Բակտերիան առանց միջուկի բջիջ է: Առանց միջուկային բջիջներ. կառուցվածքային առանձնահատկություններ, օրինակներ Կենդանիներն ունեն բջջի միջուկ

Բոլորը գիտեն, որ մարդիկ էուկարիոտներ են: Սա նշանակում է, որ նրա բոլոր բջիջներն ունեն օրգանել, որը պարունակում է ողջ գենետիկական ինֆորմացիան՝ միջուկը։ Այնուամենայնիվ, կան բացառություններ. Կա՞ն արդյոք մարդու մարմնում միջուկազերծ բջիջներ և ի՞նչ նշանակություն ունեն դրանք կյանքի համար։

Միջուկավորված մարդկային բջիջներ

Նրանք չեն կարող համեմատվել պրոկարիոտների հետ, որոնք ունեն բնորոշ կառուցվածք։ Ինչպիսի՞ միջուկային բջիջներ են դրանք: Արյան բջիջներում միջուկ չկա՝ էրիթրոցիտներ։ Այս օրգանելի փոխարեն դրանք պարունակում են նյութերի բարդ քիմիական համալիր, որը թույլ է տալիս նրանց կատարել օրգանիզմի համար ամենակարեւոր գործառույթները։ Արյան թրոմբոցիտները՝ թրոմբոցիտները և լիմֆոցիտները, նույնպես միջուկից զերծ բջիջներ են: Բջիջներում, որոնք կոչվում են ցողունային բջիջներ, միջուկ չկա: Վերոնշյալ բոլոր կառույցներն ունեն ևս մեկ ընդհանուր առանձնահատկություն. Քանի որ նրանք չունեն միջուկ, նրանք չեն կարողանում վերարտադրվել: Սա նշանակում է, որ առանց միջուկային բջիջները, որոնց օրինակները բերվել են, իրենց ֆունկցիան կատարելուց հետո մահանում են, իսկ մասնագիտացված օրգաններում նորերը ձևավորվում են։

Արյան կարմիր բջիջները

Հենց նրանք են որոշում մեր արյան գույնը։ Անուկլեյտային կարմիր արյան բջիջներն ունեն անսովոր ձև՝ երկգոգավոր սկավառակ, որը զգալիորեն մեծացնում է դրանց մակերեսը՝ լինելով համեմատաբար փոքր չափերով: Բայց նրանց թիվը պարզապես զարմանալի է՝ 1 քառ. Կան մինչև 5 միլիոն մմ արյուն: Արյան կարմիր բջիջը միջինում ապրում է մինչև չորս ամիս, որից հետո մահանում է և չեզոքացվում փայծաղում և լյարդում։ Կարմիր ոսկրածուծում ամեն վայրկյան նոր բջիջներ են ձևավորվում։

Արյան կարմիր բջիջների գործառույթները

Ի՞նչ են պարունակում միջուկից զերծ այս բջիջները միջուկի փոխարեն: Այս նյութերը կոչվում են հեմ և գլոբին: Առաջինը երկաթ պարունակող է։ Այն ոչ միայն կարմիր է դարձնում արյունը, այլև թթվածնի և ածխաթթու գազի հետ անկայուն միացություններ է առաջացնում։ Գլոբինը սպիտակուցային նյութ է։ Նրա մեծ մոլեկուլը պարունակում է հեմ, որը պարունակում է լիցքավորված երկաթի իոն։ Ըստ գործողության մեխանիզմի՝ այս բջիջները կարելի է համեմատել միկրոավտոբուսի հետ։ Թոքերում թթվածին են ավելացնում։ Արյան հոսքով այն տարածվում է բոլոր բջիջների վրա և ազատվում այնտեղ։ Թթվածնի մասնակցությամբ տեղի է ունենում օքսիդացման գործընթացը օրգանական նյութերէներգիայի որոշակի քանակի արտազատմամբ, որը մարդն օգտագործում է կյանքի գործունեությունը իրականացնելու համար։ Ազատված տարածքը անմիջապես զբաղեցնում է ածխաթթու գազը, որը շարժվում է հակառակ ուղղությամբ՝ դեպի թոքեր, որտեղ այն արտաշնչվում է։ Այս գործընթացը կյանքի անհրաժեշտ պայման է։ Եթե ​​թթվածինը չի հասնում բջիջներին, դրանք աստիճանաբար մահանում են։ Սա կարող է վտանգավոր լինել ամբողջ օրգանիզմի կյանքի համար:

Կարմիր արյան բջիջները կատարում են մեկ այլ կարևոր գործառույթ. Նրանց թաղանթների վրա կա մի սպիտակուցային մարկեր, որը կոչվում է Rh գործոն: Այս ցուցանիշը, ինչպես արյան խումբը, շատ կարևոր է արյան փոխներարկման, հղիության, դոնորության և վիրահատության ժամանակ։ Այն պետք է տեղադրվի, քանի որ անհամատեղելիության դեպքում կարող է առաջանալ այսպես կոչված Rh կոնֆլիկտ։ Դա պաշտպանիչ ռեակցիա է, բայց կարող է հանգեցնել պտղի կամ օրգանների մերժման:

Վատ սնունդը, վատ սովորությունները և աղտոտված օդը կարող են հանգեցնել արյան կարմիր բջիջների ոչնչացմանը։ Արդյունքում առաջանում է լուրջ հիվանդություն, որը կոչվում է անեմիա կամ անեմիա։ Այս դեպքում անձը զգում է գլխապտույտ, թուլություն, շնչառության շեղում, ականջների զնգոց։ Թթվածնի պակասը բացասաբար է անդրադառնում մարդու ֆիզիկական և մտավոր գործունեության վրա։ Հատկապես վտանգավոր է հղիության ժամանակ։ Եթե ​​պորտալարի միջոցով պտղի անբավարար թթվածինը չի հասնում, դա կարող է հանգեցնել նրա զարգացման լուրջ խնդիրների։

Թրոմբոցիտների կառուցվածքը

Թրոմբոցիտները՝ միջուկային բջիջները, կոչվում են նաև արյան թրոմբոցիտներ։ Իրենց ոչ ակտիվ վիճակում նրանք իրականում ունեն հարթ ձև, որը նման է ոսպնյակի: Բայց երբ անոթները վնասվում են, դրանք ուռչում են, կլորանում և ձևավորում են արտաքին շերտի անկայուն ելքեր՝ պսևդոպոդիաներ։ Թրոմբոցիտները ձևավորվում են կարմիր ոսկրածուծում և երկար չեն ապրում՝ մինչև 10 օր՝ չեզոքանալով փայծաղում։

Արյան թրոմբի ձևավորման գործընթացը

Արյան թրոմբոցիտների մատրիցը պարունակում է թրոմբոպլաստին կոչվող ֆերմենտ: Երբ արյան անոթների ամբողջականությունը խախտվում է, այն հայտնվում է պլազմայում։ Արյան պրոտոմբինն իր գործողությամբ վերածվում է իր ակտիվ ձևի՝ իր հերթին ազդելով ֆիբրինոգենի վրա։ Արդյունքում այս նյութը դառնում է անլուծելի։ Այն վերածվում է սպիտակուցի ֆիբրինի։ Նրա թելերը սերտորեն փոխկապակցված են և արյան թրոմբ են կազմում։ Արյան մակարդման պաշտպանիչ ռեակցիան կանխում է արյան կորուստը: Սակայն անոթի ներսում թրոմբի առաջացումը շատ վտանգավոր է։ Սա կարող է հանգեցնել դրա պատռման և նույնիսկ մարմնի մահվան: Արյունահոսության խանգարումը կոչվում է հեմոֆիլիա: Այս ժառանգական հիվանդությունը բնութագրվում է թրոմբոցիտների անբավարար քանակով և հանգեցնում է արյան ավելորդ կորստի։

Ցողունային բջիջներ

Այս անուկլեատ բջիջները մի պատճառով կոչվում են ցողունային բջիջներ: Նրանք իսկապես հիմք են բոլոր մյուսների համար: Դրանք նաև կոչվում են «գենետիկորեն մաքուր»: Ցողունային բջիջները հայտնաբերված են բոլոր հյուսվածքներում և օրգաններում, բայց ոսկրածուծը պարունակում է դրանք ամենաշատը: Նրանք օգնում են վերականգնել ամբողջականությունը, որտեղ դա անհրաժեշտ է: Ցողունները ոչնչացնելիս վերածվում են ցանկացածի: Թվում է, թե նման կախարդական մեխանիզմով մարդը պետք է հավերժ ապրի։ Ինչու՞ դա տեղի չի ունենում: Բանն այն է, որ տարիքի հետ զգալիորեն նվազում է ցողունային բջիջների տարբերակման ինտենսիվությունը։ Նրանք այլեւս չեն կարողանում վերականգնել վնասված հյուսվածքը։ Բայց կա ևս մեկ վտանգ. Մեծ է հավանականությունը, որ ցողունային բջիջները վերածվեն քաղցկեղի, ինչն անխուսափելիորեն կհանգեցնի ցանկացած կենդանի օրգանիզմի մահվան։

Միջուկային բջիջներ. օրինակներ և տարբերություններ

Բնության մեջ անուկլեատ բջիջները բավականին տարածված են: Օրինակ՝ կապտականաչ ջրիմուռներն ու բակտերիաները պրոկարիոտ են։ Սակայն, ի տարբերություն միջուկից զերծ մարդկային բջիջների, դրանք չեն մահանում դրանց ավարտից հետո կենսաբանական դեր. Փաստն այն է, որ պրոկարիոտներն ունեն գենետիկ նյութ։ Հետեւաբար, նրանք ունակ են բաժանման, որը տեղի է ունենում միտոզի միջոցով։ Արդյունքում ձևավորվում է մայր բջջի երկու գենետիկական օրինակ։ Պրոկարիոտները ներկայացված են շրջանաձև ԴՆԹ մոլեկուլով, որը կրկնապատկվում է մինչև բաժանումը: Միջուկի այս անալոգը կոչվում է նաև նուկլեոիդ։ Բույսերում կենդանի բջիջները միջուկային չեն.

Այսպիսով, միջուկից զերծ մարդկային բջիջներն ի վիճակի չեն բաժանվելու, ուստի դրանք գոյություն ունեն կարճ ժամանակով մինչև իրենց գործառույթը կատարելը: Սրանից հետո դրանք քայքայվում են և ներբջջային մարսվում։ Դրանք ներառում են ձևավորված տարրեր (արյան կարմիր բջիջներ), արյան թրոմբոցիտներ (թրոմբոցիտներ) և ցողունային բջիջներ:

Բջջի միջուկը բոլոր բույսերի և կենդանական բջիջների հիմնական բաղադրիչներից մեկն է, որը անքակտելիորեն կապված է փոխանակման, ժառանգական տեղեկատվության փոխանցման և այլնի հետ:

Բջջի միջուկի ձևը տատանվում է կախված բջիջի տեսակից: Կան օվալաձև, գնդաձև և անկանոն ձև- պայտաձև կամ բազմաբնույթ բջջային միջուկներ (լեյկոցիտներում), ուլունքաձև բջջային միջուկներ (որոշ թարթիչներով), ճյուղավորված բջջային միջուկներ (միջատների գեղձային բջիջներում) և այլն: Բջջային միջուկի չափերը տարբեր են, բայց սովորաբար լինում են. կապված ցիտոպլազմայի ծավալի հետ: Բջիջների աճի ժամանակ այս հարաբերակցության խախտումը հանգեցնում է բջիջների բաժանման։ Բջջային միջուկների թիվը նույնպես տարբեր է. բջիջների մեծ մասն ունի մեկ միջուկ, թեև հայտնաբերվում են երկմիջուկային և բազմամիջուկային բջիջներ (օրինակ՝ լյարդի և ոսկրածուծի որոշ բջիջներ): Բջջի միջուկի դիրքը բնորոշ է բջիջների յուրաքանչյուր տեսակին: Սերմային բջիջներում միջուկը սովորաբար գտնվում է բջջի կենտրոնում, բայց կարող է շարժվել, երբ բջիջը զարգանում է և ցիտոպլազմում ձևավորվում են մասնագիտացված տարածքներ կամ պահուստային նյութեր կուտակվում են դրանում:

Բջջային միջուկում առանձնանում են հիմնական կառուցվածքները՝ 1) միջուկային թաղանթը (միջուկային թաղանթ), որի ծակոտիների միջոցով տեղի է ունենում փոխանակում բջջի միջուկի և ցիտոպլազմայի միջև [կան ապացույցներ, որոնք ցույց են տալիս, որ միջուկային թաղանթը (բաղկացած է երկու շերտից. ) շարունակաբար անցնում է էնդոպլազմիկ ցանցի թաղանթների մեջ (տես) և Գոլջիի համալիրի մեջ]; 2) միջուկային հյութ կամ կարիոպլազմ՝ կիսահեղուկ, թույլ ներկված պլազմատիկ զանգված, որը լցնում է բոլոր բջջային միջուկները և պարունակում է միջուկի մնացած բաղադրիչները. 3) (տես), որոնք չբաժանվող միջուկում տեսանելի են միայն մանրադիտակի հատուկ մեթոդների օգնությամբ (չբաժանվող բջջի ներկված հատվածի վրա քրոմոսոմները սովորաբար նման են մուգ շղթաների և հատիկների անկանոն ցանցի, որոնք միասին կոչվում են. ); 4) մեկ կամ մի քանի գնդաձև մարմիններ՝ նուկլեոլներ, որոնք բջջի միջուկի մասնագիտացված մասն են և կապված են ռիբոնուկլեինաթթվի և սպիտակուցների սինթեզի հետ։

Բջջի միջուկն ունի բարդույթ քիմիական կազմակերպություն, որում ամենակարեւոր դերը խաղում են նուկլեոպրոտեինները՝ սպիտակուցների հետ համակցման արտադրանքը։ Բջջի կյանքում կա երկու հիմնական շրջան՝ ինտերֆազ, կամ նյութափոխանակություն, և միտոտիկ, կամ բաժանման շրջան։ Երկու շրջաններն էլ բնութագրվում են հիմնականում բջջի միջուկի կառուցվածքի փոփոխություններով։ Ինտերֆազում բջջի միջուկը գտնվում է հանգստի վիճակում և մասնակցում է սպիտակուցի սինթեզին, ձևավորման կարգավորմանը, սեկրեցիայի գործընթացներին և բջջի այլ կենսական գործառույթներին։ Բաժանման ժամանակահատվածում փոփոխություններ են տեղի ունենում բջջային միջուկում, ինչը հանգեցնում է քրոմոսոմների վերաբաշխման և դուստր բջիջների միջուկների ձևավորմանը. ժառանգական տեղեկատվությունայդպիսով միջուկային կառույցների միջոցով փոխանցվում է նոր սերնդի բջիջներին:

Բջջային միջուկները բազմանում են միայն բաժանման միջոցով, իսկ շատ դեպքերում բջիջներն իրենք էլ են բաժանվում։ Սովորաբար դրանք տարբերակում են՝ բջջի միջուկի ուղղակի բաժանումը կապակցման միջոցով՝ ամիտոզ և բջջային միջուկների բաժանման ամենատարածված մեթոդը՝ բնորոշ անուղղակի բաժանում, կամ միտոզ (տես)։

Իոնացնող ճառագայթման և որոշ այլ գործոնների գործողությունը կարող է փոխել միջուկում պարփակված բջիջը գենետիկ տեղեկատվություն, որը հանգեցնում է միջուկային ապարատի տարբեր փոփոխությունների, որոնք երբեմն կարող են հանգեցնել հենց բջիջների մահվան կամ ժառանգական անոմալիաների առաջացմանը (տես Ժառանգականություն, հետևաբար, բջջի միջուկի կառուցվածքի և գործառույթների ուսումնասիրություն): քրոմոսոմային հարաբերությունների և հատկությունների ժառանգականության միջև, որը ցիտոգենետիկայի առարկա է, ունի էական նշանակություն. գործնական նշանակությունբժշկության համար (տես):

Տես նաև Բջջ.

Բջջի միջուկն ամենակարևորն է բաղադրիչբոլոր բուսական և կենդանական բջիջները.

Միջուկ չունեցող կամ վնասված կորիզ ունեցող բջիջը չի կարողանում նորմալ կատարել իր գործառույթները: Բջջի միջուկը, ավելի ճիշտ՝ դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթուն (ԴՆԹ), որը կազմակերպված է իր քրոմոսոմներում (տես), ժառանգական տեղեկատվության կրողն է, որը որոշում է բջջի, հյուսվածքների և ամբողջ օրգանիզմի բոլոր բնութագրերը, դրա օնտոգենեզը և մարմնի արձագանքման նորմերը։ շրջակա միջավայրի ազդեցություններին: Միջուկում պարունակվող ժառանգական տեղեկատվությունը կոդավորված է ԴՆԹ-ի մոլեկուլներում, որոնք կազմում են քրոմոսոմը չորս ազոտային հիմքերի հաջորդականությամբ՝ ադենին, թիմին, գուանին և ցիտոզին: Այս հաջորդականությունն այն մատրիցն է, որը որոշում է բջջում սինթեզված սպիտակուցների կառուցվածքը։

Բջջի միջուկի կառուցվածքի նույնիսկ ամենաչնչին խանգարումները հանգեցնում են բջջի հատկությունների անդառնալի փոփոխությունների կամ մահվան: Ժառանգականության (տես) և պտղի բնականոն զարգացման համար իոնացնող ճառագայթման և բազմաթիվ քիմիական նյութերի վտանգը հիմնված է հասուն օրգանիզմի սեռական բջիջների միջուկների վնասման վրա կամ սոմատիկ բջիջներզարգացող սաղմը. Նորմալ բջիջի վերածումը չարորակի հիմնված է նաև բջջի միջուկի կառուցվածքի որոշակի խանգարումների վրա։

Բջջի միջուկի չափն ու ձևը և դրա ծավալի հարաբերակցությունը ամբողջ բջջի ծավալին բնորոշ են տարբեր հյուսվածքների։ Սպիտակ և կարմիր արյան տարրերը տարբերող հիմնական հատկանիշներից մեկը նրանց միջուկների ձևն ու չափն է։ Լեյկոցիտների միջուկները կարող են ունենալ անկանոն ձև՝ կոր-երշիկաձև, մագիլաձև կամ ուլունքաձև; վերջին դեպքում միջուկի յուրաքանչյուր հատված բարակ ցատկողով միացված է հարեւանին։ Արական հասուն սեռական բջիջներում (սպերմատոզոիդներ) բջջի միջուկը կազմում է բջիջների ընդհանուր ծավալի ճնշող մեծամասնությունը։

Մարդու և կաթնասունների հասուն էրիթրոցիտները (տես) միջուկ չունեն, քանի որ այն կորցնում են տարբերակման ընթացքում։ Նրանք ունեն սահմանափակ կյանքի տևողությունը և չեն կարողանում վերարտադրվել։ Բակտերիաների և կապույտ-կանաչ ջրիմուռների բջիջներին բացակայում է հստակ սահմանված միջուկը։ Այնուամենայնիվ, դրանք պարունակում են բջջային միջուկի բոլոր բնութագրերը քիմիական նյութեր, բաշխված դուստր բջիջների միջև բաժանման ժամանակ նույն օրինաչափությամբ, ինչ բարձրագույն բազմաբջիջ օրգանիզմների բջիջներում։ Վիրուսներում և ֆագերում միջուկը ներկայացված է մեկ ԴՆԹ մոլեկուլով։

Հանգստացող (չբաժանվող) բջիջը լուսային մանրադիտակի տակ հետազոտելիս բջջի միջուկը կարող է ունենալ մեկ կամ մի քանի միջուկներով անկառույց վեզիկուլի տեսք։ Բջջի միջուկը լավ ներկված է հատուկ միջուկային ներկերով (հեմատոքսիլին, մեթիլեն կապույտ, սաֆրանին և այլն), որոնք սովորաբար օգտագործվում են լաբորատոր պրակտիկայում։ Օգտագործելով ֆազային կոնտրաստ սարք, բջջային միջուկը կարող է հետազոտվել ինտրավիտացիոն եղանակով: IN վերջին տարիներինԲջջային միջուկում տեղի ունեցող գործընթացներն ուսումնասիրելու համար լայնորեն կիրառվում են միկրոկինեմատոգրաֆիան, պիտակավորված C14 և H3 ատոմները (ավտորադիոգրաֆիա) և միկրոսպեկտրոֆոտոմետրիան։ Վերջին մեթոդը հատկապես հաջողությամբ օգտագործվում է միջուկում ԴՆԹ-ի քանակական փոփոխություններն ուսումնասիրելու ընթացքում կյանքի ցիկլըբջիջները. Էլեկտրոնային մանրադիտակը բացահայտում է մանրամասներ նուրբ կառուցվածքհանգստացող բջջի միջուկներ, որոնք հնարավոր չէ հայտնաբերել օպտիկական մանրադիտակի տակ (նկ. 1):

Բրինձ. 1. Բջջի կառուցվածքի ժամանակակից դիագրամ, որը հիմնված է էլեկտրոնային մանրադիտակի դիտարկումների վրա. 1 - ցիտոպլազմա; 2 - Golgi ապարատ; 3 - ցենտրոսոմներ; 4 - էնդոպլազմային ցանց; 5 - միտոքոնդրիա; 6 - բջջային թաղանթ; 7 - առանցքային պատյան; 8 - միջուկ; 9 - միջուկ:

Բջիջների բաժանման ժամանակ՝ կարիոկինեզ կամ միտոզ (տես) - բջջային միջուկը ենթարկվում է մի շարք բարդ փոխակերպումների (նկ. 2), որոնց ընթացքում նրա քրոմոսոմները դառնում են հստակ տեսանելի։ Նախքան բջիջների բաժանումը, միջուկի յուրաքանչյուր քրոմոսոմ սինթեզում է նույնը միջուկային հյութում առկա նյութերից, որից հետո մայր և դուստր քրոմոսոմները շեղվում են բաժանվող բջջի հակառակ բևեռներում: Արդյունքում յուրաքանչյուր դուստր բջիջ ստանում է նույն քրոմոսոմային հավաքածուն, ինչ մայր բջիջը, և դրա հետ մեկտեղ նրանում պարունակվող ժառանգական տեղեկատվությունը։ Միտոզը ապահովում է միջուկի բոլոր քրոմոսոմների իդեալական ճիշտ բաժանումը երկու հավասար մասերի։

Միտոզը և մեյոզը (տես) ժառանգականության երևույթների օրինաչափություններն ապահովող կարևորագույն մեխանիզմներն են։ Որոշ պարզ օրգանիզմներում, ինչպես նաև կաթնասունների և մարդու բջիջների պաթոլոգիական դեպքերում, բջջային միջուկները բաժանվում են պարզ սեղմման կամ ամիտոզի միջոցով։ Վերջին տարիներին ցույց է տրվել, որ նույնիսկ ամիտոզի ժամանակ տեղի են ունենում գործընթացներ, որոնք ապահովում են բջջի միջուկի բաժանումը երկու հավասար մասերի։

Անհատի բջջի միջուկում քրոմոսոմների ամբողջությունը կոչվում է կարիոտիպ (տես): Տվյալ անհատի բոլոր բջիջներում կարիոտիպը սովորաբար նույնն է։ Բազմաթիվ բնածին անոմալիաներ և դեֆորմացիաներ (Դաուն, Քլայնֆելտեր, Թերներ-Շերեշևսկու համախտանիշներ և այլն) առաջանում են. տարբեր խանգարումներկարիոտիպ, որն առաջացել է կամ սաղմի առաջացման վաղ փուլերում կամ սեռական բջջի հասունացման ժամանակ, որից առաջացել է աննորմալ անհատը։ Բջջի միջուկի քրոմոսոմային կառուցվածքների տեսանելի խանգարումների հետ կապված զարգացման անոմալիաները կոչվում են քրոմոսոմային հիվանդություններ (տես Ժառանգական հիվանդություններ)։ Տարբեր քրոմոսոմային վնասվածքներ կարող են առաջանալ ֆիզիկական կամ քիմիական մուտագենների ազդեցությամբ (նկ. 3): Ներկայումս քրոմոսոմային հիվանդությունների վաղ ախտորոշման և որոշ հիվանդությունների պատճառաբանությունը պարզելու համար օգտագործվում են մեթոդներ, որոնք հնարավորություն են տալիս արագ և ճշգրիտ հաստատել մարդու կարիոտիպը:

Բրինձ. 2. Մարդու հյուսվածքների կուլտուրայի բջիջներում միտոզի փուլերը (փոխպատվաստվող շտամ HEp-2). 1 - վաղ պրոֆազ; 2 - ուշ պրոֆազ (միջուկային մեմբրանի անհետացում); 3 - մետաֆազ (մայր աստղի փուլ), վերևի տեսք; 4 - մետաֆազ, կողային տեսք; 5 - անաֆազ, քրոմոսոմային դիվերգենցիայի սկիզբ; 6 - անաֆազ, քրոմոսոմներն առանձնացել են. 7 - տելոֆազ, դուստր պարույրների փուլ; 8 - տելոֆազ և բջջային մարմնի բաժանում:

Բրինձ. 3. Իոնացնող ճառագայթման և քիմիական մուտագենների հետևանքով առաջացած քրոմոսոմների վնաս. 1 - նորմալ տելոֆազ; 2-4 - թելոֆազներ կամուրջներով և բեկորներով մարդու սաղմնային ֆիբրոբլաստներում, որոնք ճառագայթված են ռենտգենյան ճառագայթներով 10 ռ դոզանով; 5 և 6 - նույնը ծովախոզուկի արյունաստեղծ բջիջներում; 7 - քրոմոսոմային կամուրջ մկնիկի եղջերաթաղանթի էպիթելիում, որը ճառագայթված է 25 ռ դոզանով; 8 - մարդու սաղմնային ֆիբրոբլաստներում քրոմոսոմների մասնատում նիտրոզոէթիլուրայի ազդեցության արդյունքում:

Բջջային միջուկի կարևոր օրգանելը՝ նուկլեոլը, քրոմոսոմների կենսագործունեության արդյունք է։ Այն արտադրում է ռիբոնուկլեինաթթու (ՌՆԹ), որը էական միջանկյալ նյութ է յուրաքանչյուր բջջի կողմից արտադրվող սպիտակուցների սինթեզում։

Բջջի միջուկը շրջապատող ցիտոպլազմայից (տես) առանձնացված է թաղանթով, որի հաստությունը կազմում է 60-70 Å։

Մեմբրանի ծակոտիների միջոցով միջուկում սինթեզված նյութերը մտնում են ցիտոպլազմա։ Միջուկային թաղանթի և նրա բոլոր օրգանելների միջև տարածությունը լցված է կարիոպլազմով, որը բաղկացած է հիմնական և թթվային սպիտակուցներից, ֆերմենտներից, նուկլեոտիդներից, անօրգանական աղերից և այլ ցածր մոլեկուլային միացություններից, որոնք անհրաժեշտ են բջջի միջուկի բաժանման ժամանակ դուստր քրոմոսոմների սինթեզի համար:

Կենսաբանությունը ուսումնասիրում է Երկիր մոլորակի ողջ կյանքը՝ սկսած Երկրի գլոբալ էկոհամակարգից՝ կենսոլորտից, վերջացրած ամենափոքր կենդանի մասնիկներով՝ բջիջներով: Կենսաբանության այն ճյուղը, որը զբաղվում է բջիջներով, կոչվում է «բջջաբանություն»: Նա ուսումնասիրում է բոլոր կենդանի բջիջները, որոնք միջուկային են և ոչ միջուկային:

Միջուկի նշանակությունը բջջի համար

Ինչպես անունն է հուշում, անուկլեատ բջիջները միջուկ չունեն։ Դրանք բնորոշ են պրոկարիոտներին, որոնք իրենք էլ այդպիսի բջիջներ են։ Էվոլյուցիայի տեսության կողմնակիցները կարծում են, որ էուկարիոտիկ բջիջները առաջացել են պրոկարիոտային բջիջներից։ Կյանքի զարգացման մեջ էուկարիոտների հիմնական տարբերությունը բջջային միջուկն էր: Բանն այն է, որ միջուկները պարունակում են ժառանգական ողջ ինֆորմացիան՝ ԴՆԹ: Հետեւաբար, էուկարիոտիկ բջիջների համար միջուկի բացակայությունը սովորաբար նորմայից շեղում է: Այնուամենայնիվ, կան բացառություններ.

Պրոկարիոտիկ օրգանիզմներ

Միջուկից զերծ բջիջները պրոկարիոտ օրգանիզմներ են։ Պրոկարիոտները ամենահին արարածներն են, որոնք բաղկացած են մեկ բջջից կամ բջիջների գաղութից: Նրանց բջիջները կոչվում են նախամիջուկային:

Պրոկարիոտիկ բջջային կենսաբանության հիմնական առանձնահատկությունը, ինչպես արդեն նշվեց, միջուկի բացակայությունն է։ Այդ պատճառով նրանց ժառանգական տեղեկատվությունը պահվում է բնօրինակ ձևով. էուկարիոտիկ քրոմոսոմների փոխարեն պրոկարիոտային ԴՆԹ-ն «փաթեթավորվում» է նուկլեոիդի մեջ՝ ցիտոպլազմայի շրջանաձև շրջան: Ձևավորված միջուկի բացակայության հետ մեկտեղ չկան թաղանթային օրգանելներ՝ միտոքոնդրիաներ, Գոլջիի ապարատներ, պլաստիդներ, էնդոպլազմային ցանց։ Փոխարենը անհրաժեշտ գործառույթները կատարում են մեզոսոմները։ Պրոկարիոտային ռիբոսոմները չափերով շատ ավելի փոքր են և ավելի քիչ թվով, քան էուկարիոտները։

Բույսերի միջուկային բջիջներ

Բույսերն ունեն հյուսվածքներ, որոնք բաղկացած են միայն միջուկային բջիջներից։ Օրինակ՝ բաստ կամ փլոեմ։ Այն գտնվում է ծածկի հյուսվածքի տակ և իրենից ներկայացնում է տարբեր հյուսվածքների համակարգ՝ հիմնական, կրող և հաղորդիչ։ Բաստի հիմնական տարրը, որը կապված է հաղորդիչ հյուսվածքի հետ, մաղի խողովակներն են: Դրանք կազմված են հատվածներից՝ երկարավուն անուկլեատ բջիջներից՝ բարակ բջջային պատերով, որոնց հիմնական բաղադրիչներն են ցելյուլոզը և պեկտինային նյութերը։ Նրանք կորցնում են միջուկը հասունացման ժամանակ՝ այն մահանում է, և ցիտոպլազմը վերածվում է բարակ շերտի, որը գտնվում է բջջային պատի մոտ։ Այս անուկլեատ բջիջների կյանքը կապված է միջուկ ունեցող արբանյակային բջիջների հետ. դրանք սերտորեն կապված են միմյանց հետ և իրականում կազմում են մեկ ամբողջություն: Սեգմենտները և արբանյակները զարգանում են ընդհանուր մերիստեմատիկ խցում:

Մաղի խողովակի բջիջները կենդանի են, բայց սա միակ բացառությունն է. Բույսերի միջուկ չունեցող մնացած բոլոր բջիջները մեռած են: Էուկարիոտ օրգանիզմներում (որոնք ներառում են բույսերը) միջուկից զերծ բջիջները կարող են շատ կարճ ժամանակ ապրել։ Մաղի խողովակների բջիջները մահից հետո կարճատև են, դրանք կազմում են բույսի մակերևութային շերտը՝ ծածկված հյուսվածքը (օրինակ՝ ծառի կեղևը)։

Միջուկից զերծ մարդկային և կենդանական բջիջներ

Մարդու մարմնում և կաթնասունների մեջ կան նաև առանց միջուկի բջիջներ՝ արյան կարմիր բջիջներ և թրոմբոցիտներ։ Եկեք մանրամասն նայենք դրանց:

Արյան կարմիր բջիջները

Հակառակ դեպքում դրանք կոչվում են կարմիր արյան բջիջներ: Ձևավորման փուլում երիտասարդ կարմիր արյան բջիջները պարունակում են միջուկ, իսկ մեծահասակները՝ ոչ։

Արյան կարմիր բջիջները ապահովում են օրգանների և հյուսվածքների թթվածնային հագեցվածությունը: Արյան կարմիր բջիջներում պարունակվող պիգմենտային հեմոգլոբինի օգնությամբ բջիջները կապում են թթվածնի մոլեկուլները և դրանք թոքերից տեղափոխում ուղեղ և այլ կենսական օրգաններ։ Նրանք նաև մասնակցում են մարմնից գազի փոխանակման արտադրանքի հեռացմանը. ածխածնի երկօքսիդ CO 2, տեղափոխելով այն:

Մարդու կարմիր արյան բջիջները ունեն ընդամենը 7-10 միկրոն չափսեր և ունեն երկգոգավոր սկավառակի ձև: Իրենց փոքր չափի և առաձգականության պատճառով արյան կարմիր բջիջները հեշտությամբ անցնում են մազանոթներով, որոնք շատ ավելի փոքր են չափերով: Միջուկի և այլ բջջային օրգանելների բացակայության հետևանքով բջջում հեմոգլոբինի քանակն ավելանում է նրա ամբողջ ներքին ծավալով.

Արյան կարմիր բջիջների արտադրությունը տեղի է ունենում կողոսկրերի, գանգի և ողնաշարի ոսկրածուծում: Երեխաների մոտ ներգրավված է նաև ոտքի և ձեռքի ոսկորների ոսկրածուծը: Ամեն րոպե ձևավորվում է ավելի քան 2 միլիոն կարմիր արյան բջիջ և ապրում է մոտ երեք ամիս: Հետաքրքիր փաստ- կարմիր արյան բջիջները կազմում են մարդու բոլոր բջիջների մոտավորապես ¼-ը:

Թրոմբոցիտներ

Նախկինում դրանք կոչվում էին նաև արյան թրոմբոցիտներ: Սրանք փոքր, անուկլեատ, հարթ ձև ունեցող արյան բջիջներ են, որոնց չափը չի գերազանցում 2-4 միկրոնը։ Դրանք ցիտոպլազմայի բեկորներ են, որոնք առանձնացել են ոսկրածուծի բջիջներից՝ մեգակարիոցիտներից։

Թրոմբոցիտների ֆունկցիան արյան թրոմբ առաջացնելն է, որը «խրում» է անոթների վնասված հատվածները և ապահովել արյան նորմալ մակարդում։ Արյան թրոմբոցիտները կարող են նաև արտազատել միացություններ, որոնք նպաստում են բջիջների աճին (կոչվում են աճի գործոններ), ուստի դրանք կարևոր են վնասված հյուսվածքի բուժման համար և նպաստում են հյուսվածքների վերականգնմանը: Երբ թրոմբոցիտները ակտիվանում են, այսինքն՝ անցնում են նոր վիճակի, ստանում են գնդիկի ձև՝ պրոեկցիաներով (կեղծոպոդիա), որի օգնությամբ կպչում են միմյանց կամ անոթային պատին՝ դրանով իսկ փակելով դրա վնասը։

Թրոմբոցիտների աննորմալ քանակությունը կարող է հանգեցնել տարբեր հիվանդություններ. Այսպիսով, արյան թրոմբոցիտների քանակի նվազումը մեծացնում է արյունահոսության վտանգը, իսկ դրանց ավելացումը հանգեցնում է անոթային թրոմբոզի, այսինքն՝ արյան թրոմբների առաջացմանը, որն իր հերթին կարող է առաջացնել ինֆարկտ և ինսուլտ, թոքային էմբոլիա և արյան անոթների արգելափակում։ այլ օրգաններում:

Թրոմբոցիտները արտադրվում են ոսկրածուծում և փայծաղում։ Ձևավորվելուց հետո դրանց 1/3-ը ոչնչացվում է, իսկ մնացածները շրջանառվում են արյան մեջ մեկ շաբաթից մի փոքր ավելի երկար։

Corneocytes

Մարդու մաշկի որոշ բջիջներ նույնպես միջուկներ չեն պարունակում: Էպիդերմիսի երկու վերին շերտերը կազմված են անուկլեատ բջիջներից՝ եղջյուրավոր և փայլուն (ցիկլոիդ): Երկուսն էլ բաղկացած են նույն բջիջներից՝ եղջերաթաղանթներից, որոնք էպիդերմիսի ստորին շերտերի նախկին բջիջներն են՝ կերատինոցիտներ։ Այս բջիջները, որոնք ձևավորվել են մաշկի արտաքին և միջին շերտերի (դերմիս և էպիդերմիս) սահմանին, բարձրանում են, քանի որ «աճում են» ավելի ու ավելի բարձր՝ դեպի ողնաշար, ապա՝ էպիդերմիսի հատիկավոր շերտեր։ Նրա կողմից արտադրվող կերատինային սպիտակուցը կուտակվում է կերանոցիտներում՝ կարևոր բաղադրիչ, որը պատասխանատու է մեր մաշկի ամրության և առաձգականության համար: Արդյունքում բջիջը կորցնում է իր միջուկը և գրեթե բոլոր օրգանելները, ուստի դրա մեծ մասը կազմված է կերատին սպիտակուցից։

Ստացված եղջերաթաղանթները հարթ ձև ունեն։ Ամուր կպչելով միմյանց՝ նրանք կազմում են մաշկի եղջերաթաղանթ, որը ծառայում է որպես խոչընդոտ միկրոօրգանիզմների և բազմաթիվ նյութերի համար՝ նրա թեփուկները պաշտպանիչ ֆունկցիա են կատարում։ Անցումային շերտը հատիկավորից եղջյուրավոր է փայլուն շերտը, որը նույնպես բաղկացած է կերատինոցիտներից, որոնք կորցրել են իրենց միջուկներն ու օրգանելները։ Ըստ էության, եղջերաթաղանթները մահացած բջիջներ են, քանի որ դրանցում ակտիվ գործընթացներ չեն տեղի ունենում:

Միջուկային առանց բջիջների փոխպատվաստում

Փոխպատվաստման մեջ ցանկալի հյուսվածքների բջիջները կլոնավորելու համար օգտագործվում են արհեստականորեն ստեղծված առանց միջուկային բջիջները: Քանի որ միջուկը պահպանում է գենետիկական տեղեկատվությունը էուկարիոտիկ օրգանիզմներում, դրա մանիպուլյացիայի միջոցով հնարավոր է ազդել բջջի հատկությունների վրա։ Որքան էլ ֆանտաստիկ հնչի, դուք կարող եք փոխարինել միջուկը և այս կերպ ստանալ բոլորովին այլ բջիջ։ Դրա համար միջուկները հեռացվում կամ ոչնչացվում են տարբեր ձևերով՝ վիրաբուժական ճանապարհով՝ օգտագործելով ուլտրամանուշակագույն ճառագայթում կամ ցենտրիֆուգում՝ ցիտոխալասինների գործողության հետ համատեղ: Ստացված միջուկից զերծ բջջի մեջ փոխպատվաստվում է նոր միջուկ:

Մինչ այժմ գիտնականները ընդհանուր կարծիքի չեն եկել կլոնավորման էթիկայի վերաբերյալ, ինչի պատճառով էլ այն դեռ արգելված է։

Այսպիսով, իրականում կենդանի անուկլեատ բջիջները գրեթե երբեք չեն հայտնաբերվել ավելի բարձր (էուկարիոտ) օրգանիզմներում։ Բացառություն են կազմում մարդու արյան բջիջները՝ էրիթրոցիտները և թրոմբոցիտները, ինչպես նաև բույսերի ֆլոեմային բջիջները։ Այլ դեպքերում անուկլեատ բջիջները չեն կարող կենդանի կոչվել, ինչպես, օրինակ, էպիդերմիսի վերին շերտերի բջիջները կամ ստացված բջիջները. արհեստականորենհյուսվածքների կլոնավորման համար տրանսպլանտոլոգիայում:

Որոշ էկզոմոլորակներ նկարիչների աչքերով

Նախկինում ենթադրվում էր, որ քարքարոտ մոլորակները պետք է անպայման բաղկացած լինեն երեք կարևոր շերտերից՝ խեցի, թիկնոց և ամենածանր տարրերի հալոց պարունակող միջուկ: Այս տարբերակումը, ըստ ամենահեղինակավոր տեսությունների, ի հայտ է եկել արդեն դրանց էվոլյուցիայի վաղ փուլերում, երբ հատկապես նկատվել են այլ երկնային մարմինների հետ բախումներ, իսկ մոլորակների վրա տեղի են ունենում հզոր ռադիոակտիվ գործընթացներ: Այս ամենը տաքացրեց երիտասարդ մոլորակները, և ավելի ծանր տարրերը տեղավորվեցին կենտրոնին ավելի մոտ:

Այնուամենայնիվ, մոլորակների հայտնաբերումը մեզնից շատ հեռու արեգակնային համակարգ, որը շատ ակտիվ է վերջին տարիներին, ցուցադրում է աշխարհների մի ամբողջ պատկերասրահ, որոնք շատ տարօրինակ են մեր չափանիշներով։ Դրանց թվում կա մի մոլորակ, որը բաղկացած է հսկայական ադամանդից («Տրիլիոնավոր կարատներ»), և մի մոլորակ, որը կարողացել է գոյատևել կարմիր հսկայի կողմից կլանվելուց հետո («Ապրելու կամք»), և նույնիսկ նրանք, աստղագետները, ընդհանրապես չպետք է գոյություն ունենան («Էկզոտիկ էկզոմոլորակ»): Իսկ աստղագետ Սառա Սիգերի խումբը տեսականորեն նկարագրել է մեկ այլ շատ էկզոտիկ տարբերակ՝ «միջուկազերծ» քարքարոտ մոլորակները։

Նման էկզոմոլորակներն իրենց զարգացման ընթացքում տարբերվում են երկու շերտի՝ առանց միջուկ կազմելու։ Դա, ըստ գիտնականների, կարող է տեղի ունենալ, եթե մոլորակի ծննդյան ժամանակ այն հայտնվի ջրով չափազանց հարուստ միջավայրում։ Երկաթը փոխազդում է նրա հետ՝ ձևավորելով օքսիդ ավելի արագ, քան այն կարող է ավելի մոտ նստել մոլորակի կենտրոնին մաքուր մետաղական տեսքով:

Նկատենք, որ այսօրվա տեխնոլոգիաները մեզ թույլ չեն տալիս խստորեն հաստատել այս տեսական հաշվարկները գործնականում։ Շատ դժվար է նման փոքր մարմիններ տեսնել նման հսկայական հեռավորությունների վրա, էլ չասած՝ մանրամասն ուսումնասիրել դրանց քիմիական բաղադրությունը։

Բայց մի բան կարելի է միանգամայն միանշանակ ասել նման «միջուկային զենքից զերծ» մարմինների մասին. դժվար թե նրանց մտքում եղբայրներ լինեն, կամ ընդհանրապես որևէ կյանք (գոնե այն ձևով, որով մենք սովոր ենք դա պատկերացնել): Փաստն այն է, որ հենց Երկրի նման մոլորակների հալված միջուկն է առաջացնում նրանց շուրջ հզոր մագնիսական դաշտ, որը հուսալիորեն պաշտպանում է կենդանի օրգանիզմներին մի շարք խնդիրներից՝ հիմնականում լիցքավորված մասնիկների հոսքերից, որոնցով Արևը անընդհատ ռմբակոծում է շրջակա տարածքը: Նման ազդեցությունը կարող է մահացու լինել՝ առաջացնելով և՛ ազատ ռադիկալների ռեակցիաներ, և՛ վտանգավոր բարձր մակարդակմուտագենություն.

Ի դեպ, մեր հաղորդագրություններում արդեն հայտնվել է Սառա Զիգերի խումբը։ Հիշենք, որ հենց այս գիտնականներն են կազմել բոլոր էկզոմոլորակների ամփոփ աղյուսակի իրենց տարբերակը.

Ի՞նչ եք կարծում, բջիջը կարո՞ղ է գոյություն ունենալ առանց միջուկի: Հիմնավորե՛ք ձեր պատասխանը։

Պրոկարիոտների մոտ շրջանաձև ԴՆԹ-ն գտնվում է անմիջապես ցիտոպլազմայում և հաջողությամբ կատարում է իր գործառույթները: Այնուամենայնիվ, էուկարիոտ բջջի կառուցվածքը և գործունեությունը շատ ավելի բարդ է, քան պրոկարիոտային բջիջը: Այս առումով էուկարիոտները պետք է զգալիորեն ավելի շատ ունենան նուկլեինաթթուներ, որոնք ավելի հարմար են տեղայնացնել որոշակի տարածքում։ Այս խնդիրը լուծվեց միջուկային թաղանթի ի հայտ գալով և բջջի միջուկի անջատմամբ։ Բացի այդ, միջուկային ծրարը պաշտպանում է քրոմատինը քիմիական և մեխանիկական վնասվածքներից:

Կարո՞ղ է էուկարիոտ բջիջը գոյություն ունենալ առանց միջուկի: Սպիտակուցների կառուցվածքի մասին գրեթե բոլոր ժառանգական տեղեկությունները պահվում են միջուկում։ Հետևաբար, առանց միջուկի բջիջը չի կարող զարգանալ և մահանում է։ Այնուամենայնիվ, որոշ բջիջներ բազմաբջիջ օրգանիզմ(օրինակ՝ մարդու կարմիր արյան բջիջները) աճի և մասնագիտացման ընթացքում կորցնում են իրենց միջուկը. Մինչ միջուկը կորչում է, սպիտակուցների ամբողջ անհրաժեշտ հավաքածուն արդեն սինթեզված է։ Այս սպիտակուցների ոչնչացման արագությունը որոշում է նման բջիջների կյանքի տևողությունը (սովորաբար մի քանի շաբաթ):