Məlumat

3.3: Eukaryotik Hüceyrələrin Unikal Xüsusiyyətləri - Biologiya

3.3: Eukaryotik Hüceyrələrin Unikal Xüsusiyyətləri - Biologiya


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Öyrənmə Məqsədləri

  • Eukaryotik hüceyrələrin fərqləndirici xüsusiyyətlərini izah edin
  • Prokaryotik hüceyrələrin daxili və xarici strukturlarını onların fiziki quruluşu, kimyəvi quruluşu və funksiyası baxımından təsvir edin
  • Eukaryotik hüceyrələrə xas olan strukturları və orqanoidləri müəyyənləşdirin və təsvir edin
  • Prokaryotik və eukaryotik hüceyrələrdə olan oxşar strukturları müqayisə edin və müqayisə edin

Eukaryotik orqanizmlərə protozoyanlar, yosunlar, göbələklər, bitkilər və heyvanlar daxildir. Bəzi eukaryotik hüceyrələr müstəqil, təkhüceyrəli mikroorqanizmlərdir, digərləri isə çoxhüceyrəli orqanizmlərin bir hissəsidir. Eukaryotik orqanizmlərin hüceyrələri bir sıra fərqləndirici xüsusiyyətlərə malikdir. Hər şeydən əvvəl, eukaryotik hüceyrələr mürəkkəb bir nüvə membranı ilə əhatə olunmuş bir nüvənin olması ilə müəyyən edilir. Həmçinin, eukaryotik hüceyrələr sitoplazmada membrana bağlı orqanoidlərin olması ilə xarakterizə olunur. Mitoxondriya, endoplazmatik retikulum (ER), Qolji aparatı, lizosomlar və peroksizomlar kimi orqanoidlər hüceyrədaxili komponentlərin daşınmasını dəstəkləyən və hüceyrə formasını saxlamağa kömək edən daxili şəbəkə olan sitoskeleton tərəfindən yerində saxlanılır (Şəkil (PageIndex{1} )). Eukaryotik hüceyrələrin genomu əksər prokaryotik hüceyrələri xarakterizə edən tək, dairəvi formalı xromosomdan fərqli olaraq çoxlu, çubuqşəkilli xromosomlarda qablaşdırılır. Cədvəl (PageIndex{1}) eukaryotik hüceyrə strukturlarının xüsusiyyətlərini bakteriya və arxeyaların xüsusiyyətləri ilə müqayisə edir.

Cədvəl (PageIndex{1}): Hüceyrə strukturlarının xülasəsi.
Hüceyrə quruluşuProkaryotlarEukariotlar
BakteriyaArxeya
Ölçü~0,5–1 μM~0,5–1 μM~5–20 μM
Səth sahəsi-həcm nisbətiYüksəkYüksəkAşağı
NüvəYoxYoxBəli
Genom xüsusiyyətləri
  • Tək xromosom
  • Dairəvi
  • haploid
  • Histonları yoxdur
  • Tək xromosom
  • Dairəvi
  • haploid
  • Histonları ehtiva edir
  • Çoxsaylı xromosomlar
  • Xətti
  • Haploid və ya diploid
  • Histonları ehtiva edir
Hüceyrə bölünməsiİkili parçalanmaİkili parçalanmaMitoz, mayoz
Membran lipid tərkibi
  • Esterlə əlaqəli
  • Düz zəncirli yağ turşuları
  • İkiqatlı
  • Efirlə bağlıdır
  • Budaqlanmış izoprenoidlər
  • İki qatlı və ya tək qatlı
  • Esterlə əlaqəli
  • Düz zəncirli yağ turşuları
  • Sterollar
  • İkiqatlı
Hüceyrə divarının tərkibi
  • Peptidoqlikan və ya
  • Heç biri
  • Psevdopeptidoqlikan və ya
  • qlikopeptid və ya
  • Polisaxarid və ya
  • Protein (S-qat) və ya
  • Heç biri
  • Sellüloza (bitkilər, bəzi yosunlar)
  • Chitin (molyuskalar, həşəratlar, xərçəngkimilər və göbələklər)
  • Silisium (bəzi yosunlar)
  • Digərlərinin çoxunda hüceyrə divarları yoxdur
Hərəkət strukturlarıSərt spiral flagella flagellindən ibarətdirArxeal flagellinlərdən ibarət sərt spiral flagellaMikrotubullardan ibarət elastik flagella və kirpiklər
Membranla bağlanmış orqanoidlərYoxYoxBəli
Endomembran sistemiYoxYoxBəli (ER, Golgi, lizosomlar)
Ribosomlar70S70S
  • Sitoplazmada 80S və kobud ER
  • Mitoxondrilərdə, xloroplastlarda 70S

Hüceyrə morfologiyaları

Eukaryotik hüceyrələr müxtəlif hüceyrə morfologiyalarının geniş çeşidini nümayiş etdirirlər. Mümkün formalara sferoid, yumurtavari, kubvari, silindrik, düz, lentikulyar, fusiform, diskoidal, aypara, halqavari ulduz və çoxbucaqlı daxildir (Şəkil (PageIndex{2})). Bəzi eukaryotik hüceyrələrin forması qeyri-müntəzəmdir, bəziləri isə formasını dəyişməyə qadirdir. Müəyyən bir növ eukaryotik hüceyrənin formasına onun əsas funksiyası, onun sitoskeletinin təşkili, sitoplazmasının özlülüyü, hüceyrə membranının və ya hüceyrə divarının sərtliyi (əgər varsa) və digər amillər təsir edə bilər. ətraf mühit və/və ya ona bitişik hüceyrələr tərəfindən ona edilən fiziki təzyiq.

Məşq (PageIndex{1})

Eukaryotik və prokaryotik hüceyrələr arasındakı iki fərqi müəyyənləşdirin.

Nüvə

DNT-nin nukleoid bölgəsində sərbəst yerləşdiyi prokaryotik hüceyrələrdən fərqli olaraq, eukaryotik hüceyrələr DNT genomunun yerləşdiyi mürəkkəb nüvə membranı ilə əhatə olunmuş nüvəyə malikdirlər (Şəkil (PageIndex{3})). Nüvə hüceyrənin DNT-sini ehtiva edərək, nəticədə hüceyrənin bütün fəaliyyətlərinə nəzarət edir və həmçinin çoxalma və irsiyyətdə mühüm rol oynayır. Eukaryotik hüceyrələr adətən DNT-ləri çoxlu xətti xromosomlarda təşkil edilir. Nüvədəki DNT yüksək səviyyədə təşkil olunub və nüvənin içərisinə sığmaq üçün kondensasiya olunub ki, bu da DNT-nin histon adlanan zülalların ətrafına sarılması ilə həyata keçirilir.

Əksər eukaryotik hüceyrələrin yalnız bir nüvəsi olsa da, istisnalar mövcuddur. Məsələn, cinsin protozoyanları Paramesium adətən iki tam nüvəyə malikdir: çoxalma üçün istifadə olunan kiçik bir nüvə (mikronükleus) və hüceyrə metabolizmini idarə edən böyük bir nüvə (makronukleus). Bundan əlavə, bəzi göbələklər cinsi çoxalma zamanı keçici olaraq heterokaryotik hüceyrələr adlanan iki nüvəli hüceyrələr əmələ gətirirlər. Nüvələri bölünən, lakin sitoplazması bölünməyən hüceyrələrə koenositlər deyilir.

Nüvə bir-biri ilə bitişik olan iki fərqli lipid qatından ibarət olan, çox vaxt nüvə zərfi adlanan mürəkkəb nüvə membranı ilə bağlanır (Şəkil (PageIndex{4})). Daxili və xarici membranlar arasındakı bu əlaqələrə baxmayaraq, hər bir membranın daxili və xarici səthlərində unikal lipidlər və zülallar var. Nüvə zərfində nüvə məsamələri var, bunlar nüvəyə daxil olan və nüvədən çıxan materialların hərəkətini idarə edən böyük, rozet şəklində zülal kompleksləridir. Nüvənin ümumi forması nüvə zərfinin membranlarının içərisində olan ara filamentlərdən ibarət bir şəbəkə olan nüvə təbəqəsi ilə müəyyən edilir. Nüvədən kənarda, əlavə ara filamentlər daha boş bir mesh əmələ gətirir və nüvəni hüceyrə içərisindəki mövqeyə bağlamaq üçün xidmət edir.

Nükleolus

Nükleolus nüvə daxilində ribosomal RNT (rRNT) biosintezinin baş verdiyi sıx bir bölgədir. Bundan əlavə, nüvəcik həm də ribosomların yığılmasının başladığı yerdir. Preribosomal komplekslər nüvədə rRNT və zülallardan yığılır; onlar daha sonra ribosom yığılmasının tamamlandığı sitoplazmaya nəql olunur (Şəkil (PageIndex{5})).

Ribosomlar

Mitoxondriya və ya xloroplastlar kimi eukaryotik orqanoidlərdə olan ribosomlar 70S ribosomlara malikdir - prokaryotik ribosomlarla eyni ölçüdə. Bununla belə, eukaryotik hüceyrələrdə qeyri-orqanellə əlaqəli ribosomlar 40S kiçik və 60S böyük subunitdən ibarət 80S ribosomlardır. Ölçü və tərkibi baxımından bu, onları prokaryotik hüceyrələrin ribosomlarından fərqləndirir.

Qeyri-orqanellə əlaqəli eukaryotik ribosomların iki növü hüceyrədəki yerləri ilə müəyyən edilir: sərbəst ribosomlar və membrana bağlı ribosomlar. Sərbəst ribosomlar sitoplazmada olur və suda həll olunan zülalların sintezinə xidmət edir; membrana bağlanmış ribosomlar kobud endoplazmatik retikuluma bağlanır və hüceyrə membranına daxil olmaq üçün zülallar və ya hüceyrədən ixrac üçün nəzərdə tutulmuş zülallar yaradır.

Eukaryotik və prokaryotik ribosomlar arasındakı fərqlər klinik cəhətdən əhəmiyyətlidir, çünki müəyyən antibiotik dərmanları bir və ya digərini hədəf almaq üçün nəzərdə tutulmuşdur. Məsələn, sikloheksimid eukaryotik təsiri, xloramfenikol isə prokaryotik ribosomları hədəf alır.1 İnsan hüceyrələri eukaryotik olduğundan, bakteriyadakı prokaryotik ribosomları məhv edən antibiotiklərdən ümumiyyətlə zərər görmürlər. Ancaq bəzən mənfi yan təsirlər baş verə bilər, çünki insan hüceyrələrindəki mitoxondriya prokaryotik ribosomları ehtiva edir.

Endomembran sistemi

Eukaryotik hüceyrələrə xas olan endommembran sistemi bir çox hüceyrə komponentlərini sintez edən və hüceyrə daxilində materialları hərəkət etdirən bir sıra membranöz borular, kisələr və yastı disklərdən ibarətdir (Şəkil (PageIndex{6})). Hüceyrə ölçüsünün daha böyük olması səbəbindən eukaryotik hüceyrələr bu sistemdən tək diffuziya ilə dağıla bilməyən materialların daşınmasını tələb edir. Endomembran sistemi endoplazmatik retikulum, Qolji aparatı, lizosomlar və veziküllər də daxil olmaqla bir neçə orqanoiddən və onların arasındakı əlaqədən ibarətdir.

Endoplazmik retikulum

Endoplazmatik retikulum (ER) bir lipid ikiqatlı (Şəkil (PageIndex{7})) olan bir-biri ilə əlaqəli borucuqlar və sisternalardan (yastı kisələr) ibarətdir. Sisternaların içərisindəki boşluqlara ER-nin lümenləri deyilir. İki növ ER var, kobud endoplazmatik retikulum (RER) və hamar endoplazmik retikulum (SER). Bu iki fərqli ER növü fərqli molekulların sintezi üçün yerlərdir. RER membranın sitoplazmatik tərəfində bağlanmış ribosomlarla örtülmüşdür. Bu ribosomlar plazma membranı üçün nəzərdə tutulmuş zülallar əmələ gətirir (Şəkil (PageIndex{})). Sintezdən sonra bu zülallar RER-in membranına daxil edilir. Bu yeni sintez edilmiş zülalları ehtiva edən RER-in kiçik kisələri daha sonra nəqliyyat vezikülləri kimi qönçələnir və sonrakı emal üçün birbaşa plazma membranına, başqa orqanoidin membranına və ya hüceyrədən kənara Golgi aparatına keçir. Nəqliyyat vezikülləri molekulları daşıyan içi boş olan bir lipidli, ikiqatlı, membranlı kürəciklərdir. SER-də ribosomlar yoxdur və buna görə də "hamar" görünür. Hüceyrə daxilində lipidlərin biosintezində, karbohidrat mübadiləsində və zəhərli birləşmələrin detoksifikasiyasında iştirak edir.

Qolci cihazı

Golgi aparatı 1898-ci ildə italyan alimi Camillo Golgi (1843-1926) tərəfindən endomembrana sistemində kəşf edilmiş, o, hüceyrələrdə yığılmış membran strukturlarını göstərən yeni bir rəngləmə texnikasını inkişaf etdirmişdir. Plazmodium, malyariyanın törədicisi. Golgi aparatı diktiosomlar adlanan, hər biri bir-birinə yığılmış tək lipid ikiqatlı olan bir sıra membranöz disklərdən ibarətdir (Şəkil (PageIndex{8})).

Golgi aparatındakı fermentlər ER-dən Golgi-yə daşınan lipidləri və zülalları dəyişdirir, onlara tez-tez karbohidrat komponentləri əlavə edir, qlikolipidlər, qlikoproteinlər və ya proteoqlikanlar istehsal edir. Qlikolipidlər və qlikoproteinlər tez-tez plazma membranına daxil edilir və digər hüceyrələr və ya yoluxucu hissəciklər tərəfindən siqnalın tanınması üçün vacibdir. Müxtəlif növ hüceyrələr, plazma membranlarında olan qlikolipidlərin və qlikoproteinlərin quruluşu və düzülüşü ilə bir-birindən fərqlənə bilər. Bu qlikolipidlər və qlikoproteinlər ümumiyyətlə hüceyrə səthinin reseptorları kimi də xidmət edirlər.

ER-dən çıxan nəqliyyat vezikülləri onun qəbulunda olan Golgi aparatı ilə birləşir və ya cis, üz. Zülallar Golgi aparatında emal olunur və sonra dəyişdirilmiş zülalları və lipidləri ehtiva edən əlavə nəqliyyat vezikülləri Golgi aparatından onun çıxışında sıxılır və ya trans, üz. Bu çıxan veziküllər plazma membranına və ya digər orqanoidlərin membranına keçərək birləşirlər.

Ekzositoz ifrazat veziküllərinin (sferik membran kisəciklərinin) məzmununu hüceyrənin xarici hissəsinə buraxması prosesidir (Şəkil (PageIndex{8})). Bütün hüceyrələrdə konstitutiv ifrazat yolları var ki, orada sekretor veziküllər hüceyrədən davamlı olaraq (konstitutiv olaraq) ayrılan həll olunan zülalları nəql edir. Bəzi ixtisaslaşmış hüceyrələr də həll olunan zülalları ifrazat veziküllərində saxlamaq üçün istifadə olunan tənzimlənən ifrazat yollarına malikdir. Tənzimlənən sekresiya yalnız müəyyən hadisələrə və ya siqnallara cavab olaraq buraxılan maddələri əhatə edir. Məsələn, insan immun sisteminin müəyyən hüceyrələri (məsələn, mast hüceyrələri) bədəndə yad cisimlərin və ya patogenlərin olmasına cavab olaraq histamin ifraz edir. Histamin, patogenləri aradan qaldırmaq üçün immunitet sisteminin istifadə etdiyi müxtəlif mexanizmləri işə salan bir birləşmədir.

Lizosomlar

1960-cı illərdə belçikalı alim Kristian de Duve (1917-2013) həzm fermentlərini ehtiva edən lizosomları, daxili membran sisteminin membrana bağlanmış orqanoidlərini kəşf etdi. Eukaryotik hüceyrələrin müəyyən növləri qida, zədələnmiş orqanoidlər və ya hüceyrə zibilləri, mikroorqanizmlər və ya immun kompleksləri kimi müxtəlif hissəcikləri parçalamaq üçün lizosomlardan istifadə edir. Lizosom daxilində həzm fermentlərinin bölmələri hüceyrəyə hüceyrənin sitoplazmik komponentlərinə zərər vermədən maddəni səmərəli şəkildə həzm etməyə imkan verir.

Məşq (PageIndex{2})

Endomembran sisteminin komponentlərini adlandırın və hər bir komponentin funksiyasını təsvir edin.

Peroksizomlar

Kristian de Duve həmçinin endomembrana sisteminin bir hissəsi olmayan peroksizomların, membrana bağlanmış orqanoidlərin kəşfinə görə hesab olunur (Şəkil (PageIndex{9})). Peroksisomlar sərbəst ribosomlar tərəfindən peroksin zülallarının sintezindən və bu peroksin zülallarının mövcud peroksisomlara daxil edilməsindən sitoplazmada müstəqil şəkildə əmələ gəlir. Artan peroksisomlar daha sonra ikili parçalanmaya bənzər bir proseslə bölünür.

Peroksizomlar ilk dəfə sidik turşusu, amin turşuları və yağ turşuları kimi molekulları parçalamağa kömək edən yüksək reaktiv molekul olan hidrogen peroksidi istehsal etmək qabiliyyətinə görə adlandırılmışdır. Peroksisomlar həmçinin hidrogen peroksidi parçalaya bilən katalaza fermentinə malikdirlər. Lipidlərin biosintezində SER ilə yanaşı peroksisomlar da rol oynayır. Lizosomlar kimi, bu deqradasiyaya uğrayan molekulların bir orqanoid daxilində bölmələri sitoplazmik məzmunu arzuolunmaz zədələrdən qorumağa kömək edir.

Müəyyən orqanizmlərin peroksizomları onların xüsusi funksional ehtiyaclarını ödəmək üçün ixtisaslaşmışdır. Məsələn, qlikoksisomlar şəkər molekullarının istehsalı da daxil olmaqla bir neçə metabolik funksiyanı yerinə yetirən mayaların və bitki hüceyrələrinin dəyişdirilmiş peroksisomlarıdır. Eynilə, qlikozomlar müəyyən tripanosomlar, Chagas xəstəliyinə və Afrika yuxu xəstəliyinə səbəb olan patogen protozoanlar tərəfindən hazırlanmış dəyişdirilmiş peroksizomlardır.

Sitoskeleton

Eukaryotik hüceyrələrdə mikrofilamentlərdən, ara filamentlərdən və mikrotubullardan ibarət daxili sitoskeleton var. Bu liflər və borular matrisi struktur dəstəyi, eləcə də materialların hüceyrə daxilində daşına biləcəyi və orqanoidlərin bağlana biləcəyi şəbəkə təmin edir (Şəkil (PageIndex{10})). Məsələn, ekzositoz prosesi vezikülün sitoskeletal şəbəkə vasitəsilə plazma membranına hərəkətini nəzərdə tutur və burada məzmununu buraxa bilər.

Mikrofilamentlər hər biri 6 nm diametrdə filamentli kabellər əmələ gətirən aktin monomerlərindən ibarət olan iki aktin zəncirindən ibarətdir.2 (Şəkil (PageIndex{11})). Aktin filamentləri heyvanlarda əzələ daralmasına və ya bəzi eukaryotik mikrobların amoeboid hərəkətinə təsir etmək üçün miyozin kimi motor zülalları ilə birlikdə işləyir. Ameboid orqanizmlərdə aktin iki formada tapıla bilər: daha sərt, polimerləşmiş, gel forması və daha maye, polimerləşməmiş həll olunan forma. Gel şəklində olan aktin ektoplazmada sabitlik yaradır, sitoplazmanın geləbənzər sahəsi, ameboid protozoaların plazma membranının yalnız daxilində.

Pseudopodia ("yalançı ayaqlar" mənasını verir) adlanan sitoplazmatik membranın müvəqqəti uzantıları həll olunan aktin filamentlərinin psevdopodiyaya irəli axını, ardınca isə aktin filamentlərinin gel-sol dövranı ilə əmələ gəlir və nəticədə hüceyrə hərəkətliliyi yaranır. Sitoplazma xaricə doğru uzandıqdan sonra psevdopodium əmələ gətirir, qalan sitoplazma yuxarıya doğru axır ki, ön kənara qovuşsun və bununla da irəli hərəkət yaradır. Amoeboid hərəkətdən başqa, mikrofilamentlər eukaryotik hüceyrələrdə müxtəlif digər proseslərdə, o cümlədən sitoplazmatik axın (hüceyrə daxilində sitoplazmanın hərəkəti və ya dövranı), hüceyrə bölünməsi zamanı parçalanma şırımının əmələ gəlməsi və heyvanlarda əzələ hərəkətində iştirak edir (Şəkil ( PageIndex{11})). Bu funksiyalar hüceyrə siqnallarına cavab olaraq nisbətən asanlıqla polimerləşə və depolimerləşə bilən mikrofilamentlərin dinamik təbiətinin və onların müxtəlif növ eukaryotik hüceyrələrdə molekulyar mühərriklərlə qarşılıqlı təsirinin nəticəsidir.

Aralıq filamentlər (Şəkil (PageIndex{12})) hüceyrə daxilində kabel kimi fəaliyyət göstərən müxtəlif sitoskelet filamentləri qrupudur. Onlara "aralıq" deyilir, çünki onların 10 nm diametri aktin diametrindən qalın, lakin mikrotubullardan daha nazikdir.3Onlar, öz növbəsində, müxtəlif monomerlərdən ibarət olan bir neçə polimerləşdirilmiş subunitlərdən ibarətdir. Aralıq filamentlər hüceyrədə daha qalıcı olmağa və nüvənin mövqeyini qorumağa meyllidirlər. Onlar həmçinin nüvə zərfinin içərisində nüvə təbəqəsini (astar və ya təbəqə) meydana gətirirlər. Bundan əlavə, ara filamentlər heyvan toxumalarında hüceyrələrin bir-birinə bağlanmasında rol oynayır. Aralıq filament zülalı desmin desmosomlarda, əzələ hüceyrələrini birləşdirən və onlara xarici fiziki qüvvələrə müqavimət göstərməyə kömək edən zülal strukturlarında olur. Aralıq filament zülalı keratin saç, dəri və dırnaqlarda olan struktur zülaldır.

Mikrotubullar (Şəkil (PageIndex{13})) tubulin dimerlərindən (α tubulin və β tubulin) ibarət olan sitoskeletal lifin üçüncü növüdür. Bunlar 23 nm diametrli içi boş borular əmələ gətirir, bunlardan sitoskeletonda kəmər kimi istifadə olunur.4 Mikrofilamentlər kimi mikrotubullar da dinamikdir və sürətlə yığılıb sökülmək qabiliyyətinə malikdir. Mikrotubullar həmçinin sitoplazma daxilində orqanoidləri və vezikülləri hərəkət etdirmək üçün motor zülalları (məsələn, dinein və kinesin) ilə işləyir. Bundan əlavə, mikrotubullar eukaryotik flagella və kirpiklərin əsas komponentləridir, həm filamenti, həm də bazal bədən komponentlərini təşkil edirlər (Şəkil (PageIndex{20})).

Bundan əlavə, mikrotubullar hüceyrə bölünməsində iştirak edir, mitoz və meioz zamanı xromosomları ayırmağa xidmət edən mitotik mil əmələ gətirir. Mitotik mil hüceyrənin əks uclarında mahiyyətcə mikrotubula təşkil edən mərkəzlər olan iki sentrosom tərəfindən istehsal olunur. Hər bir sentrozom bir-birinə düz bucaq altında yerləşdirilmiş bir cüt sentrioldan ibarətdir və hər bir sentriol üçlük şəklində düzülmüş doqquz paralel mikrotubul massivindən ibarətdir (Şəkil (PageIndex{14})).

Məşq (PageIndex{3})

Bu bölmədə təsvir edilən üç növ sitoskeletal quruluşu müqayisə edin və müqayisə edin.

Mitoxondriya

Eukaryotik hüceyrələrdə aerob hüceyrə tənəffüsünün baş verdiyi iri, mürəkkəb orqanoidlərə mitoxondriya deyilir (Şəkil (PageIndex{15})). “Mitoxondriya” termini ilk dəfə 1898-ci ildə alman mikrobioloqu Karl Benda tərəfindən istifadə edilmişdir və daha sonra 1913-cü ildə Otto Warburq tərəfindən tənəffüs prosesi ilə əlaqələndirilmişdir. 1960-cı illərdə elm adamları mitoxondrilərin öz genomuna və 70S ribosomlarına malik olduğunu aşkar etmişlər. 1976-cı ildə sıralanarkən mitoxondrial genomun bakterial olduğu aşkar edildi. Bu tapıntılar son nəticədə Lin Marqulis tərəfindən irəli sürülən endosimbiotik nəzəriyyəni dəstəklədi. Bu nəzəriyyə mitoxondrilərin ilkin endosimbiotik bir hadisə nəticəsində əmələ gəldiyini ifadə etdi. faqositoz yolu ilə ev sahibi hüceyrəyə çevrilir və canlı hüceyrədaxili komponent kimi qalır.

Hər mitoxondrinin iki lipid membranı var. Xarici membran orijinal ev sahibi hüceyrənin membran strukturlarının qalığıdır. Daxili membran bakterial plazma membranından əldə edilmişdir. Aerob tənəffüs üçün elektron daşıma zənciri daxili membrana daxil edilmiş inteqral zülallardan istifadə edir. Orijinal bakteriyanın sitoplazmasının yerinə uyğun gələn mitoxondrial matris bir çox metabolik fermentlərin hazırkı yeridir. O, həmçinin mitoxondrial DNT və 70S ribosomlarını ehtiva edir. Kristae adlanan daxili membranın invaginasiyaları biokimyəvi reaksiyaların yeri üçün səth sahəsini artırmaq üçün inkişaf etdi. Kristaların qatlama nümunələri müxtəlif eukaryotik hüceyrələr arasında fərqlənir və müxtəlif eukaryotik orqanizmləri bir-birindən ayırmaq üçün istifadə olunur.

Xloroplastlar

Bitki hüceyrələri və yosun hüceyrələrində fotosintezin baş verdiyi orqanoidlər olan xloroplastlar var (Şəkil (PageIndex{16})). Bütün xloroplastların ən azı üç membran sistemi var: xarici membran, daxili membran və tilakoid membran sistemi. Xarici və daxili membranların içərisində xloroplastın həcminin çox hissəsini təşkil edən və tilakoid sisteminin üzdüyü gelə bənzər maye olan xloroplast stroması var. Tilakoid sistemi qatlanmış membran kisələrinin yüksək dinamik toplusudur. Yaşıl fotosintetik piqment xlorofilin tapıldığı və fotosintezin işıq reaksiyalarının baş verdiyi yerdir. Əksər bitki xloroplastlarında tilakoidlər qran (tək: qranum) adlanan yığınlarda düzülür, bəzi yosun xloroplastlarında isə tilakoidlər sərbəst üzən olur.

Mitoxondriyaya bənzər digər orqanoidlər eukariotların digər növlərində yaranmışdır, lakin onların rolu fərqlidir. Hidrogenosomlar bəzi anaerob eukariotlarda olur və anaerob hidrogen istehsalının yeri kimi xidmət edir. Hidrogenosomlarda adətən öz DNT və ribosomları yoxdur. Kinetoplastlar bəzi eukaryotik patogenlərdə tapılan mitoxondriyanın bir variasiyasıdır. Bu orqanizmlərdə hər bir hüceyrənin tək, uzun, budaqlanmış mitoxondri var, burada çoxlu dairəvi DNT parçaları kimi təşkil edilmiş kinetoplast DNT hüceyrənin bir qütbündə cəmləşmişdir.

PROTOZOON PARAZİTLƏRİNDƏ MİTOXONDRIYALARLA ƏLAQƏLİ ORQANELLƏR

İnsanlarda infeksiyalara səbəb olan bir neçə protozoa paraziti də daxil olmaqla, bir çox protozoyanı qeyri-adi görünüşü ilə müəyyən etmək olar. Fərqləndirici xüsusiyyətlərə mürəkkəb hüceyrə morfologiyası, unikal orqanoidlərin olması və ya ümumi orqanoidlərin olmaması daxil ola bilər. Protozoa parazitləri Giardia lambliaTrichomonas vaginalis iki misaldır.

G. lamblia, insanlarda və bir çox digər heyvanlarda ishalın tez-tez səbəbi, iki nüvə və bir neçə flagella malik anaerob parazitdir. Onun Qolgi aparatı və endoplazmatik retikulum çox azalıb və mitoxondri tamamilə yoxdur. Bununla belə, onun mitosomlar kimi tanınan orqanelləri var, mitoxondriyaları ciddi şəkildə azalmış kimi görünən ikiqat membrana bağlı orqanellər. Bu, alimləri buna inanmağa vadar edib G. lamblia'əcdadları bir zamanlar mitosoma çevrilən mitoxondriyaya sahib idilər. T. vaginalisCinsi yolla keçən infeksiya vaginitinə səbəb olan adi mitoxondriləri olmayan başqa bir protozoa parazitidir. Bunun əvəzinə, hüceyrə metabolizmində istifadə olunan molekulyar hidrogen istehsal edən hidrogenosomlara, mitoxondrilərlə əlaqəli, ikiqat membrana bağlı orqanellərə malikdir. Alimlər hesab edirlər ki, mitosomlar kimi hidrogenosomlar da mitoxondriyadan əmələ gəlib.5

Plazma membran

Eukaryotik hüceyrələrin plazma membranı strukturuna görə prokaryotik plazma membranına bənzəyir, çünki o, əsasən daxili periferik və inteqral zülalları olan ikiqatlı bir qat təşkil edən fosfolipidlərdən ibarətdir (Şəkil (PageIndex{17})). Bu membran komponentləri maye mozaika modelinə uyğun olaraq membran müstəvisi daxilində hərəkət edir. Bununla belə, prokaryotik membrandan fərqli olaraq, eukaryotik membranlarda membranın axıcılığını dəyişdirən sterollar, o cümlədən xolesterin var. Bundan əlavə, bir çox eukaryotik hüceyrələrdə sfinqolipidlər də daxil olmaqla bəzi ixtisaslaşmış lipidlər var ki, onların membran sabitliyinin qorunmasında, həmçinin siqnal ötürülməsi yollarında və hüceyrədən hüceyrəyə əlaqədə rol oynadığı düşünülür.

Membran Nəqliyyat Mexanizmləri

Sadə diffuziya, asanlaşdırılmış diffuziya və aktiv daşınma prosesləri həm eukaryotik, həm də prokaryotik hüceyrələrdə istifadə olunur. Bununla belə, eukaryotik hüceyrələr müxtəlif növ endositoz, plazma membranının invaginasiyası və vakuol/vezikül əmələ gəlməsi yolu ilə maddənin udulması üçün unikal qabiliyyətə malikdirlər (Şəkil (PageIndex{18})). Membran invaginasiyası vasitəsilə böyük hissəciklərin udulmasını əhatə edən bir endositoz növü "hüceyrə yeyilməsi" mənasını verən faqositoz adlanır. Faqositozda hissəciklər (və ya digər hüceyrələr) membranın içərisindəki cibdə qapalı olur, sonra isə hissəciyi tamamilə əhatə edən bir vakuol meydana gətirmək üçün membrandan sıxılır. Endositozun başqa bir növü pinositoz adlanır, yəni "hüceyrə içmə" deməkdir. Pinositozda kiçik, həll olunmuş maddələr və mayelər kiçik veziküllər vasitəsilə hüceyrəyə daxil olur. Məsələn, saprofit göbələklər qida maddələrini əsasən pinositoz yolu ilə ölü və çürüyən maddələrdən alırlar.

Reseptor vasitəçiliyi ilə əlaqəli endositoz, membrandakı hüceyrə səthi reseptorlarına bağlandıqda liqandlar adlanan xüsusi molekullar tərəfindən başlanan bir endositoz növüdür. Reseptor vasitəçiliyi ilə əlaqəli endositoz, peptid və amin mənşəli hormonların hüceyrələrə daxil olmaq üçün istifadə etdiyi mexanizmdir və həmçinin müxtəlif viruslar və bakteriyalar tərəfindən ev sahibi hüceyrələrə daxil olmaq üçün istifadə olunur.

Sekretor veziküllərin məzmununu hüceyrənin xaricinə buraxması prosesi ekzositoz adlanır. Veziküllər plazma membranına doğru hərəkət edir və sonra membranla birləşərək məzmununu hüceyrədən çıxarır. Ekzositoz hüceyrələr tərəfindən tullantı məhsulları çıxarmaq üçün istifadə olunur və digər hüceyrələr tərəfindən qəbul edilə bilən kimyəvi siqnalları buraxmaq üçün də istifadə edilə bilər.

Hüceyrə divarı

Plazma membranına əlavə olaraq, bəzi eukaryotik hüceyrələrdə hüceyrə divarı var. Göbələklərin, yosunların, bitkilərin və hətta bəzi protistlərin hüceyrələri hüceyrə divarlarına malikdir. Eukaryotik hüceyrənin növündən asılı olaraq hüceyrə divarları sellüloza (göbələklər və bitkilər) daxil olmaqla geniş çeşiddə materiallardan hazırlana bilər; biogen silisium, kalsium karbonat, agar və karagenan (protistlər və yosunlar); və ya xitin (göbələk). Ümumiyyətlə, bütün hüceyrə divarları hüceyrənin struktur sabitliyini və qurutma, osmotik təzyiqin dəyişməsi və travmatik zədə kimi ətraf mühitin təsirlərindən qorunma təmin edir.6

Heyvanların və bəzi protozoaların hüceyrələrində forma saxlamaq və struktur sabitliyini təmin etmək üçün hüceyrə divarları yoxdur. Bunun əvəzinə, bu növ eukaryotik hüceyrələr bu məqsəd üçün hüceyrədənkənar bir matris istehsal edir. Onlar bitişik hüceyrələr arasındakı boşluqlara yapışqan karbohidrat və zülal kütləsi ifraz edirlər (Şəkil (PageIndex{19})). Bəzi zülal komponentləri hüceyrədənkənar matrisin qalan komponentlərinin yapışdığı zirzəmi membranına yığılır. Proteoqlikanlar adətən hüceyrədənkənar matrisin böyük kütləsini əmələ gətirir, kollagen kimi lifli zülallar isə güc verir. Həm proteoqlikanlar, həm də kollagen fibronektin zülallarına bağlanır, bu da öz növbəsində inteqrin zülallarına bağlanır. Bu inteqrin zülalları hüceyrə divarları olmayan eukaryotik hüceyrələrin plazma membranlarında transmembran zülalları ilə qarşılıqlı əlaqədə olur.

Heyvan hüceyrələrində hüceyrədənkənar matris toxumaların daxilindəki hüceyrələrə xarici stresslərə tab gətirməyə imkan verir və siqnalları hüceyrənin xaricindən içəriyə ötürür. Hüceyrədənkənar matrisin miqdarı müxtəlif növ birləşdirici toxumalarda kifayət qədər genişdir və hüceyrədənkənar matrisin dəyişməsi müxtəlif növ toxumalara öz fərqli xassələrini verə bilər. Bundan əlavə, ev sahibi hüceyrənin hüceyrədənkənar matrisi tez-tez mikrob patogenlərinin infeksiya yaratmaq üçün birləşdiyi yerdir. Misal üçün, Streptococcus pyogenes, strep boğaz və müxtəlif digər infeksiyalara səbəb olan bakteriya, orofarenksi (boğazın yuxarı bölgəsi) əhatə edən hüceyrələrin hüceyrədənkənar matrisində fibronektinə bağlanır.

Flagella və Cilia

Bəzi eukaryotik hüceyrələr hərəkət üçün bayraqdan istifadə edir; lakin eukaryotik flagella prokaryotik hüceyrələrdə olanlardan struktur olaraq fərqlənir. Prokaryotik flagellum sərt, fırlanan bir quruluş olduğu halda, eukaryotik flagellum daha çox mərkəzi cüt mikrotubulları əhatə edən doqquz paralel mikrotubul cütündən ibarət çevik qamçıya bənzəyir. Bu tənzimləmə 9+2 massivi adlanır (Şəkil (PageIndex{20})). Paralel mikrotubullar bir-birinə nisbətən hərəkət etmək üçün dynein motor zülallarından istifadə edərək bayraqcığın əyilməsinə səbəb olur.

Kirpiklər (tək: silium) bəzi eukaryotik hüceyrələrdə olan oxşar xarici quruluşdur. Eukariotlara xas olan kirpiklər flagelladan daha qısadır və çox vaxt hüceyrənin bütün səthini əhatə edir; lakin onlar konstruktiv olaraq flagellaya (9+2 mikrotubul massivi) bənzəyirlər və hərəkət üçün eyni mexanizmdən istifadə edirlər. Hər bir silium və flagellumun bazasında bazal cisim adlanan quruluşa rast gəlinir. Kirpik və ya bayraqcığı hüceyrəyə bağlayan bazal gövdə sentriolunkinə bənzər, lakin plazma membranında yerləşmiş üçlü mikroborucuqlardan ibarətdir. Daha qısa uzunluqlarına görə kirpiklər sürətli, çevik, dalğalanan hərəkətlərdən istifadə edirlər. Hərəkətliliyə əlavə olaraq, kirpiklər hissəcikləri keçmiş və ya hüceyrələrə süpürmək kimi digər funksiyalara da sahib ola bilər. Məsələn, kirpikli protozoyanlar qida hissəciklərini ağız hissələrinə köçürmək üçün kirpikləri süpürməkdən istifadə edirlər və məməlilərin tənəffüs yollarındakı kirpikli hüceyrələr selik və qalıqları ağciyərlərdən yuxarı və yuxarı süpürmək üçün sinxron şəkildə döyünürlər (Şəkil (PageIndex{20} )).

Məşq (PageIndex{4})

  1. Eukaryotik hüceyrələrin hüceyrə zərfinin prokaryotik hüceyrələrlə necə müqayisə olunduğunu izah edin.
  2. Eukaryotik və prokaryotik flagella arasındakı fərqi izah edin.

Görüntü imkanı

Amoksisillin Barbaranın sətəlcəm hadisəsini həll etmədiyi üçün PA peptidoqlikandan çox bakterial ribosomları hədəf alan başqa bir antibiotik olan azitromisin təyin edir. Azitromisini göstərişə uyğun qəbul etdikdən sonra Barbaranın simptomları yox olur və nəhayət o, özünü yenidən hiss etməyə başlayır. Amoksisillinə qarşı heç bir dərman müqavimətinin olmadığı güman edilir və azitromisinin effektivliyi nəzərə alınmaqla, Barbara pnevmoniyasının törədicisi çox güman ki, Mycoplasma pnevmoniyası. Bu bakteriya prokaryotik hüceyrə olsa da, amoksisillin tərəfindən inhibə edilmir, çünki hüceyrə divarı yoxdur və buna görə də peptidoqlikan yaratmır.

Əsas anlayışlar və xülasə

  • Eukaryotik hüceyrələr a-nın olması ilə müəyyən edilir nüvə DNT genomunu ehtiva edir və a ilə bağlanır nüvə membranı (və ya nüvə paketi) materialların nüvə məsamələri vasitəsilə nüvəyə daxil və xaricə daşınmasını tənzimləyən iki lipid qatından ibarətdir.
  • Eukaryotik hüceyrə morfologiyaları çox dəyişir və müxtəlif strukturlar, o cümlədən sitoskeleton, hüceyrə membranı və/və ya hüceyrə divarı tərəfindən saxlanıla bilər.
  • The nüvəcik, eukaryotik hüceyrələrin nüvəsində yerləşir, ribosom sintezinin yeri və ribosomların yığılmasının ilk mərhələləridir.
  • Eukaryotik hüceyrələr ehtiva edir 80S ribosomları kobud endoplazmatik retikulumda (membrana bağlı ribosomlar) və sitoplazma (sərbəst ribosomlar). Onların tərkibində mitoxondriya və xloroplastlarda 70-ci illərin ribosomları var.
  • Eukaryotik hüceyrələr inkişaf etmişdir endomembran daşımada iştirak edən membrana bağlı orqanelləri olan sistem. Bunlara veziküllər, endoplazmatik retikulum və Qolji aparatı daxildir.
  • The hamar endoplazmik retikulum lipidlərin biosintezində, karbohidrat mübadiləsində və zəhərli birləşmələrin detoksifikasiyasında rol oynayır. The kobud endoplazmik retikulum hüceyrə membranı üçün təyin edilmiş zülalları sintez edən membrana bağlı 80S ribosomları ehtiva edir.
  • The Qolci cihazı adətən şəkər molekullarının əlavə edilməsi yolu ilə zülalları və lipidləri emal edir, hüceyrədən hüceyrəyə əlaqədə istifadə olunan plazma membranının komponentləri olan qlikoproteinlər və ya qlikolipidlər istehsal edir.
  • Lizosomlar tərəfindən qəbul edilən kiçik hissəcikləri parçalayan həzm fermentləri ehtiva edir endositoz, böyük hissəciklər və ya hüceyrələr tərəfindən qəbul edilir faqositoz, və zədələnmiş hüceyrədaxili komponentlər.
  • The sitoskelet, ibarət mikrofilamentlər, ara filamentlər, və mikrotubullar, eukaryotik hüceyrələrdə struktur dəstəyi təmin edir və hüceyrədaxili materialların daşınması üçün şəbəkə kimi xidmət edir.
  • Sentrosomlar mitozda mitotik milin əmələ gəlməsində vacib olan mikroborucuqları təşkil edən mərkəzlərdir.
  • Mitoxondriya hüceyrə tənəffüsünün yeridir. Onların iki membranı var: xarici membran və cristae ilə daxili membran. Daxili membranda olan mitoxondrial matris mitoxondrial DNT, 70S ribosomları və metabolik fermentləri ehtiva edir.
  • Eukaryotik hüceyrələrin plazma membranı strukturca prokaryotik hüceyrələrdə olanlara bənzəyir və membran komponentləri maye mozaika modelinə uyğun olaraq hərəkət edir. Bununla belə, eukaryotik membranların tərkibində membranın axıcılığını dəyişən sterollar, həmçinin hüceyrənin digər hüceyrələri və yoluxucu hissəcikləri tanımasına kömək edən qlikoproteinlər və qlikolipidlər var.
  • Aktiv nəqliyyat və passiv nəqliyyatdan əlavə, eukaryotik hüceyrə membranları materialı hüceyrəyə daxil edə bilər endositozvasitəsilə maddəni hüceyrədən xaric edir ekzositoz.
  • Göbələklərin, yosunların, bitkilərin və bəzi protistlərin hüceyrələri var hüceyrə divarı, heyvanların və bəzi protozoaların hüceyrələrində yapışqan var hüceyrədənkənar matris struktur dəstəyi təmin edən və hüceyrə siqnalına vasitəçilik edən.
  • Eukaryotik flagella prokaryotik flagelladan struktur olaraq fərqlənir, lakin oxşar məqsədə (hərəkətə) xidmət edir. Kirpiklərare structurally similar to eukaryotic flagella, but shorter; they may be used for locomotion, feeding, or movement of extracellular particles.
  1. 1 A.E. Barnhill, M.T. Brewer, S.A. Carlson. “Adverse Effects of Antimicrobials via Predictable or Idiosyncratic Inhibition of Host Mitochondrial Components.” Antimikrobiyal agentlər və kemoterapi 56 no. 8 (2012):4046–4051.
  2. 2 Fuchs E, Cleveland DW. “A Structural Scaffolding of Intermediate Filaments in Health and Disease.” Elm 279 no. 5350 (1998):514–519.
  3. 3 E. Fuchs, D.W. Cleveland. 5350 (1998):514–519.
  4. 4 E. 5350 (1998):514–519.
  5. 5 N. Yarlett, J.H.P. Hackstein. “Hydrogenosomes: One Organelle, Multiple Origins.” BioScience 55 no. 8 (2005):657–658.
  6. 6 M. Dudzick. “Protists.” OpenStax CNX. November 27, 2013. http://cnx.org/contents/[email protected]

Töhfəçi

  • Nina Parker, (Shenandoah Universiteti), Mark Schneegurt (Wichita Dövlət Universiteti), Anh-Hue Thi Tu (Georgia Southwestern State University), Philip Lister (Mərkəzi Nyu Meksiko İcma Kolleci) və Brian M. Forster (Sent Joseph Universiteti) töhfə verən müəlliflər. Openstax vasitəsilə orijinal məzmun (CC BY 4.0; https://openstax.org/books/microbiology/pages/1-introduction saytında pulsuz giriş)


3.3 Unique Characteristics of Prokaryotic Cells

​Cell theory states that the cell is the fundamental unit of life. Bununla belə, hüceyrələr ölçüsü, forması, quruluşu və funksiyası baxımından əhəmiyyətli dərəcədə dəyişir. Ən sadə tikinti səviyyəsində bütün hüceyrələr bir neçə əsas komponentə malikdir. Bunlara daxildir sitoplazma (a gel-like substance composed of water and dissolved chemicals needed for growth), which is contained within a plasma membrane (also called a cell membrane or cytoplasmic membrane) one or more chromosomes, which contain the genetic blueprints of the cell and ribosomlar, organelles used for the production of proteins.

Bu əsas komponentlərdən başqa, hüceyrələr orqanizmlər arasında və hətta eyni çoxhüceyrəli orqanizmdə də çox fərqli ola bilər. Hüceyrələrin iki ən böyük kateqoriyası -prokaryotik hüceyrələreukaryotik hüceyrələr-bir neçə hüceyrə strukturunda əsas fərqlərlə müəyyən edilir. Prokaryotic cells lack a nucleus surrounded by a complex nuclear membrane and generally have a single, circular chromosome located in a nucleoid. Eukaryotic cells have a nucleus surrounded by a complex nuclear membrane that contains multiple, rod-shaped chromosomes. 1

All plant cells and animal cells are eukaryotic. Some microorganisms are composed of prokaryotic cells, whereas others are composed of eukaryotic cells. Prokaryotic microorganisms are classified within the domains Archaea and Bacteria, whereas eukaryotic organisms are classified within the domain Eukarya.

Hüceyrənin içindəki strukturlar insan bədənindəki orqanlara bənzəyir və xüsusi funksiyalara uyğun unikal strukturlara malikdir. Some of the structures found in prokaryotic cells are similar to those found in some eukaryotic cells others are unique to prokaryotes. Bəzi istisnalar olsa da, eukaryotik hüceyrələr prokaryotik hüceyrələrdən daha böyük olurlar. Eukaryotik hüceyrələrin nisbətən daha böyük ölçüsü, mürəkkəb membrana bağlı orqanellərdən istifadə edərək hüceyrənin müxtəlif sahələrində müxtəlif kimyəvi prosesləri bölmək ehtiyacını diktə edir. In contrast, prokaryotic cells generally lack membrane-bound organelles however, they often contain inclusions that compartmentalize their cytoplasm. Figure 1 illustrates structures typically associated with prokaryotic cells. Bu strukturlar növbəti hissədə daha ətraflı təsvir edilmişdir.

Şəkil 1. A typical prokaryotic cell contains a cell membrane, chromosomal DNA that is concentrated in a nucleoid, ribosomes, and a cell wall. Some prokaryotic cells may also possess flagella, pili, fimbriae, and capsules.​