتياطيات ATP باستمرار. في خلايا جميع الكائنات الحية، يحدث تخليق ATP في عملية الفسفرة، أي. إضافة حمض الفوسفوريك إلى ADP. تحدث الفسفرة بكثافة متفاوتة أثناء التنفس (الميتوكوندريا)، وتحلل السكر (السيتوبلازم)، والتمثيل الضوئي (البلاستيدات الخضراء).

ATP هو الرابط الرئيسي بين العمليات المصحوبة بإطلاق وتراكم الطاقة والعمليات التي تحدث مع إنفاق الطاقة. بالإضافة إلى ذلك، يعتبر ATP، إلى جانب ثلاثي فوسفات الريبونوكليوسيد الآخر (GTP، CTP، UTP)، بمثابة ركيزة لتخليق الحمض النووي الريبي (RNA).

خصائص الجينات

1. السرية - عدم امتزاج الجينات.
2. الاستقرار - القدرة على الحفاظ على الهيكل.
3. القدرة - القدرة على التحور بشكل متكرر؛
4. الأليلية المتعددة - توجد العديد من الجينات في مجتمع ما في أشكال جزيئية متعددة؛
5. الولاء - في النمط الوراثي للكائنات ثنائية الصيغة الصبغية لا يوجد سوى شكلين من الجين؛
6. الخصوصية - كل جين يشفر سماته الخاصة؛
7. pleiotropy - التأثير المتعدد للجين؛
8. التعبيرية - درجة التعبير عن الجين في السمة؛
9. الاختراق - تكرار ظهور الجين في النمط الظاهري.
10. التضخيم - زيادة عدد نسخ الجين.

تصنيف

1. الجينات الهيكلية هي مكونات فريدة للجينوم، تمثل تسلسلًا واحدًا يشفر بروتينًا معينًا أو أنواعًا معينة من الحمض النووي الريبي (RNA). (أنظر أيضاً مقالة جينات التدبير المنزلي).
2. الجينات الوظيفية - تنظم عمل الجينات الهيكلية.

الكود الجيني- طريقة مميزة لجميع الكائنات الحية لترميز تسلسل الأحماض الأمينية للبروتينات باستخدام تسلسل النيوكليوتيدات.

يستخدم الحمض النووي أربعة نيوكليوتيدات - الأدينين (A)، والجوانين (G)، والسيتوزين (C)، والثايمين (T)، والتي يُشار إليها في الأدب الروسي بالأحرف A وG وC وT. وتشكل هذه الحروف أبجدية الحمض النووي الكود الجيني. يستخدم الحمض النووي الريبي (RNA) نفس النيوكليوتيدات، باستثناء الثيمين، الذي يتم استبداله بنيوكليوتيد مماثل - اليوراسيل، والذي يُشار إليه بالحرف U (U في الأدب الروسي). في جزيئات DNA وRNA، يتم ترتيب النيوكليوتيدات في سلاسل، وبالتالي يتم الحصول على تسلسل الحروف الجينية.

الكود الجيني

لبناء البروتينات في الطبيعة، يتم استخدام 20 حمضًا أمينيًا مختلفًا. كل بروتين عبارة عن سلسلة أو عدة سلاسل من الأحماض الأمينية في تسلسل محدد بدقة. يحدد هذا التسلسل بنية البروتين، وبالتالي جميع خصائصه البيولوجية. تعتبر مجموعة الأحماض الأمينية أيضًا عالمية لجميع الكائنات الحية تقريبًا.

يتم تنفيذ المعلومات الوراثية في الخلايا الحية (أي تخليق البروتين المشفر بواسطة الجين) باستخدام عمليتين مصفوفيتين: النسخ (أي تخليق mRNA على مصفوفة DNA) وترجمة الشفرة الوراثية إلى تسلسل الأحماض الأمينية (تخليق سلسلة عديد الببتيد على mRNA). تكفي ثلاث نيوكليوتيدات متتالية لتشفير 20 حمضًا أمينيًا، بالإضافة إلى إشارة التوقف التي تشير إلى نهاية تسلسل البروتين. تسمى مجموعة من ثلاثة نيوكليوتيدات ثلاثية. تظهر في الشكل الاختصارات المقبولة المقابلة للأحماض الأمينية والكودونات.

ملكيات

1. ثلاثية- وحدة الكود ذات المعنى هي مزيج من ثلاث نيوكليوتيدات (ثلاثية أو كودون).
2. استمرارية- لا توجد علامات ترقيم بين الثلاثيات، أي أن المعلومات تتم قراءتها بشكل مستمر.
3. غير التداخل- لا يمكن أن يكون نفس النوكليوتيدات جزءًا من اثنين أو أكثر من ثلاثة توائم في وقت واحد (لم يتم ملاحظة ذلك بالنسبة لبعض الجينات المتداخلة للفيروسات والميتوكوندريا والبكتيريا، والتي تشفر العديد من بروتينات الإطارات).
4. التفرد (الخصوصية)- كودون محدد يتوافق مع حمض أميني واحد فقط (ومع ذلك، كودون UGA له يوبلوتس كراسوسيشفر اثنين من الأحماض الأمينية - السيستين والسيلينوسستين)
5. الانحطاط (التكرار)- يمكن أن تتوافق عدة كودونات مع نفس الحمض الأميني.
6. براعه- تعمل الشفرة الوراثية بنفس الطريقة في الكائنات الحية ذات مستويات مختلفة من التعقيد - من الفيروسات إلى البشر (تعتمد أساليب الهندسة الوراثية على هذا؛ هناك عدد من الاستثناءات، كما هو موضح في الجدول في قسم "الاختلافات في الشفرة الوراثية القياسية" أقل).
7. مناعة الضوضاء- تسمى طفرات بدائل النوكليوتيدات التي لا تؤدي إلى تغيير في فئة الحمض الأميني المشفر محافظ; تسمى طفرات استبدال النوكليوتيدات التي تؤدي إلى تغيير في فئة الحمض الأميني المشفر متطرف.

التخليق الحيوي للبروتين ومراحله

التخليق الحيوي للبروتين- عملية معقدة متعددة المراحل لتخليق سلسلة بولي ببتيد من بقايا الأحماض الأمينية تحدث على ريبوسومات خلايا الكائنات الحية بمشاركة جزيئات mRNA و tRNA.

يمكن تقسيم التخليق الحيوي للبروتين إلى مراحل النسخ والمعالجة والترجمة. أثناء النسخ، تتم قراءة المعلومات الوراثية المشفرة في جزيئات الحمض النووي ويتم كتابة هذه المعلومات في جزيئات mRNA. خلال سلسلة من مراحل المعالجة المتعاقبة، تتم إزالة بعض الأجزاء غير الضرورية في المراحل اللاحقة من mRNA، ويتم تحرير تسلسلات النيوكليوتيدات. بعد نقل الكود من النواة إلى الريبوسومات، يحدث التوليف الفعلي لجزيئات البروتين عن طريق ربط بقايا الأحماض الأمينية الفردية بسلسلة البولي ببتيد المتنامية.

بين النسخ والترجمة، يخضع جزيء mRNA لسلسلة من التغييرات المتسلسلة التي تضمن نضوج المصفوفة العاملة لتخليق سلسلة البولي ببتيد. يتم ربط غطاء بالطرف 5΄، ويتم ربط ذيل poly-A بالطرف 3΄، مما يزيد من عمر الرنا المرسال. مع ظهور المعالجة في الخلية حقيقية النواة، أصبح من الممكن الجمع بين إكسونات الجينات للحصول على مجموعة أكبر من البروتينات المشفرة بواسطة تسلسل واحد من نيوكليوتيدات الحمض النووي - الربط البديل.

تتكون الترجمة من تخليق سلسلة بولي ببتيد وفقًا للمعلومات المشفرة في messenger RNA. يتم ترتيب تسلسل الأحماض الأمينية باستخدام ينقل RNA (tRNA)، الذي يشكل مجمعات مع الأحماض الأمينية - aminoacyl-tRNA. كل حمض أميني لديه tRNA الخاص به، والذي يحتوي على مضاد الكودون المقابل الذي "يطابق" كودون mRNA. أثناء الترجمة، يتحرك الريبوسوم على طول mRNA، وأثناء قيامه بذلك، تنمو سلسلة البوليببتيد. يتم توفير الطاقة اللازمة للتخليق الحيوي للبروتين بواسطة ATP.

يتم بعد ذلك فصل جزيء البروتين النهائي من الريبوسوم ونقله إلى الموقع المطلوب في الخلية. لتحقيق حالتها النشطة، تتطلب بعض البروتينات تعديلًا إضافيًا بعد الترجمة.

أسباب الطفرات

تنقسم الطفرات إلى تلقائيو الناجم عن. تحدث الطفرات التلقائية تلقائيًا طوال حياة الكائن الحي في ظل الظروف البيئية الطبيعية بتردد حوالي 10 - 9 - 10 - 12 لكل نيوكليوتيد لكل جيل من الخلايا.

الطفرات المستحثة هي تغيرات وراثية في الجينوم تنشأ نتيجة لتأثيرات مطفرة معينة في ظروف صناعية (تجريبية) أو تحت تأثيرات بيئية ضارة.

تظهر الطفرات باستمرار أثناء العمليات التي تحدث في الخلية الحية. العمليات الرئيسية التي تؤدي إلى حدوث الطفرات هي تكرار الحمض النووي، واضطرابات إصلاح الحمض النووي وإعادة التركيب الجيني.

دور الطفرات في التطور

ومع حدوث تغيير كبير في الظروف المعيشية، فإن تلك الطفرات التي كانت ضارة في السابق قد تصبح مفيدة. وبالتالي فإن الطفرات هي المادة اللازمة للانتقاء الطبيعي. وهكذا، تم اكتشاف الطفرات الميلانية (الأفراد ذوي الألوان الداكنة) في مجموعات عثة البتولا في إنجلترا لأول مرة من قبل العلماء بين الأفراد النموذجيين ذوي الألوان الفاتحة في منتصف القرن التاسع عشر. يحدث اللون الداكن نتيجة طفرة في جين واحد. تقضي الفراشات يومها على جذوع الأشجار وأغصانها، وعادةً ما تكون مغطاة بالأشنات، والتي يعمل اللون الفاتح كتمويه لها. نتيجة للثورة الصناعية، المصحوبة بتلوث الهواء، ماتت الأشنات وأصبحت جذوع البتولا الخفيفة مغطاة بالسخام. ونتيجة لذلك، بحلول منتصف القرن العشرين (أكثر من 50-100 جيل)، في المناطق الصناعية، حل الشكل الداكن محل اللون الفاتح بالكامل تقريبًا. وقد تبين أن السبب الرئيسي لتفضيل الشكل الأسود للبقاء هو الافتراس من قبل الطيور، التي تأكل بشكل انتقائي الفراشات ذات الألوان الفاتحة في المناطق الملوثة.

إذا أثرت الطفرة على أقسام "صامتة" من الحمض النووي، أو أدت إلى استبدال عنصر واحد من الكود الوراثي بعنصر مرادف، فإنها عادة لا تظهر في النمط الظاهري (قد يرتبط مظهر هذا الاستبدال المترادف بـ ترددات مختلفة لاستخدام الكودون). ومع ذلك، يمكن اكتشاف مثل هذه الطفرات باستخدام طرق تحليل الجينات. وبما أن الطفرات غالبا ما تحدث نتيجة لأسباب طبيعية، على افتراض أن الخصائص الأساسية للبيئة الخارجية لم تتغير، فقد اتضح أن تواتر الطفرات يجب أن يكون ثابتا تقريبا. يمكن استخدام هذه الحقيقة لدراسة السلالة - دراسة الأصل والعلاقات بين الأصناف المختلفة، بما في ذلك البشر. وهكذا، فإن الطفرات في الجينات الصامتة تكون بمثابة نوع من "الساعة الجزيئية" للباحثين. تنطلق نظرية "الساعة الجزيئية" أيضًا من حقيقة أن معظم الطفرات محايدة، وأن معدل تراكمها في جين معين لا يعتمد أو يعتمد بشكل ضعيف على عمل الانتقاء الطبيعي، وبالتالي يظل ثابتًا لفترة طويلة. لكن هذا المعدل سيختلف باختلاف الجينات.

تُستخدم دراسة الطفرات في الحمض النووي للميتوكوندريا (الموروثة على خط الأم) وفي الكروموسومات Y (الموروثة على خط الأب) على نطاق واسع في علم الأحياء التطوري لدراسة أصل الأجناس والجنسيات وإعادة بناء التطور البيولوجي للبشرية.

بنية الخلية

بنية الخلية

يمكن تقسيم جميع أشكال الحياة الخلوية على الأرض إلى مملكتين خارقتين بناءً على بنية الخلايا المكونة لها - بدائيات النوى (ما قبل النووية) وحقيقيات النوى (نووية). الخلايا بدائية النواة أبسط في البنية، ويبدو أنها نشأت في وقت مبكر من عملية التطور. الخلايا حقيقية النواة أكثر تعقيدًا وظهرت لاحقًا. الخلايا التي يتكون منها جسم الإنسان هي حقيقية النواة.

على الرغم من تنوع أشكالها، فإن تنظيم خلايا جميع الكائنات الحية يخضع لمبادئ هيكلية مشتركة.

يتم فصل المحتويات الحية للخلية - البروتوبلاست - عن البيئة بواسطة غشاء بلازمي، أو البلازما. داخل الخلية مليئة السيتوبلازم، حيث توجد العديد من العضيات والشوائب الخلوية، وكذلك المواد الوراثية في شكل جزيء الحمض النووي. تؤدي كل عضية من عضيات الخلية وظيفتها الخاصة، وتحدد جميعها معًا النشاط الحيوي للخلية ككل.

خلية بدائية النواة

هيكل الخلية بدائية النواة النموذجية: الكبسولة، جدار الخلية، البلازما، السيتوبلازم، الريبوسومات، البلازميد، الشعيرات، السوط، النواة.

بدائيات النوى(من اللات. طليعة- قبل وقبل واليونانية. κάρῠον - النواة، الجوز) - الكائنات الحية التي، على عكس حقيقيات النوى، لا تحتوي على نواة خلية مشكلة وعضيات غشائية داخلية أخرى (باستثناء الخزانات المسطحة في الأنواع التي تقوم بالتمثيل الضوئي، على سبيل المثال، البكتيريا الزرقاء). إن جزيء الحمض النووي الدائري الكبير الوحيد (في بعض الأنواع - الخطي) مزدوج الجديلة، والذي يحتوي على الجزء الأكبر من المادة الوراثية للخلية (ما يسمى بالنواة)، لا يشكل مجمعًا مع بروتينات هيستون (ما يسمى بالكروماتين) ). تشمل بدائيات النوى البكتيريا، بما في ذلك البكتيريا الزرقاء (الطحالب الخضراء المزرقة)، والعتائق. أحفاد الخلايا بدائية النواة هم عضيات الخلايا حقيقية النواة - الميتوكوندريا والبلاستيدات.

حقيقيات النوى خلية حقيقية النواة(حقيقيات النوى) (من اليونانية ευ - جيد، كامل و κάρῠον - النواة، الجوز) - الكائنات الحية التي، على عكس بدائيات النوى، لديها نواة خلية مشكلة، محددة من السيتوبلازم بواسطة غشاء نووي. يتم احتواء المادة الوراثية في عدة جزيئات خطية مزدوجة من الحمض النووي (اعتمادًا على نوع الكائن الحي، يمكن أن يتراوح عددها في النواة من اثنين إلى عدة مئات)، متصلة من الداخل بغشاء نواة الخلية وتتشكل في الفضاء الواسع. الأغلبية (باستثناء الدينوفلاجيلات) مركب يحتوي على بروتينات هيستون تسمى الكروماتين. تحتوي الخلايا حقيقية النواة على نظام من الأغشية الداخلية التي تشكل، بالإضافة إلى النواة، عددًا من العضيات الأخرى (الشبكة الإندوبلازمية، جهاز جولجي، إلخ). بالإضافة إلى ذلك، فإن الغالبية العظمى لديها تعايش دائم بدائيات النواة داخل الخلايا - الميتوكوندريا، كما تحتوي الطحالب والنباتات أيضًا على بلاستيدات.

هيكل الخلية حقيقية النواة

تمثيل تخطيطي للخلية الحيوانية. (من خلال النقر على أي من أسماء الأجزاء المكونة للخلية، سيتم نقلك إلى المقالة المقابلة.)

تمتلك الميتوكوندريا والبلاستيدات الحمض النووي الدائري الخاص بها والريبوسومات الصغيرة، والتي من خلالها تشكل جزءًا من البروتينات الخاصة بها (عضيات شبه مستقلة).

تشارك الميتوكوندريا في (أكسدة المواد العضوية) – فهي تزود ATP (الطاقة) لحياة الخلية، وهي “محطات الطاقة في الخلية”.

العضيات غير الغشائية

الريبوسومات- هذه هي العضيات التي تتعامل مع ... وهي تتألف من وحدتين فرعيتين، تتكون كيميائيا من الحمض النووي الريبي الريباسي والبروتينات. يتم تصنيع الوحدات الفرعية في النواة. وترتبط بعض الريبوسومات بالـ EPS، ويسمى هذا EPS بالخشن (الحبيبي).

مركز الخليةيتكون من مركزين يشكلان المغزل أثناء انقسام الخلايا - الانقسام والانقسام الاختزالي.

أهداب، سوطتخدم للحركة.

اختر الخيار الصحيح. تحتوي الخلية السيتوبلازمية على
1) خيوط البروتين
2) الأهداب والسوط
3) الميتوكوندريا
4) مركز الخلية والجسيمات الحالة

إجابة

إنشاء مراسلات بين وظائف وعضيات الخلايا: 1) الريبوسومات، 2) البلاستيدات الخضراء. اكتب الرقمين 1 و 2 بالترتيب الصحيح.
أ) تقع على ER الحبيبية
ب) تخليق البروتين
ب) التمثيل الضوئي
د) تتكون من وحدتين فرعيتين
د) تتكون من الجرانا مع الثايلاكويدات
ه) تشكل متعدد الجسيمات

إجابة

إنشاء مراسلات بين هيكل عضية الخلية والعضية: 1) جهاز جولجي، 2) البلاستيدات الخضراء. اكتب الأرقام 1 و 2 بالترتيب المطابق للحروف.
أ) عضية ذات غشاء مزدوج
ب) لديه الحمض النووي الخاص به
ب) لديه جهاز إفرازي
د) يتكون من غشاء وفقاعات وخزانات
د) يتكون من غرانا الثايلاكويدات والسدى
ه) عضية ذات غشاء واحد

إجابة

إنشاء تطابق بين خصائص وعضيات الخلية: 1) البلاستيدات الخضراء، 2) الشبكة الإندوبلازمية. اكتب الأرقام 1 و 2 بالترتيب المطابق للحروف.
أ) نظام من الأنابيب يتكون من غشاء
ب) تتكون العضية من غشائين
ب) ينقل المواد
د) تصنيع المواد العضوية الأولية
د) يشمل الثايلاكويدات

إجابة

1. اختر الخيار الصحيح. مكونات الخلية ذات الغشاء الواحد -
1) البلاستيدات الخضراء
2) الفجوات
3) مركز الخلية
4) الريبوسومات

إجابة

2. حدد ثلاثة خيارات. ما هي عضيات الخلية التي يفصلها غشاء واحد عن السيتوبلازم؟
1) مجمع جولجي
2) الميتوكوندريا
3) الليزوزوم
4) الشبكة الإندوبلازمية
5) البلاستيدات الخضراء
6) الريبوسوم

إجابة

يمكن استخدام جميع الميزات التالية، باستثناء اثنتين، لوصف السمات الهيكلية وعمل الريبوسومات. حدد خاصيتين "تسقطان" من القائمة العامة واكتب الأرقام المشار إليها تحتهما.
1) تتكون من ثلاثة توائم من الأنابيب الدقيقة
2) المشاركة في عملية التخليق الحيوي للبروتين
3) تشكيل المغزل
4) يتكون من البروتين والحمض النووي الريبي
5) تتكون من وحدتين فرعيتين

إجابة

اختر إجابتين صحيحتين من أصل خمسة واكتب الأرقام المشار إليها في الجدول. حدد العضيات ذات الغشاء المزدوج:
1) الليزوزوم
2) الريبوسوم
3) الميتوكوندريا
4) جهاز جولجي
5) البلاستيدات الخضراء

إجابة

اختر ثلاث إجابات صحيحة من أصل ستة واكتب الأرقام المشار إليها تحتها. عضيات الخلايا النباتية ذات غشاء مزدوج.
1) البلاستيدات الملونة
2) المركزية
3) الليوكوبلاست
4) الريبوسومات
5) الميتوكوندريا
6) الفجوات

إجابة

النواة 1 - الميتوكوندريا 1 - الريبوسوم 1
تحليل الجدول. لكل خلية مكتوبة بأحرف، حدد المصطلح المناسب من القائمة المتوفرة:
1) الأساسية
2) الريبوسوم
3) التخليق الحيوي للبروتين
4) السيتوبلازم
5) الفسفرة التأكسدية
6) النسخ
7) الليزوزوم

إجابة

الميتوكوندريا2-كروموسوم1-ريبوسوم2

حلل الجدول "تركيب الخلية حقيقية النواة". لكل خلية يُشار إليها بحرف، حدد المصطلح المقابل من القائمة المتوفرة.
1) تحلل السكر
2) البلاستيدات الخضراء
3) البث
4) الميتوكوندريا
5) النسخ
6) الأساسية
7) السيتوبلازم
8) مركز الخلية

إجابة

ليسوسوم1-ريبوسوم3-كلوروبلاست1


1) مجمع جولجي
2) تركيب الكربوهيدرات
3) غشاء واحد
4) التحلل المائي للنشا
5) الليزوزوم
6) غير غشائية

إجابة

ليسوسوم 2-كلوروبلاست 2-ريبوسوم 4

تحليل الجدول. لكل خلية مكتوبة بأحرف، حدد المصطلح المناسب من القائمة المتوفرة.
1) غشاء مزدوج
2) الشبكة الإندوبلازمية
3) التخليق الحيوي للبروتين
4) مركز الخلية
5) غير الغشاء
6) التخليق الحيوي للكربوهيدرات
7) غشاء واحد
8) الليزوزوم

إجابة

ليسوسوم3-AG1-كلوروبلاست3
تحليل الجدول "هياكل الخلية". لكل خلية يُشار إليها بحرف، حدد المصطلح المقابل من القائمة المتوفرة.
1) تحلل السكر
2) الليزوزوم
3) التخليق الحيوي للبروتين
4) الميتوكوندريا
5) التمثيل الضوئي
6) الأساسية
7) السيتوبلازم
8) مركز الخلية

إجابة

كلوروبلاست4-AG2-ريبوسوم5

تحليل الجدول "هياكل الخلية". لكل خلية يُشار إليها بحرف، حدد المصطلح المقابل من القائمة المتوفرة.
1) أكسدة الجلوكوز
2) الريبوسوم
3) تقسيم البوليمرات
4) البلاستيدات الخضراء
5) تخليق البروتين
6) الأساسية
7) السيتوبلازم
8) تشكيل المغزل

إجابة

AG3-الميتوكوندريا3-ليسوسوم4

تحليل الجدول "عضيات الخلية". لكل خلية يُشار إليها بحرف، حدد المصطلح المقابل من القائمة المتوفرة.
1) البلاستيدات الخضراء
2) الشبكة الإندوبلازمية
3) السيتوبلازم
4) الكاريوبلازم
5) جهاز جولجي
6) الأكسدة البيولوجية
7) نقل المواد في الخلية
8) تخليق الجلوكوز

إجابة

1. اختر إجابتين صحيحتين من أصل خمسة واكتب الأرقام المشار إليها في الجدول. يؤدي السيتوبلازم عددًا من الوظائف في الخلية:
1) التواصل بين النواة والعضيات
2) يعمل كمصفوفة لتخليق الكربوهيدرات
3) بمثابة موقع النواة والعضيات
4) ينقل المعلومات الوراثية
5) بمثابة موقع الكروموسومات في الخلايا حقيقية النواة

إجابة

2. حدد عبارتين صحيحتين من القائمة العامة، واكتب الأرقام التي تحتها. يحدث في السيتوبلازم
1) تخليق بروتينات الريبوسوم
2) التخليق الحيوي للجلوكوز
3) تخليق الأنسولين
4) أكسدة المواد العضوية إلى مواد غير عضوية
5) تخليق جزيئات ATP

إجابة

اختر إجابتين صحيحتين من أصل خمسة واكتب الأرقام المشار إليها تحتهما. حدد العضيات غير الغشائية:
1) الميتوكوندريا
2) الريبوسوم
3) الأساسية
4) الأنابيب الدقيقة
5) جهاز جولجي

إجابة

يتم استخدام الميزات التالية، باستثناء اثنتين منها، لوصف وظائف عضية الخلية الموضحة. حدد خاصيتين "تسقطان" من القائمة العامة واكتب الأرقام التي يشار إليها تحتها.
1) بمثابة محطة للطاقة
2) تحلل البوليمرات الحيوية إلى مونومرات
3) يوفر تعبئة المواد من الخلية
4) تصنيع وتجميع جزيئات ATP
5) يشارك في الأكسدة البيولوجية

إجابة

إنشاء تطابق بين بنية العضية ونوعها: 1) مركز الخلية، 2) الريبوسوم
أ) يتكون من أسطوانتين متعامدتين
ب) يتكون من وحدتين فرعيتين
ب) تتكون من الأنابيب الدقيقة
د) يحتوي على البروتينات التي تضمن حركة الكروموسومات
د) يحتوي على البروتينات والحمض النووي

إجابة

تحديد تسلسل الهياكل في الخلية النباتية حقيقية النواة (بدءًا من الخارج)
1) غشاء البلازما
2) جدار الخلية
3) الأساسية
4) السيتوبلازم
5) الكروموسومات

إجابة

اختر ثلاثة خيارات. كيف تختلف الميتوكوندريا عن الليزوزومات؟
1) لها أغشية خارجية وداخلية
2) لها نواتج عديدة - أعراف
3) المشاركة في عمليات إطلاق الطاقة
4) يتأكسد حمض البيروفيك إلى ثاني أكسيد الكربون والماء
5) يتم تقسيم البوليمرات الحيوية إلى مونومرات
6) المشاركة في عملية التمثيل الغذائي

إجابة

1. إنشاء تطابق بين خصائص عضية الخلية ونوعها: 1) الميتوكوندريا، 2) الليزوزوم. اكتب الرقمين 1 و 2 بالترتيب الصحيح.
أ) عضية ذات غشاء واحد
ب) المحتويات الداخلية - المصفوفة

د) وجود العرف
د) عضية شبه مستقلة

إجابة

2. إنشاء تطابق بين خصائص وعضيات الخلية: 1) الميتوكوندريا، 2) الليزوزوم. اكتب الأرقام 1 و 2 بالترتيب المطابق للحروف.
أ) الانقسام المائي للبوليمرات الحيوية
ب) الفسفرة التأكسدية
ب) عضية ذات غشاء واحد
د) وجود العرف
د) تكوين فجوة هضمية في الحيوانات

إجابة

3. إنشاء مراسلات بين السمة وعضية الخلية التي تتميز بها: 1) الليزوزوم، 2) الميتوكوندريا. اكتب الأرقام 1 و 2 بالترتيب المطابق للحروف.
أ) وجود غشائين
ب) تراكم الطاقة في ATP
ب) وجود الانزيمات التحلل المائي
د) هضم عضيات الخلية
د) تكوين فجوات هضمية في الأوليات
ه) تحلل المواد العضوية إلى ثاني أكسيد الكربون والماء

إجابة

إنشاء مراسلات بين عضية الخلية: 1) مركز الخلية، 2) فجوة مقلصة، 3) الميتوكوندريا. اكتب الأرقام من 1 إلى 3 بالترتيب الصحيح.
أ) يشارك في انقسام الخلايا
ب) توليف ATP
ب) إطلاق السوائل الزائدة
د) التنفس الخلوي
د) الحفاظ على حجم خلية ثابت
ه) يشارك في تطوير الأسواط والأهداب

إجابة

1. إنشاء تطابق بين اسم العضيات ووجود أو عدم وجود غشاء الخلية: 1) غشائي، 2) غير غشائي. اكتب الرقمين 1 و 2 بالترتيب الصحيح.
أ) الفجوات
ب) الليزوزومات
ب) مركز الخلية
د) الريبوسومات
د) البلاستيدات
ه) جهاز جولجي

إجابة

2. إنشاء مراسلات بين عضيات الخلية ومجموعاتها: 1) الغشاء، 2) غير الغشائي. اكتب الأرقام 1 و 2 بالترتيب المطابق للحروف.
أ) الميتوكوندريا
ب) الريبوسومات
ب) المريكزات
د) جهاز جولجي
د) الشبكة الإندوبلازمية
ه) الأنابيب الدقيقة

إجابة

3. أي من العضيات الثلاثة المدرجة غشائية؟
1) الليزوزومات
2) المركزية
3) الريبوسومات
4) الأنابيب الدقيقة
5) الفجوات
6) الليوكوبلاست

إجابة

1. جميع هياكل الخلايا المذكورة أدناه باستثناء اثنتين منها لا تحتوي على الحمض النووي. حدد بنيتي الخلية "المنسحبتين" من القائمة العامة واكتب الأرقام التي يشار إليها تحتها.
1) الريبوسومات
2) مجمع جولجي
3) مركز الخلية
4) الميتوكوندريا
5) البلاستيدات

إجابة

إجابة

3. اختر إجابتين صحيحتين من أصل خمسة. في أي هياكل الخلايا حقيقية النواة تتمركز جزيئات الحمض النووي؟
1) السيتوبلازم
2) الأساسية
3) الميتوكوندريا
4) الريبوسومات
5) الليزوزومات

إجابة

اختر الخيار الصحيح. في أي مكان توجد الريبوسومات في الخلية، باستثناء ER؟
1) في مراكز مركز الخلية
2) في جهاز جولجي
3) في الميتوكوندريا
4) في الليزوزومات

إجابة

ما هي ملامح هيكل ووظائف الريبوسومات؟ اختر الخيارات الثلاثة الصحيحة.
1) لها غشاء واحد
2) تتكون من جزيئات الحمض النووي
3) تحلل المواد العضوية
4) تتكون من جزيئات كبيرة وصغيرة
5) المشاركة في عملية التخليق الحيوي للبروتين
6) تتكون من RNA والبروتين

إجابة

اختر ثلاث إجابات صحيحة من أصل ستة واكتب الأرقام المشار إليها تحتها. يشمل هيكل نواة الخلية حقيقية النواة
1) الكروماتين
2) مركز الخلية
3) جهاز جولجي
4) النواة
5) السيتوبلازم
6) الكاريوبلازم

إجابة

اختر ثلاث إجابات صحيحة من أصل ستة واكتب الأرقام المشار إليها تحتها. ما هي العمليات التي تحدث في نواة الخلية؟
1) تشكيل المغزل
2) تشكيل الليزوزومات
3) مضاعفة جزيئات الحمض النووي
4) تخليق جزيئات الرنا المرسال
5) تكوين الميتوكوندريا
6) تشكيل وحدات فرعية الريبوسوم

إجابة

إنشاء مراسلات بين عضية الخلية ونوع البنية التي تصنف إليها: 1) غشاء واحد، 2) غشاء مزدوج. اكتب الأرقام 1 و 2 بالترتيب المطابق للحروف.
أ) الليزوزوم
ب) البلاستيدات الخضراء
ب) الميتوكوندريا
د) ربحية السهم
د) جهاز جولجي

إجابة

إنشاء تطابق بين الخصائص والعضيات: 1) البلاستيدات الخضراء، 2) الميتوكوندريا. اكتب الأرقام 1 و 2 بالترتيب المطابق للحروف.
أ) وجود أكوام من الحبوب
ب) تخليق الكربوهيدرات
ب) تفاعلات التشتت
د) نقل الإلكترونات المثارة بالفوتونات
د) تخليق المواد العضوية من المواد غير العضوية
ه) وجود العديد من الأعراف

إجابة

يمكن استخدام جميع الخصائص المذكورة أدناه، باستثناء اثنتين، لوصف عضية الخلية الموضحة في الشكل. حدد خاصيتين "تسقطان" من القائمة العامة واكتب الأرقام المشار إليها تحتهما.
1) عضية ذات غشاء واحد
2) يحتوي على أجزاء من الريبوسومات
3) القشرة مليئة بالمسام
4) يحتوي على جزيئات الحمض النووي
5) يحتوي على الميتوكوندريا

إجابة

تستخدم المصطلحات المذكورة أدناه، باستثناء اثنين، لوصف عضية الخلية، المشار إليها في الشكل بعلامة استفهام. حدد المصطلحين "المنسحبين" من القائمة العامة واكتب الأرقام التي يشار إليها تحتها.
1) عضية الغشاء
2) النسخ
3) اختلاف الكروموسومات
4) المركزية
5) المغزل

إجابة

إنشاء تطابق بين خصائص عضية الخلية ونوعها: 1) مركز الخلية، 2) الشبكة الإندوبلازمية. اكتب الأرقام 1 و 2 بالترتيب المطابق للحروف.
أ) ينقل المواد العضوية
ب) يشكل المغزل
ب) يتكون من مركزين
د) عضية ذات غشاء واحد
د) تحتوي على الريبوسومات
ه) عضية غير غشائية

إجابة

1. إنشاء تطابق بين خصائص الخلية وعضياتها: 1) النواة، 2) الميتوكوندريا. اكتب الرقمين 1 و 2 بالترتيب الذي يتوافق مع الأرقام.
أ) جزيء الحمض النووي المغلق
ب) الانزيمات المؤكسدة على العرف
ب) المحتويات الداخلية - الكاريوبلازم
د) الكروموسومات الخطية
د) وجود الكروماتين في الطور البيني
ه) الغشاء الداخلي المطوي

إجابة

2. إنشاء تطابق بين خصائص الخلايا وعضياتها: 1) النواة، 2) الميتوكوندريا. اكتب الأرقام 1 و 2 بالترتيب المطابق للحروف.
أ) هو موقع تخليق ATP
ب) مسؤول عن تخزين المعلومات الوراثية للخلية
ب) يحتوي على الحمض النووي الدائري
د) لديه أعراف
د) تحتوي على نواة واحدة أو أكثر

إجابة

إنشاء تطابق بين خصائص الخلية وعضياتها: 1) الليزوزوم، 2) الريبوسوم. اكتب الأرقام 1 و 2 بالترتيب المطابق للحروف.
أ) يتكون من وحدتين فرعيتين
ب) هو هيكل غشاء واحد
ب) يشارك في تركيب سلسلة البولي ببتيد
د) يحتوي على إنزيمات التحلل المائي
د) تقع على غشاء الشبكة الإندوبلازمية
هـ) يحول البوليمرات إلى مونومرات

إجابة

إنشاء تطابق بين الخصائص والعضيات الخلوية: 1) الميتوكوندريا، 2) الريبوسوم. اكتب الأرقام 1 و 2 بالترتيب المطابق للحروف.
أ) عضية غير غشائية
ب) وجود الحمض النووي الخاص
ب) الوظيفة - التخليق الحيوي للبروتين
د) يتكون من وحدات فرعية كبيرة وصغيرة
د) وجود العرف
ه) عضية شبه مستقلة

إجابة

يتم استخدام جميع الميزات المذكورة أدناه، باستثناء اثنتين، لوصف بنية الخلية الموضحة في الشكل. حدد خاصيتين "تسقطان" من القائمة العامة واكتب الأرقام المشار إليها تحتهما.
1) يتكون من RNA والبروتينات
2) يتكون من ثلاث وحدات فرعية
3) توليفها في الهيالوبلازم
4) ينفذ تخليق البروتين
5) يمكن أن تعلق على غشاء EPS

إجابة

© دي في بوزدنياكوف، 2009-2019

1. أساسيات نظرية الخلية

2. المخطط العام لهيكل الخلية بدائية النواة

3. المخطط العام لبنية الخلية حقيقية النواة

1. أساسيات نظرية الخلية

تم اكتشاف الخلية ووصفها لأول مرة بواسطة ر. هوك (1665). في القرن 19 تم وضع الأسس في أعمال T. Schwann و M. Schleiden نظرية الخليةهيكل الكائنات الحية. يمكن التعبير عن نظرية الخلية الحديثة في الأحكام التالية: جميع الكائنات الحية تتكون من خلايا؛ الخلية هي الوحدة الهيكلية والوراثية والوظيفية الأولية للكائنات الحية. يبدأ تطور جميع الكائنات الحية بخلية واحدة، وبالتالي فهي الوحدة الأساسية لتطور جميع الكائنات الحية. في الكائنات متعددة الخلايا، تتخصص الخلايا لأداء وظائف محددة.

اعتمادًا على التنظيم الهيكلي، يتم تمييز أشكال الحياة التالية: ما قبل الخلية (الفيروسات) والخلوية. من بين الأشكال الخلوية، بناءً على خصائص تنظيم المادة الوراثية الخلوية، يتم تمييز الخلايا المؤيدة وحقيقية النواة.

الفيروسات- وهي كائنات ذات أحجام صغيرة جدًا (من 20 إلى 3000 نانومتر). لا يمكن تنفيذ نشاط حياتهم إلا داخل خلية الجسم المضيف. يتكون جسم الفيروس من الحمض النووي (DNA أو RNA)، الموجود في غلاف البروتين - القفيصة، وأحيانًا تكون القفيصة مغطاة بغشاء.

2. المخطط العام لهيكل الخلية بدائية النواة

المكونات الرئيسية للخلية بدائية النواة: الغشاء، السيتوبلازم. يتكون الغشاء من البلازما والهياكل السطحية (جدار الخلية، الكبسولة، الغشاء المخاطي، السوط، الزغابات).

البلازمايبلغ سمكه 7.5 نانومتر ويتكون من الجزء الخارجي طبقة من جزيئات البروتين، يوجد تحتها طبقتان من جزيئات الفوسفوليبيد، ثم توجد طبقة جديدة من جزيئات البروتين. تحتوي البلازما على قنوات مبطنة بجزيئات البروتين، ومن خلال هذه القنوات يتم نقل المواد المختلفة إلى داخل الخلية وخارجها.

المكون الرئيسي جدار الخلية- مورين. يمكن بناء السكريات والبروتينات (الخصائص المستضدية) والدهون فيه. يعطي شكل الخلية، ويمنع انتفاخها وتمزقها. يخترق الماء والأيونات والجزيئات الصغيرة المسام بسهولة.

السيتوبلازم في الخلية بدائية النواةيؤدي وظيفة البيئة الداخلية للخلية، فهو يحتوي على الريبوسومات، والجسيمات المتوسطة، والادراج وجزيء الحمض النووي.

الريبوسومات– عضيات على شكل حبة الفول، تتكون من البروتين والحمض النووي الريبوزي (RNA)، أصغر (ريبوسومات 70S) من حقيقيات النوى. الوظيفة: تخليق البروتين.

الميزوزومات– نظام من الأغشية داخل الخلايا التي تشكل غزوات مطوية وتحتوي على إنزيمات السلسلة التنفسية (تخليق ATP).

الادراج: الدهون، الجليكوجين، متعدد الفوسفات، البروتينات، تخزين المواد الغذائية

جزيء الحمض النووي.جزيء DNA فائق التكثيف دائري مزدوج الصبغة. يوفر تخزين ونقل المعلومات الوراثية وتنظيم نشاط الخلية.

3. المخطط العام لبنية الخلية حقيقية النواة

تتكون الخلية حقيقية النواة النموذجية من ثلاثة مكونات - الغشاء والسيتوبلازم والنواة. الاساسيات غشاء الخليةيتكون من البلازما (غشاء الخلية) والبنية السطحية للبروتين والكربوهيدرات.

1. البلازماتختلف حقيقيات النوى عن بدائيات النوى في وجود بروتينات أقل.

2. البنية السطحية للكربوهيدرات والبروتين.تحتوي الخلايا الحيوانية على طبقة صغيرة من البروتين (مركب السكر). في النباتات، والبنية السطحية للخلية جدار الخليةيتكون من السليلوز (الألياف).

وظائف غشاء الخلية: يحافظ على شكل الخلية ويعطي قوة ميكانيكية، ويحمي الخلية، ويتعرف على الإشارات الجزيئية، وينظم عملية التمثيل الغذائي بين الخلية والبيئة، ويقوم بالتفاعل بين الخلايا.

السيتوبلازميتكون من الهيالوبلازم (المادة الرئيسية للسيتوبلازم) والعضيات والادراج. يحتوي الهيالوبلازم على ثلاثة أنواع من العضيات:

غشاء مزدوج (الميتوكوندريا، البلاستيدات)؛

غشاء واحد (الشبكة الإندوبلازمية (ER)، جهاز جولجي، الفجوات، الجسيمات الحالة)؛

غير غشائية (المركز الخلوي، الأنابيب الدقيقة، الخيوط الدقيقة، الريبوسومات، الادراج).

1. الهيالوبلازماهو محلول غرواني للمركبات العضوية وغير العضوية. الهيالوبلازما قادر على التحرك داخل الخلية - cyclose. الوظائف الرئيسية للالهيالوبلازم: وسيلة لتحديد موقع العضيات والشوائب، وسيلة لحدوث العمليات الكيميائية الحيوية والفسيولوجية، توحد جميع الهياكل الخلوية في كل واحد.

2. الميتوكوندريا("محطات طاقة الخلايا"). الغشاء الخارجي أملس، والداخلي به طيات - أعراف. بين الأغشية الخارجية والداخلية مصفوفة. تحتوي مصفوفة الميتوكوندريا على جزيئات الحمض النووي والريبوسومات الصغيرة ومواد مختلفة.

3. البلاستيداتسمة من الخلايا النباتية. هناك ثلاثة أنواع من البلاستيدات : البلاستيدات الخضراء والبلاستيدات الملونة والبلاستيدات البيضاء.

أنا. البلاستيدات الخضراء- البلاستيدات الخضراء التي تتم فيها عملية البناء الضوئي. تحتوي البلاستيدات الخضراء على غشاء مزدوج. يتكون جسم البلاستيدات الخضراء من سدى دهني بروتيني عديم اللون، يتخللها نظام من الأكياس المسطحة (الثيلاكويدات) التي تتكون من غشاء داخلي. تحتوي السدى على الريبوسومات وحبوب النشا وجزيئات الحمض النووي.

ثانيا. البلاستيدات الملونةإعطاء اللون لأعضاء النبات المختلفة.

ثالثا. الكريات البيضتخزين العناصر الغذائية. يمكن تشكيل البلاستيدات الخضراء والبلاستيدات الخضراء من البلاستيدات البيضاء.

4. الشبكة الإندوبلازميةهو نظام متفرع من الأنابيب والقنوات والتجاويف. هناك EPS غير حبيبي (ناعم) وحبيبي (خشن). يحتوي EPS غير الحبيبي على إنزيمات استقلاب الدهون والكربوهيدرات (يحدث تخليق الدهون والكربوهيدرات). تحتوي الشبكة الإندوبلازمية فوق الحبيبية على الريبوسومات التي تقوم بعملية التخليق الحيوي للبروتين. وظائف EPS: الوظائف الميكانيكية وتشكيل الشكل؛ ينقل؛ التركيز والإفراج.

5. جهاز جولجييتكون من أكياس وحويصلات غشائية مسطحة. في الخلايا الحيوانية، يؤدي جهاز جولجي وظيفة إفرازية. في النباتات، هو مركز تخليق السكاريد.

6. الفجواتمملوءة بعصارة الخلايا النباتية. وظائف الفجوات: تخزين المواد الغذائية والماء، والحفاظ على ضغط الامتلاء في الخلية.

7 . الجسيمات المحللة– عضيات كروية صغيرة تتكون من غشاء يحتوي بداخلها على إنزيمات تعمل على تحلل البروتينات والأحماض النووية والكربوهيدرات والدهون.

8. مركز الخلوي.وظيفة مركز الخلية هي التحكم في عملية انقسام الخلايا.

9. الأنابيب الدقيقة والألياف الدقيقةمعًا تشكل الهيكل العظمي الخلوي للخلايا الحيوانية.

10. الريبوسوماتحقيقيات النوى أكبر (80S).

11. الادراج– المواد الاحتياطية والإفرازات – فقط في الخلايا النباتية.

جوهر- الجزء الأكثر أهمية في الخلية حقيقية النواة. وهو يتألف من الغشاء النووي، الكاريوبلازم، النواة، والكروماتين.

1. الغلاف النووييشبه في تركيبه غشاء الخلية، ويحتوي على مسام. يحمي الغشاء النووي الجهاز الوراثي من تأثيرات المواد السيتوبلازمية. يتحكم في نقل المواد.

2. كاريوبلازمهو محلول غرواني يحتوي على البروتينات والكربوهيدرات والأملاح وغيرها من المواد العضوية وغير العضوية. يحتوي الكاريوبلازم على جميع الأحماض النووية: تقريبًا كامل مخزون الحمض النووي الريبي (DNA) والرسول والنقل والريبوسومات.

3. النواة –تكوين كروي، يحتوي على بروتينات مختلفة، البروتينات النووية، البروتينات الدهنية، البروتينات الفوسفورية. وظيفة النواة هي تخليق أجنة الريبوسوم.

4. الكروماتين (الكروموسومات).في الحالة المستقرة (الوقت بين الانقسامات)، يتم توزيع الحمض النووي بالتساوي في الكاريوبلازم على شكل كروماتين. عند الانقسام، يتحول الكروماتين إلى كروموسومات.

وظائف النواة: تحتوي النواة على معلومات حول الخصائص الوراثية للكائن الحي (وظيفة إعلامية)؛ تنقل الكروموسومات خصائص الكائن الحي من الآباء إلى الأبناء (وظيفة الميراث)؛ تقوم النواة بتنسيق وتنظيم العمليات في الخلية (وظيفة التنظيم).