Hücre organelleri. Yapı ve işlevler. Ökaryotik hücreler İlk ökaryotik hücreler

Hayvan ve bitki dokularını oluşturan hücreler şekil, boyut ve iç yapı bakımından önemli ölçüde farklılık gösterir. Ancak hepsi yaşam süreçlerinin temel özellikleri, metabolizma, sinirlilik, büyüme, gelişme ve değişme yeteneği açısından benzerlikler gösterir.

Her tür hücre, birbiriyle yakından ilişkili iki ana bileşen içerir: sitoplazma ve çekirdek. Çekirdek, gözenekli bir zarla sitoplazmadan ayrılır ve nükleer özsu, kromatin ve nükleolus içerir. Yarı sıvı sitoplazma hücrenin tamamını doldurur ve çok sayıda tübül tarafından nüfuz edilir. Dış tarafta sitoplazmik bir zarla kaplıdır. Uzmanlaşmıştır organel yapıları, hücrede kalıcı olarak mevcut olan ve geçici oluşumlar - kapanımlar.Membran organelleri : dış sitoplazmik membran (OCM), endoplazmik retikulum (ER), Golgi aygıtı, lizozomlar, mitokondri ve plastidler. Tüm membran organellerinin yapısı biyolojik bir membrana dayanmaktadır. Tüm membranlar temelde tekdüze bir yapısal plana sahiptir ve protein moleküllerinin farklı taraflarda farklı derinliklere daldırıldığı çift katmanlı fosfolipidlerden oluşur. Organellerin zarları yalnızca içerdikleri protein grupları açısından farklılık gösterir.

Ökaryotik bir hücrenin yapısının şeması. A - hayvan kökenli hücre; B - bitki hücresi: 1 - kromatin ve nükleoluslu çekirdek, 2 - sitoplazmik membran, 3 - hücre duvarı, 4 - komşu hücrelerin sitoplazmasının iletişim kurduğu hücre duvarındaki gözenekler, 5 - kaba endoplazmik retikulum, b - pürüzsüz endoplazmik retikulum , 7 - pinositotik vakuol, 8 - Golgi aparatı (karmaşık), 9 - lizozom, 10 - pürüzsüz endoplazmik retikulum kanallarında yağlı kapanımlar, 11 - hücre merkezi, 12 - mitokondri, 13 - serbest ribozomlar ve poliribozomlar, 14 - vakuol , 15 - kloroplast

Sitoplazmik membran. Tüm bitki hücreleri, çok hücreli hayvanlar, protozoalar ve bakteriler üç katmanlı bir hücre zarına sahiptir: dış ve iç katmanlar protein moleküllerinden, orta katman ise lipit moleküllerinden oluşur. Sitoplazmayı dış ortamdan sınırlayan, tüm hücre organellerini çevreleyen ve evrensel bir biyolojik yapıdır. Bazı hücrelerde dış zar, birbirine sıkı sıkıya bitişik birkaç zardan oluşur. Bu gibi durumlarda hücre zarı yoğunlaşır ve elastik hale gelir ve örneğin euglena ve terlik siliatlarında olduğu gibi hücrenin şeklini korumasını sağlar. Bitki hücrelerinin çoğunda, zarın yanı sıra dış tarafta da kalın bir selüloz kabuk bulunur. hücre çeperi. Geleneksel bir ışık mikroskobunda açıkça görülebilir ve hücrelere net bir şekil veren sert dış katman nedeniyle destekleyici bir işlev görür.

Hücrelerin yüzeyinde, membran, emilimi veya boşaltım yüzeyini büyük ölçüde artıran mikrovilli, kıvrımlar, girintiler ve çıkıntılar gibi uzun büyümeler oluşturur. Membran büyümelerinin yardımıyla, çok hücreli organizmaların doku ve organlarında hücreler birbirleriyle bağlanır, metabolizmaya katılan çeşitli enzimler, zarların kıvrımlarında bulunur. Zar, hücreyi çevreden ayırarak maddelerin difüzyon yönünü düzenler ve aynı zamanda onları aktif olarak hücrenin içine (birikim) veya dışına (boşaltım) taşır. Membranın bu özelliklerinden dolayı sitoplazmada potasyum, kalsiyum, magnezyum ve fosfor iyonlarının konsantrasyonu daha yüksek, sodyum ve klor konsantrasyonu ise çevreye göre daha düşüktür. Dış zarın gözenekleri sayesinde iyonlar, su ve diğer maddelerin küçük molekülleri dış ortamdan hücreye nüfuz eder. Nispeten büyük katı parçacıkların hücreye nüfuz etmesi şu şekilde gerçekleştirilir: fagositoz(Yunanca "phago" kelimesinden - yutmak, "içmek" - hücreden). Bu durumda, parçacıkla temas noktasındaki dış zar hücrenin içine doğru bükülür ve parçacığı enzimatik bölünmeye uğrayacağı sitoplazmanın derinliklerine çeker. Sıvı madde damlaları da benzer şekilde hücreye girer; onların emilimi denir pinositoz(Yunanca "pino" - içecek, "cytos" - hücreden). Dış hücre zarı ayrıca diğer önemli biyolojik işlevleri de yerine getirir.

sitoplazma% 85'i sudan, % 10'u proteinlerden oluşur, hacmin geri kalanı lipitler, karbonhidratlar, nükleik asitler ve mineral bileşiklerinden oluşur; tüm bu maddeler gliserine benzer kıvamda kolloidal bir çözelti oluşturur. Bir hücrenin kolloidal maddesi, fizyolojik durumuna ve dış ortamın etkisinin niteliğine bağlı olarak, hem sıvı hem de elastik, daha yoğun bir gövdenin özelliklerine sahiptir. Sitoplazmaya çeşitli şekil ve boyutlarda kanallar nüfuz eder. endoplazmik retikulum. Duvarları, hücrenin tüm organelleriyle yakın temas halinde olan ve bunlarla birlikte hücre içindeki maddelerin metabolizması, enerjisi ve hareketi için tek bir işlevsel ve yapısal sistem oluşturan zarlardır.

Tübüllerin duvarları adı verilen küçük granüller içerir. ribozomlar. Bu tübül ağına granüler denir. Ribozomlar, tübüllerin yüzeyine dağılmış şekilde yerleşebilir veya beş ila yedi veya daha fazla ribozomdan oluşan kompleksler oluşturabilir. polisomlar. Diğer tübüller granül içermez; pürüzsüz bir endoplazmik retikulum oluştururlar. Yağların ve karbonhidratların sentezinde rol oynayan enzimler duvarlarda bulunur.

Tübüllerin iç boşluğu hücrenin atık ürünleriyle doldurulur. Karmaşık bir dallanma sistemi oluşturan hücre içi tübüller, maddelerin hareketini ve konsantrasyonunu düzenler, çeşitli organik madde moleküllerini ve bunların sentez aşamalarını ayırır. Membranların iç ve dış yüzeylerinde enzimlerce zengin proteinler, yağlar ve karbonhidratlar sentezlenir ve bunlar ya metabolizmada kullanılır, ya sitoplazmada kapanımlar halinde birikir ya da atılır.

Ribozomlar Bakterilerden çok hücreli organizmaların hücrelerine kadar her türlü hücrede bulunur. Bunlar neredeyse eşit oranlarda ribonükleik asit (RNA) ve proteinlerden oluşan yuvarlak gövdelerdir. Kesinlikle varlığı ribozomların yapısını koruyan magnezyum içerirler. Ribozomlar, endoplazmik retikulumun zarlarıyla, dış hücre zarıyla ilişkili olabilir veya sitoplazmada serbest olarak bulunabilir. Protein sentezini gerçekleştirirler. Hücre çekirdeğinde sitoplazmaya ek olarak ribozomlar da bulunur. Nükleolusta oluşurlar ve daha sonra sitoplazmaya girerler.

Golgi kompleksi bitki hücrelerinde zarlarla çevrili bireysel gövdelere benziyor. Hayvan hücrelerinde bu organel sarnıçlar, tübüller ve keseciklerle temsil edilir. Hücre salgı ürünleri, endoplazmik retikulumun tübüllerinden Golgi kompleksinin membran tüplerine girer, burada kimyasal olarak yeniden düzenlenir, sıkıştırılır ve daha sonra sitoplazmaya geçer ve hücrenin kendisi tarafından kullanılır veya hücreden uzaklaştırılır. Golgi kompleksinin tanklarında polisakkaritler sentezlenir ve proteinlerle birleştirilir, bunun sonucunda glikoproteinler oluşur.

Mitokondri- iki zarla sınırlanmış küçük çubuk şeklindeki gövdeler. Mitokondrinin iç zarından çok sayıda kıvrım - krista - uzanır; duvarlarında, yüksek enerjili bir maddenin - adenozin trifosforik asit (ATP) sentezinin gerçekleştirildiği çeşitli enzimler vardır. Mitokondri, hücrenin aktivitesine ve dış etkilere bağlı olarak hareket edebilir, boyutlarını ve şeklini değiştirebilir. Mitokondride ribozomlar, fosfolipidler, RNA ve DNA bulunur. Mitokondride DNA'nın varlığı, bu organellerin hücre bölünmesi sırasında daralma veya tomurcuklanma oluşturarak çoğalma yeteneğinin yanı sıra bazı mitokondriyal proteinlerin senteziyle de ilişkilidir.

Lizozomlar- bir zarla sınırlanmış ve sitoplazma boyunca dağılmış küçük oval oluşumlar. Hayvan ve bitkilerin tüm hücrelerinde bulunur. Endoplazmik retikulumun uzantılarında ve Golgi kompleksinde ortaya çıkarlar, burada hidrolitik enzimlerle doldurulurlar ve sonra ayrılarak sitoplazmaya girerler. Normal koşullar altında lizozomlar, fagositoz yoluyla hücreye giren parçacıkları ve ölen hücrelerin organellerini sindirir. Lizozom ürünleri, lizozom zarı yoluyla sitoplazmaya atılır ve burada yeni moleküllere dahil edilir. Lizozom zarı yırtıldığında, enzimler sitoplazmaya girer ve içeriğini sindirerek hücre ölümüne neden olur.

Plastidler sadece bitki hücrelerinde bulunur ve çoğu yeşil bitkide bulunur. Organik maddeler plastidlerde sentezlenir ve biriktirilir. Üç tip plastid vardır: kloroplastlar, kromoplastlar ve lökoplastlar.

Kloroplastlar - Yeşil pigment klorofili içeren yeşil plastidler. Yapraklarda, genç gövdelerde ve olgunlaşmamış meyvelerde bulunurlar. Kloroplastlar çift zarla çevrilidir. Daha yüksek bitkilerde kloroplastların iç kısmı, plakaların birbirine paralel olarak yerleştirildiği yarı sıvı bir madde ile doldurulur. Plakaların eşleştirilmiş zarları birleşerek klorofil içeren yığınlar oluşturur (Şekil 6). Yüksek bitkilerin her kloroplast yığınında, protein molekülleri ve lipit molekülleri katmanları değişir ve aralarında klorofil molekülleri bulunur. Bu katmanlı yapı maksimum serbest yüzey sağlar ve fotosentez sırasında enerjinin yakalanmasını ve aktarılmasını kolaylaştırır.

Kromoplastlar - bitki pigmentleri içeren plastidler (kırmızı veya kahverengi, sarı, turuncu). Bitkilerin çiçek, gövde, meyve ve yapraklarının hücrelerinin sitoplazmasında yoğunlaşırlar ve onlara uygun rengi verirler. Kromoplastlar, pigmentlerin birikmesi sonucu lökoplastlardan veya kloroplastlardan oluşur. karotenoidler.

Lökoplastlar - renksiz Bitkilerin renksiz kısımlarında bulunan plastidler: gövdelerde, köklerde, soğanlarda vb. Nişasta taneleri bazı hücrelerin lökoplastlarında, yağlar ve proteinler diğer hücrelerin lökoplastlarında birikir.

Tüm plastidler öncüllerinden (proplastidlerden) kaynaklanır. Bu organellerin çoğalmasını kontrol eden DNA'yı ortaya çıkardılar.

Çağrı Merkezi, veya sentrozom, hücre bölünmesinde önemli bir rol oynar ve iki sentriyolden oluşur . Çiçekli mantarlar, alt mantarlar ve bazı protozoalar hariç tüm hayvan ve bitki hücrelerinde bulunur. Bölünen hücrelerdeki sentrioller, bölünme milinin oluşumunda rol alır ve kutuplarında bulunur. Bölünen bir hücrede, ilk bölünen hücre merkezidir ve aynı zamanda kromozomları kutuplara doğru yönlendiren bir akromatin mili oluşur. Bir merkezcil, yavru hücrelerin her birinden ayrılır.

Pek çok bitki ve hayvan hücresinde özel amaçlı organoidler: kirpikler, hareket fonksiyonunun yerine getirilmesi (siliatlar, solunum yolu hücreleri), kamçılı(tek hücreli protozoa, hayvanlarda ve bitkilerde erkek üreme hücreleri, vb.). Kapsamalar - Bir hücrenin ömrünün belirli bir aşamasında sentetik bir fonksiyonun sonucu olarak ortaya çıkan geçici elementler. Ya kullanılırlar ya da hücreden çıkarılırlar. Kapanımlar aynı zamanda yedek besin maddeleridir: bitki hücrelerinde - nişasta, yağ damlacıkları, bloklar, uçucu yağlar, birçok organik asit, organik ve inorganik asitlerin tuzları; hayvan hücrelerinde - glikojen (karaciğer hücrelerinde ve kaslarda), yağ damlaları (deri altı dokuda); Bazı kalıntılar hücrelerde atık olarak kristaller, pigmentler vb. şeklinde birikir.

Vakuoller - bunlar bir zarla sınırlanan boşluklardır; bitki hücrelerinde iyi eksprese edilir ve protozoada bulunur. Endoplazmik retikulumun farklı alanlarında ortaya çıkarlar. Ve yavaş yavaş ondan ayrılırlar. Vakuoller turgor basıncını korur; molekülleri ozmotik konsantrasyonunu belirleyen hücresel veya vakuolar özsu içlerinde yoğunlaşır. Sentezin ilk ürünlerinin - çözünür karbonhidratlar, proteinler, pektinler vb. - endoplazmik retikulumun sarnıçlarında biriktiğine inanılmaktadır. Bu kümeler gelecekteki vakuollerin temellerini temsil ediyor.

Hücre iskeleti . Ökaryotik bir hücrenin ayırt edici özelliklerinden biri, sitoplazmasında mikrotübüller ve protein lifi demetleri şeklinde iskelet oluşumlarının gelişmesidir. Hücre iskeletinin elemanları, dış sitoplazmik membran ve nükleer zarf ile yakından ilişkilidir ve sitoplazmada karmaşık örgüler oluşturur. Sitoplazmanın destekleyici elemanları hücrenin şeklini belirler, hücre içi yapıların hareketini ve tüm hücrenin hareketini sağlar.

Çekirdek Hücrenin yaşamında önemli bir rolü vardır; hücrenin yok olmasıyla birlikte hücre işlevini kaybeder ve ölür. Çoğu hayvan hücresi tek çekirdeğe sahiptir, ancak çok çekirdekli hücreler de vardır (insan karaciğeri ve kasları, mantarlar, siliatlar, yeşil algler). Memeli kırmızı kan hücreleri, çekirdek içeren öncü hücrelerden gelişir, ancak olgun kırmızı kan hücreleri onu kaybeder ve uzun yaşamaz.

Çekirdek, endoplazmik retikulum ve sitoplazma kanallarıyla yakından bağlantılı olduğu, gözeneklerle dolu çift bir zarla çevrilidir. Çekirdeğin içi kromatin- Kromozomların spiralleştirilmiş bölümleri. Hücre bölünmesi sırasında ışık mikroskobu altında açıkça görülebilen çubuk şeklindeki yapılara dönüşürler. Kromozomlar, protein ve DNA'dan oluşan karmaşık komplekslerdir. nükleoprotein.

Çekirdeğin görevleri, kalıtsal bilginin taşıyıcıları olan DNA ve RNA'nın yardımıyla hücrenin tüm yaşamsal fonksiyonlarını düzenlemektir. Hücre bölünmesine hazırlanırken DNA ikiye katlanır; mitoz sırasında kromozomlar ayrılır ve yavru hücrelere aktarılır, böylece her organizma türünde kalıtsal bilginin sürekliliği sağlanır.

Karyoplazma - nükleer yapıların atık ürünlerinin çözünmüş halde bulunduğu çekirdeğin sıvı fazı

Çekirdekçik- çekirdeğin izole edilmiş, en yoğun kısmı. Nükleolus, karmaşık proteinleri ve RNA'yı, serbest veya bağlı potasyum, magnezyum, kalsiyum, demir, çinko fosfatlarının yanı sıra ribozomları içerir. Nükleolus, hücre bölünmesi başlamadan önce kaybolur ve bölünmenin son aşamasında yeniden oluşur.

Böylece hücre çok ince ve son derece kompleks bir organizasyona sahiptir. Kapsamlı sitoplazmik membran ağı ve organellerin yapısının membran prensibi, hücrede aynı anda meydana gelen birçok kimyasal reaksiyonun ayırt edilmesini mümkün kılar. Hücre içi oluşumların her birinin kendine has yapısı ve spesifik işlevi vardır, ancak hücrenin uyumlu çalışması yalnızca etkileşimleri sayesinde mümkündür.Bu etkileşime dayanarak, çevreden gelen maddeler hücreye girer ve atık ürünler hücreden dış ortama çıkarılır. çevre - metabolizma bu şekilde gerçekleşir. Bir hücrenin yapısal organizasyonunun mükemmelliği, ancak uzun vadeli biyolojik evrimin bir sonucu olarak ortaya çıkabilir; bu evrim sırasında, hücrenin gerçekleştirdiği işlevler giderek daha karmaşık hale gelir.

En basit tek hücreli formlar, tüm yaşam belirtileriyle hem bir hücreyi hem de bir organizmayı temsil eder. Çok hücreli organizmalarda hücreler homojen gruplar - dokular oluşturur. Buna karşılık dokular organları, sistemleri oluşturur ve bunların işlevleri tüm organizmanın genel hayati aktivitesi tarafından belirlenir.

Ökaryotlar veya nükleer hücreler prokaryotlardan çok daha karmaşıktır. Ökaryotik bir hücrenin yapısı hücre içi metabolizmayı gerçekleştirmeyi amaçlamaktadır.

Plazmalemma

Dışarıda herhangi bir hücre, plazmalemma adı verilen ince, elastik bir plazma zarıyla çevrilidir. Plazmalemma tabloda açıklanan organik maddeleri içerir.

Pirinç. 1. Plazmalemmanın yapısı.

Bir bitki hücresinin plazmalemmasının üstünde selüloz içeren bir hücre duvarı bulunur. Şekli korur ve hücre hareketliliğini sınırlar. Bir hayvan hücresi, çeşitli organik bileşiklerden oluşan bir glikokaliks ile kaplıdır. Ek kaplamaların ana işlevi korumadır.

Plazmalemma yoluyla maddeler taşınır ve sinyaller yerleşik proteinler aracılığıyla iletilir.

Çekirdek

Ökaryotlar prokaryotlardan bir çekirdeğe (zar yapısına) sahip olmaları bakımından farklılık gösterir. üç bileşenden oluşur:

• gözenekleri olan iki zar;
• nükleoplazma - kromatin (RNA ve DNA içerir), protein, nükleik asitler, sudan oluşan bir sıvı;
• nükleolus - nükleoplazmanın sıkıştırılmış bir kısmı.

Pirinç. 2. Çekirdeğin yapısı.

Çekirdek, tüm hücre süreçlerini kontrol eder ve ayrıca şunları gerçekleştirir:

EN İYİ 4 makalebununla birlikte okuyanlar

• kalıtsal bilgilerin depolanması ve iletilmesi;
• ribozom oluşumu;
• Nükleik asitlerin sentezi.

sitoplazma

Ökaryotların sitoplazması, sitoplazmanın sürekli hareketi (sikloz) nedeniyle metabolizmayı yürüten çeşitli organelleri içerir. Açıklamaları ökaryotik bir hücrenin yapısının tablosunda sunulmaktadır.

Bir bitki hücresi, hayvanlarda bulunmayan iki özel organel ile karakterize edilir:

• koful - organik maddeleri, suyu biriktirir, turgoru korur;
• plastidler - Türlere bağlı olarak fotosentez yaparlar (kloroplastlar), madde biriktirirler (lökoplastlar), çiçek ve meyveleri renklendirirler (kromoplastlar).

Hayvan hücrelerinde (bitkilerde yoktur), daha sonra iğ, hücre iskeleti, flagella ve kirpiklerin oluşturulduğu mikrotübülleri toplayan bir sentrozom (hücresel merkez) vardır.

Pirinç. 3. Bitki ve hayvan hücreleri.

Ökaryotlar bölünme (mitoz veya mayoz) yoluyla çoğalırlar. Mitoz (dolaylı bölünme), tüm somatik (üremeyen) hücrelerin ve tek hücreli nükleer organizmaların karakteristiğidir. Mayoz, gametlerin oluşum sürecidir.

Ne öğrendik?

9. sınıf biyoloji dersinde ökaryotik hücrenin yapısını ve fonksiyonlarını kısaca öğrendik. Ökaryotlar hücre zarı, sitoplazma ve çekirdekten oluşan karmaşık yapılardır. Ökaryotik bir hücrenin sitoplazmasında hücre içi metabolizmayı gerçekleştiren çeşitli organeller (Golgi kompleksi, EPS, lizozomlar vb.) vardır. Ek olarak, bitki hücreleri bir vakuol ve plastidlerle, hayvan hücreleri ise bir hücre merkeziyle karakterize edilir.

Konuyla ilgili deneme

Raporun değerlendirilmesi

Ortalama puanı: 4.1. Alınan toplam puan: 300.

Hücre yapısı

Hücre yapısı

Prokaryotik hücre

Prokaryotlar(lat. profesyonel

Kromozom yapısı

Geç profazda kromozom yapısının şeması - mitozun metafazı. 1-kromatid; 2-sentromer; 3-kısa omuz; 4-uzun omuz.

Kromozomlar(eski Yunanca χρῶμα - renk ve σῶμα - vücut) - ökaryotik bir hücrenin çekirdeğindeki (çekirdek içeren bir hücre), hücre döngüsünün belirli aşamalarında (mitoz veya mayoz sırasında) kolayca görülebilen nükleoprotein yapıları. Kromozomlar, hücre çekirdeğinde sürekli olarak bulunan yüksek derecede kromatin yoğunlaşmasını temsil eder. Başlangıçta terimin ökaryotik hücrelerde bulunan yapılara atıfta bulunması önerildi, ancak son yıllarda giderek artan bir şekilde bakteriyel kromozomlardan bahsedilmeye başlandı. Kalıtsal bilgilerin çoğu kromozomlarda yoğunlaşmıştır.

Kromozom morfolojisi en iyi metafaz aşamasındaki bir hücrede görülür. Bir kromozom iki çubuk şeklindeki gövdeden (kromatitler) oluşur. Her kromozomun her iki kromatidi de gen bileşimi bakımından birbiriyle aynıdır.

Kromozomlar uzunluklarına göre farklılaşır. Kromozomların bir sentromeri veya birincil daralması, iki telomeri ve iki kolu vardır. Bazı kromozomlarda ikincil daralmalar ve uydular ayırt edilir. Kromozomun hareketi, karmaşık bir yapıya sahip olan sentromer tarafından belirlenir.

Centromere DNA, karakteristik bir nükleotid dizisi ve spesifik proteinlerle ayırt edilir. Sentromerin konumuna bağlı olarak akrosentrik, submetasentrik ve metasentrik kromozomlar ayırt edilir.

Yukarıda bahsedildiği gibi bazı kromozomlarda ikincil daralmalar vardır. Bunlar, birincil daralmanın (sentromer) aksine, iğ ipliklerinin bağlanma yeri olarak hizmet etmezler ve kromozomların hareketinde herhangi bir rol oynamazlar. Bazı ikincil daralmalar nükleollerin oluşumuyla ilişkilidir, bu durumda bunlara nükleolar düzenleyiciler denir. Nükleolar düzenleyiciler, RNA sentezinden sorumlu genleri içerir. Diğer ikincil daralmaların işlevi henüz belli değil.

Bazı akrosentrik kromozomların uyduları vardır; bunlar kromozomun geri kalanına ince bir kromatin ipliği ile bağlanan bölgelerdir. Belirli bir kromozom için uydunun şekli ve boyutu sabittir. İnsanlarda beş çift kromozomun uyduları vardır.

Kromozomların yapısal heterokromatinden zengin terminal bölgelerine telomer adı verilir. Telomerler, çoğaltma sonrasında kromozom uçlarının birbirine yapışmasını önleyerek bütünlüklerinin korunmasına yardımcı olur. Sonuç olarak telomerler, kromozomların bireysel varlıklar olarak varlığından sorumludur.

Aynı gen sırasına sahip olan kromozomlara homolog denir. Aynı yapıya sahiptirler (uzunluk, sentromer konumu vb.). Homolog olmayan kromozomlar farklı gen setlerine ve farklı yapılara sahiptir.

Kromozomların ince yapısı üzerine yapılan bir çalışma, bunların DNA, protein ve az miktarda RNA'dan oluştuğunu gösterdi. DNA molekülü tüm uzunluğu boyunca dağılmış negatif yükler taşır ve ona bağlı proteinler - histonlar - pozitif yüklüdür. DNA ve proteinden oluşan bu komplekse kromatin denir. Kromatin değişen derecelerde yoğunlaşmaya sahip olabilir. Yoğunlaştırılmış kromatine heterokromatin, yoğunlaşmamış kromatine ökromatin denir. Kromatin yoğunlaşmasının derecesi fonksiyonel durumunu yansıtır. Heterokromatik bölgeler, çoğu genin lokalize olduğu ökromatik bölgelere göre işlevsel olarak daha az aktiftir. Miktarı farklı kromozomlarda değişen yapısal heterokromatin vardır, ancak sürekli olarak perisentromerik bölgelerde bulunur. Yapısal heterokromatine ek olarak, ökromatik bölgelerin aşırı kıvrılması sırasında kromozomda ortaya çıkan fakültatif heterokromatin de vardır. Bu fenomenin insan kromozomlarındaki varlığı, bir kadının somatik hücrelerinde bir X kromozomunun genetik olarak etkisizleştirilmesi gerçeğiyle doğrulanır. Bunun özü, X kromozomunda lokalize olan genlerin ikinci dozunu etkisiz hale getirmek için evrimsel olarak oluşturulmuş bir mekanizmanın mevcut olması gerçeğinde yatmaktadır; bunun sonucunda, erkek ve dişi organizmalardaki farklı sayıda X kromozomuna rağmen, işleyen genlerin sayısı artmaktadır. içlerinde eşittir. Mitotik hücre bölünmesi sırasında kromatin maksimuma yoğunlaşır, daha sonra yoğun kromozomlar şeklinde tespit edilebilir.

Kromozomların DNA moleküllerinin boyutu çok büyüktür. Her kromozom bir DNA molekülü ile temsil edilir. Yüzlerce mikrometreye, hatta santimetreye ulaşabilirler. İnsan kromozomları arasında en büyüğü ilk olanıdır; DNA'sının toplam uzunluğu 7 cm'ye kadardır, bir insan hücresinin tüm kromozomlarının DNA moleküllerinin toplam uzunluğu 170 cm'dir.

DNA molekülleri devasa boyutlarına rağmen kromozomlarla oldukça yoğun bir şekilde paketlenmiştir. Kromozomal DNA'nın bu spesifik katlanması histon proteinleri tarafından sağlanır. Histonlar DNA molekülünün uzunluğu boyunca bloklar halinde bulunur. Bir blok, bir nükleozom (bir histon oktamerinin etrafına sarılmış bir DNA ipliğinden oluşan bir oluşum) oluşturan 8 histon molekülü içerir. Bir nükleozomun boyutu yaklaşık 10 nm'dir. Nükleozomlar bir ipliğe dizilmiş boncuklara benzer. Nükleozomlar ve onları birbirine bağlayan DNA bölümleri bir spiral şeklinde sıkı bir şekilde paketlenmiştir; böyle bir spiralin her dönüşü için altı nükleozom vardır. Kromozom yapısı bu şekilde oluşur.

Bir organizmanın kalıtsal bilgisi, tek tek kromozomlar boyunca kesin bir şekilde sıralanmıştır. Her organizma, karyotip adı verilen belirli bir kromozom seti (sayı, boyut ve yapı) ile karakterize edilir. İnsan karyotipi yirmi dört farklı kromozomla (22 çift otozom, X ve Y kromozomu) temsil edilir. Karyotip bir tür pasaportudur. Karyotip analizi, gelişimin erken aşamalarında gelişimsel anormalliklere, kalıtsal hastalıklara veya fetus ve embriyo ölümüne yol açabilecek bozuklukları tanımlamamıza olanak tanır.

Uzun zamandır insan karyotipinin 48 kromozomdan oluştuğuna inanılıyordu. Ancak 1956'nın başında insan karyotipindeki kromozom sayısının 46 olduğuna dair bir mesaj yayınlandı.

İnsan kromozomları boyut, sentromer konumu ve ikincil daralmalara göre farklılık gösterir. Karyotipin gruplara ilk bölünmesi 1960 yılında Denver'da (ABD) bir konferansta gerçekleştirildi. İnsan karyotipinin tanımı başlangıçta aşağıdaki iki prensibe dayanıyordu: kromozomların uzunlukları boyunca düzenlenmesi; Kromozomların sentromerin konumuna göre gruplanması (metasentrik, submetasentrik, akrosentrik).

Kromozom sayısının kesin sabitliği, bireyselliği ve yapısal karmaşıklığı, yerine getirdikleri işlevin önemini gösterir. Kromozomlar hücrenin ana genetik aparatı olarak görev yapar. Her biri kromozomda kesin olarak tanımlanmış bir yeri (lokus) kaplayan doğrusal bir sırayla genler içerirler. Her kromozomda çok sayıda gen vardır, ancak vücudun normal gelişimi için tam kromozom setinden bir dizi gen gereklidir.

DNA'nın yapısı ve fonksiyonları

DNA- monomerleri deoksiribonükleotidler olan bir polimer. DNA molekülünün çift sarmal biçimindeki uzamsal yapısının bir modeli, 1953 yılında J. Watson ve F. Crick tarafından önerildi (bu modeli oluşturmak için M. Wilkins, R. Franklin, E. Chargaff'ın çalışmalarını kullandılar) ).

DNA molekülü Birbiri etrafında ve hayali bir eksen etrafında birlikte sarmal olarak bükülmüş iki polinükleotid zincirinden oluşur; çift ​​sarmaldır (bazı DNA içeren virüslerin tek sarmallı DNA'sı vardır). DNA çift sarmalının çapı 2 nm, bitişik nükleotidler arasındaki mesafe 0,34 nm'dir ve sarmalın dönüşü başına 10 nükleotid çifti vardır. Molekülün uzunluğu birkaç santimetreye ulaşabilir. Molekül ağırlığı - onlarca ve yüz milyonlarca. Bir insan hücresinin çekirdeğindeki DNA'nın toplam uzunluğu yaklaşık 2 m'dir Ökaryotik hücrelerde DNA, proteinlerle kompleksler oluşturur ve spesifik bir uzaysal yapıya sahiptir.

DNA monomeri - nükleotid (deoksiribonükleotid)- üç maddenin kalıntılarından oluşur: 1) azotlu bir baz, 2) beş karbonlu bir monosakarit (pentoz) ve 3) fosforik asit. Nükleik asitlerin azotlu bazları pirimidin ve pürin sınıflarına aittir. DNA pirimidin bazları(moleküllerinde bir halka bulunur) - timin, sitozin. Pürin bazları(iki halkası vardır) - adenin ve guanin.

DNA nükleotid monosakkariti deoksiribozdur.

Bir nükleotidin adı karşılık gelen bazın adından türetilir. Nükleotidler ve azotlu bazlar büyük harflerle gösterilir.

Polinükleotid zinciri, nükleotid yoğunlaşma reaksiyonlarının bir sonucu olarak oluşur. Bu durumda, bir nükleotidin deoksiriboz kalıntısının 3"-karbonu ile diğerinin fosforik asit kalıntısı arasında, fosfoester bağı(güçlü kovalent bağlar kategorisine aittir). Polinükleotid zincirinin bir ucu 5" karbonla (5" uç olarak adlandırılır) biter, diğer ucu ise 3" karbonla (3" uç olarak adlandırılır) biter.

Nükleotidlerin bir ipliğinin karşısında ikinci bir iplik bulunur. Bu iki zincirdeki nükleotidlerin dizilimi rastgele değil, kesin olarak tanımlanmıştır: Timin her zaman diğer zincirdeki bir zincirin adenininin karşısında yer alır ve sitozin her zaman guaninin karşısında yer alır, adenin ve timin arasında iki hidrojen bağı oluşur ve üç Guanin ve sitozin arasında hidrojen bağları oluşur. Farklı DNA zincirlerinin nükleotidlerinin kesin olarak sıralandığı (adenin - timin, guanin - sitozin) ve seçici olarak birbirleriyle bağlandığı modele denir tamamlayıcılık ilkesi. J. Watson ve F. Crick'in, E. Chargaff'ın çalışmalarına aşina olduktan sonra tamamlayıcılık ilkesini anlamaya başladıklarını belirtmek gerekir. Çeşitli organizmaların çok sayıda doku ve organ örneğini inceleyen E. Chargaff, herhangi bir DNA fragmanında guanin kalıntılarının içeriğinin her zaman sitozin ve adenin - timin içeriğine tam olarak karşılık geldiğini buldu ( "Chargaff kuralı"), ancak bu gerçeği açıklayamadı.

Tamamlayıcılık ilkesinden, bir zincirin nükleotid dizisinin diğerinin nükleotid dizisini belirlediği sonucu çıkar.

DNA iplikçikleri antiparaleldir (çok yönlü), yani. Farklı zincirlerin nükleotidleri zıt yönlerde bulunur ve bu nedenle bir zincirin 3" ucunun karşısında diğerinin 5" ucu bulunur. DNA molekülü bazen sarmal bir merdivene benzetilir. Bu merdivenin "korkuluğu" bir şeker-fosfat omurgasıdır (alternatif deoksiriboz ve fosforik asit kalıntıları); “adımlar” tamamlayıcı azotlu bazlardır.

DNA'nın işlevi- kalıtsal bilgilerin depolanması ve iletilmesi.

Onarım (“onarım”)

Tazminatlar DNA nükleotid dizisindeki hasarın ortadan kaldırılması işlemidir. Hücrenin özel enzim sistemleri tarafından gerçekleştirilir ( onarım enzimleri). DNA yapısını eski haline getirme sürecinde aşağıdaki aşamalar ayırt edilebilir: 1) DNA onarım nükleazları, DNA zincirinde bir boşluk oluşması sonucunda hasarlı alanı tanır ve uzaklaştırır; 2) DNA polimeraz, ikinci (“iyi”) iplikten bilgiyi kopyalayarak bu boşluğu doldurur; 3) DNA ligaz nükleotidleri “çapraz bağlar” ve onarımı tamamlar.

En çok çalışılan üç onarım mekanizması vardır: 1) foto-onarım, 2) eksizyonel veya replikatif öncesi onarım, 3) replikatif sonrası onarım.

Reaktif metabolitlerin, ultraviyole radyasyonun, ağır metallerin ve tuzlarının vb. etkisi altında hücrede sürekli olarak DNA yapısında değişiklikler meydana gelir. Bu nedenle onarım sistemlerindeki kusurlar, mutasyon süreçlerinin hızını artırır ve kalıtsal hastalıklara (kseroderma pigmentosum, progeria, vesaire.).

RNA'nın yapısı ve fonksiyonları

RNA- monomerleri olan bir polimer ribonükleotidler. DNA'nın aksine, RNA iki değil, bir polinükleotid zincirinden oluşur (RNA içeren bazı virüslerin çift sarmallı RNA'ya sahip olması hariç). RNA nükleotidleri birbirleriyle hidrojen bağları oluşturma yeteneğine sahiptir. RNA zincirleri DNA zincirlerinden çok daha kısadır.

RNA monomeri - nükleotid (ribonükleotid)- üç maddenin kalıntılarından oluşur: 1) azotlu bir baz, 2) beş karbonlu bir monosakarit (pentoz) ve 3) fosforik asit. RNA'nın azotlu bazları ayrıca pirimidinler ve pürinler sınıflarına aittir.

RNA'nın pirimidin bazları urasil, sitozin, pürin bazları ise adenin ve guanindir. RNA nükleotid monosakarit ribozdur.

Vurgulamak üç tip RNA: 1) bilgilendirici(haberci) RNA - mRNA (mRNA), 2) Ulaşım RNA - tRNA, 3) ribozomal RNA - rRNA.

Tüm RNA türleri dallanmamış polinükleotitlerdir, belirli bir uzaysal yapıya sahiptir ve protein sentezi süreçlerinde yer alır. Her türlü RNA'nın yapısına ilişkin bilgi DNA'da saklanır. Bir DNA şablonu üzerinde RNA'nın sentezlenmesi işlemine transkripsiyon denir.

Transfer RNA'ları genellikle 76 (75'ten 95'e kadar) nükleotit içerir; moleküler ağırlık - 25.000–30.000. tRNA, hücredeki toplam RNA içeriğinin yaklaşık% 10'unu oluşturur. tRNA'nın işlevleri: 1) amino asitlerin protein sentezi bölgesine, ribozomlara taşınması, 2) translasyon aracısı. Bir hücrede yaklaşık 40 tür tRNA bulunur ve bunların her biri benzersiz bir nükleotid dizisine sahiptir. Bununla birlikte, tüm tRNA'lar, tRNA'ların yonca yaprağı benzeri bir konformasyon kazanması nedeniyle birkaç molekül içi tamamlayıcı bölgeye sahiptir. Herhangi bir tRNA'da ribozomla temas için bir halka (1), bir antikodon halkası (2), enzimle temas için bir halka (3), bir alıcı kök (4) ve bir antikodon (5) bulunur. Amino asit, alıcı sapın 3" ucuna eklenir. Antikodon- mRNA kodonunu "tanımlayan" üç nükleotid. Spesifik bir tRNA'nın, antikodonuna karşılık gelen kesin olarak tanımlanmış bir amino asidi taşıyabileceği vurgulanmalıdır. Amino asit ve tRNA arasındaki bağlantının özgüllüğü, aminoasil-tRNA sentetaz enziminin özelliklerinden dolayı elde edilir.

Ribozomal RNA 3000–5000 nükleotid içerir; moleküler ağırlık - 1.000.000–1.500.000. rRNA, hücredeki toplam RNA içeriğinin% 80-85'ini oluşturur. Ribozomal proteinlerle kompleks halinde rRNA, protein sentezini gerçekleştiren organeller olan ribozomları oluşturur. Ökaryotik hücrelerde rRNA sentezi nükleollerde meydana gelir. rRNA'nın fonksiyonları: 1) ribozomların gerekli bir yapısal bileşeni ve dolayısıyla ribozomların çalışmasının sağlanması; 2) ribozom ve tRNA'nın etkileşiminin sağlanması; 3) ribozomun ve mRNA'nın başlatıcı kodonunun ilk bağlanması ve okuma çerçevesinin belirlenmesi, 4) ribozomun aktif merkezinin oluşumu.

Haberci RNA'lar nükleotit içeriği ve molekül ağırlığı bakımından değişiklik gösterdi (50.000'den 4.000.000'e kadar). mRNA, hücredeki toplam RNA içeriğinin %5'ine kadarını oluşturur. mRNA'nın fonksiyonları: 1) genetik bilginin DNA'dan ribozomlara aktarılması, 2) bir protein molekülünün sentezi için matris, 3) bir protein molekülünün birincil yapısının amino asit dizisinin belirlenmesi.

ATP'nin yapısı ve işlevleri

Adenozin trifosforik asit (ATP)- Canlı hücrelerde evrensel bir kaynak ve ana enerji akümülatörü. ATP tüm bitki ve hayvan hücrelerinde bulunur. ATP miktarı ortalama %0,04'tür (hücrenin ıslak ağırlığının), en büyük ATP miktarı (%0,2-0,5) iskelet kaslarında bulunur.

ATP artıklardan oluşur: 1) azotlu bir baz (adenin), 2) bir monosakarit (riboz), 3) üç fosforik asit. ATP bir değil üç fosforik asit kalıntısı içerdiğinden ribonükleosit trifosfatlara aittir.

Hücrelerde meydana gelen işlerin çoğu, ATP hidrolizinin enerjisini kullanır. Bu durumda fosforik asitin terminal kalıntısı elimine edildiğinde ATP, ADP'ye (adenozin difosforik asit) dönüşür, ikinci fosforik asit kalıntısı elimine edildiğinde ise AMP'ye (adenozin monofosforik asit) dönüşür. Fosforik asidin hem terminal hem de ikinci kalıntılarının eliminasyonu üzerine serbest enerji verimi 30.6 kJ'dir. Üçüncü fosfat grubunun eliminasyonuna yalnızca 13,8 kJ'lik bir salınım eşlik eder. Terminal ile fosforik asidin ikinci, ikinci ve birinci kalıntıları arasındaki bağlara yüksek enerji (yüksek enerji) adı verilir.

ATP rezervleri sürekli olarak yenilenir. Tüm organizmaların hücrelerinde ATP sentezi fosforilasyon sürecinde meydana gelir, yani. ADP'ye fosforik asit eklenmesi. Fosforilasyon, solunum (mitokondri), glikoliz (sitoplazma) ve fotosentez (kloroplastlar) sırasında değişen yoğunlukta meydana gelir.

ATP, enerjinin salınması ve birikmesiyle birlikte gerçekleşen süreçler ile enerji harcamasıyla meydana gelen süreçler arasındaki ana bağlantıdır. Ek olarak ATP, diğer ribonükleosit trifosfatlarla (GTP, CTP, UTP) birlikte RNA sentezi için bir substrattır.

Gen özellikleri

1. ayrıklık - genlerin karışmazlığı;
2. istikrar - yapıyı koruma yeteneği;
3. değişkenlik - tekrar tekrar mutasyona uğrama yeteneği;
4. çoklu allelizm - bir popülasyonda birçok gen, çoklu moleküler formlarda bulunur;
5. alelite - diploid organizmaların genotipinde genin yalnızca iki formu vardır;
6. özgüllük - her gen kendi özelliğini kodlar;
7. pleiotropi - bir genin çoklu etkisi;
8. anlatımcılık - bir genin bir özellikteki ifade derecesi;
9. penetrasyon - bir genin fenotipte tezahür etme sıklığı;
10. amplifikasyon - bir genin kopya sayısının arttırılması.

sınıflandırma

1. Yapısal genler, spesifik bir proteini veya belirli RNA türlerini kodlayan tek bir diziyi temsil eden, genomun benzersiz bileşenleridir. (Ayrıca temizlik genleri makalesine bakın).
2. Fonksiyonel genler - yapısal genlerin işleyişini düzenler.

Genetik Kod- bir nükleotid dizisi kullanarak proteinlerin amino asit dizisini kodlamak için tüm canlı organizmaların karakteristik özelliği olan bir yöntem.

DNA dört nükleotid kullanır - adenin (A), guanin (G), sitozin (C), timin (T), Rus edebiyatında A, G, C ve T harfleriyle gösterilir. Bu harfler alfabeyi oluşturur. genetik Kod. RNA, U harfi (Rus dili literatüründe U) ile gösterilen benzer bir nükleotid - urasil ile değiştirilen timin haricinde aynı nükleotidleri kullanır. DNA ve RNA moleküllerinde nükleotidler zincirler halinde dizilir ve böylece genetik harf dizileri elde edilir.

Genetik Kod

Doğada protein oluşturmak için 20 farklı amino asit kullanılır. Her protein, kesin olarak tanımlanmış bir diziye sahip bir zincir veya birkaç amino asit zinciridir. Bu dizi, proteinin yapısını ve dolayısıyla tüm biyolojik özelliklerini belirler. Amino asit seti aynı zamanda neredeyse tüm canlı organizmalar için evrenseldir.

Genetik bilginin canlı hücrelere uygulanması (yani bir gen tarafından kodlanan bir proteinin sentezi), iki matris işlemi kullanılarak gerçekleştirilir: transkripsiyon (yani, bir DNA matrisinde mRNA'nın sentezi) ve genetik kodun çevrilmesi. bir amino asit dizisine (mRNA üzerinde bir polipeptit zincirinin sentezi). Ardışık üç nükleotid, 20 amino asidi kodlamak için yeterlidir ve ayrıca protein dizisinin sonunu gösteren durdurma sinyali de yeterlidir. Üç nükleotitten oluşan bir diziye üçlü denir. Amino asitlere ve kodonlara karşılık gelen kabul edilen kısaltmalar şekilde gösterilmiştir.

Özellikler

1. Üçlü- anlamlı bir kod birimi, üç nükleotidin (üçlü veya kodon) birleşimidir.
2. Süreklilik- Üçüzler arasında noktalama işareti yoktur, yani bilgiler sürekli okunur.
3. Örtüşmeyen- aynı nükleotid aynı anda iki veya daha fazla üçlünün parçası olamaz (birkaç çerçeve kayması proteinini kodlayan bazı virüs, mitokondri ve bakteri örtüşen genlerinde gözlenmez).
4. Benzersizlik (özgüllük)- belirli bir kodon yalnızca bir amino aside karşılık gelir (ancak UGA kodonunda Euplotes crassus iki amino asidi kodlar - sistein ve selenosistein)
5. Dejenerasyon (artıklık)- birden fazla kodon aynı aminoasite karşılık gelebilir.
6. Çok yönlülük- genetik kod, virüslerden insanlara kadar farklı karmaşıklık seviyelerindeki organizmalarda aynı şekilde çalışır (genetik mühendisliği yöntemleri buna dayanmaktadır; "Standart genetik kodun varyasyonları" bölümündeki tabloda gösterilen bir takım istisnalar vardır) altında).
7. Gürültü bağışıklığı- kodlanan amino asit sınıfında bir değişikliğe yol açmayan nükleotid ikamelerinin mutasyonlarına denir tutucu; Kodlanan amino asidin sınıfında değişikliğe yol açan nükleotid ikame mutasyonlarına denir. radikal.

Protein biyosentezi ve aşamaları

Protein biyosentezi- mRNA ve tRNA moleküllerinin katılımıyla canlı organizma hücrelerinin ribozomlarında meydana gelen, amino asit kalıntılarından bir polipeptit zincirinin sentezlenmesinin karmaşık, çok aşamalı bir süreci.

Protein biyosentezi transkripsiyon, işleme ve translasyon aşamalarına ayrılabilir. Transkripsiyon sırasında DNA moleküllerinde şifrelenen genetik bilgiler okunur ve bu bilgiler mRNA moleküllerine yazılır. Bir dizi ardışık işlem aşaması sırasında, sonraki aşamalarda gereksiz olan bazı parçalar mRNA'dan çıkarılır ve nükleotit dizileri düzenlenir. Kodun çekirdekten ribozomlara taşınmasından sonra, protein moleküllerinin gerçek sentezi, bireysel amino asit kalıntılarının büyüyen polipeptit zincirine eklenmesiyle gerçekleşir.

Transkripsiyon ve translasyon arasında mRNA molekülü, polipeptit zincirinin sentezi için işleyen matrisin olgunlaşmasını sağlayan bir dizi ardışık değişikliğe uğrar. 5΄ ucuna bir başlık takılır ve 3΄ ucuna bir poli-A kuyruğu takılır, bu da mRNA'nın ömrünü uzatır. Ökaryotik hücrede işlemenin ortaya çıkışıyla birlikte, tek bir DNA nükleotid dizisi (alternatif birleştirme) tarafından kodlanan daha çeşitli proteinleri elde etmek için gen eksonlarını birleştirmek mümkün hale geldi.

Çeviri, haberci RNA'da kodlanan bilgiye uygun olarak bir polipeptit zincirinin sentezinden oluşur. Amino asit dizisi kullanılarak düzenlenir Ulaşım Amino asitlerle kompleksler oluşturan RNA (tRNA) - aminoasil-tRNA. Her amino asidin, mRNA kodonuyla "eşleşen" karşılık gelen bir antikodonu olan kendi tRNA'sı vardır. Çeviri sırasında ribozom mRNA boyunca hareket eder ve bunu yaparken polipeptit zinciri büyür. Protein biyosentezi için gereken enerji ATP tarafından sağlanır.

Bitmiş protein molekülü daha sonra ribozomdan ayrılır ve hücrede istenilen yere taşınır. Aktif durumlarına ulaşmak için bazı proteinler ek translasyon sonrası modifikasyona ihtiyaç duyar.

Mutasyonların nedenleri

Mutasyonlar ikiye ayrılır doğal Ve uyarılmış. Spontan mutasyonlar, normal çevresel koşullar altında bir organizmanın yaşamı boyunca, hücre üretimi başına nükleotid başına yaklaşık 10 - 9 - 10 - 12 frekansıyla kendiliğinden meydana gelir.

Uyarılmış mutasyonlar, yapay (deneysel) koşullarda veya olumsuz çevresel etkiler altında belirli mutajenik etkilerin bir sonucu olarak ortaya çıkan genomdaki kalıtsal değişikliklerdir.

Mutasyonlar, canlı bir hücrede meydana gelen işlemler sırasında sürekli olarak ortaya çıkar. Mutasyonların oluşmasına yol açan ana süreçler DNA replikasyonu, DNA onarım bozuklukları ve genetik rekombinasyondur.

Mutasyonların evrimdeki rolü

Yaşam koşullarındaki önemli bir değişiklikle, daha önce zararlı olan mutasyonlar yararlı hale gelebilir. Dolayısıyla mutasyonlar doğal seçilimin malzemesidir. Böylece, İngiltere'deki huş güvesi popülasyonlarındaki melanistik mutantlar (koyu renkli bireyler), bilim adamları tarafından ilk kez 19. yüzyılın ortalarında tipik açık renkli bireyler arasında keşfedildi. Koyu renklenme, bir gendeki mutasyon sonucu ortaya çıkar. Kelebekler günü, genellikle likenlerle kaplı, açık rengin kamuflaj görevi gördüğü ağaçların gövdeleri ve dalları üzerinde geçirirler. Hava kirliliğinin de eşlik ettiği sanayi devrimi sonucunda likenler öldü ve huş ağaçlarının hafif gövdeleri isle kaplandı. Sonuç olarak, 20. yüzyılın ortalarına gelindiğinde (50-100 kuşaktan fazla), endüstriyel bölgelerde koyu morf neredeyse tamamen açık olanın yerini aldı. Siyah formun tercihli hayatta kalmasının ana nedeninin, kirli bölgelerde açık renkli kelebekleri seçici olarak yiyen kuşların avlanması olduğu gösterildi.

Bir mutasyon DNA'nın "sessiz" bölümlerini etkiliyorsa veya genetik kodun bir öğesinin eşanlamlı bir öğeyle değiştirilmesine yol açıyorsa, o zaman genellikle fenotipte kendini göstermez (böyle bir eşanlamlı ikamenin tezahürü ile ilişkili olabilir) kodon kullanımının farklı frekansları). Ancak bu tür mutasyonlar gen analiz yöntemleri kullanılarak tespit edilebilmektedir. Mutasyonlar çoğunlukla doğal nedenlerin bir sonucu olarak meydana geldiğinden, dış ortamın temel özelliklerinin değişmediğini varsayarsak, mutasyonların sıklığının yaklaşık olarak sabit olması gerektiği ortaya çıkar. Bu gerçek, insanlar da dahil olmak üzere çeşitli taksonların kökeni ve ilişkilerinin incelenmesi olan filogeniyi incelemek için kullanılabilir. Dolayısıyla sessiz genlerdeki mutasyonlar araştırmacılar için bir nevi “moleküler saat” görevi görüyor. "Moleküler saat" teorisi aynı zamanda çoğu mutasyonun nötr olduğu ve belirli bir gendeki birikim hızının doğal seçilimin etkisine bağlı olmadığı veya zayıf bir şekilde bağlı olduğu ve bu nedenle uzun süre sabit kaldığı gerçeğinden yola çıkar. Ancak bu oran farklı genler için farklılık gösterecektir.

Mitokondriyal DNA'daki (anne soyundan miras alınan) ve Y kromozomlarındaki (baba soyundan miras alınan) mutasyonların incelenmesi, evrimsel biyolojide ırkların ve milliyetlerin kökenini incelemek ve insanlığın biyolojik gelişimini yeniden yapılandırmak için yaygın olarak kullanılmaktadır.

Hücre yapısı

Hücre yapısı

Dünyadaki tüm hücresel yaşam formları, kendilerini oluşturan hücrelerin yapısına bağlı olarak iki süper krallığa ayrılabilir: prokaryotlar (nükleer öncesi) ve ökaryotlar (nükleer). Prokaryotik hücreler yapı olarak daha basittir; görünüşe göre evrim sürecinde daha erken ortaya çıkmışlardır. Ökaryotik hücreler daha karmaşıktır ve daha sonra ortaya çıkmıştır. İnsan vücudunu oluşturan hücreler ökaryotiktir.

Form çeşitliliğine rağmen, tüm canlı organizmaların hücrelerinin organizasyonu ortak yapısal ilkelere tabidir.

Hücrenin canlı içeriği - protoplast - ortamdan bir plazma zarı veya plazmalemma ile ayrılır. Hücrenin içi, çeşitli organellerin ve hücresel kapanımların bulunduğu sitoplazmanın yanı sıra bir DNA molekülü formundaki genetik materyalle doldurulur. Hücre organellerinin her biri kendi özel işlevini yerine getirir ve hepsi birlikte hücrenin bir bütün olarak hayati aktivitesini belirler.

Prokaryotik hücre

Tipik bir prokaryotik hücrenin yapısı: kapsül, hücre duvarı, plazmalemma, sitoplazma, ribozomlar, plazmid, pili, flagellum, nükleoid.

Prokaryotlar(lat. profesyonel- önce, önce ve Yunanca. κάρῠον - çekirdek, fındık) - ökaryotların aksine, oluşturulmuş bir hücre çekirdeğine ve diğer iç zar organellerine sahip olmayan organizmalar (fotosentetik türlerdeki düz tanklar hariç, örneğin siyanobakteriler). Hücrenin genetik materyalinin (nükleoid olarak adlandırılan) büyük bir kısmını içeren tek büyük dairesel (bazı türlerde - doğrusal) çift sarmallı DNA molekülü, histon proteinleri (sözde kromatin) ile bir kompleks oluşturmaz. ). Prokaryotlar arasında siyanobakteriler (mavi-yeşil algler) ve arkeler dahil olmak üzere bakteriler bulunur. Prokaryotik hücrelerin torunları, ökaryotik hücrelerin organelleridir - mitokondri ve plastidler.

Ökaryotik hücre Ökaryotlar(ökaryotlar) (Yunanca'dan ευ - iyi, tamamen ve κάρῠον - çekirdek, fındık) - prokaryotların aksine, sitoplazmadan nükleer bir zarla ayrılmış, oluşturulmuş bir hücre çekirdeğine sahip organizmalar. Genetik materyal, içeriden hücre çekirdeğinin zarına bağlanan ve çok geniş bir alanda oluşan birkaç doğrusal çift sarmallı DNA molekülünde bulunur (organizmanın türüne bağlı olarak, çekirdek başına sayıları iki ila birkaç yüz arasında değişebilir). çoğunluğu (dinoflagellatlar hariç) kromatin adı verilen histon proteinlerinden oluşan bir komplekstir. Ökaryotik hücreler, çekirdeğe ek olarak bir dizi başka organel (endoplazmik retikulum, Golgi aparatı vb.) Oluşturan bir iç zar sistemine sahiptir. Ek olarak, büyük çoğunlukta kalıcı hücre içi prokaryotik simbiyotlar (mitokondri) bulunur ve algler ve bitkilerde de plastidler bulunur.

Ökaryotik bir hücrenin yapısı

Bir hayvan hücresinin şematik gösterimi. (Hücreyi oluşturan parçaların adlarından herhangi birine tıkladığınızda ilgili makaleye yönlendirilirsiniz.)

Mitokondri ve plastidlerin kendi dairesel DNA'ları ve küçük ribozomları vardır ve bunlar sayesinde kendi proteinlerinin bir kısmını (yarı otonom organeller) oluştururlar.

Mitokondri (organik maddelerin oksidasyonunda) rol alır - hücrenin yaşamı için ATP'yi (enerji) sağlarlar ve "hücrenin enerji istasyonlarıdır."

Zar dışı organeller

Ribozomlar- bunlar organellerdir ve... Kimyasal olarak ribozomal RNA ve proteinlerden oluşan iki alt birimden oluşurlar. Alt birimler nükleolusta sentezlenir. Ribozomların bir kısmı EPS'ye bağlanır; bu EPS'ye pürüzlü (granüler) denir.

Çağrı Merkezi Mitoz ve mayoz bölünme sırasında iş milini oluşturan iki merkezden oluşur.

Kirpikler, flagella hareket etmeye hizmet eder.

En doğru seçeneği seçin. Hücre sitoplazması şunları içerir:
1) protein iplikleri
2) kirpikler ve flagella
3) mitokondri
4) hücre merkezi ve lizozomlar

Cevap

Hücrelerin işlevleri ve organelleri arasında bir yazışma kurun: 1) ribozomlar, 2) kloroplastlar. 1 ve 2 numaralarını doğru sırayla yazın.
A) granüler ER üzerinde bulunur
B) protein sentezi
B) fotosentez
D) İki alt birimden oluşur
D) tilakoidli granadan oluşur
E) bir polisom oluşturur

Cevap

Hücre organelinin yapısı ile organel arasında bir yazışma kurun: 1) Golgi aygıtı, 2) kloroplast. 1 ve 2 rakamlarını harflere karşılık gelen sıraya göre yazın.
A)çift zarlı organel
B)Kendi DNA'sına sahiptir
B) Salgı aparatı vardır
D) bir zardan, kabarcıklardan, tanklardan oluşur
D) tilakoid grana ve stromadan oluşur
E) tek membranlı organel

Cevap

Hücrenin özellikleri ve organelleri arasında bir yazışma kurun: 1) kloroplast, 2) endoplazmik retikulum. 1 ve 2 rakamlarını harflere karşılık gelen sıraya göre yazın.
A) Zardan oluşan tübül sistemi
B) organel iki zardan oluşur
B) maddeleri taşır
D) Birincil organik maddeyi sentezler
D) tilakoidleri içerir

Cevap

1. En doğru seçeneği seçin. Tek membranlı hücre bileşenleri -
1) kloroplastlar
2) kofullar
3) hücre merkezi
4) ribozomlar

Cevap

2. Üç seçeneği seçin. Hangi hücre organelleri sitoplazmadan tek bir zarla ayrılır?
1) Golgi kompleksi
2) mitokondri
3) lizozom
4) endoplazmik retikulum
5) kloroplast
6) ribozom

Cevap

Aşağıdaki özelliklerin ikisi hariç tümü, ribozomların yapısal özelliklerini ve işleyişini tanımlamak için kullanılabilir. Genel listeden "çıkarılan" iki özelliği belirleyin ve bunların altında belirtildikleri sayıları yazın.
1) mikrotübüllerin üçlülerinden oluşur
2) protein biyosentezi sürecine katılmak
3) iş milini oluşturun
4) protein ve RNA'dan oluşur
5) iki alt birimden oluşur

Cevap

Beş cevaptan iki doğru cevabı seçin ve bunların altında belirtilen sayıları tabloda yazın. Çift membranlı organelleri seçin:
1) lizozom
2) ribozom
3) mitokondri
4) Golgi aygıtı
5) kloroplast

Cevap

Altıdan üç doğru cevabı seçin ve bunların altında belirtildikleri sayıları yazın. Bitki hücresi organelleri çift zarlıdır.
1) kromoplastlar
2) merkezkaçlar
3) lökoplastlar
4) ribozomlar
5) mitokondri
6) kofullar

Cevap

NÜKLEUS1-MİTOKONDRİYA1-RIBozom1
Tabloyu analiz edin. Harfli her hücre için verilen listeden uygun terimi seçin:
1) çekirdek
2) ribozom
3) protein biyosentezi
4) sitoplazma
5) oksidatif fosforilasyon
6) transkripsiyon
7) lizozom

Cevap

MİTOKONDRİ2-KROMOZOM1-RIBozom2

"Ökaryotik hücrenin yapıları" tablosunu analiz edin. Bir harfle gösterilen her hücre için verilen listeden ilgili terimi seçin.
1) glikoliz
2) kloroplastlar
3) yayın
4) mitokondri
5) transkripsiyon
6) çekirdek
7) sitoplazma
8) hücre merkezi

Cevap

LİZOZOM1-RIBozom3-KLOROPLAST1


1) Golgi kompleksi
2) karbonhidratların sentezi
3) tek membran
4) nişasta hidrolizi
5) lizozom
6) membransız

Cevap

LİZOZOM2-KLOROPLAST2-RIBozom4

Tabloyu analiz edin. Her harfli hücre için sağlanan listeden uygun terimi seçin.
1) çift membran
2) endoplazmik retikulum
3) protein biyosentezi
4) hücre merkezi
5) membransız
6) karbonhidratların biyosentezi
7) tek membran
8) lizozom

Cevap

LİZOZOM3-AG1-KLOROPLAST3
“Hücre Yapıları” tablosunu analiz edin. Bir harfle gösterilen her hücre için verilen listeden ilgili terimi seçin.
1) glikoliz
2) lizozom
3) protein biyosentezi
4) mitokondri
5) fotosentez
6) çekirdek
7) sitoplazma
8) hücre merkezi

Cevap

KLOROPLAST4-AG2-RIBOSOME5

“Hücre Yapıları” tablosunu analiz edin. Bir harfle gösterilen her hücre için verilen listeden ilgili terimi seçin.
1) glikoz oksidasyonu
2) ribozom
3) polimerlerin bölünmesi
4) kloroplast
5) protein sentezi
6) çekirdek
7) sitoplazma
8) iğ oluşumu

Cevap

AG3-MİTOKONDRİ3-LİZOZOM4

“Hücre Organelleri” tablosunu analiz edin. Bir harfle gösterilen her hücre için verilen listeden ilgili terimi seçin.
1) kloroplast
2) endoplazmik retikulum
3) sitoplazma
4) karyoplazma
5) Golgi aygıtı
6) biyolojik oksidasyon
7) Hücredeki maddelerin taşınması
8) glikoz sentezi

Cevap

1. Beş cevaptan iki doğru cevabı seçin ve bunların tabloda yer aldığı sayıları yazın. Sitoplazma bir hücrede bir dizi işlevi yerine getirir:
1) çekirdek ve organeller arasında iletişim kurar
2) karbonhidratların sentezi için bir matris görevi görür
3) çekirdeğin ve organellerin yeri olarak hizmet eder
4) kalıtsal bilgiyi iletir
5) ökaryotik hücrelerde kromozomların yeri olarak görev yapar

Cevap

2. Genel listeden iki doğru ifadeyi belirleyin ve bunların altında belirtildikleri sayıları yazın. Sitoplazmada gerçekleşir
1) ribozomal proteinlerin sentezi
2) glikoz biyosentezi
3) insülin sentezi
4) organik maddelerin inorganik maddelere oksidasyonu
5) ATP moleküllerinin sentezi

Cevap

Beş cevaptan iki doğru cevabı seçin ve bunların altında belirtildikleri sayıları yazın. Membran olmayan organelleri seçin:
1) mitokondri
2) ribozom
3) çekirdek
4) mikrotübül
5) Golgi aygıtı

Cevap

Aşağıdaki özellikler, ikisi hariç, gösterilen hücre organelinin fonksiyonlarını tanımlamak için kullanılmıştır. Genel listeden "çıkan" iki özelliği belirleyin ve bunların altında belirtildikleri sayıları yazın.
1) enerji istasyonu görevi görür
2) biyopolimerleri monomerlere ayırır
3) Hücredeki maddelerin paketlenmesini sağlar
4) ATP moleküllerini sentezler ve biriktirir
5) biyolojik oksidasyona katılır

Cevap

Organelin yapısı ile türü arasında bir yazışma kurun: 1) hücre merkezi, 2) ribozom
A) birbirine dik olarak yerleştirilmiş iki silindirden oluşur
B) iki alt birimden oluşur
B) mikrotübüllerden oluşur
D) Kromozomların hareketini sağlayan proteinler içerir
D) proteinler ve nükleik asit içerir

Cevap

Ökaryotik bir bitki hücresindeki yapıların sırasını oluşturun (dışarıdan başlayarak)
1) plazma zarı
2) hücre duvarı
3) çekirdek
4) sitoplazma
5) kromozomlar

Cevap

Üç seçenek seçin. Mitokondri lizozomlardan nasıl farklıdır?
1) dış ve iç zarlara sahiptir
2) çok sayıda büyüme var - cristae
3) enerji salınımı süreçlerine katılmak
4) içlerinde piruvik asit karbondioksit ve suya oksitlenir
5) içlerinde biyopolimerler monomerlere ayrılır
6) metabolizmaya katılmak

Cevap

1. Bir hücre organelinin özellikleri ile türü arasında bir yazışma kurun: 1) mitokondri, 2) lizozom. 1 ve 2 numaralarını doğru sırayla yazın.
A) tek zarlı organel
B) dahili içerikler - matris

D) Cristae'nin varlığı
D) yarı özerk organel

Cevap

2. Hücrenin özellikleri ve organelleri arasında bir yazışma kurun: 1) mitokondri, 2) lizozom. 1 ve 2 rakamlarını harflere karşılık gelen sıraya göre yazın.
A) biyopolimerlerin hidrolitik bölünmesi
B) oksidatif fosforilasyon
B) tek membranlı organel
D) Cristae'nin varlığı
D) Hayvanlarda sindirim vakuolünün oluşması

Cevap

3. Özellik ile karakteristik olduğu hücre organeli arasında bir yazışma oluşturun: 1) lizozom, 2) mitokondri. 1 ve 2 rakamlarını harflere karşılık gelen sıraya göre yazın.
A) iki zarın varlığı
B) ATP'de enerji birikimi
B) hidrolitik enzimlerin varlığı
D) Hücre organellerinin sindirimi
D) Protozoonlarda sindirim boşluklarının oluşması
E) Organik maddelerin karbondioksit ve suya parçalanması

Cevap

Hücre organelleri arasında bir yazışma kurun: 1) hücre merkezi, 2) kasılma vakuolü, 3) mitokondri. 1-3 arasındaki sayıları doğru sırayla yazın.
A) Hücre bölünmesine katılır
B) ATP sentezi
B) Fazla sıvının serbest bırakılması
D) “hücresel solunum”
D) Hücre hacminin sabit tutulması
E) flagella ve siliaların gelişimine katılır

Cevap

1. Organellerin adı ile hücre zarının varlığı veya yokluğu arasında bir yazışma kurun: 1) membranlı, 2) membransız. 1 ve 2 numaralarını doğru sırayla yazın.
A) kofullar
B) lizozomlar
B) hücre merkezi
D) ribozomlar
D) plastitler
E) Golgi aygıtı

Cevap

2. Hücre organelleri ve grupları arasında bir yazışma kurun: 1) membran, 2) membran dışı. 1 ve 2 rakamlarını harflere karşılık gelen sıraya göre yazın.
A) mitokondri
B) ribozomlar
B) merkezciller
D) Golgi aygıtı
D) endoplazmik retikulum
E) mikrotübüller

Cevap

3. Listelenen organellerden hangi üçü membranözdür?
1) lizozomlar
2) merkezkaçlar
3) ribozomlar
4) mikrotübüller
5) kofullar
6) lökoplastlar

Cevap

1. Aşağıda sıralanan hücre yapılarının ikisi dışında tamamı DNA içermez. Genel listeden "çıkan" iki hücre yapısını belirleyin ve bunların altında belirtildikleri sayıları yazın.
1) ribozomlar
2) Golgi kompleksi
3) hücre merkezi
4) mitokondri
5) plastitler

Cevap

Cevap

3. Beş cevaptan ikisini doğru seçin. DNA molekülleri ökaryotik hücrelerin hangi yapılarında lokalizedir?
1) sitoplazma
2) çekirdek
3) mitokondri
4) ribozomlar
5) lizozomlar

Cevap

En doğru seçeneği seçin. Hücrede ER dışında ribozomlar nerede bulunur?
1) hücre merkezinin sentriyollerinde
2) Golgi aygıtında
3) mitokondride
4) lizozomlarda

Cevap

Ribozomların yapı ve fonksiyonlarının özellikleri nelerdir? Üç doğru seçeneği seçin.
1) bir membrana sahip olmak
2) DNA moleküllerinden oluşur
3) organik maddeleri parçalamak
4) büyük ve küçük parçacıklardan oluşur
5) protein biyosentezi sürecine katılmak
6) RNA ve proteinden oluşur

Cevap

Altıdan üç doğru cevabı seçin ve bunların altında belirtildikleri sayıları yazın. Ökaryotik bir hücrenin çekirdeğinin yapısı şunları içerir:
1) kromatin
2) hücre merkezi
3) Golgi aygıtı
4) nükleolus
5) sitoplazma
6) karyoplazma

Cevap

Altıdan üç doğru cevabı seçin ve bunların altında belirtildikleri sayıları yazın. Hücre çekirdeğinde hangi süreçler meydana gelir?
1) iş milinin oluşumu
2) lizozomların oluşumu
3) DNA moleküllerinin ikiye katlanması
4) mRNA moleküllerinin sentezi
5) mitokondri oluşumu
6) ribozomal alt birimlerin oluşumu

Cevap

Hücre organeli ile sınıflandırıldığı yapı türü arasında bir yazışma kurun: 1) tek membranlı, 2) çift membranlı. 1 ve 2 rakamlarını harflere karşılık gelen sıraya göre yazın.
A) lizozom
B) kloroplast
B) mitokondri
D) EPS
D) Golgi aygıtı

Cevap

Özellikler ve organeller arasında bir yazışma kurun: 1) kloroplast, 2) mitokondri. 1 ve 2 rakamlarını harflere karşılık gelen sıraya göre yazın.
A) Tahıl yığınlarının varlığı
B) karbonhidratların sentezi
B) disimilasyon reaksiyonları
D) fotonlar tarafından uyarılan elektronların taşınması
D) inorganik maddelerden organik maddelerin sentezi
E) Çok sayıda kristanın varlığı

Cevap

Aşağıda listelenen özelliklerin ikisi hariç tümü, şekilde gösterilen hücre organelini tanımlamak için kullanılabilir. Genel listeden "çıkarılan" iki özelliği belirleyin ve bunların altında belirtildikleri sayıları yazın.
1) tek membranlı organel
2) ribozom parçalarını içerir
3) kabuk gözeneklerle doludur
4) DNA moleküllerini içerir
5) mitokondri içerir

Cevap

Aşağıda listelenen terimler, ikisi hariç, şekilde soru işaretiyle gösterilen hücre organelini karakterize etmek için kullanılır. Genel listeden "çıkan" iki terimi belirleyin ve bunların altında belirtildikleri sayıları yazın.
1) zar organeli
2) çoğaltma
3) kromozom farklılığı
4) merkezciller
5) mil

Cevap

Bir hücre organelinin özellikleri ile türü arasında bir yazışma kurun: 1) hücre merkezi, 2) endoplazmik retikulum. 1 ve 2 rakamlarını harflere karşılık gelen sıraya göre yazın.
A)organik maddelerin taşınması
B) bir iş mili oluşturur
B) iki merkezden oluşur
D) tek membranlı organel
D) ribozom içerir
E) membran olmayan organel

Cevap

1. Hücrenin özellikleri ve organelleri arasında bir yazışma kurun: 1) çekirdek, 2) mitokondri. 1 ve 2 rakamlarını rakamlara karşılık gelecek şekilde yazınız.
A) kapalı DNA molekülü
B) krista üzerindeki oksidatif enzimler
B) iç içerikler - karyoplazma
D) doğrusal kromozomlar
D) İnterfazda kromatinin varlığı
E) katlanmış iç zar

Cevap

2. Hücrelerin özellikleri ve organelleri arasında bir yazışma kurun: 1) çekirdek, 2) mitokondri. 1 ve 2 rakamlarını harflere karşılık gelen sıraya göre yazın.
A) ATP sentezinin yapıldığı yerdir
B) Hücrenin genetik bilgisinin depolanmasından sorumludur
B) dairesel DNA içerir
D) kristaları vardır
D) Bir veya daha fazla nükleolusa sahiptir

Cevap

Hücrenin özellikleri ve organelleri arasında bir yazışma kurun: 1) lizozom, 2) ribozom. 1 ve 2 rakamlarını harflere karşılık gelen sıraya göre yazın.
A) İki alt birimden oluşur
B) tek membranlı bir yapıdır
B) polipeptit zincirinin sentezine katılır
D) hidrolitik enzimler içerir
D) Endoplazmik retikulumun zarında bulunur
E) Polimerleri monomerlere dönüştürür

Cevap

Özellikler ve hücresel organeller arasında bir yazışma kurun: 1) mitokondri, 2) ribozom. 1 ve 2 rakamlarını harflere karşılık gelen sıraya göre yazın.
A) zar dışı organel
B) Kendi DNA'sının varlığı
B) fonksiyon - protein biyosentezi
D) Büyük ve küçük alt birimlerden oluşur
D) Cristae'nin varlığı
E) yarı özerk organel

Cevap

Aşağıda listelenen özelliklerin ikisi hariç tümü, şekilde gösterilen hücre yapısını açıklamak için kullanılmaktadır. Genel listeden "çıkarılan" iki özelliği belirleyin ve bunların altında belirtildikleri sayıları yazın.
1) RNA ve proteinlerden oluşur
2) üç alt birimden oluşur
3) hyaloplazmada sentezlenir
4) protein sentezini gerçekleştirir
5) EPS membranına bağlanabilir

Cevap

© D.V. Pozdnyakov, 2009-2019

1. Hücre teorisinin temelleri

2. Prokaryotik bir hücrenin yapısının genel planı

3. Ökaryotik bir hücrenin yapısının genel planı

1. Hücre teorisinin temelleri

Hücre ilk kez R. Hooke (1665) tarafından keşfedilmiş ve tanımlanmıştır. 19. yüzyılda temeller T. Schwann ve M. Schleiden'in çalışmalarında atıldı hücre teorisi organizmaların yapısı. Modern hücre teorisi şu şekilde ifade edilebilir: Tüm organizmalar hücrelerden oluşur; Hücre, canlıların temel yapısal, genetik ve işlevsel birimidir. Tüm organizmaların gelişimi bir hücreyle başlar, dolayısıyla tüm organizmaların gelişiminin temel birimidir. Çok hücreli organizmalarda hücreler belirli işlevleri yerine getirmek için uzmanlaşmıştır.

Yapısal organizasyona bağlı olarak, aşağıdaki yaşam biçimleri ayırt edilir: hücre öncesi (virüsler) ve hücresel. Hücresel kalıtsal materyalin organizasyonunun özelliklerine bağlı olarak hücresel formlar arasında pro- ve ökaryotik hücreler ayırt edilir.

Virüsler- bunlar çok küçük boyutlara sahip organizmalardır (20 ila 3000 nm arası). Yaşam aktiviteleri yalnızca konakçı vücudun hücresi içinde gerçekleştirilebilir. Virüsün gövdesi, bir protein kabuğunda (kapsid) bulunan nükleik asitten (DNA veya RNA) oluşur, bazen kapsid bir zarla kaplanır.

2. Prokaryotik bir hücrenin yapısının genel planı

Prokaryotik bir hücrenin ana bileşenleri: zar, sitoplazma. Membran, plazmalemma ve yüzey yapılarından (hücre duvarı, kapsül, mukoza, flagella, villus) oluşur.

Plazmalemma 7,5 nm kalınlığa sahiptir ve dış kısmında, altında iki kat fosfolipid molekülünün bulunduğu bir protein molekülü tabakası ve ardından yeni bir protein molekülü tabakası oluşur. Plazmalemmanın protein molekülleriyle kaplı kanalları vardır; bu kanallar aracılığıyla çeşitli maddeler hücrenin içine ve dışına taşınır.

Ana bileşen hücre çeperi– mürein. Polisakkaritler, proteinler (antijenik özellikler) ve lipitler bunun içine yerleştirilebilir. Hücreye şekil verir, ozmotik şişmeyi ve yırtılmayı önler. Su, iyonlar ve küçük moleküller gözeneklerden kolayca nüfuz eder.

Prokaryotik bir hücrenin sitoplazması hücrenin iç ortamının işlevini yerine getirir, ribozomlar, mezozomlar, kapanımlar ve bir DNA molekülü içerir.

Ribozomlar- protein ve RNA'dan oluşan, ökaryotlardan daha küçük (70S-ribozomlar) fasulye şeklindeki organeller. Fonksiyon: protein sentezi.

Mezozomlar- katlanmış invaginasyonlar oluşturan ve solunum zincirinin enzimlerini (ATP sentezi) içeren bir hücre içi membran sistemi.

Kapsamalar: Lipitler, glikojen, polifosfatlar, proteinler, depo besinleri

DNA molekülü. Bir haploid dairesel çift sarmallı süper yoğunlaştırılmış DNA molekülü. Genetik bilginin depolanmasını, iletilmesini ve hücre aktivitesinin düzenlenmesini sağlar.

3. Ökaryotik bir hücrenin yapısının genel planı

Tipik bir ökaryotik hücre üç bileşenden oluşur: zar, sitoplazma ve çekirdek. Esas, baz, temel hücre zarı plazmalemma (hücre zarı) ve karbonhidrat-protein yüzey yapısından oluşur.

1. PlazmalemmaÖkaryotlar prokaryotlardan daha az proteine ​​sahip olmaları bakımından farklılık gösterir.

2. Karbonhidrat-protein yüzey yapısı. Hayvan hücrelerinde küçük bir protein tabakası bulunur (glikokaliks). Bitkilerde hücrenin yüzey yapısı hücre çeperi selülozdan (lif) oluşur.

Hücre zarının görevleri: Hücrenin şeklini korur ve mekanik güç verir, hücreyi korur, moleküler sinyalleri tanır, hücre ile çevre arasındaki metabolizmayı düzenler ve hücreler arası etkileşimi gerçekleştirir.

sitoplazma hyaloplazma (sitoplazmanın ana maddesi), organeller ve kapanımlardan oluşur. Hyaloplazma 3 tip organel içerir:

çift ​​zar (mitokondri, plastidler);

tek membran (endoplazmik retikulum (ER), Golgi aygıtı, vakuoller, lizozomlar);

membran dışı (hücresel merkez, mikrotübüller, mikrofilamentler, ribozomlar, kapanımlar).

1. Hyaloplazma organik ve inorganik bileşiklerin koloidal bir çözeltisidir. Hyaloplasma hücre içinde hareket etme yeteneğine sahiptir. sikloz. Hyaloplazmanın ana işlevleri: organellerin ve kapanımların yeri için bir ortam, biyokimyasal ve fizyolojik süreçlerin oluşması için bir ortam, tüm hücre yapılarını tek bir bütün halinde birleştirir.

2. Mitokondri(“hücrelerin enerji istasyonları”). Dış zar pürüzsüzdür, iç zarın kıvrımları vardır - cristae. Dış ve iç zarlar arasında matris. Mitokondri matriksi DNA moleküllerini, küçük ribozomları ve çeşitli maddeleri içerir.

3. Plastidler Bitki hücrelerinin karakteristik özelliği. Üç tip plastid vardır : Kloroplastlar, kromoplastlar ve lökoplastlar.

BEN. Kloroplastlar– fotosentezin meydana geldiği yeşil plastitler. Kloroplast çift zarlıdır. Kloroplast gövdesi, bir iç zar tarafından oluşturulan düz keseler (tilakoidler) sistemi tarafından nüfuz edilen renksiz bir protein-lipid stromadan oluşur.Tilakoidler grana oluşturur. Stromada ribozomlar, nişasta taneleri ve DNA molekülleri bulunur.

II. Kromoplastlar farklı bitki organlarına renk verir.

III. Lökoplastlar besinleri depolayın. Lökoplastlardan kromoplastlar ve kloroplastlar oluşturulabilir.

4. Endoplazmik retikulum tüpler, kanallar ve boşluklardan oluşan dallanmış bir sistemdir. Granül olmayan (pürüzsüz) ve granüler (pürüzlü) EPS vardır. Granül olmayan EPS, yağ ve karbonhidrat metabolizması enzimlerini içerir (yağların ve karbonhidratların sentezi meydana gelir). Supragranüler ER, protein biyosentezini gerçekleştiren ribozomlar içerir. EPS'nin İşlevleri: Mekanik ve şekil oluşturma işlevleri; Ulaşım; konsantrasyon ve serbest bırakma.

5. Golgi aygıtı düz membran keseleri ve veziküllerden oluşur. Hayvan hücrelerinde Golgi aygıtı salgı işlevi görür. Bitkilerde polisakkarit sentezinin merkezidir.

6. Kofullar bitki hücresi özsuyuyla doludur. Kofulların görevleri: Besinleri ve suyu depolamak, hücredeki turgor basıncını sürdürmek.

7 . Lizozomlar- İçinde proteinleri, nükleik asitleri, karbonhidratları ve yağları hidrolize eden enzimler içeren, bir zardan oluşan küçük küresel organeller.

8. Hücresel merkez. Hücre merkezinin işlevi hücre bölünmesi sürecini kontrol etmektir.

9. Mikrotübüller ve mikrofilamentler birlikte hayvan hücrelerinin hücresel iskeletini oluştururlar.

10. Ribozomlarökaryotlar daha büyüktür (80S).

11. Kapsamalar– rezerv maddeleri ve salgılar – sadece bitki hücrelerinde.

Çekirdek- ökaryotik bir hücrenin en önemli kısmı. Nükleer membran, karyoplazma, nükleol ve kromatinden oluşur.

1. Nükleer zarf Yapı olarak hücre zarına benzer, gözenekler içerir. Nükleer membran, genetik aparatı sitoplazmik maddelerin etkilerinden korur. Maddelerin taşınmasını kontrol eder.

2. Karyoplazma proteinler, karbonhidratlar, tuzlar ve diğer organik ve inorganik maddeleri içeren kolloidal bir çözeltidir. Karyoplazma tüm nükleik asitleri içerir: DNA'nın, habercinin, taşımanın ve ribozomal RNA'ların neredeyse tamamı.

3. Çekirdekçik – küresel oluşum, çeşitli proteinler, nükleoproteinler, lipoproteinler, fosfoproteinler içerir. Nükleollerin işlevi ribozom embriyolarının sentezidir.

4. Kromatin (kromozomlar). Kararlı durumda (bölünmeler arasındaki süre), DNA karyoplazmada kromatin formunda eşit olarak dağılır. Bölünme sırasında kromatin kromozomlara dönüştürülür.

Çekirdeğin işlevleri: Çekirdek, organizmanın kalıtsal özellikleri hakkında bilgi içerir (bilgi işlevi); kromozomlar bir organizmanın özelliklerini ebeveynlerden yavrulara aktarır (kalıtım işlevi); çekirdek hücredeki süreçleri koordine eder ve düzenler (düzenleme işlevi).