Struktura dhe funksionet e qelizës kanë pësuar një sërë ndryshimesh në rrjedhën e evolucionit. Shfaqja e organeleve të reja u parapri nga transformimet në atmosferën dhe litosferën e planetit të ri. Një nga blerjet e rëndësishme ishte bërthama e qelizave. Organizmat eukariote morën, për shkak të pranisë së organeleve të veçanta, avantazhe domethënëse ndaj prokariotëve dhe shpejt filluan të dominojnë.
Bërthama qelizore, struktura dhe funksionet e së cilës janë disi të ndryshme në inde dhe organe të ndryshme, ka përmirësuar cilësinë e biosintezës së ARN-së dhe transmetimin e informacionit trashëgues.
Origjina
Deri më sot, ekzistojnë dy hipoteza kryesore në lidhje me formimin e një qelize eukariote. Sipas teorisë simbiotike, organelet (të tilla si flagjelat ose mitokondritë) dikur ishin organizma të veçantë prokariote. Paraardhësit e eukariotëve modernë i hëngrën ato. Rezultati ishte një organizëm simbiotik.
Bërthama u formua si rezultat i zgjatjes nga brendaseksioni i membranës citoplazmike. Kjo ishte një blerje e nevojshme në rrugën për të zotëruar një mënyrë të re të ushqyerjes, fagocitozën, nga qeliza. Kapja e ushqimit u shoqërua me një rritje të shkallës së lëvizshmërisë citoplazmike. Gjenoforet, të cilat ishin materiali gjenetik i një qelize prokariote dhe të ngjitura në mure, ranë në një zonë me "rrjedhje" të fortë dhe kishin nevojë për mbrojtje. Si rezultat, u formua një invaginim i thellë i një pjese të membranës që përmban gjenofore të bashkangjitura. Kjo hipotezë mbështetet nga fakti se lëvozhga e bërthamës është e lidhur pazgjidhshmërisht me membranën citoplazmike të qelizës.
Ekziston një version tjetër i zhvillimit të ngjarjeve. Sipas hipotezës virale të origjinës së bërthamës, ajo u formua si rezultat i infeksionit të një qelize të lashtë arkeane. Një virus i ADN-së depërtoi në të dhe gradualisht fitoi kontroll të plotë mbi proceset e jetës. Shkencëtarët që e konsiderojnë këtë teori më të saktë, japin shumë argumente në favor të saj. Megjithatë, deri më sot, nuk ka asnjë provë përfundimtare për asnjë nga hipotezat ekzistuese.
Një ose më shumë
Shumica e qelizave të eukariotëve modernë kanë një bërthamë. Shumica dërrmuese e tyre përmbajnë vetëm një organelë të tillë. Megjithatë, ka qeliza që kanë humbur bërthamën për shkak të disa veçorive funksionale. Këto përfshijnë, për shembull, eritrocitet. Ekzistojnë gjithashtu qeliza me dy (ciliate) dhe madje disa bërthama.
Struktura e bërthamës qelizore
Pavarësisht nga karakteristikat e organizmit, struktura e bërthamës karakterizohet nga një grup tipikorganele. Ajo ndahet nga hapësira e brendshme e qelizës me një membranë të dyfishtë. Në disa vende, shtresat e saj të brendshme dhe të jashtme bashkohen, duke formuar pore. Funksioni i tyre është të shkëmbejnë substanca midis citoplazmës dhe bërthamës.
Hapësira e organeleve është e mbushur me karioplazmë, e quajtur edhe lëngje bërthamore ose nukleoplazmë. Ai përmban kromatinë dhe bërthamën. Ndonjëherë organelet e fundit të emërtuara të bërthamës qelizore nuk janë të pranishme në një kopje të vetme. Në disa organizma, nukleolat, përkundrazi, mungojnë.
Membrane
Membrana bërthamore formohet nga lipide dhe përbëhet nga dy shtresa: e jashtme dhe e brendshme. Në fakt, kjo është e njëjta membranë qelizore. Bërthama komunikon me kanalet e retikulit endoplazmatik përmes hapësirës perinukleare, një zgavër e formuar nga dy shtresa të membranës.
Membranat e jashtme dhe të brendshme kanë karakteristikat e tyre strukturore, por në përgjithësi janë mjaft të ngjashme.
Më afër citoplazmës
Shtesa e jashtme kalon në membranën e rrjetës endoplazmatike. Dallimi kryesor i tij nga ky i fundit është një përqendrim dukshëm më i lartë i proteinave në strukturë. Membrana në kontakt të drejtpërdrejtë me citoplazmën e qelizës është e mbuluar me një shtresë ribozomesh nga jashtë. Ajo është e lidhur me membranën e brendshme nga pore të shumta, të cilat janë komplekse mjaft të mëdha proteinike.
shtresa e brendshme
Membrana përballë bërthamës së qelizës, ndryshe nga ajo e jashtme, është e lëmuar, e pa mbuluar me ribozome. Kufizon karioplazmën. Një tipar karakteristik i membranës së brendshme është një shtresë e laminës bërthamore që e vesh atë nga ana,në kontakt me nukleoplazmën. Kjo strukturë specifike proteinike ruan formën e mbështjellësit, është e përfshirë në rregullimin e shprehjes së gjeneve dhe gjithashtu nxit lidhjen e kromatinës në membranën bërthamore.
Metabolizmi
Ndërveprimi i bërthamës dhe citoplazmës kryhet përmes poreve bërthamore. Ato janë struktura mjaft komplekse të formuara nga 30 proteina. Numri i poreve në një bërthamë mund të jetë i ndryshëm. Varet nga lloji i qelizës, organit dhe organizmit. Pra, tek njerëzit, bërthama qelizore mund të ketë nga 3 deri në 5 mijë pore, në disa bretkosa arrin në 50,000.
Funksioni kryesor i poreve është shkëmbimi i substancave ndërmjet bërthamës dhe pjesës tjetër të hapësirës qelizore. Disa molekula kalojnë nëpër pore në mënyrë pasive, pa shpenzime shtesë të energjisë. Ato janë të vogla në përmasa. Transportimi i molekulave të mëdha dhe komplekseve supramolekulare kërkon konsumimin e një sasie të caktuar energjie.
Molekulat e ARN-së të sintetizuara në bërthamë hyjnë në qelizë nga karioplazma. Proteinat e nevojshme për proceset intranukleare transportohen në drejtim të kundërt.
Nukleoplazma
Lëngu nuklear është një zgjidhje koloidale e proteinave. Ai kufizohet nga mbështjellësi bërthamor dhe rrethon kromatinën dhe bërthamën. Nukleoplazma është një lëng viskoz në të cilin treten substanca të ndryshme. Këto përfshijnë nukleotide dhe enzima. Të parët janë thelbësorë për sintezën e ADN-së. Enzimat përfshihen në transkriptim, si dhe në riparimin dhe replikimin e ADN-së.
Struktura e lëngut bërthamor ndryshon në varësi të gjendjes së qelizës. Ka dy prej tyre - të palëvizshme dheqë ndodhin gjatë ndarjes. E para është karakteristikë e ndërfazës (koha midis ndarjeve). Në të njëjtën kohë, lëngu bërthamor dallohet nga një shpërndarje uniforme e acideve nukleike dhe molekulave të pastrukturuara të ADN-së. Gjatë kësaj periudhe, materiali trashëgues ekziston në formën e kromatinës. Ndarja e bërthamës së qelizës shoqërohet me shndërrimin e kromatinës në kromozome. Në këtë kohë, struktura e karioplazmës ndryshon: materiali gjenetik fiton një strukturë të caktuar, mbështjellësi bërthamor shkatërrohet dhe karioplazma përzihet me citoplazmën.
Kromozome
Funksionet kryesore të strukturave nukleoproteinike të kromatinës së transformuar në momentin e ndarjes janë ruajtja, zbatimi dhe transmetimi i informacionit trashëgues që gjendet në bërthamën e qelizës. Kromozomet karakterizohen nga një formë e caktuar: ato ndahen në pjesë ose krahë nga një shtrëngim parësor, i quajtur edhe coelomere. Sipas vendndodhjes së tij, dallohen tre lloje kromozomesh:
- në formë shufre ose akrocentrike: karakterizohen nga vendosja e koelomerit pothuajse në fund, njëri krah është shumë i vogël;
- të larmishëm ose nënmetacentrik kanë krahë me gjatësi të pabarabartë;
- barabrinjës ose metacentrik.
Grupi i kromozomeve në një qelizë quhet kariotip. Çdo lloj është i fiksuar. Në këtë rast, qelizat e ndryshme të të njëjtit organizëm mund të përmbajnë një grup diploid (të dyfishtë) ose haploid (të vetëm). Opsioni i parë është tipik për qelizat somatike, të cilat kryesisht përbëjnë trupin. Seti haploid është një privilegj i qelizave germinale. qelizat somatike të njeriutpërmban 46 kromozome, seksi - 23.
Kromozomet e grupit diploid bëjnë çifte. Strukturat identike të nukleoproteinave të përfshira në një çift quhen alelike. Ata kanë të njëjtën strukturë dhe kryejnë të njëjtat funksione.
Njësia strukturore e kromozomeve është gjeni. Është një pjesë e molekulës së ADN-së që kodon për një proteinë specifike.
Nukleolus
Bërthama qelizore ka një organelë më shumë - bërthamën. Nuk ndahet nga karioplazma me membranë, por vërehet lehtë kur ekzaminohet qeliza me mikroskop. Disa bërthama mund të kenë bërthama të shumta. Ka edhe nga ato në të cilat organele të tilla mungojnë plotësisht.
Forma e bërthamës i ngjan një sfere, ka një madhësi mjaft të vogël. Ai përmban proteina të ndryshme. Funksioni kryesor i bërthamës është sinteza e ARN ribozomale dhe vetë ribozomeve. Ato janë të nevojshme për krijimin e zinxhirëve polipeptidikë. Bërthamat formohen rreth zonave të veçanta të gjenomit. Ata quhen organizatorë bërthamorë. Ai përmban gjenet e ARN-së ribozomale. Bërthama, ndër të tjera, është vendi me përqendrimin më të lartë të proteinave në qelizë. Një pjesë e proteinave është e nevojshme për të kryer funksionet e organoidit.
Bërthama përbëhet nga dy komponentë: grimcuar dhe fibrilar. E para janë nënnjësitë ribozome të maturimit. Në qendrën fibrilare kryhet sinteza e ARN ribozomale. Komponenti granular rrethon komponentin fibrilar të vendosur në qendër të bërthamës.
Bërthama qelizore dhe funksionet e saj
Roli qëluan thelbin, është i lidhur pazgjidhshmërisht me strukturën e tij. Strukturat e brendshme të organoidit së bashku zbatojnë proceset më të rëndësishme në qelizë. Ai strehon informacionin gjenetik që përcakton strukturën dhe funksionin e qelizës. Bërthama është përgjegjëse për ruajtjen dhe transmetimin e informacionit trashëgues gjatë mitozës dhe mejozës. Në rastin e parë, qeliza bijë merr një grup gjenesh identike me prindin. Si rezultat i mejozës, qelizat germinale formohen me një grup kromozomesh haploid.
Një tjetër funksion jo më pak i rëndësishëm i bërthamës është rregullimi i proceseve ndërqelizore. Ajo kryhet si rezultat i kontrollit të sintezës së proteinave përgjegjëse për strukturën dhe funksionimin e elementeve qelizore.
Ndikimi në sintezën e proteinave ka një shprehje tjetër. Bërthama, duke kontrolluar proceset brenda qelizës, bashkon të gjitha organelet e saj në një sistem të vetëm me një mekanizëm që funksionon mirë. Dështimet në të çojnë, si rregull, në vdekjen e qelizave.
Më në fund, bërthama është vendi i sintezës së nënnjësive të ribozomeve, të cilat janë përgjegjëse për formimin e së njëjtës proteinë nga aminoacidet. Ribozomet janë të domosdoshëm në procesin e transkriptimit.
Qeliza eukariote është një strukturë më e përsosur se ajo prokariote. Shfaqja e organeleve me membranën e tyre bëri të mundur rritjen e efikasitetit të proceseve ndërqelizore. Një rol shumë të rëndësishëm në këtë evolucion luajti formimi i një bërthame të rrethuar nga një membranë lipidike e dyfishtë. Mbrojtja e informacionit trashëgues nga membrana bëri të mundur zotërimin e organizmave të lashtë njëqelizorëorganizmat në mënyra të reja të jetës. Midis tyre ishte fagocitoza, e cila, sipas një versioni, çoi në shfaqjen e një organizmi simbiotik, i cili më vonë u bë paraardhësi i qelizës moderne eukariote me të gjitha organelet e saj karakteristike. Bërthama qelizore, struktura dhe funksionet e disa strukturave të reja bënë të mundur përdorimin e oksigjenit në metabolizëm. Pasoja e kësaj ishte një ndryshim kardinal në biosferën e Tokës, u hodhën themelet për formimin dhe zhvillimin e organizmave shumëqelizorë. Sot, organizmat eukariote, ku përfshihen njerëzit, dominojnë planetin dhe asgjë nuk parashikon ndryshime në këtë drejtim.
