A sejt egyetlen élő rendszer, amely két elválaszthatatlanul összekapcsolt részből áll - a citoplazmából és a sejtmagból (XII. színes táblázat).

Citoplazma- ez a belső félfolyékony környezet, amelyben a sejtmag és a sejt összes organellumja található. Finomszemcsés szerkezetű, számos vékony szál hatol át. Vizet, oldott sókat és szerves anyagokat tartalmaz. A citoplazma fő funkciója, hogy egyetlen egésszé egyesüljön, és biztosítsa a sejtmag és a sejt összes organellumának kölcsönhatását.

Külső membrán vékony filmréteg veszi körül a sejtet, amely két fehérjerétegből áll, amelyek között egy zsírréteg található. Számos kis pórus hatja át, amelyeken keresztül ionok és molekulák cseréje megy végbe a sejt és a környezet között. A membrán vastagsága 7,5-10 nm, a pórusátmérő 0,8-1 nm. A növényekben rostmembrán képződik a tetején. A külső membrán fő funkciói a sejt belső környezetének korlátozása, károsodástól való megóvása, az ionok és molekulák áramlásának szabályozása, az anyagcseretermékek és szintetizált anyagok (titkok) eltávolítása, a sejtek és szövetek összekapcsolása (a kinövések és redők miatt). ). A külső membrán biztosítja a nagy részecskék behatolását a sejtbe fagocitózissal (lásd az „Állattan” - „Protozoák”, „Anatómia” - „Vér”) fejezeteket. Hasonló módon a sejt folyadékcseppeket szív fel - pinocytosis (a görög „pino” szóból - ital).

Endoplazmatikus retikulum(EPS) csatornák és üregek összetett rendszere, amely membránokból áll, és áthatol a teljes citoplazmán. Kétféle EPS létezik - szemcsés (durva) és sima. A szemcsés hálózat membránjain sok apró test található - riboszóma; egy sima hálózatban nincsenek. Az EPS fő ​​funkciója a sejt által termelt fő szerves anyagok szintézisében, felhalmozódásában és szállításában való részvétel. A fehérjét szemcsés EPS-ben, a szénhidrátokat és zsírokat pedig sima EPS-ben szintetizálják.

Riboszómák- kisméretű, 15-20 nm átmérőjű testek, amelyek két részecskéből állnak. Minden cellában több százezer van belőlük. A legtöbb riboszóma a szemcsés ER membránján, néhány pedig a citoplazmában található. Fehérjékből és r-RNS-ből állnak. A riboszómák fő funkciója a fehérjeszintézis.

Mitokondriumok- ezek kis testek, 0,2-0,7 mikron méretűek. Számuk egy sejtben eléri a több ezret. Gyakran megváltoztatják alakjukat, méretüket és elhelyezkedésüket a citoplazmában, és a legaktívabb részükre költöznek. A mitokondrium külső borítása két háromrétegű membránból áll. A külső membrán sima, a belső membrán számos kinövést képez, amelyeken a légzési enzimek találhatók. A mitokondriumok belső üregét folyadék tölti ki, amelyben riboszómák, DNS és RNS található. Új mitokondriumok keletkeznek, amikor a régiek osztódnak. A mitokondriumok fő funkciója az ATP szintézis. Kis mennyiségű fehérjét, DNS-t és RNS-t szintetizálnak.

Plasztidok csak a növényi sejtekre jellemző. A plasztidoknak három típusa van - kloroplasztok, kromoplasztok és leukoplasztok. Képesek a kölcsönös átmenetre egymásba. A plasztidok hasadással szaporodnak.

Kloroplasztok(60) zöld színűek és ovális alakúak. Méretük 4-6 mikron. A felszínről minden kloroplasztot két háromrétegű membrán korlátoz - külső és belső. Belseje folyadékkal van töltve, amelyben több tucat speciális, egymással összefüggő hengeres szerkezet található - grána, valamint riboszómák, DNS és RNS. Mindegyik grána több tucat egymásra helyezett lapos membránzsákból áll. Keresztmetszetében lekerekített alakú, átmérője 1 mikron. Az összes klorofill a granákban koncentrálódik, a fotoszintézis folyamata bennük megy végbe. A keletkező szénhidrátok először a kloroplasztiszban halmozódnak fel, majd bejutnak a citoplazmába, onnan pedig a növény más részeibe.

Kromoplasztok meghatározza a virágok, gyümölcsök és őszi levelek piros, narancssárga és sárga színét. A sejt citoplazmájában sokrétű kristályok formájában vannak.

Leukoplasztok színtelen. A növények színtelen részein (szár, gumó, gyökér) találhatók, és kerek vagy rúd alakúak (5-6 mikron nagyságúak). Tartalék anyagok rakódnak le bennük.

Sejtközpontállatok és alacsonyabb rendű növények sejtjeiben található. Két kis hengerből áll - centriolokból (kb. 1 µm átmérőjű), amelyek egymásra merőlegesen helyezkednek el. Faluk rövid csövekből áll, az üreget félig folyékony anyag tölti ki. Fő szerepük az orsó kialakítása és a kromoszómák egyenletes eloszlása ​​a leánysejtek között.

Golgi komplexus Nevét arról az olasz tudósról kapta, aki először fedezte fel az idegsejtekben. Változatos formájú, membránokkal határolt üregekből, azokból kinyúló csövekből és a végükön elhelyezkedő hólyagokból áll. Fő funkciója az endoplazmatikus retikulumban szintetizált szerves anyagok felhalmozódása és kiválasztódása, a lizoszómák képzése.

Lizoszómák- kerek testek, amelyek átmérője körülbelül 1 mikron. A felszínen a lizoszómát egy háromrétegű membrán határolja, benne egy olyan enzimkomplex található, amely képes lebontani a szénhidrátokat, zsírokat és fehérjéket. Egy sejtben több tucat lizoszóma található. A Golgi komplexben új lizoszómák képződnek. Fő funkciójuk a sejtbe fagocitózis útján bekerült élelmiszerek megemésztése és az elhalt organellumok eltávolítása.

A mozgás organoidjai- flagella és csillók - sejtkinövések, és azonos szerkezetűek az állatokban és a növényekben (közös eredetük). A többsejtű állatok mozgását izomösszehúzódások biztosítják. Az izomsejt fő szerkezeti egysége a miofibrillumok - vékony, több mint 1 cm hosszú, 1 mikron átmérőjű szálak, amelyek az izomrost mentén kötegekben helyezkednek el.

Sejtzárványok- szénhidrátok, zsírok és fehérjék - a sejt nem állandó alkotóelemei közé tartoznak. Időnként szintetizálódnak, tartalék anyagokként felhalmozódnak a citoplazmában, és a szervezet létfontosságú tevékenységének folyamatában használják fel.

A szénhidrátok a keményítőszemekben (növényekben) és a glikogénben (állatokban) koncentrálódnak. Sok belőlük található a májsejtekben, a burgonyagumókban és más szervekben. A zsírok cseppek formájában halmozódnak fel növényi magvakban, bőr alatti szövetekben, kötőszövetekben stb. A fehérjék szemek formájában rakódnak le az állati tojásokban, növényi magvakban és más szervekben.

Mag- a sejt egyik legfontosabb organellumja. A citoplazmától két háromrétegű membránból álló magburok választja el, amelyek között egy keskeny félfolyékony anyagcsík található. A magmembrán pórusain keresztül történik az anyagcsere a sejtmag és a citoplazma között. A mag üregét maglé tölti meg. Tartalmaz egy magot (egyet vagy többet), kromoszómákat, DNS-t, RNS-t, fehérjéket és szénhidrátokat. A mag egy lekerekített test, mérete 1-10 mikron vagy nagyobb; RNS-t szintetizál. A kromoszómák csak az osztódó sejtekben láthatók. Az interfázisú (nem osztódó) magban vékony, hosszú kromatinszálak (DNS-fehérje kapcsolatok) formájában vannak jelen. Ezek örökletes információkat tartalmaznak. A kromoszómák száma és alakja minden állat- és növényfajban szigorúan meghatározott. A szomatikus sejtek, amelyek minden szervet és szövetet alkotnak, diploid (kettős) kromoszómakészletet tartalmaznak (2n); nemi sejtek (ivarsejtek) - haploid (egyetlen) kromoszómakészlet (n). A szomatikus sejt magjában lévő kromoszómák diploid halmaza párosított (azonos) homológ kromoszómák. Különböző párok kromoszómái(nem homológ) alakban, elhelyezkedésben különböznek egymástól centromerek És

másodlagos szűkületek. Prokarióták

- ezek kisméretű, primitíven elrendezett sejtekkel rendelkező organizmusok, világosan meghatározott sejtmag nélkül. Ide tartoznak a kék-zöld algák, baktériumok, fágok és vírusok. A vírusok olyan DNS- vagy RNS-molekulák, amelyek fehérjeköpennyel vannak bevonva. Olyan kicsik, hogy csak elektronmikroszkóppal láthatók. Hiányoznak belőlük a citoplazma, a mitokondriumok és a riboszómák, így nem képesek az életükhöz szükséges fehérjét és energiát szintetizálni. Egy élő sejtben és idegen szerves anyagok és energia felhasználásával normálisan fejlődnek. Eukarióták

Lelet

A mag felépítése és funkciói Általában egy eukarióta sejtnek van egy mag

, de vannak kétmagvú (ciliates) és többmagvú sejtek (opalin). Egyes nagyon specializált sejtek másodszor veszítik el magjukat (emlősök eritrocitái, zárvatermők szitacsövei).

Alapszerkezet:
1 - külső membrán; 2 - belső membrán; 3 - pórusok; 4 - nucleolus; 5 - heterokromatin; 6 - euchromatin.

A sejtmagot két membrán határolja el a citoplazmától (mindegyiknek tipikus szerkezete van). A membránok között keskeny rés van, amely félig folyékony anyaggal van kitöltve. Egyes helyeken a membránok összeolvadnak egymással, pórusokat képezve (3), amelyeken keresztül anyagcsere történik a sejtmag és a citoplazma között. A citoplazma felőli oldalon a külső mag (1) membránt riboszómák borítják, ami érdességet ad, a belső (2) membrán sima. A magmembránok a sejt membránrendszerének részét képezik: a külső magmembrán kinövései az endoplazmatikus retikulum csatornáihoz kapcsolódnak, egyetlen kommunikációs csatornarendszert alkotva.

Karioplazma (maglé, nukleoplazma)- a sejtmag belső tartalma, amelyben a kromatin és egy vagy több sejtmag található. A nukleáris nedv különféle fehérjéket (beleértve a nukleáris enzimeket) és szabad nukleotidokat tartalmaz.

Nucleolus(4) egy gömbölyű, sűrű test, amely maglében van elmerülve. A nukleolusok száma a sejtmag funkcionális állapotától függ, és 1 és 7 vagy több között változik. A magvak csak a nem osztódó magokban találhatók, a mitózis során eltűnnek. A nucleolus a kromoszómák bizonyos szakaszain képződik, amelyek információt hordoznak az rRNS szerkezetéről. Az ilyen régiókat nukleoláris szervezőnek nevezik, és az rRNS-t kódoló gén számos másolatát tartalmazzák. A riboszómális alegységek rRNS-ből és a citoplazmából származó fehérjékből jönnek létre. Így a nucleolus az rRNS és a riboszomális alegységek gyűjteménye a kialakulásának különböző szakaszaiban.

Kromatin- a sejtmag belső nukleoprotein szerkezetei, amelyek bizonyos színezékekkel festettek és alakjukban különböznek a sejtmagtól. A kromatin csomók, szemcsék és szálak formájában van. A kromatin kémiai összetétele: 1) DNS (30-45%), 2) hiszton fehérjék (30-50%), 3) nem hiszton fehérjék (4-33%), ezért a kromatin egy dezoxiribonukleoprotein komplex (DNP). A kromatin funkcionális állapotától függően a következők vannak: heterokromatin(5) és euchromatin(6). Az euchromatin genetikailag aktív, a heterokromatin a kromatin genetikailag inaktív régiói. Az euchromatin fénymikroszkóppal nem különböztethető meg, gyengén festődik, és a kromatin dekondenzált (despiralizált, nem csavart) szakaszait képviseli. Fénymikroszkóp alatt a heterokromatin csomók vagy szemcsék formájában jelenik meg, intenzíven festődik, és a kromatin kondenzált (spiralizált, tömörített) területeit képviseli. A kromatin a genetikai anyag létezésének formája az interfázisú sejtekben. A sejtosztódás (mitózis, meiózis) során a kromatin kromoszómákká alakul.

Kernel funkciók: 1) örökletes információ tárolása és átvitele a leánysejtekbe az osztódás során, 2) a sejtaktivitás szabályozása különböző fehérjék szintézisének szabályozásával, 3) a riboszóma alegységek képződésének helye.

Yandex.DirectMinden hirdetés

Kromoszómák

Kromoszómák- ezek citológiai rúd alakú struktúrák, amelyek a kondenzált kromatint képviselik, és mitózis vagy meiózis során jelennek meg a sejtben. A kromoszómák és a kromatin a dezoxiribonukleoprotein komplex térbeli szerveződésének különböző formái, amelyek a sejt életciklusának különböző fázisainak felelnek meg. A kromoszómák kémiai összetétele megegyezik a kromatinéval: 1) DNS (30-45%), 2) hisztonfehérjék (30-50%), 3) nem hiszton fehérjék (4-33%).

A kromoszóma alapja egy folyamatos kétszálú DNS-molekula; Egy kromoszóma DNS-ének hossza elérheti a több centimétert is. Nyilvánvaló, hogy egy ilyen hosszúságú molekula nem lehet megnyúlt formában egy sejtben elhelyezkedni, hanem hajtogatásra, bizonyos háromdimenziós szerkezetre vagy konformációra kerül. A DNS és a DNP térbeli hajtogatásának a következő szintjei különböztethetők meg: 1) nukleoszómális (a DNS feltekerése fehérjegömbökre), 2) nukleomer, 3) kromomer, 4) kromomerális, 5) kromoszómális.

A kromatin kromoszómákká történő átalakítása során a DNP nemcsak hélixeket és szuperhélixeket, hanem hurkokat és szuperhurkokat is képez. Ezért a kromoszómaképződés folyamatát, amely a mitózis vagy a meiózis 1. profázisában megy végbe, nem spiralizációnak, hanem kromoszóma-kondenzációnak nevezzük.

Kromoszómák: 1 - metacentrikus; 2 - szubmetacentrikus; 3, 4 - akrocentrikus. Kromoszóma szerkezete: 5 - centromer; 6 - másodlagos szűkület; 7 - műhold; 8 - kromatidák; 9 - telomerek.

A metafázis kromoszóma (a mitózis metafázisában vizsgált kromoszómák) két kromatidból áll (8). Bármely kromoszómának van elsődleges szűkület (centromer)(5), amely a kromoszómát karokra osztja. Egyes kromoszómák rendelkeznek másodlagos szűkület(6) és műhold(7). Műhold - egy rövid kar egy szakasza, amelyet másodlagos szűkítés választ el. A műholddal rendelkező kromoszómákat műholdnak nevezzük (3). A kromoszómák végeit ún telomerek(9). A centromer helyzetétől függően vannak: a) metacentrikus(egyenlő váll) (1), b) szubmetacentrikus(mérsékelten egyenlőtlen vállak) (2), c) akrocentrikus(élesen egyenlőtlen) kromoszómák (3, 4).

A szomatikus sejtek tartalmaznak diploid(dupla - 2n) kromoszómakészlet, nemi sejtek - haploid(egyetlen - n). A diploid orsóférgek halmaza 2, a gyümölcslegyek - 8, a csimpánzok - 48, a rákok - 196. A diploid halmaz kromoszómái párokra oszlanak; egy pár kromoszómáinak szerkezete, mérete, génkészlete azonos és ún homológ.

Kariotípus- információkészlet a metafázisos kromoszómák számáról, méretéről és szerkezetéről. Az idiogram egy kariotípus grafikus ábrázolása. A különböző fajok képviselői eltérő kariotípussal rendelkeznek, de ugyanazon faj képviselői ugyanazokkal. Autoszómák- kromoszómák, amelyek megegyeznek a férfi és női kariotípusokkal. Nemi kromoszómák- kromoszómák, amelyeken a férfi kariotípus eltér a női kariotípustól.

Az emberi kromoszómakészlet (2n = 46, n = 23) 22 pár autoszómát és 1 pár nemi kromoszómát tartalmaz. Az autoszómákat csoportokra osztják és számozzák:

A nemi kromoszómák nem tartoznak egyetlen csoportba sem, és nincs számuk. A nők nemi kromoszómái XX, a férfiaké XY. Az X kromoszóma közepesen szubmetacentrikus, az Y kromoszóma kicsi akrocentrikus.

A D és G csoport kromoszómáinak másodlagos szűkületeinek területén olyan gének másolatai találhatók, amelyek információt hordoznak az rRNS szerkezetéről, ezért a D és G csoport kromoszómáit ún. magképző.

A kromoszómák funkciói: 1) örökletes információk tárolása, 2) genetikai anyag átvitele az anyasejtből a leánysejtekbe.

9. sz. előadás.
A prokarióta sejt szerkezete. Vírusok

A prokarióták közé tartoznak az archaebaktériumok, baktériumok és kék-zöld algák. másodlagos szűkületek.- egysejtű szervezetek, amelyekből hiányzik a szerkezetileg kialakult mag, membránszervecskék és mitózis.

A sejt a Föld legtöbb élőlényének alapvető szerkezeti egysége. Felosztása két folyamaton alapul - a mitózison és a meiózison.

Mik azok a szomatikus sejtek?

Így nevezik az élő szervezetek összes sejtjét, kivéve a szaporodási sejteket. Mindegyiknek kettős kromoszómakészlete van, ellentétben ugyanazokkal a csírasejtekkel, amelyek egyetlen készlettel rendelkeznek. A vírusok kivételével minden élő szervezet belőlük jön létre. Felosztásuk a mitózis nevű folyamaton alapul.

Mi a mitózis és mi a szerepe a természetben?

A folyamat során egy sejtből két egyforma leánysejt képződik, pontosan ugyanolyan kromoszómakészlettel, mint az anyánál. Ez az egyetlen módja az összes egysejtű eukarióta szaporodásának, ez a folyamat a növények, állatok és gombák szöveteinek regenerációja is. A mitózis nemcsak az ivartalan szaporodásban játszik döntő szerepet, hanem az ivaros szaporodásban is, biztosítva az embrionális sejtek osztódását. A növények, gombák és állatok sejtjei pontosan ugyanúgy osztódnak a test növekedése során.

Mi a meiózis?

Ez a szomatikus sejtek osztódásának második módja. Ez azonban kissé specifikus. A meiózis folyamata során egy kettős kromoszómakészlettel rendelkező sejt több leánysejtet termel egyetlen készlettel. Ily módon képződnek nemi sejtek, azaz ivarsejtek.

A mitózis fázisai

A szomatikus sejtosztódás több szakaszban történik, amelyek mindegyikének megvannak a saját jellegzetességei. Az egész folyamat körülbelül három órát vesz igénybe. Négy szakasz van, az interfázisokat nem számítva: profázis, anafázis, metafázis és telofázis. Az első dolgok először.

Interfázis

Ez a sejtosztódások közötti időszak, amely alatt felkészül a mitózisra. Ebben a fázisban a sejt kifejlődik, és a létfontosságú tevékenység szokásos jeleit mutatja. Ez az időszak közvetlenül nem szerepel a mitózis folyamatában.

Prophase

Ez a mitózis leghosszabb szakasza. Hosszában a sejtmag megnövekszik, a kromoszómák spirálisan alakulnak ki. Ebben az időszakban minden kromoszóma két kromatid, amelyeket centromerek kapcsolnak össze - egyfajta szűkület. Ezek a struktúrák úgy néznek ki, mint az X betű. Ezután a nukleáris burok és a sejtmag elpusztul, és a kromoszómák a citoplazmába költöznek. A sejt centrioljai a pólusain helyezkednek el, és az orsó szálait alkotják egymás között, amelyek aztán a fázis végén a centromerekhez kapcsolódnak.

Metafázis

Ez a következő lépés a szomatikus sejtek osztódási folyamatában. Ebben a fázisban a kromoszómák a sejt egyenlítője mentén helyezkednek el. Ily módon létrejön a metafázis lemez. Ebben az időben a kromoszómák nagyon kicsik, mivel szorosan csavarodnak spirálokká. A mikroszkópon keresztül azonban jól láthatóak tiszta elhelyezkedésük miatt. Ezért a sejtkromoszómák vizsgálatát általában a mitózis ezen szakaszában végzik.

Anafázis

Ez a mitózison keresztüli sejtosztódás legrövidebb szakasza. Ebben az időszakban a centriolok által alkotott orsószálak ellentétes irányba kezdik húzni a kromoszóma centromereit, aminek eredményeként a kromoszóma két különálló kromatidára osztódik. Most a sejt minden pólusán azonos kromatidkészletek találhatók.

Telofázis

Ez a mitózis utolsó szakasza. Lefutása során olyan folyamatok figyelhetők meg, amelyek ellentétesek az előző három fázisban lezajlókkal. Nevezetesen: a kromoszómaspirálok letekernek, újra magmembránok, magvak keletkeznek. Ebben a szakaszban maga az osztódás is közvetlenül megtörténik: a citoplazma megoszlik, és minden leánysejt megkapja a saját organellumkészletét. A növényekben két újonnan kialakult szerkezet membránja körül cellulózfal is képződik.

Meiosis

Egy másik folyamat, amelynek során a szomatikus sejtek osztódnak. Ez magában foglalja az ivarsejtek, azaz egyetlen kromoszómakészlettel rendelkező nemi sejtek kialakulását. A szomatikus sejtek e folyamat során egymás után kétszer osztódnak. Így megkülönböztetik az I. és a II. meiózist. Mindegyik fázisból áll, amelyeknek ugyanaz a neve, mint a mitózisnak. Nézzük meg közelebbről a sejtben a meiózis különböző szakaszaiban végbemenő folyamatokat.

Meiosis I

E folyamat során a sejt oly módon osztódik, hogy két leánysejt képződik felezett kromoszómakészlettel:

1. Prophase. Ebben a szakaszban egy érdekes folyamat megy végbe - az átkelés. Ez abban rejlik, hogy a kromatidák összefonódnak és kicserélik a DNS egyes szakaszait. Ennek eredményeként a sejt genetikai információinak rekombinációja következik be, amely biztosítja az azonos fajhoz tartozó szervezetek sokféleségét. Ezután a kromatidák szétválnak, és ugyanaz történik, mint a mitózis profázisában: a magmembrán és a magmembrán eltűnik, és kialakul az orsó.
2. Metafázis. Ekkor a kromoszómák a sejt egyenlítője mentén sorakoznak, a homológ kromoszómák pedig párokba rendeződnek.
3. Anafázis. Ebben a szakaszban a kromoszómák a sejt különböző pólusaira költöznek. Vagyis minden homológ szerkezetpár fel van osztva, az egyik kromoszóma az egyik, a másik a másik oldalon helyezkedik el.
4. Telofázis. Itt újra kialakulnak a magmembránok és a sejtmagok, a citoplazma és az organellumok elkülönülnek, és két leánysejt képződik egyetlen kromoszómakészlettel.

Meiosis II

Közvetlenül az első meiózis után kezdődik a második. Prophase nagyon rövid. Jön a nyomában anafázis, melynek során a kromoszómák az egyenlítő mentén foglalnak el egy pozíciót, az orsószálak hozzájuk kapcsolódnak. Anafázisban a kromoszómák egyes felei a pólusok felé mozognak. IN telofázis négy sejt képződik egyetlen genetikai információkészlettel. Az I. meiózist és a II. meiózist együtt gametogenezisnek nevezik.

Sejtdiverzitás

A gerincesek és más élőlények szomatikus sejtjeit céljuktól, a belőlük álló szövetek szerepétől és funkcióitól függően csoportokra osztják. Ebben a tekintetben kissé eltérő felépítésűek.

A szövetek típusai és sejtjeik jellemzői

Az állati szövetek közül a következő típusokat különböztetjük meg: integumentum, kötőszövet, ideg, izom, vér, nyirok. Mindegyik szomatikus sejtekből áll, de szerkezetükben kissé eltérőek:

A kromoszómák intenzív színű testek, amelyek hisztonfehérjékhez kötött DNS-molekulából állnak. A kromoszómák a sejtosztódás kezdetén (a mitózis profázisában) a kromatinból képződnek, de legjobban a mitózis metafázisában tanulmányozhatók. Amikor a kromoszómák az egyenlítői síkban helyezkednek el, és fénymikroszkóp alatt jól láthatóak, a bennük lévő DNS eléri a maximális spiralizációt.

A kromoszómák 2 testvérkromatidából (duplikált DNS-molekulák) állnak, amelyek az elsődleges szűkület - a centromer - régiójában kapcsolódnak egymáshoz. A centromer a kromoszómát 2 karra osztja. A centromer helyétől függően a kromoszómákat a következőkre osztják:

metacentrikus centroméra a kromoszóma közepén helyezkedik el, és karjai egyenlőek;

a szubmetacentrikus centromer a kromoszómák közepéről elmozdul, és az egyik kar rövidebb, mint a másik;

akrocentrikus - a centromer a kromoszóma végéhez közel helyezkedik el, és az egyik kar sokkal rövidebb, mint a másik.

Egyes kromoszómák másodlagos szűkületekkel rendelkeznek, amelyek elválasztják a műholdnak nevezett régiót a kromoszómakartól, amelyből a mag az interfázisú magban képződik.

A kromoszóma szabályok

1. A szám állandósága. Az egyes fajok testének szomatikus sejtjei szigorúan meghatározott számú kromoszómával rendelkeznek (emberben - 46, macskákban - 38, Drosophila legyekben - 8, kutyákban - 78, csirkékben - 78).

2. Párosítás. A diploid készlettel rendelkező szomatikus sejtekben minden kromoszóma azonos homológ (azonos) kromoszómával rendelkezik, méretben és alakban azonos, de eredetét tekintve eltérő: az egyik az apától, a másik az anyától származik.

3. Egyéniség. Mindegyik kromoszómapár méretében, alakjában, váltakozó világos és sötét csíkokban különbözik a másik pártól.

4. Folytonosság. A sejtosztódás előtt a DNS megduplázódik, ami 2 testvérkromatidot eredményez. Az osztódás után egy-egy kromatid jut be a leánysejtekbe, így a kromoszómák folyamatosak - kromoszómából kromoszóma képződik.

Minden kromoszóma autoszómára és nemi kromoszómára oszlik. Az autoszómák a sejtekben található kromoszómák, a nemi kromoszómák kivételével 22 pár van belőlük. A szexuális kromoszómák a 23. kromoszómapár, amely meghatározza a férfi és női szervezetek kialakulását.

A szomatikus sejtek kettős (diploid) kromoszómakészlettel, míg a nemi sejtek haploid (egyetlen) kromoszómakészlettel rendelkeznek.

A sejtkromoszómák egy bizonyos halmazát, amelyet számuk, méretük és alakjuk állandósága jellemez, nevezünk kariotípus.

A kromoszómák összetett halmazának megértése érdekében méretük csökkenésével párokba rendeződnek, figyelembe véve a centromer helyzetét és a másodlagos szűkületek jelenlétét. Az ilyen szisztematikus kariotípust idiogramnak nevezzük.

A kromoszómák ilyen rendszerezését először a denveri Genetikai Kongresszuson javasolták (USA, 1960).

1971-ben Párizsban a kromoszómákat a hetero- és euchromatin sötét és világos csíkjainak színe és váltakozása alapján osztályozták.

A kariotípus tanulmányozására a genetikusok a citogenetikai elemzés módszerét alkalmazzák, amely számos, a kromoszómák számának és alakjának zavaraihoz kapcsolódó örökletes betegség diagnosztizálását teszi lehetővé.

1.2. Egy sejt életciklusa.

A sejt életciklusának nevezzük a sejt életét az osztódás következtében keletkezésének pillanatától a saját osztódásáig vagy haláláig. Az élet során a sejtek növekednek, differenciálódnak és meghatározott funkciókat látnak el.

A sejt osztódások közötti életét interfázisnak nevezzük. Az interfázis 3 periódusból áll: preszintetikus, szintetikus és posztszintetikus.

Az osztódást közvetlenül követi a szintézis előtti időszak. Ebben az időben a sejt intenzíven növekszik, növelve a mitokondriumok és a riboszómák számát.

A szintetikus periódus során megtörténik a DNS mennyiségének replikációja (duplázódása), valamint az RNS és a fehérjék szintézise.

A szintézis utáni időszakban a sejt energiát raktároz, orsóakromatin fehérjék szintetizálódnak, és folynak a mitózis előkészítése.

A sejtosztódásnak különböző típusai vannak: amitózis, mitózis, meiózis.

Az amitózis a prokarióta sejtek és néhány sejt közvetlen osztódása az emberben.

A mitózis egy közvetett sejtosztódás, amelynek során kromatinból kromoszómák képződnek. Az eukarióta szervezetek szomatikus sejtjei mitózis útján osztódnak, melynek eredményeként a leánysejtek pontosan ugyanazt a kromoszómakészletet kapják, mint a leánysejt.

Mitózis

A mitózis 4 fázisból áll:

A profázis a mitózis kezdeti fázisa. Ekkor megindul a DNS spiralizációja és lerövidülnek a kromoszómák, amelyek a vékony, láthatatlan kromatinszálakból rövidek, vastagok, fénymikroszkóppal láthatókká válnak, és golyó formájában rendeződnek el. A sejtmag és a magmembrán eltűnik, a mag szétesik, a sejtközpont centrioljai a sejt pólusaihoz térnek el, és közöttük az orsó filamentumai húzódnak.

Metafázis - a kromoszómák a központ felé mozognak, orsószálak kapcsolódnak hozzájuk. A kromoszómák az egyenlítői síkban helyezkednek el.

Mikroszkóp alatt jól láthatóak, és minden kromoszóma 2 kromatidból áll. Ebben a fázisban meg lehet számolni a sejtben lévő kromoszómák számát.

Anafázis - a testvérkromatidák (amelyek a szintetikus periódusban jelennek meg a DNS megkettőződése során) eltérnek a pólusokhoz.

A telofázis (görögül telosz – vége) a profázis ellentéte: a rövid, vastagon látható kromoszómák fénymikroszkópban vékonyak lesznek, hosszú láthatatlanok, kialakul a magmembrán és a magmembrán. A telofázis a citoplazma osztódásával ér véget, és két leánysejt keletkezik.

A mitózis biológiai jelentősége a következő:

a leánysejtek pontosan ugyanazt a kromoszómakészletet kapják, mint az anyasejt, ezért a test minden sejtjében (szomatikus) állandó számú kromoszóma fennmarad.

A nemi sejtek kivételével minden sejt osztódik:

a test növekszik az embrionális és posztembrionális időszakban;

a szervezet összes funkcionálisan elavult sejtje (a bőr hámsejtjei, vérsejtek, nyálkahártya sejtjei stb.) újakra cserélődik;

az elveszett szövetek regenerációs (helyreállítási) folyamatai következnek be.

Mitózis diagram

Ha egy osztódó sejt kedvezőtlen körülményeknek van kitéve, az osztódási orsó egyenetlenül feszítheti a kromoszómákat a pólusok felé, és ekkor új, eltérő kromoszómakészlettel rendelkező sejtek képződnek, és szomatikus sejtek patológiája (autoszómák heteroploidia) lép fel, ami a szövetek, szervek és a test betegségeihez.

I. Citológia.

II. Sejtszerkezet:

1. membrán;

3. citoplazma:

a) organellumok:

1.endoplazmatikus retikulum;

2.riboszómák;

3. Golgi komplexum;

4.lizoszómák;

5.sejtközpont;

6.energia organellumok.

b) sejtzárványok:

1. szénhidrátok;

III. Sejtfunkciók:

1. sejtosztódás;

2. anyagcsere:

a) műanyagcsere;

b) energiaanyagcsere.

3. ingerlékenység;

4. a szerves anyagok szerepe a sejtfunkciók megvalósításában:

b) szénhidrátok;

d) nukleinsavak:

IV. Új felfedezések a sejtek területén.

V. Habarovszki citológusok.

VI. Következtetés

A citológia (görögül "cytos" - sejt, "logos" - tudomány) a sejtek tudománya. A citológia vizsgálja a sejtek szerkezetét és kémiai összetételét, a sejtek funkcióit az állatok és növények szervezetében, a sejtek szaporodását és fejlődését, a sejtek alkalmazkodását a környezeti feltételekhez.

A modern citológia összetett tudomány. A legszorosabb kapcsolata más biológiai tudományokkal van, például a botanikával, az állattannal, az élettannal, a szerves világ evolúciójának tanulmányozásával, valamint a molekuláris biológiával, kémiával, fizikával és matematikával.

A citológia az egyik fiatal biológiai tudomány, életkora körülbelül 100 év. A „sejt” kifejezés körülbelül 300 éves.

A sejtet mint az élőlények legfontosabb egységét vizsgálva a citológia számos biológiai tudományágban központi helyet foglal el. Az organizmusok sejtszerkezetének vizsgálata a 17. században kezdõdött mikroszkópokkal, a 19. században megalkották az egész szerves világra egységes sejtelméletet (T. Schwann, 1839). A huszadik században a citológia rohamos fejlődését új módszerek segítették elő: elektronmikroszkópia, izotóp indikátorok, sejttenyésztés stb.

A „cella” elnevezést az angol R. Hooke javasolta még 1665-ben, de csak a 19. században kezdték el szisztematikus tanulmányozását. Annak ellenére, hogy a sejtek különféle élőlények és szervek (baktériumok, peték, vörösvérsejtek, idegek stb.) részei lehetnek, sőt önálló (protozoán) organizmusként is létezhetnek, szerkezetükben és funkciójukban sok hasonlóságot találtak. Bár az egyetlen sejt az élet legegyszerűbb formája, szerkezete meglehetősen összetett...

Sejtszerkezet.

A sejtek az intercelluláris anyagban helyezkednek el, amely biztosítja mechanikai szilárdságukat, táplálkozásukat és légzésüket. Minden sejt fő része a citoplazma és a sejtmag.

A sejtet több molekularétegből álló membrán borítja, amely biztosítja az anyagok szelektív permeabilitását. A citoplazma apró struktúrákat, úgynevezett organellumokat tartalmaz. A sejtszervecskék a következők: endoplazmatikus retikulum, riboszómák, mitokondriumok, lizoszómák, Golgi komplexum, sejtközpont.

Membrán.

Ha mikroszkóppal megvizsgálja egy növény sejtjét, például egy hagymagyökeret, látni fogja, hogy azt egy viszonylag vastag membrán veszi körül. Az óriási tintahal axonjában jól látható egy teljesen más jellegű héj. De nem a burok dönti el, hogy mely anyagokat engedjük meg, és melyeket ne lépjenek be az axonba. A sejthéj további „földi sáncként” szolgál, amely körülveszi és védi a fő erődfalat - a sejtmembránt automata kapuival, szivattyúival, speciális „megfigyelőivel”, csapdáival és egyéb csodálatos eszközökkel.

„A membrán a sejt erődfala”, de csak abban az értelemben, hogy bezárja és védi a sejt belső tartalmát. A növényi sejt elválasztható a külső héjtól. A baktériumok membránja elpusztulhat. Akkor úgy tűnhet, hogy egyáltalán nem különülnek el a környező oldattól - csak zselédarabok belső zárványokkal.

Az új fizikai módszerek, elsősorban az elektronmikroszkópia nemcsak a membrán jelenlétének biztos megállapítását tette lehetővé, hanem egyes részleteinek vizsgálatát is.

A sejt belső tartalma és membránja főként azonos atomokból áll. Ezek az atomok - szén, oxigén, hidrogén, nitrogén - a periódusos rendszer elején helyezkednek el. Egy vékony metszet elektronfotóján a membránsejtek két sötét vonalként láthatók. Ezekről a képekről pontosan lemérhető a membrán teljes vastagsága. Csak 70-80 A-nek felel meg (1A = 10 -8 cm), azaz. 10 ezerszer kisebb, mint egy emberi hajszál vastagsága.

Tehát a sejtmembrán egy nagyon finom molekulaszita. A membrán azonban egy nagyon sajátos szita. Pórusai inkább egy középkori város erődfalának hosszú szűk járataira emlékeztetnek. Ezeknek a járatoknak a magassága és szélessége tízszer kisebb, mint a hosszuk. Ezenkívül a lyukak nagyon ritkák ezen a szitán - egyes sejtekben a pórusok a membrán területének csak egy milliomod részét foglalják el. Ez csak egy lyuknak felel meg a lisztszitáláshoz használt hagyományos szőrszita területén, pl. A szokásos szempontból a membrán egyáltalán nem szita.

Mag.

A sejtmag a sejt legláthatóbb és legnagyobb organellumája, amely először felkeltette a kutatók figyelmét. A sejtmagot (latinul nucleus, görögül karion) Robert Brown skót tudós fedezte fel 1831-ben. Egy kibernetikus rendszerhez hasonlítható, ahol nagyon kis mennyiségben hatalmas mennyiségű információ tárolása, feldolgozása és a citoplazmába történő továbbítása történik. A mag nagy szerepet játszik az öröklődésben. A sejtmag a sejttest integritásának helyreállítása (regeneráció) funkcióját is ellátja, és a sejt összes létfontosságú funkciójának szabályozója. A mag alakja leggyakrabban gömb alakú vagy tojásdad. A mag legfontosabb összetevője a kromatin (a görög krómból - szín, szín) - olyan anyag, amely könnyen festhető nukleáris festékekkel.

A sejtmagot a citoplazmától kettős membrán választja el, amely közvetlenül kapcsolódik az endoplazmatikus retikulumhoz és a Golgi komplexhez. A nukleáris membránon pórusok találhatók, amelyeken keresztül (valamint a külső citoplazmatikus membránon) egyes anyagok könnyebben átjutnak, mint mások, pl. pórusok biztosítják a membrán szelektív permeabilitását.

A mag belső tartalma maglé, amely kitölti a sejtmag szerkezetei közötti teret. A mag mindig tartalmaz egy vagy több sejtmagot. A riboszómák a sejtmagban képződnek. Ezért közvetlen kapcsolat van a sejtaktivitás és a sejtmagok mérete között: minél aktívabbak a fehérjebioszintézis folyamatai, annál nagyobbak a sejtmagok, és fordítva, azokban a sejtekben, ahol a fehérjeszintézis korlátozott, a sejtmagvak vagy nagyon kicsik, ill. teljesen hiányzik.

A mag fonalszerű struktúrákat tartalmaz, amelyeket kromoszómáknak neveznek. Az emberi test sejtmagja (a nemi kromoszómák kivételével) 46 kromoszómát tartalmaz. A kromoszómák a test örökletes hajlamainak hordozói, amelyeket a szülőktől az utódokhoz továbbítanak.

A legtöbb sejt egy magot tartalmaz, de vannak többmagvú sejtek is (májban, izmokban stb.). A sejtmag eltávolítása életképtelenné teszi a sejtet.

Citoplazma.

A citoplazma félig folyékony nyálkás, színtelen massza, amely 75-85% vizet, 10-12% fehérjét és aminosavat, 4-6% szénhidrátot, 2-3% zsírt és lipidet, 1% szervetlen és egyéb anyagokat tartalmaz. A sejt citoplazmatikus tartalma mozogni képes, ami hozzájárul az organellumok optimális elhelyezkedéséhez, a jobb biokémiai reakciókhoz, az anyagcseretermékek felszabadulásához stb. A citoplazmaréteg különféle képződményeket képez: csillók, flagellák, felületes kinövések

A citoplazmát a külső plazmamembránhoz kapcsolódó, egymással összefüggő tubulusokból, hólyagokból és lapított tasakokból álló összetett hálórendszer hatol át. Ezt a hálórendszert vakuoláris rendszernek nevezik.

Organoidok.

A citoplazma számos legkisebb sejtszerkezetet - organellumokat tartalmaz, amelyek különféle funkciókat látnak el. Az organellumok biztosítják a sejt létfontosságú tevékenységét.

Endoplazmatikus retikulum.

Ennek az organellumnak a neve tükrözi helyét a citoplazma központi részében (görög „endon” - belül). Az ER különböző méretű és alakú tubulusok, csövek, vezikulák, ciszternák nagyon elágazó rendszere, amelyeket membránok határolnak el a sejt citoplazmájából.

Az EPS kétféle: szemcsés, tubulusokból és ciszternákból áll, amelyek felülete szemcsékkel (granulátummal) van szórva és agranuláris, azaz. sima (szemcsék nélkül). Az endoplazmatikus retikulumban lévő gránák nem mások, mint riboszómák. Érdekesség, hogy az állati embriók sejtjeiben elsősorban szemcsés EPS, a felnőtt formákban pedig agranuláris EPS figyelhető meg. Annak ismeretében, hogy a citoplazmában található riboszómák a fehérjeszintézis helyszínéül szolgálnak, feltételezhető, hogy az aktív fehérjét szintetizáló sejtekben a granulált EPS dominál. Úgy gondolják, hogy az agranuláris hálózat nagyobb mértékben van jelen azokban a sejtekben, ahol a lipidek (zsírok és zsírszerű anyagok) aktív szintézise zajlik.

Mindkét típusú endoplazmatikus retikulum nemcsak a szerves anyagok szintézisében vesz részt, hanem felhalmozódik és rendeltetési helyére szállítja azokat, szabályozza a sejt és környezete közötti anyagcserét.

Riboszómák.

A riboszómák nem membrános sejtszervecskék, amelyek ribonukleinsavból és fehérjéből állnak. Belső szerkezetük nagyrészt rejtély marad. Elektronmikroszkópban kerek vagy gomba alakú szemcséknek tűnnek.

Minden riboszómát egy barázda oszt fel nagy és kis részekre (alegységekre). Gyakran több riboszómát köt össze egy speciális ribonukleinsav (RNS) szála, amelyet hírvivő RNS-nek (mRNS) neveznek. A riboszómák azt az egyedülálló funkciót látják el, hogy fehérjemolekulákat szintetizálnak aminosavakból.

Golgi komplexus.

A bioszintézis termékek belépnek az ER üregeinek és tubulusainak lumenébe, ahol egy speciális készülékben koncentrálódnak - a Golgi komplexben, amely a mag közelében található. A Golgi-komplex részt vesz a bioszintetikus termékek sejtfelszínre történő szállításában és a sejtből való eltávolításában, a lizoszómák képzésében stb.

A Golgi-komplexumot Camilio Golgi (1844-1926) olasz citológus fedezte fel, és 1898-ban „Golgi-komplexumnak (készüléknek) nevezték el. A riboszómákban termelődő fehérjék bejutnak a Golgi komplexbe, és amikor egy másik organellumnak szüksége van rájuk, a Golgi komplex egy része leválik, és a fehérje a kívánt helyre kerül.

Lizoszómák.

A lizoszómák (a görög „lyseo” szóból – feloldódik és „soma” – test) ovális alakú sejtszervecskék, amelyeket egyrétegű membrán vesz körül. Egy sor enzimet tartalmaznak, amelyek elpusztítják a fehérjéket, szénhidrátokat és lipideket. Ha a lizoszóma membránja megsérül, az enzimek elkezdik lebontani és elpusztítani a sejt belső tartalmát, és az elpusztul.

Sejtközpont.

A sejtközpont az osztódásra képes sejtekben figyelhető meg. Két rúd alakú testből áll - centriolokból. A sejtmag és a Golgi komplexum közelében található sejtközpont részt vesz a sejtosztódás folyamatában és az osztódási orsó kialakításában.

Energiaorganellumok.

A mitokondriumokat (görögül "mitos" - fonal, "kondrium" - szemcse) a sejt energiaállomásainak nevezik. Ez az elnevezés annak a ténynek köszönhető, hogy a tápanyagokban található energia a mitokondriumokban nyerhető ki. A mitokondriumok alakja változó, de leggyakrabban szálak vagy szemcsék megjelenését mutatják. Méretük és számuk is változó, és a sejt funkcionális aktivitásától függ.

Az elektronmikroszkópos felvételek azt mutatják, hogy a mitokondriumok két membránból állnak: külső és belső. A belső membrán cristae-nak nevezett kiemelkedéseket képez, amelyeket teljesen beborítanak az enzimek. A cristae jelenléte növeli a mitokondriumok teljes felületét, ami fontos az enzimek aktív tevékenységéhez.

A mitokondriumok saját specifikus DNS-t és riboszómákat tartalmaznak. Ebben a tekintetben a sejtosztódás során függetlenül szaporodnak.

A kloroplasztok korong vagy golyó alakúak, kettős héjjal - külső és belső. A kloroplasztisz belsejében DNS, riboszómák és speciális membránszerkezetek is találhatók - grana, amelyek egymással és a kloroplaszt belső membránjával kapcsolódnak. A Gran membránok klorofillt tartalmaznak. A klorofillnak köszönhetően a kloroplasztiszok a napfény energiáját az ATP (adenozin-trifoszfát) kémiai energiájává alakítják. Az ATP-energiát a kloroplasztiszokban használják szénhidrátok szintetizálására szén-dioxidból és vízből.

Sejtzárványok.

A sejtzárványok közé tartoznak a szénhidrátok, zsírok és fehérjék.

Szénhidrát. A szénhidrátok szénből, hidrogénből és oxigénből állnak. A szénhidrátok közé tartozik a glükóz, a glikogén (állati keményítő). Sok szénhidrát jól oldódik vízben, és minden életfolyamat fő energiaforrása. Egy gramm szénhidrát lebontása során 17,2 kJ energia szabadul fel.

Zsírok. A zsírok ugyanazokból a kémiai elemekből jönnek létre, mint a szénhidrátok. A zsírok vízben oldhatatlanok. A sejtmembránok részei. A zsírok tartalék energiaforrásként is szolgálnak a szervezetben. Egy gramm zsír teljes lebontásával 39,1 kJ energia szabadul fel.

Mókusok. A fehérjék a sejt fő anyagai. A fehérjék szénből, hidrogénből, oxigénből, nitrogénből és kénből állnak. A fehérjék gyakran tartalmaznak foszfort. A fehérjék fő építőanyagként szolgálnak. Részt vesznek a sejtmembránok, a sejtmag, a citoplazma és az organellumok képzésében. Számos fehérje enzimként (kémiai reakciók gyorsítójaként) működik. Egy sejtben akár 1000 különböző fehérje található. A fehérjék lebontása során a szervezetben megközelítőleg ugyanannyi energia szabadul fel, mint a szénhidrátok lebontásakor.

Mindezek az anyagok a sejt citoplazmájában halmozódnak fel különböző méretű és alakú cseppek és szemcsék formájában. Időnként szintetizálódnak a sejtben, és felhasználják az anyagcsere folyamatokban.

Sejtfunkciók.

A sejtnek számos funkciója van: sejtosztódás, anyagcsere és ingerlékenység.

Sejtosztódás.

Az osztódás a sejtreprodukció egy fajtája. A sejtosztódás során a kromoszómák jól láthatóak. Az adott növény- és állatfajra jellemző kromoszómakészletet a test sejtjeiben kariotípusnak nevezzük.

Minden többsejtű szervezetben kétféle sejt létezik - szomatikus (testsejtek) és csírasejtek vagy ivarsejtek. A csírasejtekben a kromoszómák száma kétszer kevesebb, mint a szomatikus sejtekben. A szomatikus sejtekben az összes kromoszóma párban jelenik meg - ezt a halmazt diploidnak nevezik, és 2n-nek nevezik. A páros kromoszómákat (azonos méretben, alakban, szerkezetben) homológnak nevezzük.

A csírasejtekben minden kromoszóma egyetlen. Az ilyen halmazt haploidnak nevezzük, és n-nek jelöljük.

A szomatikus sejtek osztódásának leggyakoribb módja a mitózis. A mitózis során a sejt egy sor egymást követő szakaszon vagy fázison megy keresztül, melynek eredményeként minden leánysejt ugyanazt a kromoszómakészletet kapja, mint az anyasejt.

A sejt osztódásra való előkészítése során - az interfázisban (két osztódási aktus közötti időszak) a kromoszómák száma megduplázódik. Minden eredeti kromoszóma mentén egy pontos másolatot szintetizálnak a sejtben jelenlévő kémiai vegyületekből. A megkettőzött kromoszóma két félből áll - kromatidákból. Minden kromatid egy DNS-molekulát tartalmaz. Az interfázis során a fehérje bioszintézis folyamata megy végbe a sejtben, és az összes legfontosabb sejtszerkezet is megduplázódik. Az interfázis időtartama átlagosan 10-20 óra. Ezután következik a sejtosztódás folyamata - mitózis.

A mitózis során a sejt a következő négy fázison megy keresztül: profázis, metafázis, anafázis és telofázis.

A profázisban jól láthatóak a centriolok - olyan organellumok, amelyek bizonyos szerepet játszanak a leánykromoszómák felosztásában. A centriolok osztódnak és különböző pólusokra költöznek. Ezekből szálak nyúlnak ki, amelyek az orsót alkotják, amely szabályozza a kromoszómák divergenciáját az osztódó sejt pólusaihoz. A profázis végén a magmembrán felbomlik, a sejtmag eltűnik, a kromoszómák spiráloznak és megrövidülnek.

A metafázisra a sejt egyenlítői síkjában jól látható kromoszómák jelenléte jellemző. Mindegyik kromoszóma két kromatidából áll, és van egy szűkülete - egy centroméra, amelyhez az orsószálak csatlakoznak. A centromerosztódás után minden kromatid önálló leánykromoszómává válik.

Az anafázisban a leánykromoszómák a sejt különböző pólusaira költöznek.

Az utolsó szakaszban - a telofázisban - a kromoszómák újra feloldódnak, és hosszú vékony szálak megjelenését veszik fel. Körülöttük nukleáris burok jelenik meg, a magban nukleolus képződik.

A citoplazma osztódása során minden organellumja egyenletesen oszlik el a leánysejtek között. A mitózis teljes folyamata általában 1-2 óráig tart.

A mitózis következtében minden leánysejt ugyanazt a kromoszómakészletet és ugyanazokat a géneket tartalmazza. Ezért a mitózis a sejtosztódás olyan módszere, amely magában foglalja a genetikai anyag pontos eloszlását a leánysejtek között, mindkét leánysejt diploid kromoszómakészletet kap.

A mitózis biológiai jelentősége óriási. Egy többsejtű szervezet szerveinek és szöveteinek működése lehetetlen lenne ugyanazon genetikai anyag megőrzése nélkül számtalan sejtgeneráción keresztül. A mitózis olyan fontos életfolyamatokat biztosít, mint az embrionális fejlődés, növekedés, a szövetek szerkezeti integritásának megőrzése működésük során folyamatos sejtvesztéssel (elhalt vörösvértestek pótlása, bélhám, stb.), a szervek, szövetek helyreállítása károsodás után.

Anyagcsere.

A sejt fő funkciója az anyagcsere. Az intercelluláris anyagból folyamatosan táplálékot és oxigént juttatnak a sejtekbe, és bomlástermékek szabadulnak fel. Így az emberi sejtek oxigént, vizet, glükózt, aminosavakat, ásványi sókat, vitaminokat szívnak fel, és eltávolítják a szén-dioxidot, vizet, karbamidot, húgysavat stb.

Az emberi sejtekre jellemző anyagok halmaza az élő szervezetek sok más sejtjében is benne van: minden állati sejtben, egyes mikroorganizmusokban. A zöld növények sejtjeiben az anyagok jellege jelentősen eltér: táplálékuk a szén-dioxid és a víz, oxigén szabadul fel. A hüvelyes növények gyökerein élő baktériumok egy része (vech, borsó, lóhere, szójabab) a légköri nitrogént használja fel táplálékként, és a salétromsav sók kiválasztódnak. A pöcegödrökben és mocsarakban megtelepedő mikroorganizmusok számára a hidrogén-szulfid táplálékként szolgál, és kén szabadul fel, amely a víz és a talaj felszínét sárga kénbevonattal borítja.

Így a különböző élőlények sejtjeiben a táplálék és a kiürült anyagok jellege eltérő, de az általános törvény mindenkire érvényes: amíg a sejt él, folyamatos az anyagok mozgása - a külső környezetből a sejtbe, illetve a sejt a külső környezetbe.

Az anyagcsere két funkciót lát el. Az első funkció a sejt építőanyaggal való ellátása. A sejtbe jutó anyagokból - aminosavak, glükóz, szerves savak, nukleotidok - a sejtben folyamatosan megy végbe a fehérjék, szénhidrátok, lipidek, nukleinsavak bioszintézise. A bioszintézis egyszerűbb anyagokból fehérjék, zsírok, szénhidrátok és vegyületeik képződése. A bioszintézis folyamata során a szervezet egyes sejtjeire jellemző anyagok képződnek. Például izomsejtekben szintetizálódnak a fehérjék, amelyek biztosítják az izomösszehúzódást. A sejttest, membránjai és sejtszervei fehérjékből, szénhidrátokból, lipidekből és nukleinsavakból képződnek. A bioszintézis reakciók különösen aktívak fiatal, növekvő sejtekben. Az anyagok bioszintézise azonban folyamatosan megtörténik a növekedést és fejlődést befejező sejtekben, mivel a sejt kémiai összetétele élete során sokszor frissül. Felfedezték, hogy a sejtes fehérjemolekulák „élettartama” 2-3 órától több napig terjed. Ezen időszak után megsemmisülnek, és újonnan szintetizáltakkal helyettesítik. Így a sejt megőrzi funkcióit és kémiai összetételét.

A sejt felépítéséhez és összetételének megújulásához hozzájáruló reakciók összességét ún műanyag csere(görög „plasticos” - öntött, szoborszerű).

Az anyagcsere második funkciója a sejt energiaellátása. Az élettevékenység bármely megnyilvánulása (mozgás, anyagok bioszintézise, ​​hőtermelés stb.) energiaráfordítást igényel. A sejt energiával való ellátásához a kémiai reakciók energiáját használják fel, amely a beérkező anyagok lebontása következtében szabadul fel. Ez az energia más típusú energiává alakul át. A sejteket energiával ellátó reakciók halmazát ún energiaanyagcsere.

A műanyag és az energiaanyagcsere elválaszthatatlanul összefügg. Egyrészt minden képlékeny cserereakció energiaráfordítást igényel. Az energia-anyagcsere-reakció lebonyolításához viszont állandó enzimszintézisre van szükség, mivel az enzimmolekulák „elvárható élettartama” rövid.

A sejt műanyag- és energiacserén keresztül kommunikál a külső környezettel. Ezek a folyamatok a sejt életének fenntartásának fő feltétele, növekedésének, fejlődésének és működésének forrása.

Az élő sejt nyitott rendszer, mert a sejt és környezete között állandó anyag- és energiacsere zajlik.

Ingerlékenység.

Az élő sejtek képesek reagálni környezetük fizikai és kémiai változásaira. A sejtek ezen tulajdonságát ingerlékenységnek vagy ingerlékenységnek nevezik. Ebben az esetben a sejt nyugalmi állapotból működő állapotba – gerjesztésbe – kerül. A sejtekben gerjesztve megváltozik az anyagok bioszintézisének és lebomlásának sebessége, az oxigénfogyasztás és a hőmérséklet. Izgatott állapotban különböző sejtek látják el rejlő funkcióikat. A mirigysejtek anyagokat képeznek és választanak ki, az izomsejtek összehúzódnak, és gyenge elektromos jel jelenik meg az idegsejtekben - idegimpulzus, amely átterjedhet a sejtmembránokon.

A szerves vegyületek szerepe a sejtfunkciók megvalósításában.

A sejtfunkciók megvalósításában a fő szerep a szerves vegyületekké. Közülük a fehérjék, zsírok, szénhidrátok és nukleinsavak a legfontosabbak.

A fehérjék nagy molekulák, amelyek több száz és több ezer elemi egységből - aminosavakból állnak. Összesen 20 féle aminosav ismert egy élő sejtben. Az aminosav a nevét az NH 2 amincsoport tartalmáról kapta összetételében.

A fehérjék különleges helyet foglalnak el az anyagcserében. F. Engels a fehérjék e szerepét a következőképpen értékelte: „Az élet a fehérjetestek létmódja, amelynek lényege az állandó anyagcsere az őket körülvevő külső természettel, és ennek az anyagcserének a megszűnésével az élet is. megszűnik, ami a fehérje lebomlásához vezet.” És valójában mindenhol, ahol van élet, mókusokat találnak.

A fehérjék a citoplazma, a hemoglobin, a vérplazma, számos hormon, az immuntestek részét képezik, és fenntartják a szervezet víz-só környezetének állandóságát. Fehérjék nélkül nincs növekedés. Azok az enzimek, amelyek szükségszerűen részt vesznek az anyagcsere minden szakaszában, fehérje jellegűek.

Szénhidrát.

A szénhidrátok keményítő formájában kerülnek a szervezetbe. Miután az emésztőrendszerben glükózra bomlanak le, a szénhidrátok felszívódnak a vérben, és felszívódnak a sejtek által.

A szénhidrátok jelentik a fő energiaforrást, különösen intenzív izommunka során. A felnőttek szervezete energiájának több mint felét szénhidrátokból nyeri. A szénhidrát-anyagcsere végtermékei a szén-dioxid és a víz.

A vérben a glükóz mennyisége viszonylag állandó szinten van (körülbelül 0,11%). A glükózszint csökkenése a testhőmérséklet csökkenését, az idegrendszer zavarát és a fáradtságot okozza. A glükóz mennyiségének növekedése a májban lerakódását okozza tartalék állati keményítő - glikogén formájában. A glükóz fontossága a szervezet számára nem korlátozódik energiaforrásként betöltött szerepére. A glükóz a citoplazma része, ezért szükséges az új sejtek képződése során, különösen a növekedési időszakban.

A szénhidrátok a központi idegrendszer anyagcseréjében is fontosak. A vérben lévő cukor mennyiségének éles csökkenésével az idegrendszer rendellenességei figyelhetők meg. Görcsök, delírium, eszméletvesztés és szívműködési változások lépnek fel.

A táplálékból az emésztőrendszerben beérkező zsír glicerinre és zsírsavakra bomlik, amelyek főként a nyirokba, és csak részben szívódnak fel a vérbe.

A zsírt a szervezet gazdag energiaforrásként használja fel. Egy gramm zsír lebontása a szervezetben kétszer annyi energia szabadul fel, mint ugyanannyi fehérje és szénhidrát lebontása. A zsírok a sejtek (citoplazma, sejtmag, sejtmembrán) részei is, ahol mennyiségük stabil és állandó.

A zsírfelhalmozódás más funkciókat is elláthat. Például a bőr alatti zsír megakadályozza a fokozott hőátadást, a perinephric zsír megvédi a vesét a zúzódásoktól stb.

A zsírhiány a táplálékban megzavarja a központi idegrendszer és a nemi szervek tevékenységét, és csökkenti a különféle betegségekkel szembeni állóképességet.

A zsírokkal a szervezet a bennük oldódó vitaminokat (A-, D-, E-vitamin stb.) kapja, amelyek létfontosságúak az ember számára.

Nukleinsavak.

A sejtmagban nukleinsavak képződnek. Innen származik a név (latin „nucleus” - mag). A kromoszómák részeként a nukleinsavak részt vesznek a sejt örökletes tulajdonságainak tárolásában és átvitelében. A nukleinsavak biztosítják a fehérjék képződését.

A DNS-molekulát - dezoxiribonukleinsavat - még 1868-ban fedezte fel a sejtmagokban a svájci orvos, I.F. Misher. Később megtudták, hogy a DNS a sejtmag kromoszómáiban található.

A DNS fő funkciója információs: négy nukleotidjának elrendeződési sorrendje (a nukleotid monomer, a monomer ismétlődő elemi egységekből álló anyag) fontos információkat hordoz - meghatározza az aminosavak elrendeződésének sorrendjét a lineáris fehérjében. molekulák, azaz. elsődleges szerkezetük. A fehérjék (enzimek, hormonok) halmaza határozza meg a sejt és a szervezet tulajdonságait. A DNS-molekulák információkat tárolnak ezekről a tulajdonságokról, és továbbadják azokat a leszármazottak generációinak, pl. A DNS az örökletes információ hordozója.

Az RNS - ribonukleinsav - nagyon hasonlít a DNS-hez, és szintén négyféle monomer nukleotidból épül fel. A fő különbség az RNS és a DNS között a molekula egyetlen, nem pedig kettős lánca.

Az RNS-nek többféle típusa létezik, mindegyik fehérjeszintézis révén részt vesz a DNS-molekulákban tárolt örökletes információk megvalósításában.

A sejt bioenergetikájában nagyon fontos szerepet játszik az adenil-nukleotid, amelyhez két foszforsav-maradék kapcsolódik. Ezt az anyagot adenozin-trifoszforsavnak (ATP) nevezik. Az ATP egy univerzális biológiai energiaakkumulátor: a Nap fényenergiája és az elfogyasztott élelmiszerben található energia ATP molekulákban raktározódik.

Minden sejt ATP (E) energiát használ a bioszintézis folyamataihoz, az idegimpulzusok mozgásához, a lumineszcenciához és más létfontosságú folyamatokhoz.

Új felfedezések a sejtek területén.

A rákos sejtek.

Két brit és egy amerikai osztozik a 2001-es orvosi Nobel-díjon. A sejtfejlesztés terén tett felfedezéseik új módszerek kifejlesztéséhez vezethetnek a rák leküzdésére.
A Nobel-bizottság képviselője szerint a 61 éves amerikai Leland Hartwell, a Seattle-i Fred Hutchison Rákkutató Központban 943 000 dolláros díjon osztoznak majd. A brit, az 58 éves Timothy Hunt és az 52 éves Paul Nurse a Hertfordshire-i és Londoni Királyi Rákkutatási Alap alkalmazottai.

A díjazottak tudományos felfedezései a rákos sejtek életciklusára vonatkoznak. Különösen a sejtosztódás kulcsfontosságú szabályozóit fedezték fel - ennek a folyamatnak a megzavarása rákos sejtek megjelenéséhez vezet. A kutatási eredmények felhasználhatók a betegség diagnosztizálásában, és fontosak az új rákkezelési módszerek megalkotása szempontjából.
Három nyertest határoztak meg 01. 10-én délelőtt a bizottsági tagok szavazása eredményeként, amelyre a stockholmi Karolinska Intézetben került sor.

Klónozás.

A klónozott bárány, Dolly megmutatta a világnak azt a technológiát, amellyel egy állat pontos másolatát nyerhetjük ki egy felnőtt sejtből. Ez azt jelenti, hogy alapvetően lehetővé vált egy személy pontos másolatának megszerzése.

És most az emberiség azzal a kérdéssel szembesül: mi lesz, ha valaki felismeri ezt a lehetőséget?

Ha emlékszünk a szervátültetésre, amely lehetővé teszi egy vagy több „pótalkatrész” cseréjét, akkor a klónozás elméletileg lehetővé teszi az emberi testnek nevezett „egység” teljes cseréjét.

Igen, ez a megoldás a személyes halhatatlanság problémájára! Hiszen a klónozásnak köszönhetően a betegséget, a rokkantságot, sőt a halált is kizárhatod saját életterveidből!

Szépen hangzik, nem? Különösen, ha figyelembe vesszük, hogy a másolatoknak életben kell lenniük, ugyanakkor olyan körülmények között kell lenniük, hogy legalább ne romoljanak. El tudod képzelni ezeket a „raktárakat” élő emberi „pótalkatrészekkel”?

De van egy második „előny” is - a klónozás használata nemcsak szervek megszerzésére, hanem az élő „anyagon” végzett kutatások és kísérletek elvégzésére is.

Szó szerint azonban mindenki – a tudósoktól a nagyközönségig – tisztában van azzal, hogy egy személy „pótalkatrészre” nevelése számos etikai kérdést vet fel. A világközösségnek már vannak olyan dokumentumai, amelyek szerint ezt nem szabad megengedni. Az Emberi Jogi Egyezmény leszögezi az elvet: „Az emberi lény érdekeinek és javának elsőbbséget kell élveznie a társadalom egyoldalúan figyelembe vett érdekeivel és a tudomány fejlődésével szemben.”

Az orosz jogszabályok is nagyon szigorú korlátozásokat írnak elő az emberi anyagok felhasználására vonatkozóan. Így az „Állampolgárok reproduktív jogairól és azok végrehajtásának garanciáiról” című tervezethez az orvosok által javasolt módosítás a következő kitételt tartalmazza: „Emberi embriót nem lehet tudományos, farmakológiai vagy gyógyászati ​​céllal célzottan előállítani vagy klónozni.”

Általánosságban elmondható, hogy a viták erről a kérdésről a világban meglehetősen hevesek. Ha a Szövetségi Biotechnológiai Bizottság amerikai szakértői éppen most kezdik tanulmányozni a jogi és E felfedezés etikai vonatkozásairól és a jogalkotók elé terjesztéséről a Vatikán hű maradt korábbi álláspontjához, kijelentve, hogy elfogadhatatlan az emberi beavatkozás a szaporodási folyamatokba és általában az emberek és állatok genetikai anyagába. Az iszlám teológusok aggodalmukat fejezték ki amiatt, hogy az emberi klónozás megzavarja a házasság amúgy is vitatott intézményét. A hinduk és a buddhisták azon gyötörnek, hogyan viszonyítsák a klónozást a karma és a dharma kérdéseivel.

Az Egészségügyi Világszervezet (WHO) is negatívan viszonyul az emberi klónozáshoz. A WHO főigazgatója, Hiroshi Nakajima úgy véli, hogy „etikailag elfogadhatatlan a klónozás emberi termelésre való felhasználása”. A WHO szakértői abból indulnak ki, hogy az embereken végzett klónozás sértené az orvostudomány és a jog olyan alapvető elveit, mint az emberi méltóság tiszteletben tartása és az emberi genetikai potenciál biztonsága.

A WHO azonban nem ellenzi a sejtklónozás területén végzett kutatásokat, mivel ez különösen a rák diagnosztizálása és tanulmányozása szempontjából hasznos lehet. Az orvosok sem kifogásolják az állatok klónozását, ami hozzájárulhat az embereket érintő betegségek tanulmányozásához. A WHO ugyanakkor úgy véli, hogy bár az állatok klónozása jelentős előnyökkel járhat az orvostudomány számára, mindig résen kell lenni, emlékezni a lehetséges negatív következményekre – például a fertőző betegségek állatról emberre való átterjedésére.

A modern nyugati és keleti kultúrákban a klónozással kapcsolatos aggodalmak érthetőek. Mintha ezeket összegezné, a híres francia citobiológus, Pierre Chambon 50 éves moratórium bevezetését javasolja az emberi kromoszómák inváziójára, ha ennek nem célja a genetikai hibák és betegségek megszüntetése.

És itt van még egy nem lényegtelen kérdés: klónozható-e a lélek? Egy mesterséges embert egyáltalán lehet vele felruházottnak tekinteni?

Az egyház álláspontja ebben a kérdésben teljesen világos. „Még ha egy ilyen mesterséges embert is tudósok hoznak létre, nem lesz lelke, ami azt jelenti, hogy nem személy, hanem zombi” – mondja Oleg atya, a Krisztus mennybemenetele templomának papja.

Az egyház képviselője azonban nem hisz a klónozott személy létrehozásának lehetőségében, mivel meg van győződve arról, hogy embert csak Isten teremthet. „Ahhoz, hogy a lélekkel felruházott élő ember növekedési folyamata egy DNS-sejtben meginduljon, a tisztán biológiai és mechanikai kapcsolatokon túl a szent szellemnek is részt kell vennie ebben, de ez nem történik meg a mesterséges nemzedéknél. az életről.”

Habarovszki citológusok.

A Habarovszki Terület citológiai és szövettani kérdéseivel az Orvosi Intézet (ma Távol-keleti Állami Orvostudományi Egyetem - DVSMU) munkatársai foglalkoztak.

Az eredet Iosif Aleksandrovich Alov, a Szövettani Tanszék vezetője volt 1952-1961 között. 1962-től 1982-ig A moszkvai Szovjetunió Orvostudományi Akadémia Humán Morfológiai Intézetének szövettani laboratóriumának vezetője.

Napjainkban a Szövettani Tanszéket Borisz Jakovlevics Ryzhavsky vezeti (1979-től), aki 1985-ben védte meg doktori disszertációját.

A Szövettani Osztály főbb munkaterületei a következők:

Ovariekológia (a petefészek eltávolítása) és annak hatása az agykéreg normális morfológiájának kialakulására az utódokban (speciális mennyiségi mutatókat határoznak meg, például növekedési indexeket stb.)

Az alkohol és a nootróp szerek hatása az utódokra

A méhlepény és patológiáinak tanulmányozása az embriogenezis során, és ezen eltérések hatása a további ontogenezisre.

E problémák megoldására elsősorban klasszikus szövettani technikákat alkalmaznak.

Szintén a sejtekkel és szövetekkel kapcsolatos kérdésekkel a Távol-keleti Állami Orvostudományi Egyetem Központi Kutatólaboratóriuma (CNRL) foglalkozik, Szergej Szerafimovics Timosin professzor vezetésével, amelynek vezetésével 3 doktori és 18 kandidátusi disszertációt védtek meg. Az ő kezdeményezésére és közvetlen közreműködésével hozták létre az első rádióimmunológiai laboratóriumot a Habarovszki Területen. Az egészségügyi gyakorlatba bevezették a hormonok és biológiailag aktív anyagok radioimmun és immunenzimes módszerekkel történő meghatározására szolgáló technikát, amely számos betegség, köztük a rák korai diagnosztizálását teszi lehetővé.

Következtetés.

A sejt önálló élőlény. Eszik, élelmet keresve mozog, megválasztja, hová menjen és mit eszik, védekezik, nem engedi ki a környezetéből a nem megfelelő anyagokat és lényeket. Mindezekkel a képességekkel rendelkeznek az egysejtű szervezetek, például az amőbák. A testet alkotó sejtek speciálisak, és nem rendelkeznek a szabad sejtek képességeivel.

A sejt az élet legkisebb egysége, amely bolygónkon a növényi és állati szervezetek szerkezetének és fejlődésének alapja. Ez egy elemi életrendszer, amely képes önmegújulásra, önszabályozásra és önreprodukcióra. A sejt az élet alapvető „építőköve”. A sejten kívül nincs élet.

Az élő sejt a földi élet minden formájának – állati és növényi – alapja. Az egyetlen kivétel – és mint tudjuk, a kivételek ismét megerősítik a szabályokat – a vírusok, de nem működhetnek azon a sejteken kívül, amelyek azt a „házat” alkotják, ahol ezek az egyedi biológiai képződmények „élnek”.

A felhasznált irodalom listája:

1. Batueva A.S. "Biológia. Ember", tankönyv 9. osztálynak.

2. Vernandsky V.I. "A biogeokémia problémái".

3. Voroncov N.N., Szuhorukova L.N. "A szerves világ evolúciója".

4. Dubinin N., Gubarev V. „Életszál”.

5. Zatula D.G., Mamedova S.A. "A vírus barát vagy ellenség?"

6. Karuzina I.P. "Tutorial a genetika alapjairól."

7. Liberman E.A. "Élő sejt".

8. Polyansky Yu.I. „Általános biológia”, tankönyv 10-11.

9. Prohorov A.M. "Szovjet enciklopédikus szótár".

10. Skulachev V. „Történetek a bioenergiáról”.

11. Khripkova A.G., Kolesov D.V., Mironov V.S., Shepilo I.N. "Emberi fiziológia".

12. Tsuzmer A.M., Petrishina O.L. – A biológia, az ember és az egészsége.

13. Chukhrai E.S. "Molekula, élet, szervezet."

14. Shtrbanova S. „Kik vagyunk mi? Egy könyv az életről, a sejtekről és a tudósokról."

Előző cikk: Mekkora a fénysebesség Következő cikk: Harmonikus rezgések Az oszcillációs frekvencia fizikai képlete