9-Апта,19 А,Клеткалық биология. Лекция жоспары Ядроны рлысы мен ызметі Ядро абышасы Ядро шырыны Ядрошы Хромосомдар
 Скачать 0.53 Mb.
|
|
9-Апта. 15.03-20.03.2021 ж. Тақырып: Клетка ядросы Лекция жоспары: 1.Ядроның құрлысы мен қызметі 2. Ядро қабықшасы 3.Ядро шырыны 4.Ядрошық 5.Хромосомдар  Ядро (лат. nucleus, грек, kaiyon — ядро) — организмдегі протеиндік алмасуды реттеу арқылы тұқымқуалаушылық қасиеттерді ұрпақтан-ұрпаққа жеткізетін жасушаның негізгі бөлігі. Ядронаң атқаратын қызметі : 1. Тұқым қуалау ақпаратын өзінде сақтап, она бөліну процесінде келесі ұрпақ жасушаларына беру. 2. Жасушанаң барлық тіршілік әрекетін бақылау, басқару. Ядро - хромосомалары бар жасушаның негізгі органоиды. Жоғары сатыдағы көптеген өсімдіктер, жануарлар мен саңырауқұлақтардың жасушаларында бір ядро бар. Қарапайымдар мен төменгі сатыдағы өсімдіктердің бірнеше ядросы болады. Ядроның диаметрі - 3-10 мкм. Оның екі жарғақшадан тұратын қабығы бар. Ядро жарғақшасының шұрықтары өте көп, сол шұрықтар арқылы ядро мен цитоплазма арасында заттардың белсенді тасымалы іске асады. Сыртқы жарғақша эндоплазмалық тор өзекшелерімен қосылып, өзекшелердің біртұтас жүйесін түзеді. Ядроны алғаш рет тауықтың жұмыртқа жасушасынан байқаған 1825 ж. чех ғалымы Я.Пуркине (1787 – 1869) болды. Ядроны өсімдіктер жасушасынан ағылшын ботанигі Р.Броун (1831 – 33), ал жануарлар жасушасынан Т.Шванн (1838 – 39) анықтады. Ядро кариолеммадан (ядро қабықшасы), хромосомалардан, ядрошықтан және кариоплазмадан (ядро сөлі, шырыны) құралады 1.Ядро қабықшасы Ядро қабықшасынаң ішкі және сыртқы мембрана лары үш қабаттан тұрады. Кариолемма ядроны жасуша цитоплазмасынан бөліп тұрады. Ол сыртқы және ішкі жарғақшалардан және олардың аралығындағы жарғақаралық (перинуклеарлы) кеңістіктен тұрады. Кариолеммада көптеген ұсақ тесіктер болады. Олардың саны жасушадағы түзіліс процестерінің белсенділігіне байланысты. Түзіліс процесі күшейген сайын, тесіктер саны да көбейеді. Ядро қабықшасы тесіктері арқылы жасуша цитоплазмасы мен ядро аралығында зат алмасу процесі (белоктар, көмірсулар, майлар, нуклеин қышқылдары, су, әр түрлі иондар) үздіксіз жүріп отырады, олар арқылы ядро дан цитоплазмаға және керісінше белоктар, көмірсулар, майлар, нуклеин қышқылдары, су және әртүрлі бхондар өтеді, яғни ядро мен цитоплазманаң арасында үздіксіз зат алмасу процестері жүріп жатады. Мембрананаң ішкі қабаты талшықты тор ақуыздардан тұрады, оларды ламина деп атайды. Мембрана құрылысынаң тұрақтылығын ұстап тұруда өте маңызды роль атқарады. Сыртқы мембрана эндоплазмалық ретикулумнаң мембрана сына өтеді және рибосомаларды байланастыру үшін қажетті ақуыздардан тұрады. Ядро мембранасынаң қалыңдығы 10 нм., ал перинуклеарлық кеңістіктің қалыңдығы тұрақты болмайды ( өзгеріп отрады ). Қабықшанаң жалпы қалыңдығы 6080 нм. тең. Қабықшанаң ішкі мембранасы агранулярлы болып келеді, ал сыртқы мембрана сына рибосомалар бекінеді. Ядро қабықшасы ядро мен цитоплазманаң арасындағы зат алмасуды реттеп отрады және белоктар мен липидтерді синтездеуге қабілетті ядролы - тесікті комплекс. Ядролық тесіктер – гиганты макромолекулы комплекс тер, ядро мен цитоплазма аралығында ақуыздар және рибонуклеопротеин дердің белсенді алмасуын қамтамасыз етеді. .  Фосфолипопротедтты мембрана  2. Ядро шырыны Ядроның біркелкі қоймалжың сұйық бөлігі кариоплазма деп аталады. Оның құрамына су, белок, көмірсулар, нуклеопротеидтер, витаминдер, ферменттер, минералды тұздар иондары кіреді. Кариоплазма митоз кезінде цитоплазмамен қосылып кетеді. Ол ядроның құрам бөліктерін байланыстырып тұрады. Ядро шырын сөлі ядроның құрылым аралық кеңістігін толтыратын мөлдірлеу тұтқыр сұйықтық, болып саналады. Ядро шырын сөлінің құрамында нәруыздар, ядро ферменттері, хроматин нәруыздары, бос нуклеотидтер, РНҚ-ның барлық түрлері, ядрошық пен хроматин әрекеттерінің өнімі болады. 3. Ядрошық Ядро құрамындағы қара-көк түске боялған, дөңгелек келген денешікті ядрошық деп атайды. Оның мөлшері 1 – 5 мкм, оның негізін жуандығы 60 – 80 нм жіпше торы құрайды. Ядрошықтың саны 1 – 2, кейде одан да көп болуы мүмкін. Ядрошық нуклеопротеидтен (РНҚ және белок) құралған. Онда рибосомалық РНҚ (р-РНҚ) және рибосомалар түзіледі. Ядрошықтың саны бір немесе бірнешеу болады. Ядрошықтың 15 пайызы ДНҚ мен 80 пайызы ақуыздан тұрады. Олар рибосомды нуклеин қышқылдары және рибосомаларды синтездеу қызметтерін атқарады. Митоздың (жасушаның бөлінуі) бөліну кезінде ядрошықтар жойылып кетеді және жаңа жасуша пайда бола бастағанда қайтадан синтезделе бастайды, интерфаза сатысында олардың синтезделуі толығымен аяқталады. Барлық жасушалардың ядроларында 1-ден 3-5-ке дейін жұмыр пішінді ядрошық болады. Ядрошықтар рРНҚ құрылымы туралы ақпараттар кодталған хромосомалардың белгілі үлескілерінде түзіледі. Ядрошықтарда рРНҚ және рибосомалар түзіледі де, соңынан цитоплазмаға өтеді.   4. Хроиатин,хромосомалар Хроматин дегеніміз - ДНҚ және нәруыздары бар ядроның жіп тәрізді құрылымы. Ол хромосомалардың шиыршықтана ширатылған және тығыз үлескісі болып есептеледі. Хромосомадан бірінші реттік кермеленуді немесе центромерді ажыратып көруге болады, ол хромосоманы екі иыққа бөледі. Ағзаның тәндік (жынысқа жатпайтын) жасушалардың барлығындағы хромосома саны бірдей, қосарлы, ал жыныс жасушаларында хромосомалар екі есе аз - жеке жиынтық болады. Бір түрге жататын ағзалардың барлығының жасушаларындағы хромосомалардың құрылысы, саны мен мөлшері бірдей. Ағзаның тәндік жасушаларының хромосомаларының барлық белгілерінің жиынтығы кариотип деп аталады. Ағзалар түрінің көпшілігінде хромосомалар саны тақ болып келеді. Тәндік жасушаларда пішіні мен мөлшері бірдей екі хромосома болады, оның біреуі - аналық ағзадан, екіншісі - аталық ағзадан тұрады. Сондықтан пішіні, мөлшері және құрамы бойынша бірдей хромосомалар ұқсас хромосомалар деп аталады. Тәндік жасушаның екі еселенген хромосома жиынтығы диплоидты хромосома деп аталып, 2n арқылы белгіленеді. Хромосомалардың морфологиясы және көлемі. Хромосомалардың жалпы морфологиясы оларды ең қысқарған және экватор жазықтығында орналасқан метафаза немесе анафазаның бастапқы стадиясында жақсы байқалады. Бұл кезде хромосомалар жақсы көрінеді, олар пішіні мен үлкендігі жөнінен айрықшаланады (сурет). Әр хромосоманың формасы негізінен алғашқы тартылыс кезінде анықталады, ол жерде центромера бо-лады. Әр түрлі хромосомолардағы центромераның орны түрліше болады, бірақ ол әр хромосоманың өзіне тән және тұрақты болады. Центромера хромосоманың ең ұшында болмайды деп бол-жайдьц Хромосомалардың ең үшындағы сеғменттері теломера ' деп аталады./Хромосоманың центромераға жақын орналасқан. учаскесін проксимальді, қашығырақ учаскесін дистальды деп атайды. Хромосомада алғашқы тартылыстан өзге, ұршық жіпшелерімен байланыссыз екінші тартылыс болуы мүмкін, (сурет). Хромосомадағы бұл тартылыс ядрошықтың қалыптасуымен байланыстьу оны ядрошық уйымдастырушы деп атайды. ;Хромосоманың бұл учаскесінің құрылысы күрделі екені анықталды және рибосомалық РНК синтезіне жауапты.ІЕкінші тартылыс кейде өте ұзын болуы мүмкін, ондай жағдайда ол тартылыс хромосоманың негізгі денесінен шағын учаскені бөліп тұрады, ол спутник деп аталады Мұндай хромосомалар спутникті деп аталады / (2-сурет, 6). Жоғарыда айтылғандай, метафаза кезінде хромосомаларды полюске тарататын центромераға ұршық жіпшелері бекітіледі. Егер хромосоманың центромерсіз учаскесі (ацентрлік фрагмент) бүзылса, ол репродукциялана алуға қабілетті, бірақ центромераны қалпына келтіре алмайды. Центромерасы болмағандықтан, мұндай ацентрлік фрагмент ориентация жасай алмайды, сондықтан клетка бөлінуі кезінде көбінесе жойылып кетеді.  сурет. Метафазалық хромосомалар типі: 1— метацентрлік (екі бөлігі бірдей); 2—субметацентрлік; 3— акроцентрлік (екі белігі мүлде бірдей емес); 4— телоцентрлік (екінші бөлігі ;қоқ) хромосома; 5— екінщі тартылыстіл дентрлік хромосома; б— спутникті хромосома. Ашық түсті дөңгелектер арұқылы центромера көрсетілген.  Фрагментцентромерасымен басқа хромосомаға байланысса ғана сақталады. Алайда таякша тәріздес хромосомалар да белгілі, ұршық жіпшелері оның бүкіл денесінің ұзына бойына жалғасады. Мұндай хромосомалардың диффузды центромерасы болады. Мұндай жағдайда бөлек қалған хромосома фрагменттері анафазаға бір қалыпты ажырауы мүмкін. Бүл құбылыстың та-биғаты әлі жете зерттелмеген. Хромосомалардын, морфологиясы ғана емес, үлкендігі де әр түрлі. Олардың ұзындығы 0,2—50 мкм аралығында; диаметрі 0,2—5 мкм (немесе 20—50 нм). Алайда белгілі бір хромосоманын, ұзындығы біршама түрақты. Жіктеп бояуға мүмкіндік беретін хромосоманы бояудың жаңа әдістерін қолдану, яғни хромосоманың боялған және боялмаған бөліктерінің заңды кезектесуін — диаметрі әр түрлі дискілерін анықтау, әр хромосомаға дәл сипаттама беруге яғни хромосоманың жеке-даралығын анықтауға мүмкіндік берді (3-сурет). Сонымен әр клеткада хромосомалардың формасын, үлкендігін және жіктеліп боялуын қарастырған кезде олардың бәрін өзара ұқсатуға болады. Ал зерттеп білуді жеңілдету үшін, әр-қайсысын ажыратып нөмірлеу керек. Мысалы, адам хромосома-лары (28-тарауды қараңыз) және бірқатар басқа организм хромосовдалары осылай істелген. Хромосомалардың құрылымы. Бөлінетін клеткалардағы хро-мосомалардың құрылымы профазада көріне бастайды. Жоғарыда айтылғандай, алғашқы профазада хромосомалар қосарланған жіңішке жіп (сіңлілі хроматидтер.) тәріздес болады. Метафаза стадиясында хромосомалардың 4 жіпшеден тұратыны кейде жарық микроскопынан кәрінеді, олар жартыхроматидтер деп аталады. Жартыхроматидтер хромосома қүрылымындағы ең қарапайым ұсақ бөлік емес екені электрондық микроскоп кемегімен анықталды. Әр хромосоманың өзі хромонема деп аталатын кептеген жіпшелерден құралады деген гипотеза айтылып жүр. Рентгеноструктуралық анализ мәліметтері бойынша ең жіңішке жіпшенің диаметрі 3 ым шамасындай болады. Хромосоманың кептеген жіпшелерден қүұралған құрылымы 4-суреттен жақсы көрінеді. Осы модельге сәйкес хромосомадағы жіпшелердің жалпы саны 64.  Бір жіпшенің дисшетрі НМ: 20 -25 НМ сурет. Метафазалық хромосома  сурет. Хромосоманьщ мпкроскоптық, субмикроскоптык, және молекулалық қурылымының схемасы (көп жіпшелі моделі) Сол сияқты екінші гипотеза да белгілІ, ол бойынша хромо-сомалар бір ғана жіптен тұрады, сол жіптің спиральдануы және бүктелуі нәтижесінде политенді құрылым қалыптасады (су-рет). Әр түрлі организмдер клеткасының ядросында ұзындығы 1—22 мм жететін ДНҚ молекуласының үздіксіздігі осы соңғы гипотезаны қоштайды.  сурет. Хромосоманың бір жиішелі құрылым схемасы (қабаттасқан жіпше); 1— репродукция ироцесі кезіндегі ннтерфазалың хромосома; 2—метафазалыңхромосома. Бұл жағдай метафазада ДНҚ-ның 100—500 есеге дейін «тығыздала» (спирализация, коиденсация) түсетінін көрсетеді. Жіпшелердің қабаттасып бүктелу моделі классикалық генетиканың мәліметтерімен де үйлеседі (9, 21-тарауды қараңыз). Алғашқы гипотеза тіпті расталмаған күннің өзінде хромосомадағы қүрылым иерархиясын түсінуге мүмкіндік береді. Митоз циклінде хромосома жуандығы езгеріп отырады. Мысалы, профазада жіқішке хромосомалар жуандай, жинақтала бастайды. Метафазада олар жуандап қысқарған дейін болып керінеді. Интерфазалық жасуша ядросы хроматин дәншелерінен (хромосомалардың көрінетін бөліктері), ядрошықтан, нуклеоплазмадан (кариоплазма — ядро сөлі) және нуклеолеммадан (кариолема) тұрады. Сыртқы және ішкі жарғақтардан құралған нуклеолеммада цитоплазмамен қатысатын диаметрі 80-90 нм тесіктер болады. Интерфазалық хроматин дәншелері хромосомалардың микроскоппен көрінетін бөліктері. Хромосомалардың таратылған, нашар боялатын және белсенді қызмет атқаратын бөліктерін — эухроматин, ал ширатылып жақсы боялатын, енжар қызмет атқаратын бөліктерін гетерохроматин деп атайды. Хромосомалар тұқымқуалаушылық қасиеттерді ұрпақтан-ұрпаққа жеткізетін құрылым. Олар дезоксирибонуклеопротеидтерден тұрады. Ядрошық дөңгелек келген, диаметрі 1-5 мкм денешік. Ядрошықта рибосомалар түзіледі. Кариоплазма ядроның біркелкі боялған қоймалжың бөлігі. Кариоплазма құрамында нуклеин қышқылдары мен протеиндерді түзуге керекті нуклеопротеидтер, гликопротеидтер және әртүрлі ферменттер болады.[1] Хромосомалардың ұзына бойына жіктеліп дифференциялануына ерекше назар аудару керек.Профазада хромосомалардың бүкіл ұзына бойына қарайып боялатын дәндер, яки хромомералар байқалатыны жоғарыда ай-  сурет. Хромонеманың митоздық циклде спиралдану схемасы: 1—интерфаза, хромоыемалар әлсіз спиралданған (қалдың спиралдар); 2, 3, 4—про-фаза, хромоыема спиралдануының күшеюі екі хроматидтің түзілуі; 5— прометафа-за, төрт жярты хроматидтің көрінісі; 6— метафаза, ең кушті спиралдануы, мүнда үлкен спиральда, кіші сииральда байңалады; 7— анафаза; 8—■ телофаза (жас хро-мосомалардьщ біреуі) хромонеманың деспиралдануы (дөңгелектермен центромералар көроетілген).тылған еді. Олардың әр хромосомада орналасу орны тұрақты және әр хромосомада ол әр түрлі болады. Хромосоманың бұл таспиқ тәріздес жуантық жері ең алдымен спиральданатын хромонемалардын, белігі. байланысты деп жобалайды  сурет. Жеке нуклеотидтің (жоғарғысы) және ДНК жеке тізбегінің құрылысы ф— фосфор кыпщылының ңалдығы; Д— дезоксирибо-за; Л— пуриндік немесе пиримидиндік негіз. Хромосомалардың химиялық құрамы. Хромосомалардың химиялық құрамын зерттеу, олардың негізінде нуклеопротеидтерден (90—92%) тұ-ратынын көрсетті. Нуклеопротеидтер дезоксирибонуклеин қышқылынан (ДНК) және белок гистоннан (немесе протаминнен) тұрады. Хромосомада бұдан өзге РНҚ, біраз мөлшерде кальций, магний, темір т. б. иондарды және кейде РНҚ комплексін түзетін гистонды емес белоктар болады. ДНК өзінің табиғаты бойынша биологиялық полимер болып табылады, оның құрылымы күрделі құрылысты таспа сияқты. ДНҚ-ның молекулалық массасы 7-Ю6—100• 106Д шамасына жетеді. ДНҚ молекуласы кезектесіп отыратын мономер бірлігінен дезоксирибо-нуклеотидтерден құрылады. Әр нуклеотидтің құрамына гетероциклді азот-ты негіз (пуринді немесе пиримидинді), дезоксирибоза қанты және фосфор қышқылының қалдығы кіреді (10-су-рет). Басым көпшілік дезоксирибонук-леоидтер құрамына универсалды таралған гетероциклді негіздер: пурин туындылары — аденин мен гуанин және пкримидин туындылары — щітозин мен тимын кіреді.  сурет. ДНҚ кос спира-лыныц кұрылым схемасы (Уотсон — Крик моделі) біртектес екенін байқаймыз. ДНҚ-ның бір молекуласында екі полинуклеотидтер тізбегі оң жаққа қарай бұралған екі спираль (бұрандалы баспалдақ сияқты) болып біріккен, бүл кезде екі тізбектің де п-рин және пиримидин негіздері спиральдар бұрандасының аралығындағы кеңістікте болып шығады. Негіздер өзара сутекті байланыстар арқылы жалғасқан. Қалыпты жағдайда бір тізбектегі пурин негіздерге екінші тізбектегі пиримидин негіздегі сәйкес келеді және керісінше атап айтқанда: аденин әрқашанда тиминмен, гуанин цитозинмен байланысты болады. Сәйтіп ДНК-ның екі жіпшесі бірін-бірі өзара толықтырып отырады, ол комплементарлық деп аталады. ДНҚ-ның қос спиральды құрылым схемасы суретте берілген.    Молекуласының қосарлануының жартылай консервативті механизмін бейнелейтін схема: 1—ДНК молекуласының бастапңы учаскесі; 2— азотты негіздердің екі тізбегі ара-сындағы сутекті байланыстардың үзілуі; 3—ңоршаған орта нуклеотидтерінен (су-ретте — ңара түсті) комплементарлы тізбектердің түзілуі, нуклеотидтер байланысңан кезде пирофосфат бөлініп шығады (ф—ф); 4—екі жас ДНК молекуласы. Азотты иегіздер әріптермен белгіленген: А— аденин, Т— тимин, Г—■ гуанин, Д— цитозин.  сурет: Митоз кезінде бастапқы (тұтасқан сызықпен белгіленген) және репликацияланған (үзік сызықпен белгіленген) хроматид пен хромонема-лар. Лекция бойынша берілген бақылау сұрақтары. 1.Ядро қабықшасы 2.Ядро шырыны Таблица.
Практика бойынша берілген бақылау сұрақтары. 1.Ядрошық Таблица.
СОӨЖ бойынша берілген бақылау сұрақтары. 1.Хромосомдар Таблица.
|