Եթե տեսնում ես այս հաղորդագրությունը, նշանակում է՝ մեզ չի հաջողվում կայքում արտաքին ռեսուրսներ բեռնել։

If you're behind a web filter, please make sure that the domains *.kastatic.org and *.kasandbox.org are unblocked.

Հիմնական նյութ

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:

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:
Նկարի աղբյուրը՝ OpenStax Biology
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 կորիզակ1: Նախակորիզավորները, որոնք բջջակորիզ չունեն, կորիզակ ևս չունեն, և ռիբոսոմները սինթեզվում են ցիտոսոլում:

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:
Նկարի աղբյուրը՝ OpenStax Biology
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 մակարդակում5:

Ուզո՞ւմ ես միանալ խոսակցությանը։

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