Հիմնական նյութ

Դասընթաց․ (Կենսաբանություն) > Բաժին 8

Դաս 2: Նախակորիզավոր և կորիզավոր բջիջներ

Բջջակորիզ և ռիբոսոմներ

Բջջակորիզի և ռիբոսոմների կառուցվածքն ու գործառույթները։ Ինչպես են դրանք համագործակցում սպիտակուց արտադրելիս։

Ներածություն

Ենթադրենք, որ շատ արժեքավոր տեղեկույթի մի մաս ունես: Եկ պատկերացնենք, որ այդ տեղեկույթը նախագծի տեսք ունի: Իրականում դա տան, մեքենայի կամ կործանիչ ինքնաթիռի նախագիծ չէ: Դա մի ամբողջ օրգանիզմի՝ քո նախագիծն է: Եվ դա ոչ միայն սահմանում է, թե ինչպես կարելի է քեզ հավաքել որպես մի ամբողջություն, այլև տրամադրում է տեղեկություն, որն օգնում է քո մարմնի յուրաքանչյուր բջջի ամեն պահի աշխատելու:

Կարևոր է թվում, չէ՞: Դու հաստատ ուզում էիր պահել այս արժեքավոր տեղեկույթը անվտանգ վայրում, գուցե ինչ-որ կաղապարի մեջ, որտեղ կարող ես հետևել դրան: Սա հենց այն է, ինչ անում են կորիզավոր բջիջները իրենց գենետիկ նյութի հետ՝ տեղադրելով այն թաղանթով պատված պահոցում, որը կոչվում է բջջակորիզ:

Կորիզավորների ԴՆԹ-ն բջջակորիզից երբեք դուրս չի գալիս, փոխարենը այն տրանսկրիպցիայի է ենթարկվում՝ պատճենահանվում է ՌՆԹ-ի մոլեկուլի, որոնք հետո կարող են բջջակորիզից դուրս գալ: Ցիտոզոլում որոշ ՌՆԹ-ներ կապվում են ռիբոսոմների հետ և իրականացնում են սպիտակուցի սինթեզ (այլ ՌՆԹ-ներ գործառնական դերակատարություն ունեն բջջում՝ ծառայելով որպես ռիբոսումի կառուցվածքային բաղադրիչ կամ կարգավորելով գեների ակտիվությունը): Այժմ եկ ավելի մանրամասն քննարկենք բջջակորիզի և ռիբոսոմների կառուցվածքները:

Բջիջների մեծ մասը միակորիզ են, սակայն բջջներիի որոշ տեսակներ բացառություն են կազմում: Օրինակ՝ երկգլուխ կամ քառագլուխ մկաններ կազմող կմախքային մկանների բջիջները բազմակորիզ են (բազմաթիվ բջջակորիզներ ունեն)։

Դրանք որտեղի՞ց ունեն այդքան բջջակորիզ։ Զարգացման ընթացքում բազմաթիվ նախնի բջիջներ միաձուլվել են իրար հետ՝ կազմելով մկանային մեկ բջիջ: Յուրաքանչյուր բջիջ ուներ իր բջջակորիզը, որոնք, միանալով իրար, առաջացրել են վերջնական բազմակորիզ բջիջը:

Բջջակորիզը

Բջջակորիզը (կամ կորիզը, հոգն.՝ կորիզներ) պարունակում է բջիջների գենետիկ նյութը կամ ԴՆԹ-ն, ինչպես նաև ռիբոսոմների (բջջային մեքենաներ, որոնք սինթեզում են սպիտակուցներ) սինթեզի վայրն է: Բջջակորիզի ներսում քրոմատինը (սպիտակուցներով պարուրված ԴՆԹ-ն, որը նկարագրված է ստորև) պահվում է դոնդողանման նյութի՝ կորիզահյութի մեջ:

Կորիզահյութը շրջապատված է կորիզաթաղանթով, որը կազմված է երկու շերտից՝ արտաքին և ներքին թաղանթներից: Այս թաղանթներից յուրաքանչյուրը կազմված է ֆոսֆոլիպիդների երկու շերտից, որտեղ ֆոսֆոլիպիդների պոչիկներն ուղղված են դեպի ներս (ձևավորելով Ֆոսֆոլիպիդային երկշերտ): Կորիզաթաղանթի երկու շերտերի միջև նեղ տարածություն կա, որն ուղղակիորեն կապված է թաղանթով պատված մեկ այլ օրգանոիդի՝ էնդոպլազմային ցանցի հետ:

Կորիզաթաղանթի ծակոտիները փոքրիկ անցուղիներ են, որոնք ձգվում են կորիզաթազանթի երկայնքով՝ հնարավորություն տալով նյութերին մտնելու բջջակորիզ և այնտեղից դուրս գալու։ Յուրաքանչյուր ծակոտի կազմված է սպիտակուցներից, որոնք կազմում են կորիզաթաղանթի ծակոտիների համալիր և վերահսկում են, թե ինչ նյութեր կարող են մտնել բջջակորիզ և այնտեղից դուրս գալ։

Եթե ուսումնասիրես բջջակորիզի մանրադիտակային նկարը, կնկատես, որ բջիջը պատկերավոր դարձնելու համար օգտագործված նյութից կախված՝ ներսում կա մուգ բիծ: Այդ մուգ գունավորված հատվածը կոչվում է կորիզակ, դա այն տեղն է, որտեղ կազմավորվում են ռիբոսոմները:

Ինչպե՞ս են առաջանում ռիբոսոմները: Որոշ քրոմոսոմներ ունեն ԴՆԹ-ի այնպիսի հատվածներ, որոնք կոդավորում են ռիբոսոմային ՌՆԹ-ն՝ ՌՆԹ-ի այն տեսակը, որը միանում է սպիտակուցներին ռիբոսոմ կազմավորելու համար: Կորիզակում նոր ռ-ՌՆԹ-ները միանում են սպիտակուցին՝ առաջացնելով ռիբոսոմների ենթամիավորները: Այդ ենթամիավորները բջջակորիզի ծակոտիներով տեղափոխվում են ցիտոպլազմա, որտեղ կատարում են իրենց գործառույթը:

Որոշ բջիջներ բջջակորիզում ունեն մեկից ավելի կորիզակներ: Օրինակ՝ մկան որոշ բջիջներ պարունակում են մինչև

6

կորիզակ

^{1}

: Նախակորիզավորները, որոնք բջջակորիզ չունեն, կորիզակ ևս չունեն, և ռիբոսոմները սինթեզվում են ցիտոսոլում:

Քաղցկեղի ժամանակ բջիջների բաժանումը անվերահսկելի է և կատարվում է մեծ արագությամբ՝ առաջացնելով ուռուցք: Քաղցկեղային բջիջներում նկատվում է կորիզակի չափի և ակտիվության մեծացում, իսկ մեծ կորիզակները ավելի վատ կանխատեսումների հետ են կապված (ավելի ագրեսիվ և դժվար ոչնչացվող քաղցկեղ): Քաղցկեղային բջիջների մեծացած կորիզակները նպաստում են այդ բջիջների արագ բաժանմանը

^{2, 3}

Քրոմոսոմներ և ԴՆԹ

Հիմա, երբ արդեն ծանոթ ես բջջակորիզի կառուցվածքին, եկ ուսումնասիրենք, թե բջջակորիզում ինչպես է պահեստավորվում գենետիկ տեղեկույթը՝ ԴՆԹ-ն: Օրգանիզմների մեծ մասի ԴՆԹ-ն կազմված է մեկ կամ մի քանի քրոմոսոմներից, որոնցից յուրաքանչյուրը ԴՆԹ-ի երկար շղթա կամ օղակ է: Մեկ քրոմոսոմը կարող է մի շարք տարբեր գեներ կրել:

Նախակորիզավորների ԴՆԹ-ն կազմված է օղակաձև մեկ քրոմոսոմից: Կորիզավորների քրոմոսոմները, ի տարբերություն նախակորիզավորների, գծային կառուցվածք ունեն: Յուրաքանչյուր կորիզավոր օրգանիզմ իր բջիջների բջջակորիզներում ունի իրեն հատուկ քրոմոսոմների քանակ: Օրինակ՝ մարդու բջիջներն ունեն

46

քրոմոսոմ, իսկ պտղաճանճի բջիջները՝

8

Քրոմոսոմները, որպես հստակ կառուցվածքներ, տեսանելի են միայն այն ժամանակ, երբ բջիջը պատրաստվում է բաժանման: Երբ բջիջը իր կյանքի շրջափուլի աճման և պահպանման փուլերում է լինում, բջջի քրոմոսոմները մատչելի են այն ֆերմենտների համար, որոնք այն արտագրում են ՌՆԹ-ի՝ թույլ տալով, որ գենետիկ տեղեկույթը օգտագործվի (արտահայտվի՝ էքսպրեսիայի ենթարկվի):

Ինչպես ապապարուրված, այնպես էլ ամուր փաթեթավորված ժամանակ քրոմոսոմների ԴՆԹ-ի շղթաները միացած են կառուցվածքային սպիտակուցներին, որոնցից են հիստոններ կոչվող սպիտակուցները (տե՛ս ստորև նկարը): ԴՆԹ-ին միացած այս սպիտակուցները կանոնավորում են ԴՆԹ-ն և օգնում են, որ այն տեղավորվի բջջակորիզի մեջ: Նրանք նաև կարևոր դեր են խաղում գեների ակտիվությունը կամ պասիվությունը որոշելու գործում: ԴՆԹ-ի և դրան աջակցող կառուցվածքային սպիտակուցների կողմից ձևավորված համալիրը հայտնի է որպես քրոմատին: ԴՆԹ-ի, քրոմատինի և քրոմոսոմների մասին ավելին կարող ես իմանալ ԴՆԹ և քրոմոսոմներ հոդվածում:

Նկարը՝ OpenStax Biology-ի։ Աջ կողմում պատկերված նկարի մշակումը՝ ըստ NIH-ի, մասշտաբը՝ Matt Russell-ի։

Որպեսզի հասկանաս, թե որքան կարևոր է ԴՆԹ-ի փաթեթավորումը, հաշվի առ, որ մարդու բջջում գտնվող ԴՆԹ-ն մոտ

2

մետր երկարություն կունենար, եթե այն բացեինք ուղիղ գծով: Այդ

2

մետրը սեղմվում է փոքրիկ բջջակորիզում, որի տրամագիծը կազմում է ընդամենը

0, 006

մմ: Դա սխրանք է, և «երկրաչափորեն համարժեք է

40

կմ (

24

մղոն) երկարությամբ չափազանց նուրբ թելը թենիսի գնդակի մեջ տեղավորելուն»

^{4}

Ռիբոսոմներ

Ինչպես արդեն նշվեց, ռիբոսոմները մոլեկուլային մեքենաներ են, որոնք պատասխանատու են սպիտակուցների սինթեզի համար: Ռիբոսոմը կազմված է ՌՆԹ-ից և սպիտակուցներից: Յուրաքանչյուր ռիբոսոմ կազմված է երկու տարբեր ՌՆԹ-սպիտակուց համալիրից, որոնք հայտնի են որպես մեծ և փոքր ենթամիավորներ: Մեծ ենթամիավորը փոքրի վրա է, իսկ նրանց միջև ՌՆԹ-ի կաղապարն է (ռիբոսոմը նման է համբուրգերի՝ փափուկ հաց, որի մեջ ՌՆԹ «կարկանդակն» է):

Կորիզավորներում ռիբոսոմները սպիտակուցի սինթեզի պատվերը ստանում են բջջակորիզից, որտեղ ԴՆԹ-ն (գեները) տրանսկրիպցիայի արդյունքում արտատպվում է՝ առաջացնելով տեղեկատվական ՌՆԹ (տ-ՌՆԹ): տ-ՌՆԹ-ն շարժվում է դեպի ռիբոսոմը, որն այդ տեղեկույթն օգտագործում է ամինաթթուների հատուկ հաջորդականությամբ սպիտակուց սինթեզելու համար: Այս գործընթացը կոչվում է տրանսլյացիա: Նախակորիզավորները չունեն բջջակորիզ, ուստի տ-ՌՆԹ-ն արտատպվում է ցիտոպլազմում, կարող է անմիջապես թարգմանվել՝ տրանսլյացիայի ենթարկվել ռիբոսոմների միջոցով:

Կորիզավոր բջիջների ռիբոսոմները կարող են լինել ազատ, այսինքն՝ ազատ «լողալ» ցիտոպլազմում, կամ կապված լինել էնդոպլազմային ցանցին կամ կորիզաթաղանթի արտաքին մասին: (Այս հոդվածի առաջին նկարում կարմիր կետերը կապված ռիբոսոմներն են. ռիբոսոմներին միացած էնդոպլազմային ցանցը կոչվում է հատիկավոր էնդոպլազմային ցանց:)

Քանի որ սպիտակուցների սինթեզը բոլոր բջիջների կարևոր գործառույթն է, ռիբոսոմները հայտնաբերվում են գործնականում յուրաքանչյուր բջջային տիպի բազմաբջիջ օրգանիզմներում, ինչպես նաև նախակորիզավորներում, ինչպիսիք են բակտերիաները: Սակայն կորիզավոր բջիջները, որոնք մասնագիտանում են սպիտակուցներ արտադրելու մեջ, մեծաքանակ ռիբոսոմներ ունեն: Օրինակ՝ ենթաստամոքսային գեղձը պատասխանատու է մեծ քանակությամբ մարսողական ֆերմենտներ արտադրելու համար, ուստի ենթաստամոքսային գեղձի բջիջներն անսովոր մեծ քանակով ռիբոսոմներ ունեն:

Վերջնական զվարճալի փաստը ռիբոսոմի կարևորության վկայության մեջ այն է, որ 2009 թ. քիմիայի Նոբելյան մրցանակը շնորհվեց երեք հետազոտողների, որոնք քարտեզագրեցին ռիբոսոմի կառուցվածքը, և օգտագործելով ռենտգենյան բյուրեղագիտությունը՝ այն ուսումնասիրեցին առանձին ատոմների մակարդակում

^{5}

Մեջբերում

“Eukaryotic cells” hոդվածը մշակված է OpenStax College, Biology-ի կողմից (CC BY 3,0)։ Անվճար ներբեռնիր հոդվածի բնօրինակը այստեղ՝ http://cnx.org/contents/185cbf87-c72e-48f5-b51e-f14f21b5eabd@9,85:18/Biology։

Մշակված հոդվածի արտոնագրի համարն է՝ CC BY-NC-SA 4.0

Օգտագործված գրականություն

Shea, J. R. and Leblond, C. P. (2005). Number of nucleoli in various cell types of the mouse. Journal of Morphology, 119(4), 425-433. http://dx.doi.org/10.1002/jmor.1051190404.
Derenzini, M., Montanaro, L., and Treré, D. (2008). What the nucleolus says to a tumour pathologist. Histopathology, 54(6), 753-762. http://dx.doi.org/10.1111/j.1365-2559.2008.03168.x.
Montanaro, L., Treré, D., and Derenzini, M. (2008). Nucleolus, ribosomes, and cancer. Am. J. Pathol., 173(2), 301-310. http://dx.doi.org/10.2353/ajpath.2008.070752.
Alberts, B. Johnson, A., Lewis, J., Raff, M. Roberts, K., and Walter, P. (2002). Chromosomal DNA and its packaging in the chromatin fiber. In Molecular biology of the cell (4th ed.). New York, NY: Garland Science. Retrieved from http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26834/.
The Nobel prize in chemistry 2009 - Press release. (2014). In Nobelprize.org. Retrieved from http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/2009/press.html.

Հավելյալ հղումներ

Chromosome. (2015, July 29). Retrieved August 10, 2015: from Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Chromosome.

Cooper, G. M. and Husman, R. E. (2004). Protein sorting and transport. In The cell: a molecular approach (3rd ed., pgs. 355-97). Washington, D.C.: ASM Press.

Ուզո՞ւմ ես միանալ խոսակցությանը։

Մուտք գործել

Դասակարգել ըստ

Առայժմ հրապարակումներ չկան։

Անգլերեն հասկանո՞ւմ ես: Սեղմիր այստեղ և ավելի շատ քննարկումներ կգտնես «Քան» ակադեմիայի անգլերեն կայքում: