І-тарау

ЦИТОЛОГИЯ (КЛЕТКА ТУРАЛЫ ҒЫЛЫМ)

Цитология-клетканың микроскопиялық және субмикроскопиялық структурасын және тіршілік әрекеті жөніндегі ғылым.

ЦИТОЛОГИЯНЫҢ ТАРИХЫ ЖӨНІНДЕГІ ҚЫСҚАША ДЕРЕКТЕР

Алғашқы рет жасушаны бузинаның жабындық ұлпасын тозды зерттеу барысында ағылшын жаратылыс зерттеушісі Р.Гук көрген. Ол 1609 ж. Г.Галилей және әкелі балалы Янсендердің ойлап тапқан микроскоптарын жетілдіріп, оны өсімдіктер мүшелерінің жұқа кесінділерін зерттеуге пайдаланған. Өзінің зерттеулерінің нәтижесін Р.Гук 1965 ж. жарық көрген «Микрография» деген шығармасында толық баяндаған және осы еңбегінде ол алғашқы рет «клетка», яғни жасуша деген ұғымды қолданған. Уақыт өте бұл ғылыми терминге айналды. Тоз қабаты тек қабықшалары ғана болатын, өлі жасушалардан тұратын болғандықтан, жасушаның тіршілік әрекеті негізінен оның қабықшасына байланысты болады деген қате пікір қалыптасқан. Ол кезде жасуша ішілік заттарға онша көп көңіл бөлінбеген. Оларды «қоректік шырын» немесе «өсімдік кілегейлері» деп қараған.

Тек ХІХ ғасырда ғана жасуша ішілік заттарға зерттеушілер көңіл аудара бастады. Бірақ бұл кезге дейін крахмал дәндері, кристалдар, хлоропластар және тағы басқа жасушаның кейбір бөліктері белгілі болған еді.

Бірітіндеп микроскоптялық техника жетіле түсті, жаңа эксперименттік материалдар жинақтала бастады.

1831 жылы ағылшын ботанигі Р.Броун ядроны ашып, оның жасуша тіршілігі үшін аса маңғызды рөл атқаратыны туралы пікір айтты, ал 1839 жылы Чех физиологы Я.Пуркинье жасуша ішіндегі сұйықтықты зерттеп оны «протоплазма» (протопласт) деп атады. Жасушаның осы компоненттеріне атау беру мүмкіндігіне де сол кісілер ие болды.

Өсімдіктер мен жануарлардың жасушалық құрылысы туралы зерттеушілер жинақтаған көптеген мәліметтерді жинақтап және өз зерттеулерінің нәтижелерін пайдалана отырып, неміс

ғалымдары ботаник М.Шлейден мен зоолог Т.Шванн 1838-1839 жж. жасуша теориясының негізін қалады. Жасуша теориясының қағидалары М.Шлейденнің «Өсімдіктердің дамуы туралы деректер», және Т.Шванның «жануарлар мен өсімдіктердің құрылымы мен өсуіндегі сәйкестік туралы микроскоптық зерттеулер» деген еңбектерінде жарық көрген. Бұл теорияның мәні мынада, жасуша барлық тірі организмдердің - өсімдіктердің де жануарлардың да негізгі қарапайым структуралық бірлігі болып табылады. Жасушалық теория өсімдіктер мен жануарлардың шығу тегінің, құрылысының және эволюциясының бір екендігін дәлелдеп берді. Ф.Энгельс жасушалық теорияны энергияның сақталу заңымен және Ч.Дарвиннің эволюциялық теориясымен қатар XIX ғасырдағы жаратылыстану саласындағы үш үлкен жаңалықтың біріне жатқызған. XIX ғасырдың екінші жартысында жаңа ғылыми жаңалық ашылды. И.Д.Чистякованың, Э.Страстбургердің аса жоғарғы дәлдікпен жүргізілген эксперименттік зерттеулердің негізінде жасушаның бөлінетіндігін анықтады. Одан кейінгі зерттеулер нәтижесінде 1892-1894 жылы В.И.Белялов мейоз жолмен бөлінуін дәлелдеп берсе, 1898 жылы С.Г. Навшин гүлді өсімдіктердің қосарынан ұрықтануын ашты. Сөйтіп жасушаның жасушасыз заттардан өздігінен пайда болады де­ген көзқарасты түгелдей жоққа шығарды. Жасушалардың цитоплазмалық мембраналар арқылы бір-бірімен байланыста болатындығы айқындалғаннан кейін (Э.Руссовтың, И.Н.Горожанкиннің және т.б. жұмыстары) барып организмнің тұтастығы дәлелденді.

XIX ғасырдың аяғында цитология жеке ғылым ретінде түпкілікті қалыптасты. Оптикалық микроскоптың базасында жасушаның негізгі компоненттерінің барлығы және олардың химиялық құрамы зерттелді. Олардың атқаратын қызметтері жөнінде көптеген мәліметтер жинақталды. Цитологияның одан арғы дамуы электронды микроскопты ойлап табумен тікелей байланысты. Биологияда электронды микроскопты XX ғасырдың ортасында пайдалана бастады. Электронды микроскоптың көмегімен жасушаның белгілі компоненттерінің структурасының бөліктерін көріп қана қоймай, сонымен бірге олардың бұрын белгісіз болып келген жақтарын да ашудың мүмкіндігі туды.

Қазіргі уақытта цитология биологияның ең жақсы жетіліп келе жатқан саласының бірі. Оның алдында жасушаның компоненттерінің структурасының детальдарын, тұқымқуалаушылық қасиеттерін, қорғаныштық бейімделушілігін (иммунитетін) сыртқы ортаның факторларының әсеріне байланысты болатын өзгерістерді және т.б. зерттеу міндеттері тұр. Цитологияның жаңа салаларының (физиологияның, биохимияның, жасушаның компоненттерінің физико-химиясының) дамуы табиғаттың тағы бір құпия сырын, тіршіліктің өзінің мәнін ашуға мүмкіндігі туды.

Қазіргі уақытта цитология ең жақсы жетіліп келе жатқан саласының бірі. Оның алдында клетканың компоненттерінің структурасының детальдарын, тұқымқуалаушылық қасиеттерін, қорғаныштық бейімдеушілігін (иммуниетін) сыртқы ортаның факторларының әсеріне байланысты болатын өзгерістерді және т.б зерттеу міндеттері тұр. Цитологияның жаңа салаларының (физиологияның-химиясының) дамуы табиғаттың тағы бір құпия сырын, тіршіліктің өзінің ашуға мүмкіндік берді.

Клетканы зерттеудің тәсілдері

Клетканы зерттеуде қолданылып жүрген тәсілдер алуан түрлі. Олардың негізгілерінің бірі микроскогшялық тәсіл. Бұл төсілмен жұмыс істеуде оптикалық микроскоп үлкен роль атқарып келеді, оның қазіргі кездегі модельдері объектіні 2 мың есеге дейін үлкейтіп корсетеді. Оптикалық микроскоптардың комегімен жұқа кесіңділерді, олар арқылы тік отетін немесе айнаға шағылысқан жарықтьщ сәулелерін пайдалана отырып зерттейді. Физикалық контрастық жабдықтарды пайдалана отырып, жарықтың сәулесін бірдей сындыратын, бірақ тығыздықтары өртүрлі болып келетін, тірі клеткалардың компоненттерінің құрылысьш зерттейді. Бірақта жарықтың табиғатына байланысты оптикалық микроскоптың мүмкіндігі шектеулі болады. Мұндай микроскоп арқылы 0,2 мкм9-ден ұсақ болшектерді кору мүмкін емес.

Электроңды микроскоп объектіні 200—300 мың есе, тіптен оданда коп етіп үлкейтіп корсете алады. Мұнда жарықтың сәулесінің орнына, үлкен жылдамдықпен келе жатқан электроңдардың ағыны пайдаланылады. Зерттелетін кесінділердің қалыңдығы 0,05 мкм-ден аспау керек және арнайы бояулармен боялған болуы шарт. Электрондардың тасқыны кесінді арқылы отіп, электронды магниттік линзалардың комегімен шашырап жайылады, содан кейін барып электрондардың соққысынан жарық беретін экранда, немесе фотопластинкада оның кескіні (проекциясы) түседі. Электронды микроскоп арқылы мөлшері 1,5 нм10-дай болатын құрылымды көруге болады.

Өсімдікті ұлпадан немесе клеткадан өсіру тәсілі (культура клеток). Бұл тәсіл арқылы тірі клеткалардың құрылысын және тіршілік жағдайын организмнен тыс жерде зерттейді.

Цитологиялык, тәсіл. Бұл тәсіл клеткадағы әртүрлі заттардың: белоктардың, майлардың, углеводтардың, нуклейн қышқылдарының, гармондардың, витаминдердің және т.б. болуын және олардың клеткадағы мөлшерінің қаншалықты екеңдігін анықтауға мүмкіндік береді.

Клетканың тығыздығы әртүрлі болып келетін компоненттерін центрифугирования тәсілі арқылы бір-бірімен қоспай белек зерттеуге болады. Клеткадан оның жекелеген компоненттерін мүлдеп бөліп алу (ядросын, митохон

дриасын және т.б) микрохирургиялық тәсіл арқылы жұзеге асырылады.

Клетканың алуан түрлілігі

Клеткалардың формасы мен молшері алуан түрлі болып келеді және олар орналасуы мен атқаратын қызметтеріне тікелей байланысты болады. Клеткалардың формасы негізінен коп қырлы денешіктер түрінде болып келеді. Олардың формасының бұлай болып қалыптасуы, жақын орналасқан клеткалардың бір-біріне қысым түсіруімен тікелей байланысты болады. Еркін өсетін клеткалардың формасы шар, жұлдызша, цилинр тәрізді және тағы басқаша болып келеді. Клеткалардың алуан түрлі формаларын паренхималық және прозенхималық деп екі топқа болуге болады. Паренхималық клеткалардың ұзындығы енімен бірдей немесе одан 2—3 еседен артық болмайды, ал прозенхималық клеткалардың ұзындығы енінен бірнеше есе артық болады. Жоғарғы сатыдағы өсімдіктердің клеткаларының орташа ұзындығы 10—100 мк-ге тең. Ең үлкен паренхималық клеткалардың ұзындығы бірнеше миллиметрге жетеді және жай кезге корінеді. Оларға қарбыздың, лимонның жемістерінің және картоптың түйнегінің клеткалары мысал болады. Әсіресе зығырдың, қалақайдың, раманың сабақтарының прозенхималық клеткалары үлкен ұзындыққа жетеді. Бірақта бактерияның клеткаларының кішкентай болатындығы сонша (0,5—5 мкм), оларды оптикалық микроскоптың ең үлкен үлкейткішінің озімен зорға көруге болады.

Клетканың компоненттері

Өсімдіктің толық жетіліп қалыптасқан клеткасын оптикалық микроскоппен қарағанда, оның мынандай компонентерден: қатты қабықшадан, клетканың ортаңғы бөлігін алып жататын бір үлкен, немесе 2-3 кішілеу вакуольден, вакуольмен клетка қабықшасының арасын алып жататын цитоплазмадан және цитоплазмада болатын ядродан тұратындығын байқауға болады.(1 сурет)

Әрбір топтағы органойдтарды екі мембраналы, бір мембраналы және мембранасыз деп бөледі. Органойдтардың классификациясы 2-суретте берілген.

Протопластың пластидтерден басқа компоненттерінің барлығы әдетте түссіз болып келеді. Ал пластидтердің түсі жасыл немесе қызғыш сары болады.

Конституциялық заттарға ақуыздар, липидтер, нук леин қышқылдары және көмірсулар жатады. Олардың алғашқы екеуі органойдтардың құрылысы мен қасиеттерін айқындайды. Нуклеин қышқылдары ақуыздармен қосылып

Органикалық заттарды конституциялық және эргастикалық деп екіге бөледі. Конституциялық заттар органойдтардың құрамына кіреді және зат алмасу процесіне қатысады. Ал эргастикалық заттар органойдтардың тіршілік әрекетінің жемісі.

мен ядроның көртеген ор ганлдерден (оргоноидтар-дан) тұратын аса күрде-лі құрылысты системалар екендігі анықталады.Органелдерді көп жағ-дайда оптикалық микро-скоппен көрінетін және тек электронды мискро-скоппен көрінетін деп екітопқа бөледі.Әрбір топтағы орга-нойдтарды екі мембраналы,бір мембраналы және мем-бранасыз деп бөледі. Орга-нойдтардың классификациясы

2-суретте берілген.

Протопластың пластидтерден басқа компоненттерінің барлығы әдетте түссіз болып келеді. Ал пластидтердің түсі жасыл немесе қызғыш сары болады.

Клетканы түзетін заттар алуан түрлі болады. Клеткада ең көп мөлшерде болатын зат су (60-90%), ол зат алмасу реакциясының дұрыс жүруіне аса қажет. Химиялық қосылыстардың қалған бөлігін негізінен органикалық заттар түзеді (10-23 %), ал органикалық емес заттардың мөлшері көп болмайды (құрғақ заттардың 2-6%)

Органикалық заттарды конституциялық және эргастикалық деп екіге бөледі. Конституциялық заттар органойдтардың құрамына кіреді және зат алмасу процесіне қатысады. Ал эргастикалық заттар органойдтардың тіршілік әрекетінің жемісі.

Конституциялық заттарға ақуыздар, липидтер, нук­леин қышқылдары және көмірсулар жатады. Олардың алғашқы екеуі органойдтардың құрылысы мен қасиеттерін айқындайды. Нуклеин қышқылдары ақуыздармен қосылып

2-сурет. Электронды микроскоптың кіші үлкейткішімен қарағандағы жапырақтың мезофильдің клеткасының бір бқлігі: 6,7 және 19 номерлермен белгіленген заттар клеткада кездеспейді, 13,14,21 жіне 23-ші номерлермен белгіленген заттар клеткада көрінбейді

тұқым қуалаушылық мәліметтерін сақтаушы және ұрпаққа жеткізуші қызметін атқарады, сонымен бірге олар зат алмасу процесін де реттеп отырады.Көмірсулар биологиялық активті заттармен және басқалармен қосылып органойдтардың түзілуіне қатысады.

Эргастикалық заттар физиологиялық жағынан активті болуы мүмкін, мысалы, ферменттер (биологиялық катализаторлар), гармондар (өсуді реттейді), артық қор заттары (уақытынша зат алмасуға қатысудан тыс қалған заттар), экскреторлық заттар (зат алмасудың соңғы өнімдері). Сонымен бірге эргастикалық заттар жасуша қабықшасын түзуге қажетті материал болып табылады.

Дата добавления: 2014-11-06