Hüceyrənin quruluşu və funksiyaları təkamül zamanı bir sıra dəyişikliklərə məruz qalmışdır. Yeni orqanoidlərin yaranmasından əvvəl gənc planetin atmosferində və litosferində dəyişikliklər baş verdi. Əhəmiyyətli əldə edilənlərdən biri hüceyrə nüvəsi idi. Eukaryotik orqanizmlər ayrı-ayrı orqanoidlərin mövcudluğuna görə prokaryotlara nisbətən əhəmiyyətli üstünlüklər əldə etdilər və tez bir zamanda üstünlük təşkil etməyə başladılar.
Strukturu və funksiyaları müxtəlif toxuma və orqanlarda bir qədər fərqli olan hüceyrə nüvəsi RNT biosintezinin keyfiyyətini və irsi məlumatların ötürülməsini yaxşılaşdırmışdır.
Mənşə
Bu günə qədər eukaryotik hüceyrənin əmələ gəlməsi ilə bağlı iki əsas fərziyyə mövcuddur. Simbiotik nəzəriyyəyə görə, orqanoidlər (məsələn, flagella və ya mitoxondriya) bir zamanlar ayrı prokaryotik orqanizmlər idi. Müasir eukariotların əcdadları onları yeyib. Nəticə simbiotik orqanizm oldu.
Növbə içəriyə doğru çıxıntı nəticəsində əmələ gəlmişdirsitoplazmatik membranın bölməsi. Bu, hüceyrə tərəfindən yeni qidalanma üsulunun, faqositozun mənimsənilməsi yolunda zəruri bir qazanma idi. Yeməyin tutulması sitoplazmik hərəkətlilik dərəcəsinin artması ilə müşayiət olundu. Prokaryotik hüceyrənin genetik materialı olan və divarlara yapışan genoforlar güclü "axın" zonasına düşdü və qorunmağa ehtiyac duyurdu. Nəticədə, birləşdirilmiş genoforları ehtiva edən membranın bir hissəsinin dərin invaginasiyası meydana gəldi. Bu fərziyyə nüvənin qabığının hüceyrənin sitoplazmatik membranı ilə ayrılmaz şəkildə bağlı olması faktı ilə təsdiqlənir.
Hadisələrin inkişafının başqa bir versiyası da var. Nüvənin mənşəyinin viral fərziyyəsinə görə, o, qədim arxe hüceyrəsinin infeksiyası nəticəsində əmələ gəlib. DNT virusu ona sızdı və tədricən həyat prosesləri üzərində tam nəzarət əldə etdi. Bu nəzəriyyəni daha doğru hesab edən elm adamları onun lehinə çoxlu arqumentlər gətirirlər. Bununla belə, bu günə qədər mövcud fərziyyələrin heç biri üçün qəti sübut yoxdur.
Bir və ya daha çox
Müasir eukariotların hüceyrələrinin çoxunun nüvəsi var. Onların böyük əksəriyyətində yalnız bir belə orqanoid var. Ancaq bəzi funksional xüsusiyyətlərə görə nüvəsini itirmiş hüceyrələr var. Bunlara, məsələn, eritrositlər daxildir. İki (kirpikli) və hətta bir neçə nüvəli hüceyrələr də var.
Hüceyrə nüvəsinin strukturu
Orqanizmin xüsusiyyətlərindən asılı olmayaraq, nüvənin quruluşu tipik bir sıra ilə xarakterizə olunur.orqanoidlər. Hüceyrənin daxili boşluğundan qoşa membranla ayrılır. Bəzi yerlərdə onun daxili və xarici təbəqələri birləşərək məsamələr əmələ gətirir. Onların funksiyası sitoplazma ilə nüvə arasında maddələr mübadiləsi aparmaqdır.
Orqanel boşluğu nüvə şirəsi və ya nukleoplazma adlanan karioplazma ilə doludur. Tərkibində xromatin və nüvəcik var. Bəzən hüceyrə nüvəsinin adları çəkilən orqanellələrinin sonuncusu tək bir nüsxədə olmur. Bəzi orqanizmlərdə nüvələr, əksinə, yoxdur.
Membran
Nüvə membranı lipidlərdən əmələ gəlir və iki təbəqədən ibarətdir: xarici və daxili. Əslində, bu, eyni hüceyrə membranıdır. Nüvə endoplazmatik retikulumun kanalları ilə perinüklear boşluq vasitəsilə əlaqə qurur, bu boşluq membranın iki qatının yaratdığı boşluqdur.
Xarici və daxili membranların öz struktur xüsusiyyətləri var, lakin ümumiyyətlə bir-birinə bənzəyir.
Sitoplazmaya ən yaxın
Xarici təbəqə endoplazmatik retikulumun membranına keçir. Onun sonuncudan əsas fərqi strukturda zülalların əhəmiyyətli dərəcədə yüksək konsentrasiyasıdır. Hüceyrənin sitoplazması ilə birbaşa təmasda olan membran xaricdən ribosom təbəqəsi ilə örtülmüşdür. O, daxili membrana kifayət qədər böyük protein kompleksləri olan çoxsaylı məsamələrlə bağlıdır.
Daxili qat
Hüceyrə nüvəsinə baxan membran, xaricindən fərqli olaraq hamardır, ribosomlarla örtülmür. Karioplazmanı məhdudlaşdırır. Daxili membranın xarakterik xüsusiyyəti, onu yan tərəfdən əhatə edən nüvə lamina təbəqəsidir,nukleoplazma ilə təmasda olur. Bu spesifik zülal strukturu zərfin formasını saxlayır, gen ifadəsinin tənzimlənməsində iştirak edir və həmçinin xromatinin nüvə membranına yapışmasına kömək edir.
Metabolizm
Nüvə ilə sitoplazmanın qarşılıqlı təsiri nüvə məsamələri vasitəsilə həyata keçirilir. Onlar 30 zülaldan əmələ gələn olduqca mürəkkəb strukturlardır. Bir nüvədə məsamələrin sayı fərqli ola bilər. Hüceyrə, orqan və orqanizmin növündən asılıdır. Beləliklə, insanlarda hüceyrə nüvəsi 3 mindən 5 minə qədər məsamələrə malik ola bilər, bəzi qurbağalarda isə 50.000-ə çatır.
Məsamələrin əsas funksiyası nüvə ilə hüceyrə boşluğunun qalan hissəsi arasında maddələr mübadiləsidir. Bəzi molekullar əlavə enerji sərf etmədən məsamələrdən passiv keçir. Onlar kiçik ölçülüdür. Böyük molekulların və supramolekulyar komplekslərin daşınması müəyyən miqdarda enerji istehlakını tələb edir.
Nüvədə sintez olunan RNT molekulları karioplazmadan hüceyrəyə daxil olur. Nüvədaxili proseslər üçün lazım olan zülallar əks istiqamətdə nəql olunur.
Nucleoplasma
Nüvə şirəsi zülalların kolloid məhluludur. Nüvə zərfi ilə məhdudlaşır və xromatini və nüvəni əhatə edir. Nukleoplazma müxtəlif maddələrin həll olunduğu özlü mayedir. Bunlara nukleotidlər və fermentlər daxildir. Birincisi DNT sintezi üçün vacibdir. Fermentlər transkripsiyada, həmçinin DNT təmirində və replikasiyasında iştirak edir.
Nüvə şirəsinin strukturu hüceyrənin vəziyyətindən asılı olaraq dəyişir. Onlardan ikisi var - stasionar vəbölünmə zamanı baş verir. Birincisi interfaza üçün xarakterikdir (bölmələr arasındakı vaxt). Eyni zamanda, nüvə şirəsi nuklein turşularının və strukturlaşdırılmamış DNT molekullarının vahid paylanması ilə fərqlənir. Bu dövrdə irsi material xromatin şəklində mövcuddur. Hüceyrə nüvəsinin bölünməsi xromatinin xromosomlara çevrilməsi ilə müşayiət olunur. Bu zaman karioplazmanın strukturu dəyişir: genetik material müəyyən struktur alır, nüvə zərfi dağılır və karioplazma sitoplazma ilə qarışır.
Xromosomlar
Bölünmə zamanı transformasiya olunan xromatinin nukleoprotein strukturlarının əsas funksiyaları hüceyrə nüvəsində olan irsi məlumatların saxlanması, həyata keçirilməsi və ötürülməsidir. Xromosomlar müəyyən bir forma ilə xarakterizə olunur: onlar ilkin daralma ilə hissələrə və ya qollara bölünür, buna koelomer də deyilir. Yerləşdiyi yerə görə üç növ xromosom fərqləndirilir:
- çubuqşəkilli və ya akrosentrik: onlar coelomerin demək olar ki, sonunda yerləşdirilməsi ilə xarakterizə olunur, bir qolu çox kiçikdir;
- şaxələndirilmiş və ya submetasentrik qeyri-bərabər uzunluqda qollara malikdir;
- bərabərtərəfli və ya metasentrik.
Hüceyrədəki xromosomlar toplusuna karyotip deyilir. Hər növ sabitdir. Bu halda, eyni orqanizmin müxtəlif hüceyrələrində diploid (ikiqat) və ya haploid (tək) dəst ola bilər. Birinci seçim, əsasən bədəni təşkil edən somatik hüceyrələr üçün xarakterikdir. Haploid dəsti germ hüceyrələrinin imtiyazıdır. insan somatik hüceyrələri46 xromosom ehtiva edir, cinsi - 23.
Diploid dəstinin xromosomları cütləşir. Bir cütə daxil olan eyni nukleoprotein strukturlarına allel deyilir. Onlar eyni quruluşa malikdir və eyni funksiyaları yerinə yetirirlər.
Xromosomların struktur vahidi gendir. Bu, DNT molekulunun müəyyən bir zülalı kodlayan bir hissəsidir.
Nucleolus
Hüceyrə nüvəsinin daha bir orqanoidi var - nüvəcik. O, karioplazmadan membranla ayrılmır, lakin hüceyrəni mikroskopla yoxlayanda asanlıqla fərq edilir. Bəzi nüvələrdə çoxlu nüvələr ola bilər. Belə orqanoidlərin tamamilə olmadığı elələri də var.
Nüveolun forması kürəyə bənzəyir, kifayət qədər kiçik ölçülərə malikdir. Tərkibində müxtəlif zülallar var. Nükleolusun əsas funksiyası ribosomal RNT-nin və ribosomların özlərinin sintezidir. Onlar polipeptid zəncirlərinin yaradılması üçün lazımdır. Nukleoli genomun xüsusi bölgələri ətrafında əmələ gəlir. Onlara nüvə təşkilatçıları deyilir. Tərkibində ribosomal RNT genləri var. Nükleolus, digər şeylər arasında, hüceyrədə ən yüksək protein konsentrasiyası olan yerdir. Zülalların bir hissəsi orqanoidin funksiyalarını yerinə yetirmək üçün lazımdır.
Nükleol iki komponentdən ibarətdir: dənəvər və fibrilyar. Birincisi, yetkinləşən ribosom alt bölmələridir. Fibrilyar mərkəzdə ribosomal RNT-nin sintezi həyata keçirilir. Qranul komponent nüvənin mərkəzində yerləşən fibrilyar komponenti əhatə edir.
Hüceyrə nüvəsi və onun funksiyaları
Onun roluözəyi oynayır, quruluşu ilə qırılmaz şəkildə bağlıdır. Orqanoidin daxili strukturları hüceyrədəki ən vacib prosesləri birlikdə həyata keçirir. Hüceyrənin quruluşunu və funksiyasını təyin edən genetik məlumatı özündə saxlayır. Nüvə mitoz və meioz zamanı irsi məlumatın saxlanması və ötürülməsindən məsuldur. Birinci halda, qız hüceyrəsi valideynlə eyni olan bir sıra genlər alır. Meyoz nəticəsində cinsi hüceyrələr haploid xromosom dəsti ilə əmələ gəlir.
Nüvənin daha az vacib olmayan başqa bir funksiyası hüceyrədaxili proseslərin tənzimlənməsidir. Hüceyrə elementlərinin quruluşu və fəaliyyətindən məsul olan zülalların sintezinə nəzarət nəticəsində həyata keçirilir.
Zülal sintezinə təsiri başqa bir ifadəyə malikdir. Hüceyrə daxilində gedən prosesləri idarə edən nüvə onun bütün orqanoidlərini yaxşı işləyən iş mexanizminə malik vahid sistemdə birləşdirir. Ondakı uğursuzluqlar, bir qayda olaraq, hüceyrə ölümünə səbəb olur.
Nəhayət, nüvə amin turşularından eyni zülalın əmələ gəlməsinə cavabdeh olan ribosom alt bölmələrinin sintez yeridir. Ribosomlar transkripsiya prosesində əvəzolunmazdır.
Eukaryotik hüceyrə prokaryotik hüceyrədən daha mükəmməl bir quruluşdur. Öz membranı olan orqanoidlərin görünüşü hüceyrədaxili proseslərin səmərəliliyini artırmağa imkan verdi. Bu təkamüldə ikiqat lipid membranı ilə əhatə olunmuş nüvənin əmələ gəlməsi çox mühüm rol oynamışdır. İrsi məlumatın membran tərəfindən qorunması qədim birhüceyrəli orqanizmlərin mənimsənilməsinə imkan verdiorqanizmlərin yeni həyat tərzində. Onların arasında faqositoz da var idi ki, bu da bir versiyaya görə simbiotik orqanizmin yaranmasına səbəb olmuş və sonralar bütün xarakterik orqanoidləri ilə müasir eukaryotik hüceyrənin əcdadı olmuşdur. Hüceyrə nüvəsi, bəzi yeni strukturların quruluşu və funksiyaları maddələr mübadiləsində oksigendən istifadə etməyə imkan verdi. Bunun nəticəsi Yerin biosferində köklü dəyişiklik oldu, çoxhüceyrəli orqanizmlərin formalaşması və inkişafı üçün zəmin qoyuldu. Bu gün, insanların da daxil olduğu eukaryotik orqanizmlər planetə hakimdir və heç bir şey bu baxımdan dəyişikliyin xəbərini vermir.
