Një galaktikë e tërë shkencëtarësh të shquar të së kaluarës - Robert Hooke, Anthony van Leeuwenhoek, Theodor Schwann, Mathias Schleiden, me zbulimet e tyre në fushën e studimit të natyrës, hapën rrugën për formimin e degës më të rëndësishme të shkenca moderne biologjike - citologji. Ai studion strukturën dhe vetitë e qelizës, e cila është bartësi elementar i jetës në Tokë. Njohuritë themelore të marra si rezultat i zhvillimit të shkencës qelizore kanë frymëzuar studiuesit të krijojnë disiplina të tilla si gjenetika, biologjia molekulare dhe biokimia.
Zbulimet shkencore të bëra në to ndryshuan plotësisht fytyrën e planetit dhe çuan në shfaqjen e kloneve, organizmave të modifikuar gjenetikisht dhe inteligjencës artificiale. Artikulli ynë do t'ju ndihmojë të kuptoni metodat themelore të eksperimenteve citologjike dhe të zbuloni strukturën dhe funksionet e qelizave.
Si studiohet një qelizë
Ashtu si 500 vjet më parë, mikroskopi i dritës është instrumenti kryesor që ndihmon për të studiuar strukturën dhe vetitë e qelizës. Sigurisht, pamja e saj dhe optikekarakteristikat nuk mund të krahasohen me mikroskopët e parë të krijuar nga baba dhe bir Janssens ose Robert Hooke në mesin e shekullit të 16-të. Fuqia zgjidhëse e mikroskopëve modernë të dritës rrit madhësinë e strukturave të qelizave me 3000 herë. Skanerët raster mund të kapin imazhe të objekteve nën mikroskopike si bakteret ose viruset, këto të fundit aq të vogla sa nuk janë as qeliza. Në citologji përdoret në mënyrë aktive metoda e atomeve të etiketuara, si dhe studimi in vivo i qelizave, falë të cilit qartësohen veçoritë e proceseve qelizore.
Centrifugim
Për të ndarë përmbajtjen e qelizave në fraksione dhe për të studiuar vetitë dhe funksionet e qelizës, citologjia përdor një centrifugë. Punon në të njëjtin parim si pjesa me të njëjtin emër në lavatriçe. Duke krijuar nxitim centrifugal, pajisja përshpejton pezullimin e qelizës dhe meqenëse organelet kanë dendësi të ndryshme, ato vendosen në shtresa. Në fund janë pjesë të mëdha, si bërthama, mitokondri ose plastide, dhe në grykat e sipërme të grilës së distilimit të centrifugës, mikrofilamentet e citoskeletit, ribozomet dhe peroksizomet janë të vendosura. Shtresat që rezultojnë janë të ndara, kështu që është më e përshtatshme të studiohen veçoritë e përbërjes biokimike të organeleve.
Struktura qelizore e bimëve
Vetitë e një qelize bimore janë në shumë mënyra të ngjashme me funksionet e qelizave shtazore. Megjithatë, edhe një nxënës shkolle, duke ekzaminuar preparatet fikse të qelizave bimore, shtazore ose njerëzore përmes okularit të një mikroskopi, do të gjejë veçori të ndryshimit. Është gjeometrikekonturet e sakta, prania e një membrane të dendur celuloze dhe vakuola të mëdha, karakteristike për qelizat bimore. Dhe një ndryshim tjetër që i dallon plotësisht bimët në grupin e organizmave autotrofikë është prania në citoplazmë e trupave të gjelbër ovale qartësisht të dukshme. Këto janë kloroplastet - karta e thirrjes së bimëve. Në fund të fundit, janë ata që janë në gjendje të kapin energjinë e dritës, ta shndërrojnë atë në energjinë e lidhjeve makroergjike të ATP, dhe gjithashtu të formojnë komponime organike: niseshte, proteina dhe yndyrna. Kështu, fotosinteza përcakton vetitë autotrofike të qelizës bimore.
Sinteza e pavarur e substancave trofike
Le të ndalemi në procesin për shkak të të cilit, sipas shkencëtarit të shquar rus K. A. Timiryazev, bimët luajnë një rol kozmik në evolucion. Ka afërsisht 350 mijë lloje bimore në Tokë, duke filluar nga algat njëqelizore si chlorella ose klamidomonas deri te pemët gjigante - sekuia, që arrijnë një lartësi prej 115 metrash. Të gjithë ata thithin dioksidin e karbonit, duke e kthyer atë në glukozë, aminoacide, glicerinë dhe acide yndyrore. Këto substanca shërbejnë si ushqim jo vetëm për vetë bimën, por përdoren edhe nga organizmat e quajtur heterotrofë: kërpudhat, kafshët dhe njerëzit. Vetitë e tilla të qelizave bimore si aftësia për të sintetizuar komponimet organike dhe për të formuar një substancë jetike - oksigjenin, konfirmojnë faktin e rolit ekskluziv të autotrofeve për jetën në Tokë.
Klasifikimi i plastideve
Është e vështirë të qëndrosh indiferent, duke menduar mbi ekstravaganzën e ngjyrave të trëndafilave që lulëzojnë ose pyllin e vjeshtës. Ngjyra e bimëve është për shkak të organeleve të veçanta - plastideve, karakteristike vetëm për qelizat bimore. Mund të argumentohet se prania e pigmenteve të veçanta në përbërjen e tyre ndikon në funksionet e kloroplasteve, kromoplasteve dhe leukoplasteve në metabolizëm. Organelet që përmbajnë pigmentin jeshil klorofil përcaktojnë vetitë e rëndësishme të qelizës dhe janë përgjegjëse për procesin e fotosintezës. Ato gjithashtu mund të shndërrohen në kromoplaste. Ne e vëzhgojmë këtë fenomen, për shembull, në vjeshtë, kur gjethet jeshile të pemëve kthehen në ari, vjollcë ose të kuq. Leukoplastet mund të shndërrohen në kromoplaste, për shembull domatet qumështore piqen në portokalli ose të kuqe. Ato janë gjithashtu në gjendje të kalojnë në kloroplaste, për shembull, shfaqja e ngjyrës së gjelbër në lëkurën e zhardhokëve të patates ndodh kur ato ruhen në dritë për një kohë të gjatë.
Mekanizmi i formimit të indeve bimore
Një nga tiparet dalluese të qelizave më të larta të bimëve është prania e një guaskë të fortë dhe të fortë. Zakonisht përmban makromolekulat e celulozës, linjinës ose pektinës. Stabiliteti dhe rezistenca ndaj ngjeshjes dhe deformimeve të tjera mekanike i dallojnë indet bimore në grupin e strukturave natyrore më të ngurtë që mund të përballojnë ngarkesa të rënda (kujtoni, për shembull, vetitë e drurit). Midis qelizave të saj, lindin shumë fije citoplazmike, duke kaluar nëpër vrima në membranat, të cilat, si fije elastike, i qepin së bashku.mes tyre. Prandaj, forca dhe fortësia janë vetitë kryesore të një qelize të një organizmi bimor.
Plazmoliza dhe deplazmoliza
Prezenca e mureve me vrima përgjegjëse për lëvizjen e ujit, kripërave minerale dhe fitohormoneve mund të zbulohet për shkak të fenomenit të plazmolizës. Vendosni një qelizë bimore në një solucion fiziologjik hipertonik. Uji nga citoplazma e tij do të shpërndahet nga jashtë dhe nën një mikroskop do të shohim procesin e eksfolimit të shtresës parietale të hialoplazmës. Qeliza zvogëlohet, vëllimi i saj zvogëlohet, d.m.th. ndodh plazmoliza. Ju mund ta ktheni formën origjinale duke shtuar disa pika ujë në një rrëshqitës xhami dhe duke krijuar një përqendrim të tretësirës më të ulët se në citoplazmën e qelizës. Molekulat H2O do të hyjnë brenda përmes poreve në guaskë, vëllimi dhe presioni ndërqelizor i qelizës do të rritet. Ky proces u quajt deplazmolizë.
Struktura dhe funksionet specifike të qelizave shtazore
Mungesa e kloroplasteve në citoplazmë, membrana të holla pa një guaskë të jashtme, vakuola të vogla që kryejnë kryesisht funksione tretëse ose ekskretuese - e gjithë kjo vlen për qelizat shtazore dhe njerëzore. Pamja e tyre e larmishme dhe zakonet e të ushqyerit heterotrofik janë një tjetër veçori dalluese.
Shumë qeliza, të cilat janë organizma të veçantë, ose janë pjesë e indeve, janë të afta për lëvizje aktive. Këto janë fagocitet dhe spermatozoidet e gjitarëve, ameba, infusoria-këpuca, etj. Qelizat shtazore kombinohen në inde për shkak të kompleksit mbimembranor - glikokaliksit. Aipërbëhet nga glikolipide dhe proteina të lidhura me karbohidratet, dhe nxit ngjitjen - ngjitjen e membranave qelizore me njëra-tjetrën, duke çuar në formimin e indeve. Tretja jashtëqelizore ndodh edhe në glikokaliks. Mënyra heterotrofike e të ushqyerit përcakton praninë në qelizat e një arsenali të tërë enzimash tretëse, të përqendruara në organele të veçanta - lizozome, të cilat formohen në aparatin Golgi - një strukturë e detyrueshme një-membranore e citoplazmës.
Në qelizat shtazore, kjo organelë përfaqësohet nga një rrjet i përbashkët kanalesh dhe cisternash, ndërsa te bimët duket si njësi të shumta strukturore të ndryshme. Të dy qelizat somatike bimore dhe shtazore ndahen me mitozë, ndërsa gametet ndahen nga mejoza.
Pra, ne kemi vërtetuar se vetitë e qelizave të grupeve të ndryshme të organizmave të gjallë do të varen nga veçoritë e strukturës mikroskopike dhe funksionet e organeleve.
