اندامک های سلولی ساختار و توابع. سلول های یوکاریوتی اولین سلول های یوکاریوتی

سلول هایی که بافت حیوانات و گیاهان را تشکیل می دهند از نظر شکل، اندازه و ساختار داخلی به طور قابل توجهی متفاوت هستند. با این حال، همه آنها شباهت هایی را در ویژگی های اصلی فرآیندهای زندگی، متابولیسم، تحریک پذیری، رشد، تکامل و توانایی تغییر نشان می دهند.

سلول ها از هر نوع حاوی دو جزء اصلی هستند که نزدیک به یکدیگر هستند - سیتوپلاسم و هسته. هسته توسط یک غشای متخلخل از سیتوپلاسم جدا شده و حاوی شیره هسته ای، کروماتین و هسته است. سیتوپلاسم نیمه مایع تمام سلول را پر می کند و توسط لوله های متعدد نفوذ می کند. در خارج با یک غشای سیتوپلاسمی پوشیده شده است. تخصصی کرده است ساختار اندامک،وجود دائمی در سلول و تشکیلات موقت - اجزاءاندامک های غشایی : غشای سیتوپلاسمی خارجی (OCM)، شبکه آندوپلاسمی (ER)، دستگاه گلژی، لیزوزوم ها، میتوکندری ها و پلاستیدها. ساختار تمام اندامک های غشایی بر اساس یک غشای بیولوژیکی است. همه غشاها دارای یک طرح ساختاری اساسا یکنواخت هستند و از یک لایه دوگانه فسفولیپید تشکیل شده اند که مولکول های پروتئین در اعماق مختلف در طرف های مختلف در آن غوطه ور می شوند. غشاهای اندامک ها فقط در مجموعه پروتئین هایی که دارند با یکدیگر متفاوت هستند.

طرح ساختار یک سلول یوکاریوتی.الف - سلول با منشاء حیوانی؛ ب- سلول گیاهی: 1- هسته با کروماتین و هسته، 2- غشای سیتوپلاسمی، 3- دیواره سلولی، 4- منافذ در دیواره سلولی که سیتوپلاسم سلول های همسایه از طریق آنها ارتباط برقرار می کند، 5- شبکه آندوپلاسمی خشن، ب- شبکه آندوپلاسمی صاف. 7 - واکوئل پینوسیتوتیک، 8 - دستگاه گلژی (کمپلکس)، 9 - لیزوزوم، 10 - آخالهای چربی در کانالهای شبکه آندوپلاسمی صاف، 11 - مرکز سلولی، 12 - میتوکندری، 13 - ریبوزومهای آزاد و پلی ریبوزومها، ، 15 - کلروپلاست

غشای سیتوپلاسمیتمام سلول های گیاهی، حیوانات چند سلولی، تک یاخته ها و باکتری ها دارای غشای سلولی سه لایه هستند: لایه های بیرونی و داخلی از مولکول های پروتئینی، لایه میانی از مولکول های چربی تشکیل شده است. این سیتوپلاسم را از محیط خارجی محدود می کند، همه اندامک های سلولی را احاطه می کند و یک ساختار بیولوژیکی جهانی است. در برخی از سلول ها، غشای بیرونی توسط چندین غشاء به طور محکم در مجاورت یکدیگر تشکیل می شود. در چنین مواردی، غشای سلولی متراکم و قابل ارتجاع می شود و به سلول اجازه می دهد تا شکل خود را حفظ کند، به عنوان مثال، در مژک های اوگلنا و دمپایی. اکثر سلول های گیاهی، علاوه بر غشاء، دارای یک پوسته سلولزی ضخیم در خارج هستند - دیواره سلولی. این به وضوح در یک میکروسکوپ نوری معمولی قابل مشاهده است و به دلیل لایه بیرونی سفت و سخت که به سلول ها شکل واضحی می دهد، عملکرد پشتیبانی را انجام می دهد.

در سطح سلول ها، غشاء برآمدگی های درازی را تشکیل می دهد - میکروویلی ها، چین ها، فرورفتگی ها و برآمدگی ها، که سطح جذب یا دفع را به شدت افزایش می دهد. با کمک رشد غشایی، سلول‌ها در بافت‌ها و اندام‌های موجودات چند سلولی به یکدیگر متصل می‌شوند؛ آنزیم‌های مختلفی که در متابولیسم نقش دارند روی چین‌های غشاها قرار دارند. با جدا کردن سلول از محیط، غشاء جهت انتشار مواد را تنظیم می کند و در عین حال آنها را به طور فعال به داخل سلول (انباشتگی) یا خارج (دفع) منتقل می کند. به دلیل این خواص غشاء، غلظت یون های پتاسیم، کلسیم، منیزیم و فسفر در سیتوپلاسم بیشتر و غلظت سدیم و کلر کمتر از محیط است. از طریق منافذ غشای خارجی، یون ها، آب و مولکول های کوچک دیگر مواد از محیط خارجی به داخل سلول نفوذ می کنند. نفوذ ذرات جامد نسبتاً بزرگ به داخل سلول توسط فاگوسیتوز(از یونانی "phago" - بلعیدن، "نوشیدن" - سلول). در این حالت، غشای خارجی در نقطه تماس با ذره به داخل سلول خم می شود و ذره را به عمق سیتوپلاسم می کشد و در آنجا دچار شکاف آنزیمی می شود. قطرات مواد مایع به روشی مشابه وارد سلول می شود. جذب آنها نامیده می شود پینوسیتوز(از یونانی "pino" - نوشیدنی، "cytos" - سلول). غشای سلولی خارجی نیز عملکردهای بیولوژیکی مهم دیگری را انجام می دهد.

سیتوپلاسم 85٪ شامل آب، 10٪ - پروتئین، بقیه حجم شامل لیپیدها، کربوهیدرات ها، اسیدهای نوکلئیک و ترکیبات معدنی است. همه این مواد یک محلول کلوئیدی شبیه به گلیسیرین تشکیل می دهند. ماده کلوئیدی یک سلول، بسته به وضعیت فیزیولوژیکی آن و ماهیت تأثیر محیط خارجی، دارای خواص مایع و جسم الاستیک و متراکم تر است. سیتوپلاسم توسط کانال هایی با اشکال و اندازه های مختلف نفوذ می کند که به آنها می گویند شبکه آندوپلاسمیدیواره های آنها غشاهایی هستند که در تماس نزدیک با تمام اندامک های سلول هستند و همراه با آنها یک سیستم عملکردی و ساختاری واحد برای متابولیسم و ​​انرژی و حرکت مواد درون سلول را تشکیل می دهند.

دیواره لوله ها حاوی گرانول های ریزی به نام ریبوزوم هااین شبکه از لوله ها دانه ای نامیده می شود. ریبوزوم ها می توانند به صورت پراکنده بر روی سطح لوله ها قرار گیرند یا مجتمع هایی از پنج تا هفت یا بیشتر ریبوزوم تشکیل دهند که به نام پلی زوم هالوله های دیگر حاوی گرانول نیستند، آنها یک شبکه آندوپلاسمی صاف را تشکیل می دهند. آنزیم هایی که در سنتز چربی ها و کربوهیدرات ها نقش دارند روی دیواره ها قرار دارند.

حفره داخلی لوله ها با مواد زائد سلول پر شده است. لوله های درون سلولی، تشکیل یک سیستم انشعاب پیچیده، حرکت و غلظت مواد را تنظیم می کنند، مولکول های مختلف مواد آلی و مراحل سنتز آنها را جدا می کنند. در سطوح داخلی و خارجی غشاهای غنی از آنزیم ها، پروتئین ها، چربی ها و کربوهیدرات ها سنتز می شوند که یا در متابولیسم استفاده می شوند یا به صورت آخال در سیتوپلاسم تجمع می یابند و یا دفع می شوند.

ریبوزوم هادر همه انواع سلول ها یافت می شود - از باکتری تا سلول های موجودات چند سلولی. اینها اجسام گردی هستند که از اسید ریبونوکلئیک (RNA) و پروتئین به نسبت تقریبا مساوی تشکیل شده اند. آنها مطمئناً حاوی منیزیم هستند که وجود آن باعث حفظ ساختار ریبوزوم ها می شود. ریبوزوم ها می توانند با غشای شبکه آندوپلاسمی، با غشای سلولی بیرونی همراه باشند یا به صورت آزاد در سیتوپلاسم قرار گیرند. آنها سنتز پروتئین را انجام می دهند. علاوه بر سیتوپلاسم، ریبوزوم ها در هسته سلول نیز یافت می شوند. آنها در هسته تشکیل می شوند و سپس وارد سیتوپلاسم می شوند.

مجموعه گلژیدر سلول‌های گیاهی مانند اجسام منفرد به نظر می‌رسد که توسط غشاء احاطه شده‌اند. در سلول های حیوانی، این اندامک توسط مخازن، لوله ها و وزیکول ها نشان داده می شود. محصولات ترشح سلولی از لوله‌های شبکه آندوپلاسمی وارد لوله‌های غشایی مجموعه گلژی می‌شوند، جایی که از نظر شیمیایی مرتب می‌شوند، فشرده می‌شوند و سپس وارد سیتوپلاسم می‌شوند و یا توسط خود سلول استفاده می‌شوند یا از آن خارج می‌شوند. در مخازن مجتمع گلژی، پلی ساکاریدها سنتز شده و با پروتئین ها ترکیب می شوند و در نتیجه گلیکوپروتئین ها تشکیل می شوند.

میتوکندری- بدنه های میله ای شکل کوچک که توسط دو غشاء محدود شده اند. چین های متعدد - cristae - از غشای داخلی میتوکندری گسترش می یابد؛ روی دیواره های آنها آنزیم های مختلفی وجود دارد که با کمک آنها سنتز یک ماده پر انرژی - اسید آدنوزین تری فسفریک (ATP) انجام می شود. بسته به فعالیت سلول و تأثیرات خارجی، میتوکندری ها می توانند حرکت کنند، اندازه و شکل خود را تغییر دهند. ریبوزوم ها، فسفولیپیدها، RNA و DNA در میتوکندری یافت می شوند. وجود DNA در میتوکندری با توانایی این اندامک ها برای تولید مثل با ایجاد انقباض یا جوانه زدن در طول تقسیم سلولی و همچنین سنتز برخی از پروتئین های میتوکندری مرتبط است.

لیزوزوم ها- تشکیلات بیضی شکل کوچک، محدود به یک غشاء و پراکنده در سراسر سیتوپلاسم. در تمام سلول های جانوران و گیاهان یافت می شود. آنها در امتداد شبکه آندوپلاسمی و در مجموعه گلژی ایجاد می شوند، در اینجا با آنزیم های هیدرولیتیک پر می شوند و سپس جدا شده و وارد سیتوپلاسم می شوند. در شرایط عادی، لیزوزوم ها ذرات وارد شده به سلول را با فاگوسیتوز و اندامک های سلول های در حال مرگ هضم می کنند.محصولات لیزوزوم از طریق غشای لیزوزوم به سیتوپلاسم دفع می شوند، جایی که در مولکول های جدید قرار می گیرند. هنگامی که غشای لیزوزوم پاره می شود، آنزیم ها وارد سیتوپلاسم می شوند. محتویات آن را هضم کند و باعث مرگ سلولی شود.

پلاستیدهافقط در سلول های گیاهی یافت می شود و در اکثر گیاهان سبز یافت می شود. مواد آلی سنتز شده و در پلاستیدها تجمع می یابند. سه نوع پلاستید وجود دارد: کلروپلاست، کروموپلاست و لوکوپلست.

کلروپلاست -پلاستیدهای سبز حاوی رنگدانه سبز کلروفیل. آنها در برگ ها، ساقه های جوان و میوه های نارس یافت می شوند. کلروپلاست ها توسط یک غشای دوگانه احاطه شده اند. در گیاهان عالی، قسمت داخلی کلروپلاست ها با یک ماده نیمه مایع پر می شود که در آن صفحات به موازات یکدیگر قرار می گیرند. غشاهای جفت شده صفحات، با هم ادغام می شوند، پشته های حاوی کلروفیل را تشکیل می دهند (شکل 6). در هر پشته کلروپلاست گیاهان عالی، لایه‌هایی از مولکول‌های پروتئین و مولکول‌های لیپیدی به طور متناوب و مولکول‌های کلروفیل بین آنها قرار دارند. این ساختار لایه ای حداکثر سطوح آزاد را فراهم می کند و جذب و انتقال انرژی را در طول فتوسنتز تسهیل می کند.

کروموپلاست ها -پلاستیدهای حاوی رنگدانه های گیاهی (قرمز یا قهوه ای، زرد، نارنجی). آنها در سیتوپلاسم سلولهای گل، ساقه، میوه و برگ گیاهان متمرکز شده و رنگ مناسبی به آنها می دهند. کروموپلاست ها از لوکوپلاست یا کلروپلاست در نتیجه تجمع رنگدانه ها به وجود می آیند. کاروتنوئیدها

لوکوپلاست - بی رنگپلاستیدهایی که در قسمت های بدون رنگ گیاهان قرار دارند: در ساقه، ریشه، پیاز و غیره. دانه های نشاسته در لوکوپلست برخی سلول ها، روغن ها و پروتئین ها در لوکوپلست سلول های دیگر تجمع می یابند.

همه پلاستیدها از پیشینیان خود - پروپلاستیدها ایجاد می شوند. آنها DNA را نشان دادند که تولید مثل این اندامک ها را کنترل می کند.

مرکز سلولی،یا سانتروزوم، نقش مهمی در تقسیم سلولی دارد و از دو سانتریول تشکیل شده است . در تمام سلول های جانوری و گیاهی به جز قارچ های گلدار، قارچ های پایین تر و برخی تک یاخته ها یافت می شود. سانتریول ها در سلول های تقسیم کننده در تشکیل دوک تقسیم شرکت می کنند و در قطب های آن قرار دارند. در یک سلول در حال تقسیم، مرکز سلول اولین قسمتی است که تقسیم می شود و در همان زمان یک دوک آکروماتین تشکیل می شود که کروموزوم ها را در حین واگرایی به قطب ها جهت می دهد. یک سانتریول از هر سلول دختر خارج می شود.

بسیاری از سلول های گیاهی و جانوری دارند ارگانوئیدهای خاص: گل مژه،انجام عملکرد حرکت (سیلیات ها، سلول های دستگاه تنفسی)، تاژک(تک یاخته تک سلولی، سلول های تولیدمثلی نر در حیوانات و گیاهان و غیره). شامل -عناصر موقتی که در یک سلول در مرحله خاصی از زندگی در نتیجه یک عملکرد مصنوعی ایجاد می شوند. آنها یا استفاده می شوند یا از سلول حذف می شوند. اجزاء نیز مواد مغذی ذخیره ای هستند: در سلول های گیاهی - نشاسته، قطرات چربی، بلوک ها، اسانس ها، بسیاری از اسیدهای آلی، نمک های اسیدهای آلی و معدنی. در سلول های حیوانی - گلیکوژن (در سلول های کبد و عضلات)، قطرات چربی (در بافت زیر جلدی)؛ برخی از آخال ها به صورت ضایعات در سلول ها تجمع می یابند - به شکل کریستال ها، رنگدانه ها و غیره.

واکوئل ها -اینها حفره هایی هستند که توسط یک غشاء محدود شده اند. به خوبی در سلول های گیاهی بیان می شود و در تک یاخته ها وجود دارد. آنها در نواحی مختلف شبکه آندوپلاسمی ایجاد می شوند. و به تدریج از آن جدا می شوند. واکوئل ها فشار تورگور را حفظ می کنند؛ شیره سلولی یا واکوئلی در آنها متمرکز شده است که مولکول های آن غلظت اسمزی آن را تعیین می کنند. اعتقاد بر این است که محصولات اولیه سنتز - کربوهیدرات های محلول، پروتئین ها، پکتین ها و غیره - در مخازن شبکه آندوپلاسمی جمع می شوند. این خوشه ها مبانی واکوئل های آینده را نشان می دهند.

اسکلت سلولی . یکی از ویژگی های متمایز یک سلول یوکاریوتی، ایجاد تشکیلات اسکلتی در سیتوپلاسم آن به شکل میکروتوبول ها و دسته های فیبرهای پروتئینی است. عناصر اسکلت سلولی ارتباط نزدیکی با غشای سیتوپلاسمی خارجی و پوشش هسته دارند و بافت های پیچیده ای را در سیتوپلاسم تشکیل می دهند. عناصر پشتیبان سیتوپلاسم شکل سلول را تعیین می کنند، حرکت ساختارهای درون سلولی و حرکت کل سلول را تضمین می کنند.

هستهسلول نقش اصلی را در زندگی آن ایفا می کند، با حذف آن، سلول عملکرد خود را متوقف می کند و می میرد. اکثر سلول های حیوانی دارای یک هسته هستند، اما سلول های چند هسته ای نیز وجود دارند (کبد و ماهیچه های انسان، قارچ ها، مژک ها، جلبک های سبز). گلبول‌های قرمز پستانداران از سلول‌های پیش‌ساز حاوی هسته ایجاد می‌شوند، اما گلبول‌های قرمز بالغ آن را از دست می‌دهند و عمر زیادی ندارند.

هسته توسط یک غشای دوتایی احاطه شده است که با منافذ نفوذ کرده است و از طریق آن با کانال های شبکه آندوپلاسمی و سیتوپلاسم ارتباط نزدیک دارد. داخل هسته است کروماتین- بخش های مارپیچی کروموزوم ها. در طول تقسیم سلولی، آنها به ساختارهای میله ای شکل تبدیل می شوند که به وضوح در زیر میکروسکوپ نوری قابل مشاهده هستند. کروموزوم ها مجتمع های پیچیده ای از پروتئین ها و DNA هستند که به آنها می گویند نوکلئوپروتئین

وظایف هسته تنظیم تمام عملکردهای حیاتی سلول است که با کمک حامل های مواد DNA و RNA اطلاعات ارثی انجام می دهد. در آماده سازی برای تقسیم سلولی، DNA دو برابر می شود؛ در طی میتوز، کروموزوم ها جدا می شوند و به سلول های دختر منتقل می شوند و تداوم اطلاعات ارثی در هر نوع ارگانیسم را تضمین می کنند.

کاریوپلاسم - فاز مایع هسته که در آن مواد زائد ساختارهای هسته ای به صورت محلول یافت می شوند

هسته- جدا شده و متراکم ترین قسمت هسته. هسته حاوی پروتئین های پیچیده و RNA، فسفات های آزاد یا محدود پتاسیم، منیزیم، کلسیم، آهن، روی و همچنین ریبوزوم است. هسته قبل از شروع تقسیم سلولی ناپدید می شود و در آخرین مرحله تقسیم دوباره تشکیل می شود.

بنابراین، سلول دارای یک سازمان خوب و بسیار پیچیده است. شبکه گسترده غشاهای سیتوپلاسمی و اصل غشایی ساختار اندامک ها این امکان را فراهم می کند که بین بسیاری از واکنش های شیمیایی که به طور همزمان در سلول اتفاق می افتد تمایز قائل شویم. هر یک از تشکیلات درون سلولی ساختار و عملکرد خاص خود را دارند، اما تنها از طریق تعامل آنها می‌توان عملکرد هماهنگ سلول را ممکن کرد و بر اساس چنین تعاملی، موادی از محیط وارد سلول شده و مواد زائد از آن به خارج خارج می‌شوند. محیط زیست - اینگونه متابولیسم اتفاق می افتد. کمال سازمان‌دهی ساختاری یک سلول تنها می‌تواند در نتیجه تکامل بیولوژیکی طولانی‌مدت ایجاد شود، که طی آن عملکردهایی که انجام می‌دهد به تدریج پیچیده‌تر می‌شود.

ساده ترین اشکال تک سلولی هم یک سلول و هم یک موجود زنده را با تمام مظاهر حیاتش نشان می دهد. در موجودات چند سلولی، سلول ها گروه های همگن - بافت ها را تشکیل می دهند. به نوبه خود، بافت ها اندام ها، سیستم ها را تشکیل می دهند و عملکرد آنها توسط فعالیت حیاتی کلی کل ارگانیسم تعیین می شود.

یوکاریوت ها یا سلول های هسته ای بسیار پیچیده تر از پروکاریوت ها هستند. ساختار یک سلول یوکاریوتی با هدف انجام متابولیسم داخل سلولی است.

پلاسمالما

در خارج، هر سلولی توسط یک غشای پلاسمایی الاستیک نازک به نام پلاسمالما احاطه شده است. پلاسمالما حاوی مواد آلی است که در جدول توضیح داده شده است.

برنج. 1. ساختار پلاسمالما.

بالای پلاسمالمای سلول گیاهی دیواره سلولی قرار دارد که حاوی سلولز است. شکل را حفظ می کند و تحرک سلول را محدود می کند. یک سلول حیوانی با گلیکوکالیکس متشکل از ترکیبات آلی مختلف پوشیده شده است. عملکرد اصلی پوشش های اضافی محافظت است.

از طریق پلاسمالما، مواد منتقل می شوند و سیگنال ها از طریق پروتئین های داخلی منتقل می شوند.

هسته

یوکاریوت ها با داشتن یک هسته - ساختار غشایی، با پروکاریوت ها متفاوت هستند. متشکل از سه جزء:

• دو غشا دارای منافذ؛
• نوکلئوپلاسم - مایعی متشکل از کروماتین (شامل RNA و DNA)، پروتئین، اسیدهای نوکلئیک، آب؛
• هسته - بخش فشرده شده از نوکلئوپلاسم.

برنج. 2. ساختار هسته.

هسته تمام فرآیندهای سلولی را کنترل می کند و همچنین انجام می دهد:

4 مقاله برترکه در کنار این مطلب می خوانند

• ذخیره و انتقال اطلاعات ارثی؛
• تشکیل ریبوزوم؛
• سنتز اسیدهای نوکلئیک

سیتوپلاسم

سیتوپلاسم یوکاریوت ها حاوی اندامک های مختلفی است که به دلیل حرکت مداوم سیتوپلاسم (سیکلوز) متابولیسم را انجام می دهند. شرح آنها در جدول ساختار یک سلول یوکاریوتی ارائه شده است.

یک سلول گیاهی با دو اندامک خاص که در حیوانات وجود ندارد مشخص می شود:

• واکوئل - مواد آلی، آب را جمع می کند، تورگور را حفظ می کند.
• پلاستیدها - بسته به گونه، فتوسنتز (کلروپلاست)، انباشته شدن مواد (لوکوپلاست) و رنگ آمیزی گل ها و میوه ها (کروموپلاست) انجام می دهند.

در سلول‌های حیوانی (در گیاهان وجود ندارد) یک سانتروزوم (مرکز سلولی) وجود دارد که میکروتوبول‌هایی را جمع‌آوری می‌کند که متعاقباً دوک، اسکلت سلولی، تاژک‌ها و مژک‌ها از آن تشکیل می‌شوند.

برنج. 3. سلول های گیاهی و جانوری.

یوکاریوت ها با تقسیم - میتوز یا میوز تولید مثل می کنند. میتوز (تقسیم غیرمستقیم) مشخصه تمام سلول های جسمی (غیر تولید مثلی) و موجودات هسته ای تک سلولی است. میوز فرآیند تشکیل گامت است.

ما چه آموخته ایم؟

از درس زیست شناسی کلاس نهم به طور خلاصه در مورد ساختار و عملکرد یک سلول یوکاریوتی یاد گرفتیم. یوکاریوت ها ساختارهای پیچیده ای هستند که از غشای سلولی، سیتوپلاسم و هسته تشکیل شده اند. در سیتوپلاسم یک سلول یوکاریوتی اندامک های مختلفی (گلژی کمپلکس، EPS، لیزوزوم ها و غیره) وجود دارد که متابولیسم داخل سلولی را انجام می دهند. علاوه بر این، سلول های گیاهی با یک واکوئل و پلاستیدها و سلول های حیوانی با یک مرکز سلولی مشخص می شوند.

در مورد موضوع تست کنید

ارزیابی گزارش

میانگین امتیاز: 4.1. مجموع امتیازهای دریافتی: 300.

ساختار سلول

ساختار سلول

سلول پروکاریوتی

پروکاریوت ها(از لات حرفه ای

ساختار کروموزوم

طرح ساختار کروموزوم در پروفاز اواخر - متافاز میتوز. 1-کروماتید؛ 2-سانترومر؛ 3-شانه کوتاه؛ شانه 4 بلند.

کروموزوم ها(یونان باستان χρῶμα - رنگ و σῶμα - بدن) - ساختارهای نوکلئوپروتئین در هسته یک سلول یوکاریوتی (سلولی حاوی هسته) که در مراحل خاصی از چرخه سلولی (در طول میتوز یا میوز) به راحتی قابل مشاهده است. کروموزوم ها نشان دهنده درجه بالایی از تراکم کروماتین هستند که به طور مداوم در هسته سلول وجود دارد. در ابتدا، این اصطلاح برای اشاره به ساختارهای موجود در سلول های یوکاریوتی پیشنهاد شد، اما در دهه های اخیر آنها به طور فزاینده ای در مورد کروموزوم های باکتریایی صحبت می کنند. بیشتر اطلاعات ارثی در کروموزوم ها متمرکز است.

مورفولوژی کروموزوم در یک سلول در مرحله متافاز بهتر دیده می شود. یک کروموزوم از دو جسم میله ای شکل - کروماتیدها تشکیل شده است. هر دو کروماتید هر کروموزوم از نظر ترکیب ژنی با یکدیگر یکسان هستند.

کروموزوم ها از نظر طول متمایز می شوند. کروموزوم ها دارای یک سانترومر یا انقباض اولیه، دو تلومر و دو بازو هستند. در برخی از کروموزوم ها، انقباضات ثانویه و ماهواره ها متمایز می شوند. حرکت کروموزوم توسط سانترومر تعیین می شود که ساختار پیچیده ای دارد.

DNA سانترومر با یک توالی نوکلئوتیدی مشخص و پروتئین های خاص متمایز می شود. بسته به محل سانترومر، کروموزوم های آکروسانتریک، زیر متاسانتریک و متاسانتریک تشخیص داده می شوند.

همانطور که در بالا ذکر شد، برخی از کروموزوم ها دارای انقباضات ثانویه هستند. آنها بر خلاف انقباض اولیه (سانترومر) به عنوان محل اتصال رشته های دوک عمل نمی کنند و هیچ نقشی در حرکت کروموزوم ها ندارند. برخی از انقباضات ثانویه با تشکیل هسته همراه است که در این صورت به آنها سازمان دهنده هسته می گویند. سازمان دهنده های هسته حاوی ژن هایی هستند که مسئول سنتز RNA هستند. عملکرد سایر انقباضات ثانویه هنوز مشخص نیست.

برخی از کروموزوم‌های آکروسنتریک دارای ماهواره هستند - مناطقی که توسط یک رشته نازک کروماتین به بقیه کروموزوم متصل هستند. شکل و اندازه ماهواره برای یک کروموزوم مشخص ثابت است. در انسان، پنج جفت کروموزوم دارای ماهواره هستند.

نواحی انتهایی کروموزوم های غنی از هتروکروماتین ساختاری تلومر نامیده می شود. تلومرها از چسبیدن انتهای کروموزوم ها پس از تکرار مجدد جلوگیری می کنند و در نتیجه به حفظ یکپارچگی آنها کمک می کنند. در نتیجه، تلومرها مسئول وجود کروموزوم ها به عنوان موجودات جداگانه هستند.

کروموزوم هایی که دارای ترتیب ژنی یکسانی هستند، همولوگ نامیده می شوند. آنها ساختار یکسانی دارند (طول، محل سانترومر و غیره). کروموزوم های غیر همولوگ مجموعه های ژنی متفاوت و ساختارهای متفاوتی دارند.

مطالعه ساختار ظریف کروموزوم ها نشان داد که آنها از DNA، پروتئین و مقدار کمی RNA تشکیل شده اند. مولکول DNA حامل بارهای منفی است که در تمام طول آن توزیع شده است و پروتئین های متصل به آن - هیستون ها - دارای بار مثبت هستند. این مجموعه از DNA و پروتئین کروماتین نامیده می شود. کروماتین می تواند درجات مختلفی از تراکم داشته باشد. کروماتین متراکم هتروکروماتین نامیده می شود و کروماتین تغلیظ شده یوکروماتین نامیده می شود. درجه چگالش کروماتین نشان دهنده وضعیت عملکردی آن است. نواحی هتروکروماتیک نسبت به نواحی هتروکروماتیک از نظر عملکردی کمتر فعال هستند، که بیشتر ژن ها در آنها موضعی هستند. هتروکروماتین ساختاری وجود دارد که مقدار آن در کروموزوم های مختلف متفاوت است، اما به طور مداوم در نواحی پری مرکزی قرار دارد. علاوه بر هتروکروماتین ساختاری، هتروکروماتین اختیاری نیز وجود دارد که در کروموزوم هنگام ابرپیچ شدن نواحی یوکروماتیک ظاهر می شود. وجود این پدیده در کروموزوم های انسانی با غیرفعال شدن ژنتیکی یک کروموزوم X در سلول های جسمی یک زن تأیید می شود. ماهیت آن در این واقعیت نهفته است که یک مکانیسم تکاملی برای غیرفعال کردن دوز دوم ژن های موضعی در کروموزوم X وجود دارد، در نتیجه، با وجود تعداد متفاوت کروموزوم های X در موجودات نر و ماده، تعداد ژن هایی که کار می کنند. در آنها برابر است. کروماتین در طول تقسیم سلولی میتوزی به حداکثر خود متراکم می شود، سپس می توان آن را به شکل کروموزوم های متراکم تشخیص داد.

اندازه مولکول های DNA کروموزوم ها بسیار زیاد است. هر کروموزوم با یک مولکول DNA نشان داده می شود. آنها می توانند به صدها میکرومتر و حتی سانتی متر برسند. از میان کروموزوم های انسان، بزرگترین کروموزوم اول است. طول کل DNA آن تا 7 سانتی متر است. طول کل مولکول های DNA همه کروموزوم های یک سلول انسانی 170 سانتی متر است.

علیرغم اندازه غول پیکر مولکول های DNA، کاملاً متراکم در کروموزوم ها بسته بندی شده است. این چین خوردگی خاص DNA کروموزومی توسط پروتئین های هیستون ایجاد می شود. هیستون ها در طول مولکول DNA به شکل بلوک ها قرار دارند. یک بلوک حاوی 8 مولکول هیستون است که یک نوکلئوزوم (سازمانی متشکل از یک رشته DNA که به دور یک اکتامر هیستون زخم شده است) را تشکیل می دهد. اندازه یک نوکلئوزوم حدود 10 نانومتر است. نوکلئوزوم ها مانند مهره هایی هستند که روی یک نخ قرار گرفته اند. نوکلئوزوم‌ها و بخش‌هایی از DNA که آنها را به هم متصل می‌کند به شکل یک مارپیچ محکم بسته‌بندی شده‌اند؛ برای هر چرخش چنین مارپیچی شش نوکلئوزوم وجود دارد. به این ترتیب ساختار کروموزوم تشکیل می شود.

اطلاعات ارثی یک ارگانیسم به طور دقیق در امتداد کروموزوم های فردی مرتب می شود. هر ارگانیسم با مجموعه خاصی از کروموزوم ها (تعداد، اندازه و ساختار) مشخص می شود که به آن کاریوتیپ می گویند. کاریوتایپ انسان با بیست و چهار کروموزوم مختلف (22 جفت اتوزوم، کروموزوم های X و Y) نشان داده می شود. کاریوتایپ یک پاسپورت گونه است. تجزیه و تحلیل کاریوتایپ به ما اجازه می دهد تا اختلالاتی را شناسایی کنیم که می توانند منجر به ناهنجاری های رشدی، بیماری های ارثی یا مرگ جنین ها و جنین ها در مراحل اولیه رشد شوند.

برای مدت طولانی اعتقاد بر این بود که کاریوتیپ انسان از 48 کروموزوم تشکیل شده است. اما در ابتدای سال 1956 پیامی منتشر شد که بر اساس آن تعداد کروموزوم های کاریوتایپ انسان 46 است.

کروموزوم های انسان از نظر اندازه، محل سانترومر و انقباضات ثانویه متفاوت هستند. اولین تقسیم کاریوتایپ به گروه ها در سال 1960 در کنفرانسی در دنور (ایالات متحده آمریکا) انجام شد. توصیف کاریوتایپ انسان در ابتدا بر اساس دو اصل زیر بود: ترتیب کروموزوم ها در طول آنها. گروه بندی کروموزوم ها بر اساس محل سانترومر (متاسانتریک، زیر متاسانتریک، آکروسانتریک).

ثابت بودن دقیق تعداد کروموزوم ها، فردیت و پیچیدگی ساختاری آنها نشان دهنده اهمیت عملکردی است که آنها انجام می دهند. کروموزوم ها به عنوان دستگاه ژنتیکی اصلی سلول عمل می کنند. آنها حاوی ژن هایی به ترتیب خطی هستند که هر کدام یک مکان کاملاً مشخص (منبع) در کروموزوم را اشغال می کنند. ژن های زیادی روی هر کروموزوم وجود دارد، اما برای رشد طبیعی بدن، مجموعه ای از ژن های مجموعه کامل کروموزومی ضروری است.

ساختار و عملکرد DNA

DNA- پلیمری که مونومرهای آن دئوکسی ریبونوکلئوتید هستند. مدلی از ساختار فضایی مولکول DNA به شکل یک مارپیچ دوگانه در سال 1953 توسط جی واتسون و اف. کریک پیشنهاد شد (برای ساخت این مدل از کارهای ام. ویلکینز، آر. فرانکلین، ای. شارگاف استفاده کردند. ).

مولکول DNAتشکیل شده توسط دو زنجیره پلی نوکلئوتیدی که به صورت مارپیچی به دور یکدیگر و با هم حول یک محور خیالی پیچ خورده اند، یعنی. یک مارپیچ دوگانه است (به استثنای برخی از ویروس های حاوی DNA دارای DNA تک رشته ای هستند). قطر مارپیچ دوگانه DNA 2 نانومتر، فاصله بین نوکلئوتیدهای مجاور 0.34 نانومتر است و در هر چرخش مارپیچ 10 جفت نوکلئوتید وجود دارد. طول مولکول می تواند به چندین سانتی متر برسد. وزن مولکولی - ده ها و صدها میلیون. طول کل DNA در هسته سلول انسان حدود 2 متر است.در سلول های یوکاریوتی، DNA کمپلکس هایی با پروتئین ها تشکیل می دهد و ترکیب فضایی خاصی دارد.

مونومر DNA - نوکلئوتید (دئوکسی ریبونوکلئوتید)- متشکل از بقایای سه ماده است: 1) یک باز نیتروژن، 2) یک مونوساکارید پنج کربنه (پنتوز) و 3) اسید فسفریک. بازهای نیتروژنی اسیدهای نوکلئیک متعلق به کلاس های پیریمیدین ها و پورین ها هستند. بازهای پیریمیدین DNA(یک حلقه در مولکول آنها وجود دارد) - تیمین، سیتوزین. پایه های پورینی(دارای دو حلقه) - آدنین و گوانین.

مونوساکارید نوکلئوتید DNA دئوکسی ریبوز است.

نام یک نوکلئوتید از نام باز مربوطه گرفته شده است. نوکلئوتیدها و بازهای نیتروژنی با حروف بزرگ نشان داده می شوند.

زنجیره پلی نوکلئوتیدی در نتیجه واکنش های تراکم نوکلئوتیدی تشکیل می شود. در این مورد، بین 3 اینچ کربن باقیمانده دئوکسی ریبوز یک نوکلئوتید و باقی مانده اسید فسفریک یک نوکلئوتید دیگر، پیوند فسفوستری(از دسته پیوندهای کووالانسی قوی است). یک سر زنجیره پلی نوکلئوتیدی با کربن 5 اینچی (که انتهای 5 اینچی نامیده می شود) به پایان می رسد، سر دیگر با کربن 3 اینچی (انتهای 3 اینچی) به پایان می رسد.

در مقابل یک رشته از نوکلئوتیدها، رشته دوم قرار دارد. آرایش نوکلئوتیدها در این دو زنجیره تصادفی نیست، اما کاملاً تعریف شده است: تیمین همیشه در مقابل آدنین یک زنجیره در زنجیره دیگر قرار دارد و سیتوزین همیشه در مقابل گوانین قرار دارد، دو پیوند هیدروژنی بین آدنین و تیمین ایجاد می‌شود و سه پیوندهای هیدروژنی بین گوانین و سیتوزین ایجاد می شود. الگویی که بر اساس آن نوکلئوتیدهای زنجیره های مختلف DNA به طور دقیق مرتب می شوند (آدنین - تیمین، گوانین - سیتوزین) و به طور انتخابی به یکدیگر متصل می شوند. اصل مکمل بودن. لازم به ذکر است که جی واتسون و اف. کریک پس از آشنایی با آثار ای.چارگاف به اصل مکمل بودن پی بردند. E. Chargaff با مطالعه تعداد زیادی نمونه از بافت ها و اندام های موجودات مختلف، دریافت که در هر قطعه DNA، محتوای باقی مانده گوانین همیشه دقیقاً با محتوای سیتوزین و آدنین - تیمین مطابقت دارد. "قانون چارگاف") اما او نتوانست این واقعیت را توضیح دهد.

از اصل مکمل بودن نتیجه می شود که توالی نوکلئوتیدی یک زنجیره، توالی نوکلئوتیدی زنجیره دیگر را تعیین می کند.

رشته های DNA ضد موازی (چند جهتی) هستند، یعنی. نوکلئوتیدهای زنجیره های مختلف در جهات مخالف قرار دارند و بنابراین، در مقابل انتهای 3 اینچی یک زنجیره، انتهای 5 اینچی زنجیره دیگر قرار دارد. مولکول DNA گاهی اوقات با یک پلکان مارپیچ مقایسه می شود. "نرده" این راه پله یک ستون فقرات قند فسفات است (بقایای دئوکسی ریبوز و اسید فسفریک متناوب). "گام ها" پایه های نیتروژنی مکمل هستند.

عملکرد DNA- ذخیره و انتقال اطلاعات ارثی.

ترمیم ("تعمیر")

غرامتفرآیند از بین بردن آسیب به توالی نوکلئوتیدی DNA است. توسط سیستم های آنزیمی خاص سلول ( آنزیم های ترمیم کننده). در فرآیند بازیابی ساختار DNA، مراحل زیر قابل تشخیص است: 1) نوکلئازهای ترمیم DNA ناحیه آسیب دیده را شناسایی و حذف می کنند، در نتیجه شکافی در زنجیره DNA ایجاد می شود. 2) DNA پلیمراز این شکاف را پر می کند و اطلاعات رشته دوم ("خوب") را کپی می کند. 3) DNA لیگاز، نوکلئوتیدها را "پیوند متقاطع" می‌سازد و تعمیر را تکمیل می‌کند.

سه مکانیسم ترمیم بیشتر مورد مطالعه قرار گرفته است: 1) ترمیم نوری، 2) ترمیم برش، یا قبل از تکرار، 3) تعمیر پس از تکرار.

تغییرات در ساختار DNA به طور مداوم تحت تأثیر متابولیت های فعال، اشعه ماوراء بنفش، فلزات سنگین و نمک های آنها و غیره در سلول رخ می دهد. بنابراین نقص در سیستم های ترمیم سرعت فرآیندهای جهش را افزایش می دهد و باعث بیماری های ارثی می شود (زیرودرما پیگمنتوزوم، پروگریا، و غیره.).

ساختار و عملکرد RNA

RNA- پلیمری که مونومرهای آن هستند ریبونوکلئوتیدها. بر خلاف DNA، RNA نه توسط دو، بلکه توسط یک زنجیره پلی نوکلئوتیدی تشکیل می شود (با این استثنا که برخی از ویروس های حاوی RNA دارای RNA دو رشته ای هستند). نوکلئوتیدهای RNA قادر به ایجاد پیوند هیدروژنی با یکدیگر هستند. زنجیره های RNA بسیار کوتاه تر از زنجیره های DNA هستند.

مونومر RNA - نوکلئوتید (ریبونوکلئوتید)- متشکل از بقایای سه ماده است: 1) یک باز نیتروژن، 2) یک مونوساکارید پنج کربنه (پنتوز) و 3) اسید فسفریک. بازهای نیتروژنی RNA نیز از دسته پیریمیدین ها و پورین ها هستند.

بازهای پیریمیدینی RNA اوراسیل، سیتوزین و بازهای پورینی آدنین و گوانین هستند. مونوساکارید نوکلئوتید RNA ریبوز است.

برجسته سه نوع RNA: 1) اطلاعاتی(پیام رسان) RNA - mRNA (mRNA)، 2) حمل و نقل RNA - tRNA، 3) ریبوزومی RNA - rRNA.

همه انواع RNA پلی نوکلئوتیدهای بدون انشعاب هستند، ترکیب فضایی خاصی دارند و در فرآیندهای سنتز پروتئین شرکت می کنند. اطلاعات مربوط به ساختار همه انواع RNA در DNA ذخیره می شود. فرآیند سنتز RNA روی یک الگوی DNA را رونویسی می گویند.

انتقال RNA هامعمولاً حاوی 76 (از 75 تا 95) نوکلئوتید است. وزن مولکولی - 25000-30000 tRNA حدود 10 درصد از کل محتوای RNA در سلول را تشکیل می دهد. توابع tRNA: 1) انتقال اسیدهای آمینه به محل سنتز پروتئین، به ریبوزوم، 2) واسطه ترجمه. حدود 40 نوع tRNA در یک سلول یافت می شود که هر کدام یک توالی نوکلئوتیدی منحصر به فرد دارند. با این حال، همه tRNA ها دارای چندین ناحیه مکمل درون مولکولی هستند، به همین دلیل tRNA ها ترکیبی شبیه برگ شبدر به دست می آورند. هر tRNA دارای یک حلقه برای تماس با ریبوزوم (1)، یک حلقه آنتی کدون (2)، یک حلقه برای تماس با آنزیم (3)، یک ساقه پذیرنده (4) و یک آنتی کدون (5) است. اسید آمینه به انتهای 3 اینچی ساقه پذیرنده اضافه می شود. آنتی کدون- سه نوکلئوتید که کدون mRNA را "شناسایی" می کنند. باید تاکید کرد که یک tRNA خاص می تواند یک اسید آمینه کاملاً تعریف شده مربوط به آنتی کدون خود را منتقل کند. ویژگی ارتباط بین اسید آمینه و tRNA به دلیل خواص آنزیم aminoacyl-tRNA سنتتاز به دست می آید.

RNA ریبوزومیحاوی 3000-5000 نوکلئوتید؛ وزن مولکولی - 1,000,000-1,500,000 rRNA 80-85 درصد از کل محتوای RNA در سلول را تشکیل می دهد. در ترکیب با پروتئین های ریبوزومی، rRNA ریبوزوم ها را تشکیل می دهد - اندامک هایی که سنتز پروتئین را انجام می دهند. در سلول های یوکاریوتی، سنتز rRNA در هسته اتفاق می افتد. توابع rRNA: 1) یک جزء ساختاری ضروری ریبوزوم ها و در نتیجه تضمین عملکرد ریبوزوم ها. 2) اطمینان از تعامل ریبوزوم و tRNA. 3) اتصال اولیه ریبوزوم و کدون آغازگر mRNA و تعیین چارچوب خواندن، 4) تشکیل مرکز فعال ریبوزوم.

RNA های پیام رساناز نظر محتوای نوکلئوتید و وزن مولکولی (از 50000 تا 4000000) متفاوت است. mRNA تا 5 درصد از کل محتوای RNA در سلول را تشکیل می دهد. توابع mRNA: 1) انتقال اطلاعات ژنتیکی از DNA به ریبوزوم، 2) ماتریس برای سنتز یک مولکول پروتئین، 3) تعیین توالی اسید آمینه ساختار اولیه یک مولکول پروتئین.

ساختار و عملکردهای ATP

آدنوزین تری فسفریک اسید (ATP)- منبع جهانی و ذخیره کننده اصلی انرژی در سلول های زنده. ATP در تمام سلول های گیاهی و جانوری یافت می شود. مقدار ATP به طور متوسط ​​0.04٪ (از وزن مرطوب سلول) است، بیشترین مقدار ATP (0.2-0.5٪) در عضلات اسکلتی یافت می شود.

ATP از باقی مانده ها تشکیل شده است: 1) یک باز نیتروژن دار (آدنین)، 2) یک مونوساکارید (ریبوز)، 3) سه اسید فسفریک. از آنجایی که ATP حاوی نه یک، بلکه سه باقی مانده اسید فسفریک است، به ریبونوکلئوزید تری فسفات ها تعلق دارد.

بیشتر کارهایی که در سلول ها انجام می شود از انرژی هیدرولیز ATP استفاده می کند. در این حالت، زمانی که باقیمانده نهایی اسید فسفریک حذف می شود، ATP به ADP (آدنوزین دی فسفریک اسید) تبدیل می شود و هنگامی که باقی مانده اسید فسفریک دوم حذف می شود، به AMP (آدنوزین مونوفسفریک اسید) تبدیل می شود. بازده انرژی آزاد پس از حذف هر دو باقی مانده نهایی و دوم اسید فسفریک 30.6 کیلوژول است. حذف گروه سوم فسفات تنها با آزاد شدن 13.8 کیلوژول همراه است. پیوندهای پایانی و باقی مانده های دوم، دوم و اول اسید فسفریک را پرانرژی (پر انرژی) می نامند.

ذخایر ATP دائماً پر می شود. در سلول های همه موجودات، سنتز ATP در فرآیند فسفوریلاسیون رخ می دهد، یعنی. افزودن اسید فسفریک به ADP فسفوریلاسیون با شدت های مختلف در طول تنفس (میتوکندری)، گلیکولیز (سیتوپلاسم) و فتوسنتز (کلروپلاست) رخ می دهد.

ATP رابط اصلی بین فرآیندهای همراه با آزادسازی و انباشت انرژی و فرآیندهایی است که با مصرف انرژی رخ می دهند. علاوه بر این، ATP، همراه با سایر تری فسفات های ریبونوکلئوزیدی (GTP، CTP، UTP)، بستری برای سنتز RNA است.

خواص ژن

1. گسستگی - اختلاط ناپذیری ژن ها؛
2. ثبات - توانایی حفظ ساختار؛
3. ناپایداری - توانایی جهش مکرر؛
4. آللیسم چندگانه - ژن های زیادی در یک جمعیت به اشکال مولکولی متعدد وجود دارند.
5. آللیسیته - در ژنوتیپ ارگانیسم های دیپلوئید فقط دو شکل از ژن وجود دارد.
6. ویژگی - هر ژن ویژگی خاص خود را رمزگذاری می کند.
7. پلیوتروپی - اثر چندگانه یک ژن؛
8. بیانگر - درجه بیان یک ژن در یک صفت؛
9. نفوذ - فراوانی تظاهرات یک ژن در یک فنوتیپ.
10. تقویت - افزایش تعداد نسخه های یک ژن.

طبقه بندی

1. ژن‌های ساختاری اجزای منحصربه‌فردی از ژنوم هستند که نشان‌دهنده یک توالی منفرد است که یک پروتئین خاص یا انواع خاصی از RNA را کد می‌کند. (همچنین به مقاله ژن های خانه داری مراجعه کنید).
2. ژن های عملکردی - عملکرد ژن های ساختاری را تنظیم می کند.

کد ژنتیکی- یک روش مشخصه برای همه موجودات زنده برای رمزگذاری توالی اسید آمینه پروتئین ها با استفاده از دنباله ای از نوکلئوتیدها.

DNA از چهار نوکلئوتید استفاده می کند - آدنین (A)، گوانین (G)، سیتوزین (C)، تیمین (T) که در ادبیات روسی با حروف A، G، C و T مشخص شده اند. این حروف الفبای الفبای را تشکیل می دهند. کد ژنتیکی. RNA از همان نوکلئوتیدها استفاده می کند، به استثنای تیمین، که با یک نوکلئوتید مشابه - اوراسیل جایگزین می شود که با حرف U (U در ادبیات روسی زبان) مشخص می شود. در مولکول‌های DNA و RNA، نوکلئوتیدها به صورت زنجیره‌ای قرار می‌گیرند و به این ترتیب، دنباله‌ای از حروف ژنتیکی به‌دست می‌آیند.

کد ژنتیکی

برای ساخت پروتئین در طبیعت از 20 اسید آمینه مختلف استفاده می شود. هر پروتئین یک زنجیره یا چندین زنجیره از اسیدهای آمینه در یک توالی کاملاً مشخص است. این توالی ساختار پروتئین و در نتیجه تمام خواص بیولوژیکی آن را تعیین می کند. مجموعه ای از اسیدهای آمینه نیز تقریباً برای همه موجودات زنده جهانی است.

پیاده سازی اطلاعات ژنتیکی در سلول های زنده (یعنی سنتز پروتئین کدگذاری شده توسط یک ژن) با استفاده از دو فرآیند ماتریکس انجام می شود: رونویسی (یعنی سنتز mRNA روی ماتریس DNA) و ترجمه کد ژنتیکی. به یک توالی اسید آمینه (سنتز یک زنجیره پلی پپتیدی بر روی mRNA). سه نوکلئوتید متوالی برای رمزگذاری 20 اسید آمینه و همچنین سیگنال توقف نشان دهنده پایان دنباله پروتئین کافی است. به مجموعه ای از سه نوکلئوتید سه گانه می گویند. اختصارات پذیرفته شده مربوط به اسیدهای آمینه و کدون ها در شکل نشان داده شده است.

خواص

1. سه گانه- یک واحد معنی دار کد ترکیبی از سه نوکلئوتید (سه گانه یا کدون) است.
2. تداوم- هیچ علامت نگارشی بین سه قلوها وجود ندارد، یعنی اطلاعات به طور مداوم خوانده می شود.
3. غیر همپوشانی- همان نوکلئوتید نمی تواند به طور همزمان بخشی از دو یا چند سه قلو باشد (برای برخی از ژن های همپوشانی ویروس ها، میتوکندری ها و باکتری ها که چندین پروتئین تغییر قاب را رمزگذاری می کنند، مشاهده نشده است).
4. منحصر به فرد بودن (خاصیت)- یک کدون خاص فقط مربوط به یک اسید آمینه است (با این حال، کدون UGA دارد Euplotes crassusرمزگذاری دو اسید آمینه - سیستئین و سلنوسیستئین)
5. انحطاط (زیادی)- چندین کدون می توانند با یک اسید آمینه مشابه مطابقت داشته باشند.
6. تطبیق پذیری- کد ژنتیکی در موجودات با سطوح مختلف پیچیدگی یکسان عمل می کند - از ویروس ها گرفته تا انسان ها (روش های مهندسی ژنتیک بر این اساس است؛ تعدادی استثنا وجود دارد که در جدول در بخش "تغییرهای کد ژنتیکی استاندارد" نشان داده شده است. زیر).
7. ایمنی سر و صدا- جهش های جایگزین های نوکلئوتیدی که منجر به تغییر در کلاس اسید آمینه کدگذاری شده نمی شوند، نامیده می شوند. محافظه کار; جهش های جایگزین نوکلئوتیدی که منجر به تغییر در کلاس اسید آمینه کدگذاری شده می شود نامیده می شود. افراطی.

بیوسنتز پروتئین و مراحل آن

بیوسنتز پروتئین- یک فرآیند پیچیده چند مرحله ای از سنتز یک زنجیره پلی پپتیدی از بقایای اسید آمینه که روی ریبوزوم سلول های موجودات زنده با مشارکت مولکول های mRNA و tRNA رخ می دهد.

بیوسنتز پروتئین را می توان به مراحل رونویسی، پردازش و ترجمه تقسیم کرد. در طول رونویسی، اطلاعات ژنتیکی رمزگذاری شده در مولکول های DNA خوانده می شود و این اطلاعات در مولکول های mRNA نوشته می شود. در طی یک سری مراحل پردازش متوالی، برخی از قطعات که در مراحل بعدی غیر ضروری هستند از mRNA حذف می شوند و توالی های نوکلئوتیدی ویرایش می شوند. پس از انتقال کد از هسته به ریبوزوم ها، سنتز واقعی مولکول های پروتئین با اتصال باقی مانده های اسید آمینه منفرد به زنجیره پلی پپتیدی در حال رشد اتفاق می افتد.

بین رونویسی و ترجمه، مولکول mRNA دستخوش یک سری تغییرات متوالی می شود که بلوغ ماتریکس عملکردی را برای سنتز زنجیره پلی پپتیدی تضمین می کند. یک کلاه به انتهای 5' و یک دم poly-A به انتهای 3' وصل شده است که باعث افزایش طول عمر mRNA می شود. با ظهور پردازش در سلول یوکاریوتی، ترکیب اگزون های ژن برای به دست آوردن تنوع بیشتری از پروتئین های کدگذاری شده توسط یک توالی منفرد از نوکلئوتیدهای DNA - پیوند جایگزین امکان پذیر شد.

ترجمه شامل سنتز یک زنجیره پلی پپتیدی مطابق با اطلاعات رمزگذاری شده در RNA پیام رسان است. توالی اسید آمینه با استفاده از مرتب شده است حمل و نقل RNA (tRNA)، که با آمینو اسیدها کمپلکس تشکیل می دهد - aminoacyl-tRNA. هر آمینو اسید tRNA مخصوص به خود را دارد که دارای یک آنتی کدون مربوطه است که با کدون mRNA مطابقت دارد. در طول ترجمه، ریبوزوم در امتداد mRNA حرکت می کند و با انجام این کار، زنجیره پلی پپتیدی رشد می کند. انرژی برای بیوسنتز پروتئین توسط ATP تامین می شود.

سپس مولکول پروتئین تمام شده از ریبوزوم جدا می شود و به محل مورد نظر در سلول منتقل می شود. برای دستیابی به حالت فعال خود، برخی از پروتئین ها نیاز به اصلاحات اضافی پس از ترجمه دارند.

علل جهش

جهش ها به دو دسته تقسیم می شوند خود جوشو القاء شده. جهش های خودبخودی به طور خود به خود در طول زندگی یک ارگانیسم در شرایط محیطی طبیعی با فراوانی حدود 10 - 9 - 10 - 12 در هر نوکلئوتید در هر نسل سلول رخ می دهد.

جهش های القایی تغییرات ارثی در ژنوم هستند که در نتیجه برخی اثرات جهش زا در شرایط مصنوعی (تجربی) یا تحت تأثیرات نامطلوب محیطی ایجاد می شوند.

جهش ها به طور مداوم در طول فرآیندهایی که در یک سلول زنده اتفاق می افتد ظاهر می شوند. فرآیندهای اصلی که منجر به وقوع جهش می شوند، همانندسازی DNA، اختلالات ترمیم DNA و نوترکیبی ژنتیکی هستند.

نقش جهش ها در تکامل

با تغییر قابل توجهی در شرایط زندگی، جهش هایی که قبلا مضر بودند ممکن است مفید باشند. بنابراین، جهش ها ماده ای برای انتخاب طبیعی هستند. بنابراین، جهش‌یافته‌های ملانیستی (افراد تیره‌رنگ) در جمعیت‌های شب پره توس در انگلستان برای اولین بار توسط دانشمندان در میان افراد معمولی با رنگ روشن در اواسط قرن نوزدهم کشف شدند. رنگ تیره در نتیجه جهش در یک ژن رخ می دهد. پروانه ها روز را روی تنه و شاخه های درختان می گذرانند که معمولاً با گلسنگ ها پوشیده شده اند و رنگ روشن در برابر آنها به عنوان یک استتار عمل می کند. در نتیجه انقلاب صنعتی که با آلودگی هوا همراه بود، گلسنگ ها مردند و تنه های سبک توس پوشیده از دوده شد. در نتیجه، تا اواسط قرن بیستم (بیش از 50-100 نسل)، در مناطق صنعتی، شکل تاریک تقریباً به طور کامل جایگزین شکل روشن شد. نشان داده شد که دلیل اصلی بقای ترجیحی شکل سیاه، شکار پرندگان بود که به طور انتخابی پروانه های رنگ روشن را در مناطق آلوده می خوردند.

اگر یک جهش بر بخش‌های «بی‌صدا» DNA تأثیر بگذارد، یا منجر به جایگزینی یک عنصر از کد ژنتیکی با عنصری مترادف شود، معمولاً خود را در فنوتیپ نشان نمی‌دهد (تظاهر چنین جایگزینی مترادفی ممکن است با فرکانس های مختلف استفاده از کدون). با این حال، چنین جهش‌هایی را می‌توان با استفاده از روش‌های آنالیز ژنی شناسایی کرد. از آنجایی که جهش‌ها اغلب در نتیجه علل طبیعی اتفاق می‌افتند، با فرض اینکه ویژگی‌های اساسی محیط خارجی تغییر نکرده باشد، معلوم می‌شود که فراوانی جهش‌ها باید تقریباً ثابت باشد. این واقعیت را می توان برای مطالعه فیلوژنی - مطالعه منشاء و روابط گونه های مختلف، از جمله انسان، مورد استفاده قرار داد. بنابراین، جهش در ژن های خاموش به عنوان نوعی "ساعت مولکولی" برای محققان عمل می کند. نظریه «ساعت مولکولی» نیز از این واقعیت ناشی می‌شود که بیشتر جهش‌ها خنثی هستند و سرعت تجمع آنها در یک ژن خاص به عمل انتخاب طبیعی بستگی ندارد یا به طور ضعیفی بستگی دارد و بنابراین برای مدت طولانی ثابت می‌ماند. با این حال، این میزان برای ژن های مختلف متفاوت است.

مطالعه جهش در DNA میتوکندری (به ارث رسیده از خط مادر) و در کروموزوم Y (به ارث رسیده از خط پدری) به طور گسترده ای در زیست شناسی تکاملی برای مطالعه منشاء نژادها و ملیت ها و بازسازی رشد بیولوژیکی بشر استفاده می شود.

ساختار سلول

ساختار سلول

تمام اشکال حیات سلولی روی زمین را می توان بر اساس ساختار سلول های تشکیل دهنده آنها به دو ابر پادشاهی تقسیم کرد - پروکاریوت ها (پیش هسته ای) و یوکاریوت ها (هسته ای). سلول‌های پروکاریوتی ساختار ساده‌تری دارند؛ ظاهراً آنها زودتر در فرآیند تکامل به وجود آمدند. سلول های یوکاریوتی پیچیده تر هستند و دیرتر به وجود آمدند. سلول های تشکیل دهنده بدن انسان یوکاریوتی هستند.

با وجود اشکال گوناگون، سازماندهی سلول های همه موجودات زنده تابع اصول ساختاری مشترک است.

محتویات زنده سلول - پروتوپلاست - توسط یک غشای پلاسمایی یا پلاسمالما از محیط جدا می شود. داخل سلول با سیتوپلاسم پر شده است که در آن اندامک های مختلف و اجزاء سلولی و همچنین مواد ژنتیکی به شکل یک مولکول DNA قرار دارند. هر یک از اندامک های سلولی عملکرد خاص خود را انجام می دهند و همه آنها با هم فعالیت حیاتی سلول را به عنوان یک کل تعیین می کنند.

سلول پروکاریوتی

ساختار یک سلول پروکاریوتی معمولی: کپسول، دیواره سلولی، پلاسمالما، سیتوپلاسم، ریبوزوم، پلاسمید، پیلی، تاژک، نوکلوئید.

پروکاریوت ها(از لات حرفه ای- قبل، قبل و یونانی. κάρῠον - هسته، مهره) - موجوداتی که بر خلاف یوکاریوتها، هسته سلولی و سایر اندامکهای غشایی داخلی ندارند (به استثنای مخازن مسطح در گونه های فتوسنتزی، به عنوان مثال، سیانوباکتری ها). تنها مولکول DNA دو رشته ای دایره ای بزرگ (در برخی گونه ها - خطی) که حاوی بخش عمده ای از مواد ژنتیکی سلول (به اصطلاح نوکلوئید) است، با پروتئین های هیستون (به اصطلاح کروماتین) کمپلکس تشکیل نمی دهد. ). پروکاریوت ها شامل باکتری ها از جمله سیانوباکتری ها (جلبک های سبز آبی) و آرکیا هستند. نوادگان سلول های پروکاریوتی اندامک های سلول های یوکاریوتی - میتوکندری ها و پلاستیدها هستند.

یوکاریوت های سلول یوکاریوتی(یوکاریوت ها) (از یونانی ευ - خوب، کامل و κάρῠον - هسته، مهره) - موجوداتی که بر خلاف پروکاریوت ها دارای یک هسته سلولی تشکیل شده هستند که با یک غشای هسته ای از سیتوپلاسم جدا شده است. مواد ژنتیکی در چندین مولکول DNA دو رشته ای خطی وجود دارد (بسته به نوع ارگانیسم، تعداد آنها در هر هسته می تواند از دو تا چند صد متغیر باشد)، از داخل به غشای هسته سلول متصل شده و در فضای وسیع تشکیل می شود. اکثریت (به جز دینوفلاژلات ها) یک کمپلکس با پروتئین های هیستونی به نام کروماتین است. سلول های یوکاریوتی دارای سیستم غشای داخلی هستند که علاوه بر هسته، تعدادی اندامک دیگر (شبکه آندوپلاسمی، دستگاه گلژی و غیره) را تشکیل می دهند. علاوه بر این، اکثریت قریب به اتفاق دارای همزیست های پروکاریوتی درون سلولی دائمی هستند - میتوکندری، و جلبک ها و گیاهان نیز دارای پلاستید هستند.

ساختار یک سلول یوکاریوتی

نمایش شماتیک یک سلول حیوانی. (با کلیک بر روی نام هر یک از اجزای سلول به مقاله مربوطه هدایت خواهید شد.)

میتوکندری ها و پلاستیدها DNA دایره ای و ریبوزوم های کوچک خود را دارند که از طریق آنها بخشی از پروتئین های خود (ارگانل های نیمه مستقل) را می سازند.

میتوکندری ها در (اکسیداسیون مواد آلی) شرکت می کنند - آنها ATP (انرژی) را برای زندگی سلول تامین می کنند و "ایستگاه های انرژی سلول" هستند.

اندامک های غیر غشایی

ریبوزوم ها- این اندامک هایی هستند که با ... آنها از دو زیر واحد تشکیل شده اند که از نظر شیمیایی از RNA ریبوزومی و پروتئین تشکیل شده اند. زیر واحدها در هسته سنتز می شوند. برخی از ریبوزوم ها به EPS متصل هستند؛ این EPS راف (دانه ای) نامیده می شود.

مرکز سلولیاز دو سانتریول تشکیل شده است که در طول تقسیم سلولی دوک را تشکیل می دهند - میتوز و میوز.

جلیقه، تاژکخدمت برای حرکت

یکی، درست ترین گزینه را انتخاب کنید. سیتوپلاسم سلولی شامل
1) رشته های پروتئینی
2) مژک و تاژک
3) میتوکندری
4) مرکز سلولی و لیزوزوم

پاسخ

بین عملکردها و اندامک های سلولی مطابقت برقرار کنید: 1) ریبوزوم ها، 2) کلروپلاست ها. اعداد 1 و 2 را به ترتیب صحیح بنویسید.
الف) روی ER گرانول قرار دارد
ب) سنتز پروتئین
ب) فتوسنتز
د) از دو زیر واحد تشکیل شده است
د) از گرانا با تیلاکوئید تشکیل شده است
ه) یک پلی زومی تشکیل می دهند

پاسخ

بین ساختار اندامک سلولی و اندامک مطابقت برقرار کنید: 1) دستگاه گلژی، 2) کلروپلاست. اعداد 1 و 2 را به ترتیب حروف بنویسید.
الف) اندامک دو غشایی
ب) DNA خود را دارد
ب) دارای دستگاه ترشحی است
د) از یک غشاء، حباب، مخازن تشکیل شده است
د) از تیلاکوئیدهای گرانا و استروما تشکیل شده است
ه) اندامک تک غشایی

پاسخ

بین ویژگی ها و اندامک های سلول مطابقت برقرار کنید: 1) کلروپلاست، 2) شبکه آندوپلاسمی. اعداد 1 و 2 را به ترتیب حروف بنویسید.
الف) سیستمی از لوله ها که توسط یک غشاء تشکیل شده است
ب) اندامک از دو غشاء تشکیل شده است
ب) مواد را حمل می کند
د) مواد آلی اولیه را سنتز می کند
د) شامل تیلاکوئیدها می شود

پاسخ

1. یکی، صحیح ترین گزینه را انتخاب کنید. اجزای سلولی تک غشایی -
1) کلروپلاست
2) واکوئل ها
3) مرکز سلولی
4) ریبوزوم ها

پاسخ

2. سه گزینه را انتخاب کنید. کدام اندامک های سلولی توسط یک غشاء از سیتوپلاسم جدا می شوند؟
1) مجتمع گلژی
2) میتوکندری
3) لیزوزوم
4) شبکه آندوپلاسمی
5) کلروپلاست
6) ریبوزوم

پاسخ

تمام ویژگی های زیر، به جز دو مورد، می توانند برای توصیف ویژگی های ساختاری و عملکرد ریبوزوم ها استفاده شوند. دو مشخصه را که از فهرست کلی «خارج می شوند» شناسایی کنید و اعدادی را که در زیر آنها نشان داده شده اند، یادداشت کنید.
1) از سه قلو ریز لوله تشکیل شده است
2) در فرآیند بیوسنتز پروتئین شرکت کنید
3) دوک را تشکیل دهید
4) توسط پروتئین و RNA تشکیل شده است
5) از دو زیر واحد تشکیل شده است

پاسخ

از بین پنج پاسخ، دو پاسخ صحیح را انتخاب کنید و اعدادی را که زیر آنها در جدول نشان داده شده اند بنویسید. اندامک های غشایی دوگانه را انتخاب کنید:
1) لیزوزوم
2) ریبوزوم
3) میتوکندری
4) دستگاه گلژی
5) کلروپلاست

پاسخ

از شش پاسخ، سه پاسخ صحیح را انتخاب کنید و اعدادی را که زیر آنها نشان داده شده اند، یادداشت کنید. اندامک های سلول گیاهی دو غشایی هستند.
1) کروموپلاست ها
2) سانتریول ها
3) لوکوپلاست
4) ریبوزوم ها
5) میتوکندری
6) واکوئل ها

پاسخ

هسته 1 - میتوکندری 1 - ریبوزوم 1
جدول را تجزیه و تحلیل کنید. برای هر سلول دارای حروف، عبارت مناسب را از لیست ارائه شده انتخاب کنید:
1) هسته
2) ریبوزوم
3) بیوسنتز پروتئین
4) سیتوپلاسم
5) فسفوریلاسیون اکسیداتیو
6) رونویسی
7) لیزوزوم

پاسخ

میتوکندری2-کروموزوم1-ریبوزوم2

جدول "ساختارهای یک سلول یوکاریوتی" را تجزیه و تحلیل کنید. برای هر سلول نشان داده شده با یک حرف، عبارت مربوطه را از لیست ارائه شده انتخاب کنید.
1) گلیکولیز
2) کلروپلاست ها
3) پخش
4) میتوکندری
5) رونویسی
6) هسته
7) سیتوپلاسم
8) مرکز سلولی

پاسخ

لیزوزوم1-ریبوزوم3-کلروپلاست1


1) مجتمع گلژی
2) سنتز کربوهیدرات ها
3) تک غشا
4) هیدرولیز نشاسته
5) لیزوزوم
6) غیر غشایی

پاسخ

لیزوزوم2-کلروپلاست2-ریبوزوم4

جدول را تجزیه و تحلیل کنید. برای هر سلول دارای حروف، عبارت مناسب را از لیست ارائه شده انتخاب کنید.
1) غشای دوگانه
2) شبکه آندوپلاسمی
3) بیوسنتز پروتئین
4) مرکز سلولی
5) غیر غشایی
6) بیوسنتز کربوهیدرات ها
7) تک غشا
8) لیزوزوم

پاسخ

LYSOSOME3-AG1-CHLOROPLAST3
جدول "ساختارهای سلول" را تجزیه و تحلیل کنید. برای هر سلول نشان داده شده با یک حرف، عبارت مربوطه را از لیست ارائه شده انتخاب کنید.
1) گلیکولیز
2) لیزوزوم
3) بیوسنتز پروتئین
4) میتوکندری
5) فتوسنتز
6) هسته
7) سیتوپلاسم
8) مرکز سلولی

پاسخ

CHLOROPLAST4-AG2-RIBOSOME5

جدول "ساختارهای سلول" را تجزیه و تحلیل کنید. برای هر سلول نشان داده شده با یک حرف، عبارت مربوطه را از لیست ارائه شده انتخاب کنید.
1) اکسیداسیون گلوکز
2) ریبوزوم
3) شکافتن پلیمرها
4) کلروپلاست
5) سنتز پروتئین
6) هسته
7) سیتوپلاسم
8) تشکیل دوک

پاسخ

AG3-میتوکندری3-لیزوزوم4

جدول "ارگانل های سلولی" را تجزیه و تحلیل کنید. برای هر سلول نشان داده شده با یک حرف، عبارت مربوطه را از لیست ارائه شده انتخاب کنید.
1) کلروپلاست
2) شبکه آندوپلاسمی
3) سیتوپلاسم
4) کاریوپلاسم
5) دستگاه گلژی
6) اکسیداسیون بیولوژیکی
7) انتقال مواد در سلول
8) سنتز گلوکز

پاسخ

1. دو پاسخ صحیح از پنج پاسخ را انتخاب کنید و اعدادی را که زیر آنها در جدول مشخص شده اند یادداشت کنید. سیتوپلاسم تعدادی عملکرد را در یک سلول انجام می دهد:
1) بین هسته و اندامک ها ارتباط برقرار می کند
2) به عنوان یک ماتریس برای سنتز کربوهیدرات ها عمل می کند
3) به عنوان محل هسته و اندامک ها عمل می کند
4) اطلاعات ارثی را منتقل می کند
5) به عنوان محل کروموزوم ها در سلول های یوکاریوتی عمل می کند

پاسخ

2. دو عبارت درست را از فهرست کلی مشخص کنید و اعدادی را که زیر آنها نشان داده شده اند بنویسید. در سیتوپلاسم رخ می دهد
1) سنتز پروتئین های ریبوزومی
2) بیوسنتز گلوکز
3) سنتز انسولین
4) اکسیداسیون مواد آلی به غیر آلی
5) سنتز مولکول های ATP

پاسخ

از بین پنج پاسخ، دو پاسخ صحیح را انتخاب کنید و اعدادی را که در زیر آنها نشان داده شده اند بنویسید. اندامک های غیر غشایی را انتخاب کنید:
1) میتوکندری
2) ریبوزوم
3) هسته
4) میکروتوبول
5) دستگاه گلژی

پاسخ

ویژگی های زیر، به جز دو مورد، برای توصیف عملکرد اندامک سلولی به تصویر کشیده شده استفاده می شود. دو ویژگی را که از فهرست کلی «خارج می‌شوند» شناسایی کنید و اعدادی را که در زیر آنها نشان داده شده‌اند، بنویسید.
1) به عنوان یک ایستگاه انرژی عمل می کند
2) پلیمرهای زیستی را به مونومر تجزیه می کند
3) بسته بندی مواد را از سلول فراهم می کند
4) مولکول های ATP را سنتز و انباشته می کند
5) در اکسیداسیون بیولوژیکی شرکت می کند

پاسخ

ارتباطی بین ساختار اندامک و نوع آن برقرار کنید: 1) مرکز سلول، 2) ریبوزوم
الف) از دو استوانه عمود بر هم تشکیل شده است
ب) از دو زیر واحد تشکیل شده است
ب) توسط میکروتوبول ها تشکیل می شود
د) حاوی پروتئین هایی است که حرکت کروموزوم ها را تضمین می کند
د) حاوی پروتئین و اسید نوکلئیک است

پاسخ

ایجاد توالی ساختارها در یک سلول گیاهی یوکاریوتی (از بیرون شروع می شود)
1) غشای پلاسمایی
2) دیواره سلولی
3) هسته
4) سیتوپلاسم
5) کروموزوم ها

پاسخ

سه گزینه را انتخاب کنید. میتوکندری چه تفاوتی با لیزوزوم دارد؟
1) دارای غشای بیرونی و داخلی هستند
2) دارای ریزش های متعدد - cristae
3) در فرآیندهای آزادسازی انرژی شرکت کنید
4) در آنها، اسید پیروویک به دی اکسید کربن و آب اکسید می شود
5) بیوپلیمرها در آنها به مونومر تجزیه می شوند
6) در متابولیسم شرکت کنید

پاسخ

1. بین ویژگی های اندامک سلولی و نوع آن مطابقت برقرار کنید: 1) میتوکندری، 2) لیزوزوم. اعداد 1 و 2 را به ترتیب صحیح بنویسید.
الف) اندامک تک غشایی
ب) محتویات داخلی - ماتریس

د) وجود کریستا
د) اندامک نیمه خودمختار

پاسخ

2. بین ویژگی ها و اندامک های سلول مطابقت برقرار کنید: 1) میتوکندری، 2) لیزوزوم. اعداد 1 و 2 را به ترتیب حروف بنویسید.
الف) برش هیدرولیتیک بیوپلیمرها
ب) فسفوریلاسیون اکسیداتیو
ب) اندامک تک غشایی
د) وجود کریستا
د) تشکیل واکوئل گوارشی در حیوانات

پاسخ

3. یک تناظر بین ویژگی و اندامک سلولی که مشخصه آن است ایجاد کنید: 1) لیزوزوم، 2) میتوکندری. اعداد 1 و 2 را به ترتیب حروف بنویسید.
الف) وجود دو غشا
ب) تجمع انرژی در ATP
ب) وجود آنزیم های هیدرولیتیک
د) هضم اندامک های سلولی
د) تشکیل واکوئل های گوارشی در تک یاخته ها
ه) تجزیه مواد آلی به دی اکسید کربن و آب

پاسخ

یک تناظر بین اندامک سلولی ایجاد کنید: 1) مرکز سلول، 2) واکوئل انقباضی، 3) میتوکندری. اعداد 1-3 را به ترتیب صحیح بنویسید.
الف) در تقسیم سلولی شرکت می کند
ب) سنتز ATP
ب) آزاد شدن مایع اضافی
د) "تنفس سلولی"
د) حفظ حجم سلولی ثابت
ه) در رشد تاژک ها و مژک ها شرکت می کند

پاسخ

1. بین نام اندامک ها و وجود یا عدم وجود غشای سلولی مطابقت ایجاد کنید: 1) غشایی، 2) غیر غشایی. اعداد 1 و 2 را به ترتیب صحیح بنویسید.
الف) واکوئل ها
ب) لیزوزوم ها
ب) مرکز سلولی
د) ریبوزوم ها
د) پلاستیدها
ه) دستگاه گلژی

پاسخ

2. بین اندامک های سلولی و گروه های آنها مطابقت برقرار کنید: 1) غشایی، 2) غیر غشایی. اعداد 1 و 2 را به ترتیب حروف بنویسید.
الف) میتوکندری
ب) ریبوزوم ها
ب) سانتریول ها
د) دستگاه گلژی
د) شبکه آندوپلاسمی
ه) میکروتوبول ها

پاسخ

3- کدام سه اندامک ذکر شده غشایی هستند؟
1) لیزوزوم ها
2) سانتریول ها
3) ریبوزوم ها
4) میکروتوبول ها
5) واکوئل ها
6) لوکوپلاست

پاسخ

1. همه ساختارهای سلولی ذکر شده در زیر به جز دو مورد، حاوی DNA نیستند. دو ساختار سلولی را که از لیست کلی خارج شده اند شناسایی کنید و اعدادی را که در زیر آنها نشان داده شده اند بنویسید.
1) ریبوزوم ها
2) مجتمع گلژی
3) مرکز سلولی
4) میتوکندری
5) پلاستیدها

پاسخ

پاسخ

3. از بین پنج پاسخ، دو پاسخ صحیح را انتخاب کنید. مولکول های DNA در چه ساختارهایی از سلول های یوکاریوتی قرار دارند؟
1) سیتوپلاسم
2) هسته
3) میتوکندری
4) ریبوزوم ها
5) لیزوزوم ها

پاسخ

یکی، درست ترین گزینه را انتخاب کنید. در کجای سلول به جز ER ریبوزوم وجود دارد؟
1) در سانتریول های مرکز سلول
2) در دستگاه گلژی
3) در میتوکندری
4) در لیزوزوم ها

پاسخ

ویژگی های ساختاری و عملکرد ریبوزوم ها چیست؟ سه گزینه صحیح را انتخاب کنید.
1) دارای یک غشاء
2) از مولکول های DNA تشکیل شده است
3) مواد آلی را تجزیه می کند
4) از ذرات بزرگ و کوچک تشکیل شده است
5) در فرآیند بیوسنتز پروتئین شرکت کنید
6) از RNA و پروتئین تشکیل شده است

پاسخ

از شش پاسخ، سه پاسخ صحیح را انتخاب کنید و اعدادی را که زیر آنها نشان داده شده اند، یادداشت کنید. ساختار هسته یک سلول یوکاریوتی شامل
1) کروماتین
2) مرکز سلولی
3) دستگاه گلژی
4) هسته
5) سیتوپلاسم
6) کاریوپلاسم

پاسخ

از شش پاسخ، سه پاسخ صحیح را انتخاب کنید و اعدادی را که زیر آنها نشان داده شده اند، یادداشت کنید. چه فرآیندهایی در هسته سلول اتفاق می افتد؟
1) تشکیل دوک
2) تشکیل لیزوزوم
3) دو برابر شدن مولکول های DNA
4) سنتز مولکول های mRNA
5) تشکیل میتوکندری
6) تشکیل زیر واحدهای ریبوزومی

پاسخ

بین اندامک سلولی و نوع ساختاری که به آن طبقه بندی می شود مطابقت ایجاد کنید: 1) تک غشایی، 2) دو غشایی. اعداد 1 و 2 را به ترتیب حروف بنویسید.
الف) لیزوزوم
ب) کلروپلاست
ب) میتوکندری
د) EPS
د) دستگاه گلژی

پاسخ

بین ویژگی ها و اندامک ها مطابقت برقرار کنید: 1) کلروپلاست، 2) میتوکندری. اعداد 1 و 2 را به ترتیب حروف بنویسید.
الف) وجود پشته های دانه
ب) سنتز کربوهیدرات ها
ب) واکنش های عدم تشدید
د) انتقال الکترون های برانگیخته شده توسط فوتون ها
د) سنتز مواد آلی از غیر آلی
ه) وجود کریستاهای متعدد

پاسخ

تمام ویژگی های ذکر شده در زیر، به جز دو مورد، می توانند برای توصیف اندامک سلولی نشان داده شده در شکل استفاده شوند. دو مشخصه را که از فهرست کلی «خارج می شوند» شناسایی کنید و اعدادی را که در زیر آنها نشان داده شده اند، یادداشت کنید.
1) اندامک تک غشایی
2) حاوی قطعات ریبوزوم است
3) پوسته پر از منافذ است
4) حاوی مولکول های DNA است
5) حاوی میتوکندری است

پاسخ

عبارات فهرست شده در زیر، به جز دو مورد، برای مشخص کردن اندامک سلولی استفاده می شود که در شکل با علامت سوال نشان داده شده است. دو عبارتی را که از فهرست کلی خارج می شوند را مشخص کنید و اعدادی را که در زیر آنها نشان داده شده اند بنویسید.
1) اندامک غشایی
2) همانند سازی
3) واگرایی کروموزومی
4) سانتریول ها
5) دوک

پاسخ

بین خصوصیات اندامک سلولی و نوع آن مطابقت برقرار کنید: 1) مرکز سلولی، 2) شبکه آندوپلاسمی. اعداد 1 و 2 را به ترتیب حروف بنویسید.
الف) مواد آلی را حمل می کند
ب) یک دوک را تشکیل می دهد
ب) از دو سانتریول تشکیل شده است
د) اندامک تک غشایی
د) حاوی ریبوزوم است
ه) اندامک غیر غشایی

پاسخ

1. بین ویژگی ها و اندامک های سلول مطابقت برقرار کنید: 1) هسته، 2) میتوکندری. اعداد 1 و 2 را به ترتیب مطابقت با اعداد بنویسید.
الف) مولکول DNA بسته
ب) آنزیم های اکسیداتیو روی کریستا
ب) محتویات داخلی - کاریوپلاسم
د) کروموزوم های خطی
د) وجود کروماتین در اینترفاز
ه) غشای داخلی چین خورده

پاسخ

2. بین ویژگی ها و اندامک های سلول ها مطابقت برقرار کنید: 1) هسته، 2) میتوکندری. اعداد 1 و 2 را به ترتیب حروف بنویسید.
الف) محل سنتز ATP است
ب) وظیفه ذخیره سازی اطلاعات ژنتیکی سلول را بر عهده دارد
ب) حاوی DNA حلقوی است
د) کریستا دارد
د) دارای یک یا چند هسته است

پاسخ

بین ویژگی ها و اندامک های سلول مطابقت برقرار کنید: 1) لیزوزوم، 2) ریبوزوم. اعداد 1 و 2 را به ترتیب حروف بنویسید.
الف) از دو زیر واحد تشکیل شده است
ب) یک ساختار تک غشایی است
ب) در سنتز زنجیره پلی پپتیدی شرکت می کند
د) حاوی آنزیم های هیدرولیتیک است
د) روی غشای شبکه آندوپلاسمی قرار دارد
ه) پلیمرها را به مونومر تبدیل می کند

پاسخ

بین ویژگی ها و اندامک های سلولی مطابقت برقرار کنید: 1) میتوکندری، 2) ریبوزوم. اعداد 1 و 2 را به ترتیب حروف بنویسید.
الف) اندامک غیر غشایی
ب) وجود DNA خود
ب) عملکرد - بیوسنتز پروتئین
د) از زیر واحدهای بزرگ و کوچک تشکیل شده است
د) وجود کریستا
ه) اندامک نیمه خودمختار

پاسخ

تمام ویژگی های ذکر شده در زیر، به جز دو مورد، برای توصیف ساختار سلولی نشان داده شده در شکل استفاده می شود. دو مشخصه را که از فهرست کلی «خارج می شوند» شناسایی کنید و اعدادی را که در زیر آنها نشان داده شده اند، یادداشت کنید.
1) از RNA و پروتئین تشکیل شده است
2) از سه زیر واحد تشکیل شده است
3) در هیالوپلاسم سنتز می شود
4) سنتز پروتئین را انجام می دهد
5) می تواند به غشاء EPS متصل شود

پاسخ

© D.V. Pozdnyakov، 2009-2019

1. مبانی تئوری سلولی

2. طرح کلی ساختار یک سلول پروکاریوتی

3. طرح کلی ساختار یک سلول یوکاریوتی

1. مبانی تئوری سلولی

این سلول برای اولین بار توسط R. Hooke (1665) کشف و توصیف شد. در قرن 19 پایه ها در آثار T. Schwann و M. Schleiden گذاشته شد نظریه سلولیساختار موجودات تئوری سلولی مدرن را می توان در مفاد زیر بیان کرد: همه موجودات از سلول تشکیل شده اند. سلول واحد اولیه ساختاری، ژنتیکی و عملکردی موجودات زنده است. رشد همه موجودات با یک سلول آغاز می شود، بنابراین واحد اولیه رشد همه موجودات است. در ارگانیسم های چند سلولی، سلول ها برای انجام وظایف خاص تخصص دارند.

بسته به سازمان ساختاری، اشکال زیر از زندگی متمایز می شود: پیش سلولی (ویروس ها) و سلولی. در بین اشکال سلولی، بر اساس ویژگی های سازماندهی مواد ارثی سلولی، سلول های پرو و ​​یوکاریوتی متمایز می شوند.

ویروس ها- اینها موجوداتی هستند که اندازه های بسیار کوچکی دارند (از 20 تا 3000 نانومتر). فعالیت زندگی آنها فقط در داخل سلول بدن میزبان انجام می شود. بدن ویروس توسط اسید نوکلئیک (DNA یا RNA) تشکیل می شود که در یک پوسته پروتئینی وجود دارد - کپسید، گاهی اوقات کپسید با یک غشاء پوشیده می شود.

2. طرح کلی ساختار یک سلول پروکاریوتی

اجزای اصلی یک سلول پروکاریوتی: غشاء، سیتوپلاسم. غشاء از پلاسمالما و ساختارهای سطحی (دیواره سلولی، کپسول، غشای مخاطی، تاژک، پرز) تشکیل شده است.

پلاسمالمادارای ضخامت 7.5 نانومتر و در قسمت بیرونی آن توسط لایه ای از مولکول های پروتئین تشکیل شده است که در زیر آن دو لایه مولکول فسفولیپید وجود دارد و سپس لایه جدیدی از مولکول های پروتئین وجود دارد. پلاسمالما دارای کانال هایی است که با مولکول های پروتئین پوشانده شده اند؛ از طریق این کانال ها، مواد مختلفی به داخل و خارج سلول منتقل می شوند.

جزء اصلی دیواره سلولی- مورین پلی ساکاریدها، پروتئین ها (خواص آنتی ژنیک) و لیپیدها می توانند در آن ساخته شوند. به سلول شکل می دهد، از تورم اسمزی و پارگی آن جلوگیری می کند. آب، یون ها و مولکول های کوچک به راحتی از طریق منافذ نفوذ می کنند.

سیتوپلاسم سلول پروکاریوتیعملکرد محیط داخلی سلول را انجام می دهد؛ این شامل ریبوزوم ها، مزوزوم ها، آخال ها و یک مولکول DNA است.

ریبوزوم هااندامک های لوبیایی شکل، متشکل از پروتئین و RNA، کوچکتر (ریبوزوم های 70S) نسبت به یوکاریوت ها. عملکرد: سنتز پروتئین.

مزوزوم ها- سیستمی از غشاهای داخل سلولی که انواژیناسیون های چین خورده را تشکیل می دهند و حاوی آنزیم های زنجیره تنفسی (سنتز ATP) هستند.

شامل ها: لیپیدها، گلیکوژن، پلی فسفات ها، پروتئین ها، مواد مغذی ذخیره سازی

مولکول DNAیک مولکول DNA ابرتراکم دو رشته ای دایره ای دایره ای هاپلوئید. ذخیره سازی، انتقال اطلاعات ژنتیکی و تنظیم فعالیت سلولی را فراهم می کند.

3. طرح کلی ساختار یک سلول یوکاریوتی

یک سلول یوکاریوتی معمولی از سه جزء تشکیل شده است - غشاء، سیتوپلاسم و هسته. مبانی غشای سلولیاز پلاسمالما (غشاء سلولی) و ساختار سطحی کربوهیدرات-پروتئین تشکیل شده است.

1. پلاسمالمایوکاریوت ها با پروکاریوت ها در داشتن پروتئین کمتر تفاوت دارند.

2. ساختار سطح کربوهیدرات-پروتئین.سلول های حیوانی لایه کوچکی از پروتئین دارند (گلیکوکالیکس). در گیاهان، ساختار سطحی سلول است دیواره سلولیاز سلولز (فیبر) تشکیل شده است.

عملکرد غشای سلولی: شکل سلول را حفظ می کند و استحکام مکانیکی می دهد، از سلول محافظت می کند، سیگنال های مولکولی را تشخیص می دهد، متابولیسم بین سلول و محیط را تنظیم می کند و تعامل بین سلولی را انجام می دهد.

سیتوپلاسماز هیالوپلاسم (ماده اصلی سیتوپلاسم)، اندامک ها و آخال ها تشکیل شده است. هیالوپلاسم شامل 3 نوع اندامک است:

دو غشایی (میتوکندری، پلاستیدها)؛

تک غشایی (شبکه آندوپلاسمی (ER)، دستگاه گلژی، واکوئل ها، لیزوزوم ها)؛

غیر غشایی (مرکز سلولی، میکروتوبول ها، ریز رشته ها، ریبوزوم ها، آخال ها).

1. هیالوپلاسمامحلول کلوئیدی ترکیبات آلی و معدنی است. هیالوپلاسما قادر به حرکت در داخل سلول است - سیکلوز. وظایف اصلی هیالوپلاسم: محیطی برای مکان اندامک ها و آخال ها، محیطی برای وقوع فرآیندهای بیوشیمیایی و فیزیولوژیکی، تمام ساختارهای سلولی را در یک کل واحد متحد می کند.

2. میتوکندری("ایستگاه های انرژی سلول ها"). غشای بیرونی صاف است، غشای داخلی دارای چین‌هایی است - cristae. بین غشای بیرونی و داخلی قرار دارد ماتریس. ماتریکس میتوکندری حاوی مولکول های DNA، ریبوزوم های کوچک و مواد مختلف است.

3. پلاستیدهاویژگی سلول های گیاهی سه نوع پلاستید وجود دارد : کلروپلاست، کروموپلاست و لوکوپلست.

من. کلروپلاست ها- پلاستیدهای سبز رنگ که در آنها فتوسنتز اتفاق می افتد. کلروپلاست دارای غشای دوگانه است. بدن کلروپلاست از یک استروما پروتئین-لیپیدی بی رنگ تشکیل شده است که توسط سیستمی از کیسه های مسطح (تیلاکوئیدها) که توسط یک غشای داخلی تشکیل شده است نفوذ می کند.تیلاکوئیدها گرانا را تشکیل می دهند. استروما حاوی ریبوزوم ها، دانه های نشاسته و مولکول های DNA است.

II. کروموپلاست هابه اندام های مختلف گیاه رنگ می دهد.

III. لکوپلاست هاذخیره مواد مغذی کروموپلاست ها و کلروپلاست ها را می توان از لوکوپلست ها تشکیل داد.

4. شبکه آندوپلاسمییک سیستم منشعب از لوله ها، کانال ها و حفره ها است. EPS غیر دانه ای (صاف) و دانه ای (زمخت) وجود دارد. EPS غیر دانه ای حاوی آنزیم های متابولیسم چربی و کربوهیدرات است (سنتز چربی ها و کربوهیدرات ها اتفاق می افتد). ER فوق دانه ای حاوی ریبوزوم هایی است که بیوسنتز پروتئین را انجام می دهند. توابع EPS: عملکردهای مکانیکی و شکل دهی. حمل و نقل؛ غلظت و رهاسازی

5. دستگاه گلژیاز کیسه های غشایی و وزیکول های مسطح تشکیل شده است. در سلول های جانوری، دستگاه گلژی یک عملکرد ترشحی را انجام می دهد. در گیاهان، مرکز سنتز پلی ساکارید است.

6. واکوئل هاپر از شیره سلول گیاهی عملکرد واکوئل ها: ذخیره مواد مغذی و آب، حفظ فشار تورگ در سلول.

7 . لیزوزوم هااندامک‌های کروی کوچکی که توسط غشایی تشکیل شده‌اند که درون آن آنزیم‌هایی وجود دارد که پروتئین‌ها، اسیدهای نوکلئیک، کربوهیدرات‌ها و چربی‌ها را هیدرولیز می‌کنند.

8. مرکز سلولی.وظیفه مرکز سلولی کنترل فرآیند تقسیم سلولی است.

9. میکروتوبول ها و میکروفیلامنت هابا هم اسکلت سلولی سلول های حیوانی را تشکیل می دهند.

10. ریبوزوم هایوکاریوت ها بزرگتر هستند (80S).

11. شمول- ذخیره مواد و ترشحات - فقط در سلول های گیاهی.

هسته- مهمترین بخش یک سلول یوکاریوتی. از غشای هسته ای، کاریوپلاسم، هسته و کروماتین تشکیل شده است.

1. پاکت هسته ایاز نظر ساختار شبیه به غشای سلولی، حاوی منافذ است. غشای هسته ای از دستگاه ژنتیکی در برابر اثرات مواد سیتوپلاسمی محافظت می کند. حمل و نقل مواد را کنترل می کند.

2. کاریوپلاسممحلول کلوئیدی حاوی پروتئین، کربوهیدرات، نمک و سایر مواد آلی و معدنی است. کاریوپلاسم حاوی تمام اسیدهای نوکلئیک است: تقریباً کل ذخیره DNA، پیام رسان، انتقال و RNA های ریبوزومی.

3. هستهتشکیل کروی، حاوی پروتئین های مختلف، نوکلئوپروتئین ها، لیپوپروتئین ها، فسفوپروتئین ها است. وظیفه هسته سنتز جنین های ریبوزوم است.

4. کروماتین (کروموزوم).در حالت پایدار (زمان بین تقسیمات)، DNA به صورت کروماتین به طور مساوی در کاریوپلاسم توزیع می شود. هنگام تقسیم، کروماتین به کروموزوم تبدیل می شود.

عملکردهای هسته: هسته حاوی اطلاعاتی در مورد ویژگی های ارثی ارگانیسم است (عملکرد اطلاعاتی). کروموزوم ها ویژگی های یک موجود زنده را از والدین به فرزندان منتقل می کنند (عملکرد ارثی). هسته فرآیندهای سلول را هماهنگ و تنظیم می کند (عملکرد تنظیم).