Geçmişin seçkin bilim adamlarından oluşan bir galaksi - Robert Hooke, Anthony van Leeuwenhoek, Theodor Schwann, Mathias Schleiden, doğa çalışmaları alanındaki keşifleriyle, dünyanın en önemli dalının oluşumunun yolunu açtı. modern biyolojik bilim - sitoloji. Dünyadaki yaşamın temel taşıyıcısı olan hücrenin yapısını ve özelliklerini inceler. Hücre biliminin gelişiminin bir sonucu olarak kazanılan temel bilgiler, araştırmacılara genetik, moleküler biyoloji ve biyokimya gibi disiplinler yaratma konusunda ilham verdi.
Onlarda yapılan bilimsel keşifler gezegenin çehresini tamamen değiştirdi ve klonların, genetiği değiştirilmiş organizmaların ve yapay zekanın ortaya çıkmasına neden oldu. Yazımız sitolojik deneylerin temel yöntemlerini anlamanıza ve hücrelerin yapısını ve işlevlerini öğrenmenize yardımcı olacaktır.
Hücre nasıl incelenir
500 yıl önce olduğu gibi, ışık mikroskobu hücrenin yapısını ve özelliklerini incelemeye yardımcı olan ana araçtır. Tabii ki, görünüşü ve optiközellikleri, 16. yüzyılın ortalarında baba ve oğul Janssens veya Robert Hooke tarafından yaratılan ilk mikroskoplarla karşılaştırılamaz. Modern ışık mikroskoplarının çözümleme gücü, hücre yapılarının boyutunu 3000 kat artırır. Raster tarayıcılar, bakteri veya virüs gibi mikroskobik nesnelerin görüntülerini yakalayabilir, ikincisi o kadar küçüktür ki hücre bile değildirler. Sitolojide, etiketli atomlar yöntemi, hücresel süreçlerin özelliklerinin açıklığa kavuşturulduğu hücrelerin in vivo çalışmasının yanı sıra aktif olarak kullanılır.
Santrifüjleme
Hücre içeriğini fraksiyonlara ayırmak ve hücrenin özelliklerini ve işlevlerini incelemek için sitoloji bir santrifüj kullanır. Çamaşır makinelerinde aynı isimli parça ile aynı prensipte çalışır. Cihaz merkezkaç ivmesi oluşturarak hücre süspansiyonunu hızlandırır ve organeller farklı yoğunluklara sahip olduğu için katmanlara yerleşirler. Altta çekirdek, mitokondri veya plastid gibi büyük parçalar bulunur ve santrifüjün damıtma ızgarasının üst memelerinde hücre iskeletinin mikrofilamentleri, ribozomlar ve peroksizomlar bulunur. Ortaya çıkan katmanlar ayrılır, bu nedenle organellerin biyokimyasal bileşiminin özelliklerini incelemek daha uygundur.
Bitkilerin hücre yapısı
Bitki hücresinin özellikleri birçok yönden hayvan hücrelerinin işlevlerine benzer. Bununla birlikte, bitki, hayvan veya insan hücrelerinin sabit müstahzarlarını bir mikroskop merceğinden inceleyen bir okul çocuğu bile, farkın özelliklerini bulacaktır. bu geometrikdoğru konturlar, yoğun bir selüloz zarının varlığı ve bitki hücrelerinin özelliği olan büyük boşluklar. Ve bitkileri ototrofik organizmalar grubundan tamamen ayıran bir fark daha, sitoplazmada açıkça görülebilen oval yeşil gövdelerin varlığıdır. Bunlar kloroplastlardır - bitkilerin arama kartı. Sonuçta, ışık enerjisini yakalayabilen, onu ATP'nin makroerjik bağlarının enerjisine dönüştürebilen ve ayrıca organik bileşikler oluşturabilenler: nişasta, proteinler ve yağlar. Böylece fotosentez, bitki hücresinin ototrofik özelliklerini belirler.
trofik maddelerin bağımsız sentezi
Önemli Rus bilim adamı K. A. Timiryazev'e göre bitkilerin evrimde kozmik bir rol oynamasından kaynaklanan süreç üzerinde duralım. Yeryüzünde klorella veya chlamydomonas gibi tek hücreli alglerden 115 metre yüksekliğe ulaşan dev ağaçlar - sekoyalara kadar yaklaşık 350 bin bitki türü vardır. Hepsi karbondioksiti emerek glikoz, amino asitler, gliserol ve yağ asitlerine dönüştürür. Bu maddeler sadece bitkinin kendisi için besin görevi görmez, aynı zamanda heterotrof denilen organizmalar tarafından da kullanılır: mantarlar, hayvanlar ve insanlar. Bitki hücrelerinin organik bileşikleri sentezleme ve hayati bir madde - oksijen oluşturma yeteneği gibi özellikleri, dünyadaki yaşam için ototrofların özel rolünün gerçeğini doğrular.
Plastidlerin sınıflandırılması
Çiçek açan güllerin renklerinin veya sonbahar ormanlarının savurganlığını düşünerek kayıtsız kalmak zor. Bitkilerin rengi, sadece bitki hücreleri için karakteristik olan özel organeller - plastidlerden kaynaklanır. Bileşimlerinde özel pigmentlerin varlığının kloroplast, kromoplast ve lökoplastların metabolizmadaki fonksiyonlarını etkilediği iddia edilebilir. Yeşil pigment klorofil içeren organeller hücrenin önemli özelliklerini belirler ve fotosentez sürecinden sorumludur. Ayrıca kromoplastlara dönüşebilirler. Bu fenomeni, örneğin sonbaharda, ağaçların yeşil yapraklarının altın, mor veya kırmızıya dönüştüğü zaman gözlemliyoruz. Lökoplastlar kromoplastlara dönüşebilir, örneğin portakal veya kırmızıya olgunlaşan sütlü domatesler. Ayrıca kloroplastlara da geçebilirler, örneğin patates yumrularının kabuğunda yeşil renk görünümü, ışıkta uzun süre saklandıklarında oluşur.
Bitki dokusu oluşum mekanizması
Yüksek bitki hücrelerinin ayırt edici özelliklerinden biri, sert ve güçlü bir kabuğun varlığıdır. Genellikle selüloz, lignin veya pektin makromolekülleri içerir. Sıkıştırma ve diğer mekanik deformasyonlara karşı kararlılık ve direnç, bitki dokularını ağır yüklere dayanabilen en sert doğal yapılar grubuna ayırır (örneğin, ahşabın özelliklerini hatırlayın). Hücreleri arasında, zarlardaki elastik iplikler gibi onları birbirine diken deliklerden geçen birçok sitoplazmik iplik ortaya çıkar.onların arasında. Bu nedenle, güç ve sertlik, bir bitki organizmasının hücresinin temel özellikleridir.
Plazmoliz ve deplazmoliz
Suyun, mineral tuzların ve fitohormonların hareketinden sorumlu delikli duvarların varlığı, plazmoliz fenomeni nedeniyle tespit edilebilir. Bir bitki hücresini hipertonik tuzlu su çözeltisine yerleştirin. Sitoplazmasından gelen su dışarıya doğru yayılacak ve bir mikroskop altında parietal hyaloplazma tabakasının pul pul dökülme sürecini göreceğiz. Hücre küçülür, hacmi azalır, yani. plazmoliz oluşur. Bir cam slayta birkaç damla su ekleyerek ve hücrenin sitoplazmasından daha düşük bir çözelti konsantrasyonu oluşturarak orijinal formu döndürebilirsiniz. H2O molekülleri kabuktaki gözeneklerden içeriye girecek, hücrenin hacmi ve hücre içi basıncı artacaktır. Bu işleme deplazmoliz adı verildi.
Hayvan hücrelerinin belirli yapısı ve işlevleri
Sitoplazmada kloroplast olmaması, dış kabuğu olmayan ince zarlar, esas olarak sindirim veya boş altım işlevlerini yerine getiren küçük boşluklar - tüm bunlar hayvan ve insan hücreleri için geçerlidir. Farklı görünümleri ve heterotrofik beslenme alışkanlıkları diğer bir ayırt edici özelliğidir.
Ayrı organizmalar olan veya dokuların parçası olan birçok hücre aktif hareket yeteneğine sahiptir. Bunlar memelilerin, amiplerin, infusoria-ayakkabıların vb. fagositleri ve spermleridir. Hayvan hücreleri, supra-membran kompleksi - glikokaliks nedeniyle dokularda birleştirilir. Okarbonhidratlarla ilişkili glikolipidler ve proteinlerden oluşur ve yapışmayı teşvik eder - hücre zarlarının birbirine yapışmasını sağlayarak doku oluşumuna yol açar. Hücre dışı sindirim de glikokalikste meydana gelir. Heterotrofik beslenme yolu, hücrelerde, özel organellerde - Golgi aygıtında oluşan lizozomlarda - konsantre bir sindirim enzimi cephaneliğinin varlığını belirler - sitoplazmanın zorunlu bir tek zarlı yapısı.
Hayvan hücrelerinde bu organel, ortak bir kanal ve sarnıç ağıyla temsil edilirken, bitkilerde çok sayıda farklı yapısal birim gibi görünür. Hem bitki hem de hayvan somatik hücreleri mitozla bölünürken gametler mayozla bölünür.
Yani, çeşitli canlı organizma gruplarının hücrelerinin özelliklerinin, organellerin mikroskobik yapısının ve işlevlerinin özelliklerine bağlı olacağını belirledik.
