Evolyutsiya jarayonida hujayraning tuzilishi va funktsiyalari bir qator oʻzgarishlarga uchradi. Yangi organellalarning paydo bo'lishidan oldin yosh sayyora atmosferasi va litosferasidagi o'zgarishlar sodir bo'ldi. Muhim yutuqlardan biri hujayra yadrosi edi. Eukaryotik organizmlar alohida organellalar mavjudligi tufayli prokariotlarga nisbatan sezilarli afzalliklarga ega bo'ldilar va tezda hukmronlik qila boshladilar.
Tuzilishi va funksiyalari turli toʻqimalar va organlarda birmuncha farq qiluvchi hujayra yadrosi RNK biosintezi sifatini va irsiy maʼlumotlarni uzatishni yaxshilagan.
Origin
Hozirgi kunga qadar eukaryotik hujayraning paydo boʻlishi haqida ikkita asosiy faraz mavjud. Simbiotik nazariyaga ko'ra, organellalar (masalan, flagella yoki mitoxondriyalar) bir vaqtlar alohida prokaryotik organizmlar bo'lgan. Zamonaviy eukaryotlarning ajdodlari ularni yutib yuborishgan. Natijada simbiotik organizm paydo bo'ldi.
Yadro ichkariga choʻzilishi natijasida hosil boʻlgansitoplazmatik membrananing bo'limi. Bu hujayra tomonidan oziqlanishning yangi usuli, fagotsitozni o'zlashtirish yo'lida zaruriy yutuq edi. Oziq-ovqatlarni ushlash sitoplazmatik harakatchanlik darajasining oshishi bilan birga keldi. Prokaryotik hujayraning genetik materiali bo'lgan va devorlarga biriktirilgan genoforlar kuchli "oqim" zonasiga tushib, himoyaga muhtoj edi. Natijada, biriktirilgan genoforlarni o'z ichiga olgan membrananing bir qismining chuqur invaginatsiyasi hosil bo'ldi. Bu gipoteza yadro qobig'ining hujayraning sitoplazmatik membranasi bilan uzviy bog'langanligi bilan tasdiqlanadi.
Voqealar rivojlanishining yana bir versiyasi mavjud. Yadroning kelib chiqishining virusli gipotezasiga ko'ra, u qadimgi arxey hujayrasining infektsiyasi natijasida hosil bo'lgan. DNK virusi unga kirib bordi va asta-sekin hayot jarayonlarini to'liq nazorat qildi. Ushbu nazariyani yanada to'g'ri deb hisoblagan olimlar, uning foydasiga ko'plab dalillar keltiradilar. Biroq, hozirgi kunga qadar mavjud farazlarning hech biri uchun ishonchli dalil yo'q.
Bir yoki bir nechta
Zamonaviy eukariotlar hujayralarining aksariyati yadroga ega. Ularning ko'pchiligida faqat bitta organoid mavjud. Biroq, ba'zi funktsional xususiyatlar tufayli yadroni yo'qotgan hujayralar mavjud. Bularga, masalan, eritrotsitlar kiradi. Ikki (kipriksimon) va hatto bir nechta yadroli hujayralar ham mavjud.
Hujayra yadrosining tuzilishi
Organizmning xususiyatlaridan qat'i nazar, yadroning tuzilishi tipik xususiyatlar to'plami bilan tavsiflanadi.organellalar. U hujayraning ichki bo'shlig'idan qo'sh parda bilan ajratilgan. Ba'zi joylarda uning ichki va tashqi qatlamlari birlashib, teshiklarni hosil qiladi. Ularning vazifasi sitoplazma va yadro o'rtasida moddalar almashinuvidir.
Organoidlar bo'shlig'i yadro sharbati yoki nukleoplazma deb ham ataladigan karioplazma bilan to'ldirilgan. Uning tarkibida xromatin va yadrocha mavjud. Ba'zida hujayra yadrosining oxirgi nomlangan organellalari bitta nusxada mavjud emas. Ba'zi organizmlarda yadrochalar, aksincha, yo'q.
Membran
Yadro membranasi lipidlardan hosil bo'lib, ikki qatlamdan iborat: tashqi va ichki. Aslida, bu bir xil hujayra membranasi. Yadro endoplazmatik retikulum kanallari bilan perinuklear bo'shliq, membrananing ikki qatlamidan hosil bo'lgan bo'shliq orqali aloqa qiladi.
Tashqi va ichki membranalar oʻziga xos tuzilish xususiyatlariga ega, lekin umuman olganda bir-biriga oʻxshash.
Sitoplazmaga eng yaqin
Tashqi qavat endoplazmatik retikulumning membranasiga o'tadi. Uning ikkinchisidan asosiy farqi tuzilishdagi oqsillarning sezilarli darajada yuqori konsentratsiyasidir. Hujayra sitoplazmasi bilan bevosita aloqada bo'lgan membrana tashqaridan ribosomalar qatlami bilan qoplangan. U ichki membrana bilan juda katta protein komplekslari bo'lgan ko'plab teshiklar bilan bog'langan.
Ichki qatlam
Hujayra yadrosiga qaragan membrana, tashqi membranadan farqli o'laroq, silliq, ribosomalar bilan qoplanmagan. Bu karioplazmani cheklaydi. Ichki membrananing o'ziga xos xususiyati - uni yon tomondan qoplaydigan yadroli qatlam qatlami,nukleoplazma bilan aloqada. Ushbu o'ziga xos protein tuzilishi konvertning shaklini saqlab turadi, gen ekspressiyasini tartibga solishda ishtirok etadi, shuningdek, xromatinning yadro membranasiga biriktirilishiga yordam beradi.
Metabolizm
Yadro va sitoplazmaning o'zaro ta'siri yadro teshiklari orqali amalga oshiriladi. Ular 30 ta oqsildan tashkil topgan ancha murakkab tuzilmalardir. Bitta yadrodagi teshiklar soni har xil bo'lishi mumkin. Bu hujayra, organ va organizmning turiga bog'liq. Shunday qilib, odamlarda hujayra yadrosi 3 mingdan 5 minggacha bo'lgan teshikka ega bo'lishi mumkin, ba'zi qurbaqalarda u 50 000 ga etadi.
Teshiklarning asosiy vazifasi yadro va hujayra boʻshligʻining qolgan qismi oʻrtasida moddalar almashinuvidir. Ba'zi molekulalar g'ovaklardan passiv ravishda, qo'shimcha energiya sarflamasdan o'tadi. Ular kichik o'lchamlarga ega. Katta molekulalar va supramolekulyar komplekslarni tashish ma'lum miqdorda energiya sarfini talab qiladi.
Yadroda sintezlangan RNK molekulalari karioplazmadan hujayra ichiga kiradi. Yadro ichidagi jarayonlar uchun zarur bo'lgan oqsillar teskari yo'nalishda tashiladi.
Nukleoplazma
Yadro sharbati oqsillarning kolloid eritmasi. U yadro qobig'i bilan chegaralangan bo'lib, xromatin va yadrochani o'rab oladi. Nukleoplazma yopishqoq suyuqlik bo'lib, unda turli moddalar eriydi. Bularga nukleotidlar va fermentlar kiradi. Birinchisi DNK sintezi uchun zarurdir. Fermentlar transkripsiyada, shuningdek, DNKni tiklash va replikatsiyada ishtirok etadi.
Yadro shirasining tuzilishi hujayra holatiga qarab o'zgaradi. Ulardan ikkitasi bor - statsionar vabo'linish paytida sodir bo'ladi. Birinchisi interfazaga xosdir (bo'linishlar orasidagi vaqt). Shu bilan birga, yadro sharbati nuklein kislotalar va tuzilmagan DNK molekulalarining bir xil taqsimlanishi bilan ajralib turadi. Bu davrda irsiy material xromatin shaklida mavjud. Hujayra yadrosining bo'linishi xromatinning xromosomalarga aylanishi bilan birga keladi. Bu vaqtda karioplazmaning tuzilishi o'zgaradi: genetik material ma'lum bir tuzilishga ega bo'ladi, yadro qobig'i buziladi va karioplazma sitoplazma bilan aralashadi.
Xromosomalar
Boʻlinish vaqtida oʻzgargan xromatinning nukleoprotein tuzilmalarining asosiy vazifalari hujayra yadrosidagi irsiy axborotni saqlash, amalga oshirish va uzatishdir. Xromosomalar ma'lum bir shakl bilan tavsiflanadi: ular birlamchi siqilish orqali qismlarga yoki qo'llarga bo'linadi, ular koelomera deb ham ataladi. Joylashuviga ko'ra, xromosomalarning uch turi ajratiladi:
- tayoqsimon yoki akrosentrik: ular koelomeraning deyarli oxirida joylashishi bilan tavsiflanadi, bir qo'li juda kichik;
- diversifikatsiyalangan yoki submetasentrik qo'llar teng bo'lmagan uzunlikka ega;
- teng tomonli yoki metasentrik.
Hujayradagi xromosomalar to'plamiga kariotip deyiladi. Har bir tur qat'iy belgilangan. Bunday holda, bir xil organizmning turli hujayralarida diploid (juft) yoki haploid (bitta) to'plam bo'lishi mumkin. Birinchi variant, asosan, tanani tashkil etuvchi somatik hujayralar uchun xosdir. Gaploid to'plami jinsiy hujayralarning imtiyozidir. inson somatik hujayralaritarkibida 46 xromosoma, jinsi - 23.
Diploid to'plamning xromosomalari juftlik hosil qiladi. Juftlik tarkibiga kiradigan bir xil nukleoprotein tuzilmalariga allel deyiladi. Ular bir xil tuzilishga ega va bir xil funktsiyalarni bajaradi.
Xromosomalarning struktur birligi gendir. Bu ma'lum bir oqsilni kodlaydigan DNK molekulasining bir qismidir.
Yadrochalar
Hujayra yadrosida yana bitta organella bor - yadrocha. U karioplazmadan membrana bilan ajratilmagan, lekin hujayrani mikroskop bilan tekshirganda sezish oson. Ba'zi yadrolarda bir nechta yadro bo'lishi mumkin. Bunday organellalar butunlay yo'q bo'lganlar ham bor.
Yadrochaning shakli sharga o'xshaydi, juda kichik o'lchamga ega. U turli xil oqsillarni o'z ichiga oladi. Yadroning asosiy vazifasi ribosoma RNK va ribosomalarning o'zini sintez qilishdir. Ular polipeptid zanjirlarini yaratish uchun zarurdir. Nukleolalar genomning maxsus hududlari atrofida hosil bo'ladi. Ular yadroviy tashkilotchilar deb ataladi. U ribosoma RNK genlarini o'z ichiga oladi. Yadro, boshqa narsalar qatorida, hujayradagi oqsilning eng yuqori konsentratsiyasi bo'lgan joy. Oqsillarning bir qismi organoid funktsiyalarini bajarish uchun zarurdir.
Yadrocha ikkita komponentdan iborat: donador va fibrillar. Birinchisi, etuk ribosoma bo'linmalari. Fibrillyar markazda ribosoma RNK sintezi amalga oshiriladi. Donador komponent yadro markazida joylashgan fibrillyar komponentni o'rab oladi.
Hujayra yadrosi va uning vazifalari
Bu rolasosiy o‘ynaydi, uning tuzilishi bilan uzviy bog‘liqdir. Organoidning ichki tuzilmalari hujayradagi eng muhim jarayonlarni birgalikda amalga oshiradi. U hujayraning tuzilishi va funktsiyasini belgilovchi genetik ma'lumotni o'z ichiga oladi. Yadro mitoz va meioz davrida irsiy ma'lumotni saqlash va uzatish uchun javobgardir. Birinchi holda, qiz hujayra ota-onaga o'xshash genlar to'plamini oladi. Meyoz natijasida jinsiy hujayralar xromosomalarning haploid to'plami bilan hosil bo'ladi.
Yadroning yana bir muhim vazifasi hujayra ichidagi jarayonlarni tartibga solishdir. U hujayra elementlarining tuzilishi va faoliyati uchun mas'ul bo'lgan oqsillar sintezini nazorat qilish natijasida amalga oshiriladi.
Protein sinteziga ta'siri yana bir ifodaga ega. Hujayra ichidagi jarayonlarni boshqaruvchi yadro uning barcha organoidlarini yaxshi ishlaydigan ish mexanizmi bilan yagona tizimga birlashtiradi. Undagi muvaffaqiyatsizliklar, qoida tariqasida, hujayra o'limiga olib keladi.
Nihoyat, yadro ribosoma boʻlinmalarining sintez joyi boʻlib, ular aminokislotalardan bir xil oqsil hosil boʻlishi uchun javobgardir. Ribosomalar transkripsiya jarayonida ajralmas hisoblanadi.
Eukaryotik hujayra prokariotnikiga qaraganda mukammalroq tuzilishdir. O'z membranasiga ega organellalarning paydo bo'lishi hujayra ichidagi jarayonlarning samaradorligini oshirishga imkon berdi. Bu evolyutsiyada qo'sh lipidli membrana bilan o'ralgan yadro hosil bo'lishi juda muhim rol o'ynadi. Irsiy ma'lumotni membrana bilan himoya qilish qadimgi bir hujayrali organizmlarni o'zlashtirishga imkon berdiorganizmlar yangi hayot tarzida. Ularning orasida fagotsitoz bo'lib, bir versiyaga ko'ra, simbiotik organizmning paydo bo'lishiga olib keldi, keyinchalik u barcha xarakterli organellalar bilan zamonaviy eukaryotik hujayraning ajdodiga aylandi. Hujayra yadrosi, ba'zi yangi tuzilmalarning tuzilishi va funktsiyalari metabolizmda kisloroddan foydalanish imkonini berdi. Buning oqibati Yer biosferasida tub o'zgarishlar bo'ldi, ko'p hujayrali organizmlarning shakllanishi va rivojlanishi uchun poydevor qo'yildi. Bugungi kunda eukaryotik organizmlar, jumladan odamlar ham sayyoramizda hukmronlik qilmoqda va bu borada hech narsa o'zgarishlarni ko'rsatmaydi.
