Цитоплазма

ПРОТОПЛАСТ

Цитоплазма мембраналардан тұратын клетканың құрамды бөлігі. Оньщ құрылысын жұка (4-10нм), біршама тығыз белоктардан және фосфолипидтерден тұратын биологиялык мембраналар түзеді. Биологиялық мембраналардың негізін липидтер құрайды, Липидтердің молекулалары белгілі бір жүйеде орналаскан, яғни клетканың кабықшасына екі кабат болып перпендикуляр орналасқан.

Әдетте оның сумен тығыз қарым-қатнасты болатын бөліктері клетканың сыртына қарай бағытталған, ал сумен нашар карым-қатынаста болатын бөліктері керісінше оның ішіне қарай бағытталған (3-сурет).

Липидтен тұратын тректің (каркастың) екі жағынан бірдей белоктың молекулалары тұтас қабат түзбей орналасады. Олардың бір бөлігі липидтік қабатқа еніп тұрады, ал екінші біреулері осы кабатты тікелей жарып өтіп судың өтуіне мүмкіндік беретін участок түзеді. Мембраналар цитоплазманың шекарасын бөлетін қабат түзеді, сонымен бірге оның органелдерінің сыртқы шекарасын да бөліп тұрады және олардың ішкі құрылыстарының структурасын түзуге де қатысады. Мембраналар цитоплазманы бір

мезгілде бір-біріне байланыссыз қарама-қарсы бағытта биохимиялық процестер жүретін жеке бөліктерге (отсектерге) бөледі (мысалы, синтезделуі және ыдырауы жүретін).

Биологиялық мембраналардъщ негізгі қасиеттерінің бірі сұрыптап өткізгіштігі (жартылай өткізгіштігі). Бір заттар олар арқылы нашар өтеді, ал екінші біреулері жақсы өтеді. Тіптен олардың концентрациясы көтеріледі. Сондықтан да мембраналар цитоплазманың химиялық құрамын айқындайды.

Плазмалемма және тонопласт. Плазмалемма цитоплазманы клетканың қабықшасынан бөліп тұратын мембрана. Ол әдетте клетка қабықшасына тығыз жабысып тұрады (2-сурет). Кейде плазмалемма түкті болып келеді, немесе терең катпарлар түзеді. Плазмалемма клетканың сыртқы ортамен зат алмасуын реттейді, сонымен бірге заттардьщ синтезделуіне қатысады.

Тонопласт цитоплазманы вакуольден бөліп тұрады. Оның атқаратын қызметі плазмалеммамен бірдей.

Гиалоплазма. Гиалоплазма каллоидтық ерітінді түріндегі сұйықтық, оның ішінде органелдер болады. (2 сурет)Гиалоплазманың атқаратын өызметі үлкен: ол органенлдердің өзара қатынасынқамтамасыз етеді, зат алмасуға, клеткадағы заттарды тасымалдауға қатысады, тітіркенуді сездіреді және т..б. Онда эндоплазматилық ретикулум, рибосомдар, гольджи аппарты, сферорсомалар, лизосомалар, митохондриялар, пластидтер бар.

Эндоплазматикалық ретикулум (эндеплазматикалық тор). Ол мембраналармен қоршалған, бір-бірімен байланысқан субмикроскопиялық каналдар мен цистерналардың системасы. Ретикулумның екі формасы болады - гранулярлы (кедір - бұдыр) және агранулярлы (жылтыр).

Гранурлярлы эндоплазматикалық тордың үстінде ұсақ түйіршектері – рибосомалары болады. Гранулярлы эндоплазматикалық тор клеткада өте маңызды өызметтер атқарады: ферменттерді синтездейді, клетка ішіндегі заттарды тасымалдайды, жақын жатқан клеткалармен байланысты қамтамасыз етеді (плазмодесмалар арқылы), жаңа мембраналардың, вакуольдердің жәнен кейбір органелдердің пайда болуын қамтамасыз етеді.

Агранулярлы эндоплазматикалық тор гранулярлы тордың цистернасынан кететін тарамдалған түтікшелерден тұрады. Әдетте ол гранулярлы торға қарағанда нашарлау дамыған. Эфир майларын, смоланы, каучикті синтездеуде жіне тасымалдауға қатысады.

Рибосомдар. Рибосомдар диаметрі 20 нм.-дай гиаплазмада мембранасының үстіне бекініп тұратын түйіршіктер.
Олар митохондриялардан да, пластидтерден де табылған. (РНК) болмайды Рибосомның атқаратын қызметі белокті синтездеу, яғни тірі.Бұл топтасып орналасқан және бір-бірімен и РНК-ның жіп тәрізді молекулаларымен деп Рибосомдарды ядрода пайда болады деп айтады.

Тіршілік процестерінің барысында цитоплазмадағы және ядродағы ұзақ
өмір сүре алмайды.

4-сурет. Элодейдің жапырағының клеткаларындағы гиалоплазманың қозғалуы: А-элодейдің өркені; Б-элодейдің жапырағы; В-жапырақтың клеткалары (гиолаплазманың айналмалы қозғалысының бағыты стрелкамен көрсетілген): 1-клетка қабықшасы; 2-ваколь: 3-гиалоплазма; 4-хлоропластар

5-сурет. Эндоплазматикалық ретикулум (схема): 1-гранулярлы ретикумның цистернасы; 2-агранулярлы ретикулумның түтікшелері;3-рибосомдар;4-цистернадағы терезелер(окно)   6-сурет. Гольджи аппараты (сызба-нұсөасы):1-диктиосомдардын цистерналары;2-гольджи көпіршіктері. Гольджи аппараты. Диктиосомдардан және Гольджи көпіршіктерінен тұрады (6 сурет). Диктиосома 5-7 жалпаө цистернадан тұратын агранулярлы мембраналармен қоршалған жиынтық (стопка). Цистернаның диаметрі 1 мкм.-дей, ал қалындығы 20-40 нм.-нан аспайды. Цистерналар бір-бірімен түйіспейді. Гольджи көпіршіктері цистернаның шеттерінен бқлініп шығып,гиалоплазманың барлық жеріне таралады. Диктиосомада полисахаридтер синтезделіп

жиналады және сыртқа шығарылып отырады. Гольджи көпіршігі оларды сол күйінде тасымалдап плазмалеммаға жеткізеді. Көпіршектердің мембраналары пламалеммаға тізіліп тұрады, ал оның ішіндегі заттар плазмалемманың сыртында қалып қойып отырады және олар клетканың қабықшасына қосыла алады. Гольджи көпіршігі сондай-ақ тонопластқа да қосыла алады.

Диктиосоманың қайдан шыққаны әлі толық дәлелдене қойған жоқ. Олардың пайда болуына эндоплазматикалық тордың қатысы болады деп қарайды. Кейбір клеткаларда Гольджи аппараты болмайды.

Сферосомалар. Дөңгелек сырты жылтыр диаметрі 0,5-1 мкм. болатын денешік, ол өсімдік майларының синтезделетін және жиналатын орталығы. Олар эндоплазматикалық тордың шеттерінен бөлініп шығады. Сферосомалардың сыртында орналасқан мембраналары май тамшыларының жиналуына байланысты редукцияға ұшырайды, сөйтіп одан тек сыртқы қабат ғана қалады.

Лизосомалар. Размері 0,5-2 мкм. болатын, сыртында бір қабат мембранасы бар көпіршіктер. Олардың белоктарды, липидтерді, полисахаридтерді және басқада органикалық қосылыстарды ыдырататын ферменттері болады. Сферосомалар секілді оларда эндоплазматикалық тордың жіпшелерінен (тяждарынан) пайда болады. Олардың атқаратын қызметі – жекелеген органелдерді немесе цитоплазманың клетканы жаңартуға қажетті бөліктерін (локальный автолиз) ыдыратып бұзу болып табылады.

Митохондриялар. Митохондрияның формасы алуан түрлі болады, дөңгелек, сопақша, цилиндр тәрізді, гантел тәрізді, бұтақтанып тармақталған және т.б. Олардың ұзындығы 2-5 мкм. (цилиндр тәрізді формаларының ұзындығы 7 мкм.) болады, ал көлденеңі 0,3-1 мкм.-ден аспайды. Митохондриялардың сыртында екі қабат мембранасы болады (7,8-суреттер). Ішкі қабатынан тарақ тәрізді немесе түтік тәрізді митохондрияның қуысына өтетін өскіндер пайда болады.

7-сурет. Митохондрия (сызба-нұсқасы): 1-сыртқы мембрана; 2-ішкі мембрана; 3-криста; 4-саңырау- құлақ тәрізді бөлшек.

8-сурет. Жапырақтың мезофилінің клеткасының бір бөлігі: 1-хлоропласт; 2-митохондрия; 3-қабықша; 4-строма; 5-грана; 6-пластоглобула; 7-крахмал дәні; 8-плазмалемма; 9-тонопласт.

Оларды кристалар деп атайды. Кристалар митохондрияның мембраналық бөлігінің көлемін біршама артырады. Кристалардың арасындағы кеңістіктерді сұйық затматрикс толтырып тұрады, онда рибосомдар мен дезоксирибонуклеин қышқылы (ДНК) болады. Мембрананың үстін жұмыр басы және аяғы бар (саңырауқұлақтар тәрізді бөліктер) ұсақ денешіктер жауып тұрады. Митохондриялар клетканың энергия жинайтын лабораториясы. Осында оттегінің қатысуымен углеводтар, майлар және басқа органикалық заттар ыдырайды және АТФ синтезделеді.Тыныс алу кезінде босаған энергия АТФ-ның молекуласының макроэргикалық энергиясының байланысына ауысады. Содан соң ол клетканың тіршілік әрекетіне қатысты бөліну, сору, әртүрлі синтездердің нәтижесінде пайда болған заттарды бөліп шығару және т.б. процестерді іске асыруға қатысады. Митохондрияларды екі түрлі жолмен: ядродан бөлініп шығатын инициалды бөліктерден және митохондриялардың өздерінің бөлінуінің нәтижесінде пайда болады деп есептейді. Митохондриялар бір орыннан екінші орынға жылжып ауыса алады. Олар тіршілік процестері жылдам жүретін ядроның, хлоропасттардың және басқада органелдердің айналасында жиналады.

____________

17 Аденозин үш фосфорлы қышқыл-азоттық негіздің қалдықтарынан, рибоза углеводынан және фосфор қышқылынан тұрады; энергияның (қуаттың) тасымалдануын қамтамасыз етеді.

18 Энергияға бай байланыстар АТФ-дан фосфор қышқылының қалдықтарын таратқанда және осы байланыстар үзілгенде энергия бөлініп шығады.

Бұл өсімдіктердің де, жануарлардың да клеткаларында міндетті түрде болатын органелла.

9-сурет. Балдырлардың хроматофорлары: А-лента тәрізді (спирогира); Б-торлы (эндогониум); В- жұлдызшалы (зигнема); Г-сақиналы (дралардальдия); 1-хроматофора; 2-пирероид; 3-ядро; _______________

Пластидтер. Тек өсімдіктерде ғана болады. Бұл органоидтардың сыртында екі қабат мембранасы болады. Түсіне қарай пластидтерді үшке бөледі: көк түсті – хлоропластар; сары, қызғыш, қызыл түсті – хромопластар; түссіз – лейкопластар.

Хлоропластарда жасыл пигмент хлорофилл, сонымен қатар каратиноидтар тобына жататын пигменттерден каротин (қызғыш түсті) және ксантофилл (сары түсті) болады. Хлоропластардың негізгі қызметі тікелей хлорофилмен байланысты. Дәлірек айтқанда органикалық емес заттардан күннің энергиясының қатысуымен органикалық заттарды синтездеу (фотосинтез)болып табылады. Сондықтанда хлоропластар өсімдіктің тек күннің жарығы түсетін, жер бетіндегі органдардың клеткаларында ғана болады. Өсімдіктердің түсінің жасыл болуы хлоропластарға тікелей байланысты болады.

Жоғарғы сатыдағы өсімдіктерде хлоропластардың формасы көп жағдайда линза тәрізді болады. Олардың диаметрі 4-6 мкм., ал қалыңдығы 1-3 мкм.-ден аспайды.

Балдырларда жасыл пластидтердің хромотофора деп атайды, олардың формасы мен мөлшері алуан түрлі болады. Олардың формасы жұлдызша, лента, тор тәрізді және басқаша болып келеді (9-сурет). Әдетте цитоплазмада 1-ден 50-ге дейін хлопластар болады. Олар цитоплазманың қабықшаға жақын қабаттарында орналасады. Жарық шашыраңқы түскенде хлоропластар клетканың қабықшасына жақын орналасады және оларға жалпақ жағымен бұрылып тұрады, ал ашық күнде олар клетка қабықшасына керісінше жіңішке жағымен бұрылады немесе бүйірлік қабықшаға ауысып тұрады.

10-сурет. Хлоропласт сызба- нұсқасы. 1-сыртқы мембрана; 2-ішкі мембрана; 3-строма; 4-қырлардың (граны) тилакоиды; 5-строманың тилакоиды.

Хлоропластардың ішінде строма деп аталынатын заттар болады. Олар арықлы параллель орналасқан мембраналардың системасы өтіп жатады (10-сурет). Мембраналар жалпақ қапшық тәрізді болады, оларды тилакоидтар немесе ламеллалар деп атайды. Жоғарғы сатыдағы өсімдіктердің көпшілігінің тилакоидтарының бір бөлігінің формасы диск тәрізді болады. Бұл тилакоидтар топтасып грандар деп аталынатын бірінің үстіне бірі қаланған кішкентай дискалардан тұратын үйінділер түзеді. Хлорофилл мен каратиноидтар гранның тилакоидтарының әрбір екі мембранасының бірінде кездеседі. Грандар бір-бірімен строманың тилакоидтарымен байланысып тұрады. Хлоропластардың сыртында орналасқан мембраналар, кейде қатпарлар (складкалар) түзеді де строманың тилакоидына айналады. Стромада ДНК-ның молекулалары, рибосомалар, пластоглобулалар деп аталынатын, липидтердің тамшылары, крахмал дәндері және басқада қосымша заттар болады.

Крахмал фотосинтез процесінің нәтижесінде хлоропластарда түзіледі, оны фотосинтездік немесе алғашқы крахмал деп атайды. Ферменттердің көмегімен фотосинтездік крахмал қантқа айналады, сөйтіп глюкоза түрінде жапырақтан органдардың түзілуіне қажетті зат ретінде тасымалданады немесе артық қор заты ретінде жиналады.

Қолда бар фактылардың негізінде өсімдіктердің фотосинтездік системасының эволюциясының қалай жүргендігін бақылар отыруға болады. Мысалы, көк-жасыл балдырлардың хлоропластары болмайды, бірақ цитоплазмасының қабықшаға жақын жатқан бөлігінде екі қабат фотосинтездік мембраналары болады.

Жасыл балдырлардың хромотофоралары болады, олар гиаплазмадан мембраналары арқылы бөлініп тұрады, бірақ грандары болмайды. Жоғарғы сатыдағы өсімдіктердің хлоропластарының грандары болады, олардың универсалды формасы – линза тәрізді. Алайда қазіргі кезде кездесетін жоғарғы сатыдағы өсімдіктердң ең қарапайымы мүк тәрізділердің кейбір түрлерінде хромотофоралар әлі де кездеседі.

11-сурет. Традесканцияның жапырағының эпидермисінің клеткасындағы лейкопластар: А-традесканцияның жапырағы; Б-эпидермистің клеткалары; 1-лейкопластар; 2-ядро; 3-цитоплазма; 4-вакуоль; 5-клетканың қабықшасы;

________________

Лейкопластар. Лейкопластарда пигменттер болмайды. Мөлшері жағынан олар хлоропластардан кіші және белгілі формалары болмайды (11-сурет). Лейкопластар көпшілігінде өсімдіктің, күннің жарығы түспейтін ұлпаларының және органдарының клеткаларында – тамырларында, түйнектерінде, дәндерінде және басқаларда кездеседі.

Лейкопластардың ішкі мембраналық системасы хлоропластарға қарағанда нашар жетілген (12-сурет). Стромасында ДНК-ның, рибосомалардың, пластоглобулдердің молекулалары болады.

Лейкопластардың негізгі атқаратын қызметі артық қоректік заттарды, бірінші кезекте крахмалды, кейде белокты, сиректеу майды синтездеу және жинау болып табылады. Крахмал жинайтын лейкопластарды амилопластар деп атайды. Оларда фотосинтез процесі жүретін органдардан келіп түсетін қанттан өлшемі мен формасы әртүрлі болып келетін крахмал дәндері пайда болады. Бұларды екінші реттік крахмал деп атайды. Артық белок кристалдар түрінде, немесе аморфты гранул, май-пластоглобул түрінде жиналады.

Хромопластар. Хромопластарда каратиноидтар тобына жататын түсі қызғыш-сары, сары пигменттері болады.

12-сурет. Лейкопластар: 1-қабықша; 2-строма; 3-мембрана; 4-күрделі крахмал дәні.

Хромопластардың мөлшері хлоропластардан кіші, ал формасы жағынан олар алуан түрлі болып келеді (13-сурет). Олардың ішкі мембраналық системасы көп жағдайда болмайды.

13-сурет. Піскен жемістің етженді жұмсақ бөлігінің клеткаларындағы хромопластар: А-меруерт гүл (ландыш); Б-раушан (шиповник); В-шетен (рябина); 1-хромопластар; 2-ядро;

Каратиноидтардың жиналуының формасына қарай хромопластарды глобулярный, фибриллярный (трубчатый) және кристалды типтер деп бөледі (14-сурет). Хромопластардың ең көп кездесетін глобулярный типінің пигменттері пластоглобулаларда еріген. Фибриллярный типіне жататын хропластардың каратиноидтары пластоглобулаларда кездесіп қана қоймайды, сонымен бірге олар стромдарда параллель орналасқан жіпшелердің, немесе түтікшелердің тобын түзеді.

14- сурет. Хромопластар (сызба-нұсқасы): А-глобулярлы тип; Б-фибриллярлы тип; В-кристалды тип: 1-сыртқы мембрана; 2-ішкі мембрана; 3-строма; 4-пластоглобула; 5-фибриллдар; 6-кристалл.

Кристалды типке жататын хромопластардың каратиноидтары негізінен әртүрлі формадағы кристалдар түрінде кездеседі және осы пластидтердің өзінің формаларын айқындайды (орақ тәрізді, ромб тәрізді, ине тәрізді және т.б.). Хромопластар кейбір өсімдіктердің гүлінің күлте жапырақшаларында, піскен жемістерінде, күзгі жапырақтарында болады. Олардың зат алмасуындағы атқаратын қызметі белгісіз. Хромопластардың қосымша биологиялық маңызы сол, айқас тозаңдануға қажетті насекомдарды және осы өсімдіктердің дәндерін таратуға қажетті жануарларды шақырады.

Эволюцияның барысында осы пластидтердің ең алғашқысы болып хлоропластар пайда болған. Кеіндеу өсімдіктердің денесі органдарға бөлінген кездерде хлоропластардан лейкопластар мен хромопластар жетілген. Онтогенезде пластидтердің барлық түрлері бір-біріне ауысып отырады. Лейкопластардың хлоропластарға айналуы жиірек кездеседі (мысалы, ұрықтанғанда жұмыртқа клеткасынан ұрық пайда болған кездерде) және хлоропластардың хромопластарға ауысуы жиі кездеседі (мысалы, жапырақтардың күзде сарғаюы). Тек хромопластар табиғи жағдайда басқа пластидтерге айналмайды. Пластидтердің клеткадағы саны олардың созылып барып бөлінуінің нәтижесінде артады.

Дата добавления: 2014-11-06