Një qelizë është një nivel organizimi i materies së gjallë, një biosistem i pavarur që ka vetitë themelore të të gjitha gjallesave. Pra, ai mund të zhvillohet, të shumohet, të lëvizë, të përshtatet dhe të ndryshojë. Përveç kësaj, çdo qelizë karakterizohet nga metabolizmi, struktura specifike, rregullsia e strukturave dhe funksioneve.
Shkenca që studion qelizat është citologjia. Tema e tij janë njësitë strukturore të kafshëve dhe bimëve shumëqelizore, organizmave njëqelizorë - baktereve, protozoarëve dhe algave, të përbëra nga vetëm një qelizë.
Nëse flasim për organizimin e përgjithshëm të njësive strukturore të organizmave të gjallë, ato përbëhen nga një guaskë dhe një bërthamë me një bërthamë. Ato përfshijnë gjithashtu organele qelizore, citoplazmë. Deri më sot, një shumëllojshmëri metodash kërkimi janë shumë të zhvilluara, por mikroskopi zë një pozitë udhëheqëse, e cila ju lejon të studioni strukturën e qelizave dhe të eksploroni elementët kryesorë strukturorë të saj.
Çfarë është një organoid?
Organoidet (ato quhen edhe organele) janë elementë përbërës të përhershëm të çdo qelize qëe bëjnë të plotë dhe kryejnë funksione të caktuara. Këto janë strukturat që janë jetike për ta mbajtur atë.
Organoidet përfshijnë bërthamën, lizozomet, rrjetin endoplazmatik dhe kompleksin Golgi, vakuolat dhe vezikulat, mitokondritë, ribozomet dhe qendrën qelizore (centrosome). Kjo përfshin gjithashtu strukturat që formojnë citoskeletin e qelizës (mikrotubulat dhe mikrofilamentet), melanosomet. Më vete, është e nevojshme të veçohen organelet e lëvizjes. Këto janë ciliat, flagjelat, miofibrilet dhe pseudopodët.
Të gjitha këto struktura janë të ndërlidhura dhe sigurojnë aktivitetin e koordinuar të qelizave. Kjo është arsyeja pse pyetja: "Çfarë është një organoid?" - mund të përgjigjeni se ky është një komponent që mund të barazohet me një organ të një organizmi shumëqelizor.
Klasifikimi i organeleve
Qelizat ndryshojnë në madhësi dhe formë, si dhe në funksionet e tyre, por në të njëjtën kohë ato kanë një strukturë kimike të ngjashme dhe një parim të vetëm organizimi. Në të njëjtën kohë, pyetja se çfarë është një organoid dhe çfarë strukturash është është mjaft e diskutueshme. Për shembull, lizozomet ose vakuolat ndonjëherë nuk klasifikohen si organele qelizore.
Nëse flasim për klasifikimin e këtyre përbërësve qelizor, atëherë dallohen organelet jo membranore dhe membranore. Jo-membranë - kjo është qendra e qelizave dhe ribozomet. Organeleve të lëvizjes (mikrotubulat dhe mikrofilamentet) gjithashtu u mungojnë membranat.
Struktura e organeleve të membranës bazohet në praninë e një membrane biologjike. Organelet me një membranë dhe dy membranë kanë një guaskë me një strukturë të vetme, e cila përbëhet ngashtresa e dyfishtë e fosfolipideve dhe molekulave të proteinave. Ndan citoplazmën nga mjedisi i jashtëm, ndihmon qelizën të ruajë formën e saj. Vlen të kujtojmë se përveç membranës, në qelizat bimore ekziston edhe një membranë e jashtme celuloze, e cila quhet mur qelizor. Kryen një funksion mbështetës.
Organelet e membranës përfshijnë EPS, lizozomet dhe mitokondritë, si dhe lizozomet dhe plastidet. Membranat e tyre mund të ndryshojnë vetëm në grupin e proteinave.
Nëse flasim për aftësinë funksionale të organeleve, atëherë disa prej tyre janë në gjendje të sintetizojnë substanca të caktuara. Pra, organele të rëndësishme të sintezës janë mitokondritë, në të cilat formohet ATP. Ribozomet, plastidet (kloroplastet) dhe rrjeti i ashpër endoplazmatik janë përgjegjës për sintezën e proteinave, ER i lëmuar është përgjegjës për sintezën e lipideve dhe karbohidrateve.
Le të shqyrtojmë strukturën dhe funksionet e organeleve më në detaje.
Bërthamë
Kjo organelë është jashtëzakonisht e rëndësishme sepse kur hiqet, qelizat pushojnë së funksionuari dhe vdesin.
Bërthama ka një membranë të dyfishtë, në të cilën ka shumë pore. Me ndihmën e tyre lidhet ngushtë me rrjetin endoplazmatik dhe me citoplazmën. Kjo organelë përmban kromatinë - kromozome, të cilat janë një kompleks proteinash dhe ADN-je. Nisur nga kjo, mund të themi se është bërthama që është organela që është përgjegjëse për ruajtjen e pjesës më të madhe të gjenomit.
Pjesa e lëngshme e bërthamës quhet karioplazmë. Ai përmban produktet e aktivitetit jetësor të strukturave të bërthamës. Zona më e dendur është bërthama, e cila strehon ribozome, proteina komplekse dheARN, si dhe fosfatet e kaliumit, magnezit, zinkut, hekurit dhe kalciumit. Bërthama zhduket para ndarjes qelizore dhe formohet sërish në fazat e fundit të këtij procesi.
Retikulumi endoplazmatik (retikulumi)
EPS është një organelë me një membranë. Ai zë gjysmën e vëllimit të qelizës dhe përbëhet nga tubula dhe cisterna që lidhen me njëra-tjetrën, si dhe me membranën citoplazmike dhe guaskën e jashtme të bërthamës. Membrana e këtij organoidi ka të njëjtën strukturë si plazmalema. Kjo strukturë është integrale dhe nuk hapet në citoplazmë.
Retikulumi endoplazmatik është i lëmuar dhe i grimcuar (i përafërt). Ribozomet janë të vendosura në guaskën e brendshme të ER granulare, në të cilën ndodh sinteza e proteinave. Nuk ka ribozome në sipërfaqen e rrjetës endoplazmatike të lëmuar, por këtu ndodh sinteza e karbohidrateve dhe yndyrave.
Të gjitha substancat që formohen në rrjetën endoplazmatike transportohen përmes sistemit të tubulave dhe tubulave në destinacionet e tyre, ku grumbullohen dhe më pas përdoren në procese të ndryshme biokimike.
Duke pasur parasysh aftësinë sintetizuese të EPS, rrjeti i përafërt ndodhet në qeliza, funksioni kryesor i të cilave është formimi i proteinave, dhe rrjeti i lëmuar ndodhet në qelizat që sintetizojnë karbohidratet dhe yndyrnat. Përveç kësaj, jonet e kalciumit grumbullohen në rrjetën e lëmuar, të cilat janë të nevojshme për funksionimin normal të qelizave ose të trupit në tërësi.
Duhet të theksohet gjithashtu se ER është vendi i formimit të aparatit Golgi.
Lizozomet, funksionet e tyre
Lizozomet janë organele qelizore,te cilat perfaqesohen nga qeska ne forme te rrumbullaket me nje membrane me enzima hidrolitike dhe digjestive (proteaza, lipaza dhe nukleaza). Përmbajtja e lizozomeve karakterizohet nga një mjedis acid. Membranat e këtyre formacioneve i izolojnë ato nga citoplazma, duke parandaluar shkatërrimin e përbërësve të tjerë strukturorë të qelizave. Kur enzimat e lizozomës lëshohen në citoplazmë, qeliza vetëshkatërrohet - autoliza.
Duhet të theksohet se enzimat sintetizohen kryesisht në një rrjet endoplazmatik të ashpër, pas së cilës ato kalojnë në aparatin Golgi. Këtu ato pësojnë modifikim, paketohen në fshikëza membranore dhe fillojnë të ndahen, duke u bërë përbërës të pavarur të qelizës - lizozomet, të cilat janë parësore dhe dytësore.
Lizozomet primare janë struktura që ndahen nga aparati Golgi, ndërsa dytësore (vakuolat e tretjes) janë ato që formohen si rezultat i shkrirjes së lizozomeve parësore dhe vakuolave endocitare.
Duke pasur parasysh këtë strukturë dhe organizim, ne mund të dallojmë funksionet kryesore të lizozomeve:
- tretja e substancave të ndryshme brenda qelizës;
- shkatërrim i strukturave qelizore që nuk nevojiten;
- pjesëmarrje në proceset e riorganizimit të qelizave.
Vakuola
Vakuolat janë organele sferike me një membranë që janë rezervuarë uji dhe përbërje organike dhe inorganike të tretura në të. Aparati Golgi dhe EPS janë të përfshirë në formimin e këtyre strukturave.
Në një qelizë shtazore vakuolaPak. Ato janë të vogla dhe zënë jo më shumë se 5% të vëllimit. Roli i tyre kryesor është të sigurojnë transportin e substancave në të gjithë qelizën.
Vakuolat e një qelize bimore janë të mëdha dhe zënë deri në 90% të vëllimit. Në një qelizë të pjekur, ekziston vetëm një vakuol, e cila zë një pozicion qendror. Membrana e saj quhet tonoplast dhe përmbajtja e saj quhet lëng qelizor. Funksionet kryesore të vakuolave bimore janë sigurimi i tensionit të membranës qelizore, akumulimi i përbërjeve të ndryshme dhe produkteve të mbeturinave të qelizës. Përveç kësaj, këto organele qelizore bimore furnizojnë ujin e nevojshëm për procesin e fotosintezës.
Nëse flasim për përbërjen e lëngut qelizor, atëherë ai përfshin substancat e mëposhtme:
- rezervë - acide organike, karbohidrate dhe proteina, aminoacide individuale;
- përbërjet që formohen gjatë jetës së qelizave dhe grumbullohen në to (alkaloide, tanine dhe fenole);
- fitoncidet dhe fitohormonet;
- pigmente, për shkak të të cilave frutat, rrënjët dhe petalet e luleve janë ngjyrosur në ngjyrën përkatëse.
Kompleksi Golgi
Struktura e organoideve të quajtur "Aparati Golgi" është mjaft e thjeshtë. Në qelizat bimore, ato duken si trupa të veçantë me një membranë; në qelizat e kafshëve, ato përfaqësohen nga cisterna, tubula dhe fshikëza. Njësia strukturore e kompleksit Golgi është diktozomi, i cili përfaqësohet nga një pirg 4-6 "tanke" dhe fshikëza të vogla që ndahen prej tyre dhe janë një sistem transporti ndërqelizor dhe mund të shërbejnë edhe si burim lizozomesh. Numri i diktozomeve mund të ndryshojë nga një në disaqindra.
Kompleksi Golgi zakonisht ndodhet pranë bërthamës. Në qelizat shtazore - afër qendrës qelizore. Funksionet kryesore të këtyre organeleve janë si më poshtë:
- sekretimi dhe akumulimi i proteinave, lipideve dhe saharideve;
- modifikimi i përbërjeve organike që hyjnë në kompleksin Golgi;
- ky organoid është vendi i formimit të lizozomeve.
Duhet të theksohet se ER, lizozomet, vakuolat dhe aparati Golgi së bashku formojnë një sistem tuba-vakuolar që e ndan qelizën në seksione të veçanta me funksionet përkatëse. Përveç kësaj, ky sistem siguron rinovim të vazhdueshëm të membranave.
Mitokondritë janë stacionet energjetike të qelizës
Mitokondritë janë organele me dy membrana në formë shufre, sferike ose filamentoze që sintetizojnë ATP. Ata kanë një sipërfaqe të jashtme të lëmuar dhe një membranë të brendshme me palosje të shumta të quajtura cristae. Duhet të theksohet se numri i kristave në mitokondri mund të ndryshojë në varësi të kërkesës për energji të qelizës. Është në membranën e brendshme që përqendrohen komplekse të shumta enzimë që sintetizojnë adenozintrifosfatin. Këtu, energjia e lidhjeve kimike shndërrohet në lidhje makroergjike të ATP. Përveç kësaj, mitokondritë shpërbëjnë acidet yndyrore dhe karbohidratet me çlirimin e energjisë, e cila akumulohet dhe përdoret për rritje dhe sintezë.
Mjedisi i brendshëm i këtyre organeleve quhet matricë. Ajo ështëpërmban ADN dhe ARN rrethore, ribozome të vogla. Shtë interesante që mitokondritë janë organele gjysmë autonome, pasi ato varen nga funksionimi i qelizës, por në të njëjtën kohë ato mund të ruajnë një pavarësi të caktuar. Pra, ata janë në gjendje të sintetizojnë proteinat dhe enzimat e tyre, si dhe të riprodhohen vetë.
Besohet se mitokondria u ngrit kur organizmat prokariotikë aerobikë hynë në qelizën pritëse, gjë që çoi në formimin e një kompleksi specifik simbiotik. Pra, ADN-ja mitokondriale ka të njëjtën strukturë si ADN-ja e baktereve moderne, dhe sinteza e proteinave si në mitokondri ashtu edhe në baktere pengohet nga të njëjtët antibiotikë.
Plastet - organele qelizore bimore
Plastidet janë organele mjaft të mëdha. Ato janë të pranishme vetëm në qelizat bimore dhe formohen nga prekursorët - proplastidet, përmbajnë ADN. Këto organele luajnë një rol të rëndësishëm në metabolizëm dhe ndahen nga citoplazma me një membranë të dyfishtë. Përveç kësaj, ato mund të formojnë një sistem të rregulluar të membranave të brendshme.
Plastet janë tre llojesh:
- Kloroplastet janë plastidet më të shumta përgjegjëse për fotosintezën, e cila prodhon komponime organike dhe oksigjen të lirë. Këto struktura kanë një strukturë komplekse dhe janë në gjendje të lëvizin në citoplazmë drejt burimit të dritës. Substanca kryesore që përmban kloroplastet është klorofili, me të cilin bimët mund të përdorin energjinë e diellit. Duhet të theksohet se kloroplastet, si mitokondritë, janë struktura gjysmë autonome, pasi ato janë të afta tëndarja e pavarur dhe sinteza e proteinave të tyre.
- Leukoplastet janë plastide pa ngjyrë që kthehen në kloroplaste kur ekspozohen ndaj dritës. Këta komponentë qelizorë përmbajnë enzima. Me ndihmën e tyre, glukoza konvertohet dhe grumbullohet në formën e kokrrave të niseshtës. Në disa bimë, këto plastide janë të afta të grumbullojnë lipide ose proteina në formën e kristaleve dhe trupave amorfë. Numri më i madh i leukoplasteve është i përqendruar në qelizat e organeve nëntokësore të bimëve.
- Kromoplastet janë derivate të dy llojeve të tjera të plastideve. Ato formojnë karotenoidë (gjatë shkatërrimit të klorofilit), të cilat janë të kuqe, të verdhë ose portokalli. Kromoplastet janë faza e fundit e transformimit të plastidit. Shumica e tyre janë në fruta, petale dhe gjethe vjeshte.
Ribozomi
Çfarë quhet një organelë e quajtur ribozom? Ribozomet quhen organele jo membranore, të përbëra nga dy fragmente (nënnjësi të vogla dhe të mëdha). Diametri i tyre është rreth 20 nm. Ato gjenden në qeliza të të gjitha llojeve. Këto janë organele të qelizave shtazore dhe bimore, bakteret. Këto struktura formohen në bërthamë, pas së cilës kalojnë në citoplazmë, ku vendosen lirisht ose ngjiten në EPS. Në varësi të vetive sintetizuese, ribozomet funksionojnë vetëm ose kombinohen në komplekse për të formuar poliribozome. Në këtë rast, këto organele jo membranore janë të lidhura nga një molekulë e ARN-së lajmëtare.
Ribozomi përmban 4 molekula rARN që përbëjnë kornizën e tij, si dhe proteina të ndryshme. Detyra kryesore e këtij organoidi është të grumbullojë zinxhirin polipeptid, i cili është hapi i parë në sintezën e proteinave. Ato proteina që formohen nga ribozomet e rrjetës endoplazmatike mund të përdoren nga i gjithë organizmi. Proteinat për nevojat e një qelize individuale sintetizohen nga ribozomet, të cilat ndodhen në citoplazmë. Duhet të theksohet se ribozomet gjenden edhe në mitokondri dhe plastide.
Citoskelet i një qelize
Citoskeleti qelizor formohet nga mikrotubulat dhe mikrofilamentet. Mikrotubulat janë formacione cilindrike me diametër 24 nm. Gjatësia e tyre është 100 μm-1 mm. Komponenti kryesor është një proteinë e quajtur tubulinë. Është i paaftë për tkurrje dhe mund të shkatërrohet nga kolchicina. Mikrotubulat janë të vendosura në hialoplazmë dhe kryejnë funksionet e mëposhtme:
- krijoni një kornizë elastike, por në të njëjtën kohë të fortë të kafazit, e cila e lejon atë të mbajë formën e saj;
- merr pjesë në procesin e shpërndarjes së kromozomeve qelizore;
- sigurojnë lëvizjen e organeleve;
- përmbahet në qendër të qelizës, si dhe në flagjela dhe cilia.
Mikrofilamentet janë filamente që ndodhen nën membranën plazmatike dhe përbëhen nga proteina aktin ose miozina. Ato mund të tkurren, duke rezultuar në lëvizjen e citoplazmës ose zgjatjen e membranës qelizore. Përveç kësaj, këta komponentë janë të përfshirë në formimin e shtrëngimit gjatë ndarjes qelizore.
Qendra qelizore (centrozom)
Kjo organelë përbëhet nga 2 centriola dhe një qendërsferë. Centriola cilindrike. Muret e saj formohen nga tre mikrotubula, të cilët bashkohen me njëri-tjetrin përmes lidhjeve të kryqëzuara. Centriolat janë të renditura në çifte në kënde të drejta me njëra-tjetrën. Duhet të theksohet se qelizave të bimëve më të larta u mungojnë këto organele.
Roli kryesor i qendrës qelizore është të sigurojë një shpërndarje të barabartë të kromozomeve gjatë ndarjes së qelizave. Është gjithashtu qendra e organizimit të citoskeletit.
Organelet e lëvizjes
Organelet e lëvizjes përfshijnë qerpikët, si dhe flagjelat. Këto janë rritje të vogla në formën e qimeve. Flagelumi përmban 20 mikrotubula. Baza e tij ndodhet në citoplazmë dhe quhet trup bazal. Gjatësia e flagjelit është 100 μm ose më shumë. Flagjelat me madhësi vetëm 10-20 mikron quhen cilia. Kur mikrotubulat rrëshqasin, ciliat dhe flagjelat janë në gjendje të lëkunden, duke shkaktuar lëvizjen e vetë qelizës. Citoplazma mund të përmbajë fibrile kontraktuese të quajtura miofibrile - këto janë organele të një qelize shtazore. Miofibrilet, si rregull, ndodhen në miocitet - qelizat e indeve të muskujve, si dhe në qelizat e zemrës. Ato përbëhen nga fibra më të vogla (protofibrile).
Duhet të theksohet se tufat e miofibrileve përbëhen nga fibra të errëta - këto janë disqe anizotropike, si dhe zona të lehta - këto janë disqe izotropike. Njësia strukturore e miofibrilit është sarkomeri. Kjo është zona midis diskut anizotropik dhe izotropik, i cili ka filamente të aktinës dhe miozinës. Kur ato rrëshqasin, sarkomeri tkurret, gjë që çon në lëvizjen e të gjithë fibrës muskulore. Nëkjo përdor energjinë e ATP dhe joneve të kalciumit.
Protozoarët dhe spermatozoidet e kafshëve lëvizin me ndihmën e flagjelave. Ciliat janë organi i lëvizjes së ciliates-këpucëve. Tek kafshët dhe njerëzit, ato mbulojnë rrugët e frymëmarrjes dhe ndihmojnë për të hequr qafe grimcat e vogla të ngurta, siç është pluhuri. Përveç kësaj, ka edhe pseudopodë që ofrojnë lëvizje ameboide dhe janë elementë të shumë qelizave njëqelizore dhe shtazore (për shembull, leukocitet).
Shumica e bimëve nuk mund të lëvizin në hapësirë. Lëvizjet e tyre janë rritja, lëvizjet e gjetheve dhe ndryshimet në rrjedhën e citoplazmës së qelizave.
Përfundim
Me gjithë shumëllojshmërinë e qelizave, të gjitha ato kanë një strukturë dhe organizim të ngjashëm. Struktura dhe funksionet e organeleve karakterizohen nga veti identike, duke siguruar funksionimin normal të një qelize individuale dhe të të gjithë organizmit.
Ky model mund të shprehet si më poshtë.
Tabela "Organoidet e qelizave eukariote"
Organoid |
Qeliza bimore |
Kafazi i kafshëve |
Funksionet kryesore |
| core | është | është | Ruajtja e ADN-së, transkriptimi i ARN-së dhe sinteza e proteinave |
| retikulumi endoplazmatik | është | është | sinteza e proteinave, lipideve dhe karbohidrateve, akumulimi i joneve të kalciumit, formimi i kompleksit Golgi |
| mitokondri | është | është | sinteza e ATP, enzimave dhe proteinave të veta |
| plastide | është | jo | pjesëmarrja në fotosintezë, akumulimi i niseshtës, lipideve, proteinave, karotenoideve |
| ribozome | është | është | mbledhja e zinxhirit polipeptid (sinteza e proteinave) |
| mikrotubulat dhe mikrofilamentet | është | është | lejojnë qelizën të mbajë një formë të caktuar, janë pjesë përbërëse e qendrës qelizore, qerpikëve dhe flagjelave, sigurojnë lëvizjen e organeleve |
| lizozomet | është | është | tretja e substancave brenda qelizës, shkatërrimi i strukturave të saj të panevojshme, pjesëmarrja në riorganizimin e qelizave, shkakton autolizë |
| vakuola e madhe qendrore | është | jo | siguron tension në membranën qelizore, grumbullon lëndë ushqyese dhe mbetje të qelizës, fitoncidet dhe fitohormonet, si dhe pigmentet, është një rezervuar uji |
| Kompleksi Golgi | është | është | sekreton dhe grumbullon proteina, lipide dhe karbohidrate, modifikon lëndët ushqyese që hyjnë në qelizë,përgjegjës për formimin e lizozomeve |
| qendër celulare | ka, me përjashtim të bimëve më të larta | është | është qendra e organizimit të citoskeletit, siguron divergjencë uniforme të kromozomeve gjatë ndarjes qelizore |
| miofibrile | jo | është | siguro tkurrjen e muskujve |
Nëse nxjerrim përfundime, mund të themi se ka dallime të vogla midis një qelize shtazore dhe një qelize bimore. Në të njëjtën kohë, tiparet funksionale dhe struktura e organeleve (tabela e mësipërme e konfirmon këtë) ka një parim të përgjithshëm organizimi. Qeliza funksionon si një sistem harmonik dhe integral. Në të njëjtën kohë, funksionet e organeleve janë të ndërlidhura dhe synojnë funksionimin dhe mirëmbajtjen optimale të aktivitetit jetësor të qelizës.
