โครโมโซม- โครงสร้างเซลล์ที่เก็บและส่งข้อมูลทางพันธุกรรม โครโมโซมประกอบด้วย DNA และโปรตีน โปรตีนที่ซับซ้อนที่จับกับ DNA ทำให้เกิดโครมาติน โปรตีนมีบทบาทสำคัญในการบรรจุโมเลกุล DNA ในนิวเคลียส

DNA ในโครโมโซมถูกบรรจุในลักษณะที่พอดีกับนิวเคลียส ซึ่งโดยปกติจะมีเส้นผ่านศูนย์กลางไม่เกิน 5 ไมครอน (5-10 -4 ซม.) บรรจุภัณฑ์ DNA มีลักษณะเป็นโครงสร้างแบบวนซ้ำ คล้ายกับโครโมโซมพู่กันหลอดของสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำหรือโครโมโซมโพลีทีนของแมลง ลูปได้รับการดูแลโดยโปรตีนที่จดจำลำดับนิวคลีโอไทด์จำเพาะและนำมารวมกัน โครงสร้างของโครโมโซมจะมองเห็นได้ดีที่สุดในระยะเมตาเฟสของไมโทซีส

โครโมโซมเป็นโครงสร้างรูปแท่งและประกอบด้วยโครมาทิดน้องสาวสองตัวซึ่งถูกยึดโดยเซนโทรเมียร์ในบริเวณที่มีการหดตัวปฐมภูมิ แต่ละโครมาทิดประกอบด้วยลูปโครมาติน โครมาตินไม่ทำซ้ำ มีเพียง DNA เท่านั้นที่ถูกจำลองแบบ

ข้าว. 14. โครงสร้างโครโมโซมและการจำลองแบบ

เมื่อการจำลอง DNA เริ่มต้นขึ้น การสังเคราะห์ RNA จะหยุดลง โครโมโซมสามารถมีได้สองสถานะ: ควบแน่น (ไม่ใช้งาน) และลดลง (ใช้งานอยู่)

ชุดโครโมโซมซ้ำของสิ่งมีชีวิตเรียกว่าคาริโอไทป์ วิธีการวิจัยสมัยใหม่ทำให้สามารถระบุโครโมโซมแต่ละตัวในคาริโอไทป์ได้ ในการดำเนินการนี้ ให้คำนึงถึงการกระจายตัวของแถบแสงและแถบสีเข้มที่มองเห็นได้ภายใต้กล้องจุลทรรศน์ (คู่ AT และ GC สลับกัน) ในโครโมโซมที่รักษาด้วยสีย้อมพิเศษ โครโมโซมของตัวแทนของสปีชีส์ต่าง ๆ มีแถบขวางตามขวาง สปีชีส์ที่เกี่ยวข้อง เช่น มนุษย์และลิงชิมแปนซี มีรูปแบบของแถบสลับกันในโครโมโซมที่คล้ายกันมาก

สิ่งมีชีวิตแต่ละประเภทมีจำนวน รูปร่าง และองค์ประกอบของโครโมโซมคงที่ คาริโอไทป์ของมนุษย์มี 46 โครโมโซม - 44 ออโตโซมและโครโมโซมเพศ 2 โครโมโซม เพศผู้เป็นเฮเทอโรเกมติก (XY) และเพศหญิงเป็นโฮโมเกมติก (XX) โครโมโซม Y แตกต่างจากโครโมโซม X ในกรณีที่ไม่มีอัลลีลบางตัว (เช่น อัลลีลในการแข็งตัวของเลือด) โครโมโซมของคู่เดียวกันเรียกว่าโฮโมโลกัส โครโมโซมที่คล้ายคลึงกันในตำแหน่งที่เหมือนกันจะมียีนอัลลีล

1.14. การสืบพันธุ์ในโลกอินทรีย์

การสืบพันธุ์- นี่คือการสืบพันธุ์ของบุคคลที่คล้ายคลึงกันทางพันธุกรรมของสายพันธุ์ที่กำหนดเพื่อให้มั่นใจถึงความต่อเนื่องและความต่อเนื่องของชีวิต

การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศดำเนินการดังต่อไปนี้:

• การแบ่งอย่างง่าย ๆ ออกเป็นสองเซลล์หรือหลายเซลล์ในคราวเดียว (แบคทีเรีย, โปรโตซัว);
• ในทางพืช (พืช, coelenterates);
• แบ่งร่างกายหลายเซลล์ออกครึ่งหนึ่งด้วยการงอกใหม่ในภายหลัง (ปลาดาว, ไฮดรา);
• การแตกหน่อ (แบคทีเรีย, coelenterates);
• การก่อตัวของข้อพิพาท

การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศมักจะทำให้จำนวนลูกหลานที่เป็นเนื้อเดียวกันเพิ่มขึ้น แต่เมื่อนิวเคลียสของสปอร์ถูกสร้างขึ้นโดยไมโอซิส ลูกจากการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศจะมีความแตกต่างทางพันธุกรรม

การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ- กระบวนการที่รวมข้อมูลทางพันธุกรรมจากบุคคลสองคนเข้าด้วยกัน

บุคคลที่มีเพศต่างกันจะก่อตัวเป็นเซลล์สืบพันธุ์ ตัวเมียผลิตไข่ ตัวผู้ผลิตอสุจิ และกระเทยผลิตทั้งไข่และอสุจิ และในสาหร่ายบางชนิด มีเซลล์เพศเดียวกันสองเซลล์มารวมกัน

เมื่อเซลล์สืบพันธุ์เดี่ยวผสมกัน การปฏิสนธิจะเกิดขึ้นและเกิดไซโกตซ้ำ

ไซโกตพัฒนาเป็นบุคคลใหม่

ทั้งหมดข้างต้นเป็นจริงสำหรับยูคาริโอตเท่านั้น โปรคาริโอตก็มีกระบวนการทางเพศเช่นกัน แต่มันเกิดขึ้นแตกต่างออกไป

ดังนั้นในระหว่างการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ จีโนมของบุคคลสองคนที่เป็นสายพันธุ์เดียวกันจึงถูกผสมกัน ลูกหลานจะมีการผสมผสานทางพันธุกรรมใหม่ๆ ซึ่งทำให้พวกมันแตกต่างจากพ่อแม่และจากกันและกัน

การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศประเภทหนึ่งคือการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศหรือการพัฒนาของบุคคลจากไข่ที่ไม่ได้รับการผสมพันธุ์ (เพลี้ยอ่อน โดรนของผึ้ง ฯลฯ)

โครงสร้างของเซลล์สืบพันธุ์

ออวุล- เซลล์ทรงกลมค่อนข้างใหญ่และเคลื่อนที่ไม่ได้ ขนาด - ตั้งแต่ 100 ไมครอนถึงเส้นผ่านศูนย์กลางหลายเซนติเมตร พวกมันมีคุณสมบัติออร์แกเนลทั้งหมดของเซลล์ยูคาริโอต เช่นเดียวกับการรวมสารอาหารสำรองในรูปของไข่แดง เซลล์ไข่ถูกปกคลุมไปด้วยเยื่อหุ้มไข่ซึ่งประกอบด้วยไกลโคโปรตีนเป็นส่วนใหญ่

ข้าว. 15. โครงสร้างของไข่นก: 1 - ชาลาซา; 2 - เปลือก; 3 - ห้องอากาศ; 4 - เยื่อหุ้มชั้นนอกด้านนอก; 5 - โปรตีนเหลว; 6 - โปรตีนหนาแน่น 7 - แผ่นดิสก์เชื้อโรค; 8 - ไข่แดงอ่อน; 9 - ไข่แดงเข้ม

ในมอสและเฟิร์น ไข่จะพัฒนาในอาร์เกเนีย ในพืชดอก ในออวุลที่อยู่ในรังไข่ของดอกไม้

โอโอไซต์แบ่งออกเป็นดังนี้:

• isolecithal - ไข่แดงมีการกระจายอย่างสม่ำเสมอและมีเพียงเล็กน้อย (ในหนอน, หอย);
• alecithal - เกือบไร้ไข่แดง (สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม);
• telolecithal - มีไข่แดงจำนวนมาก (ปลา, นก);
• polylecithal - มีไข่แดงจำนวนมาก

Oogenesis คือการก่อตัวของไข่ในตัวเมีย

ในเขตการสืบพันธุ์มี oogonia ซึ่งเป็นเซลล์สืบพันธุ์หลักที่สืบพันธุ์โดยไมโทซีส

จากโอโอโกเนีย หลังจากการแบ่งไมโอติกครั้งแรก จะเกิดโอโอไซต์ลำดับที่หนึ่ง

หลังจากการแบ่งไมโอติกครั้งที่สอง จะเกิดโอโอไซต์ลำดับที่สองขึ้น ซึ่งไข่หนึ่งฟองและร่างกายนำทางสามฟองจะเกิดขึ้น จากนั้นจึงตายไป

อสุจิ- เซลล์เคลื่อนที่ขนาดเล็ก พวกเขามีหัว คอ และหาง

ในส่วนหน้าของศีรษะจะมีอุปกรณ์ acrosomal ซึ่งเป็นอะนาล็อกของอุปกรณ์ Golgi ประกอบด้วยเอนไซม์ (ไฮยาลูโรนิเดส) ที่จะละลายเยื่อหุ้มไข่ระหว่างการปฏิสนธิ คอประกอบด้วยเซนทริโอลและไมโตคอนเดรีย Flagella เกิดจากไมโครทูบูล ในระหว่างการปฏิสนธิ เฉพาะนิวเคลียสและเซนทริโอลของตัวอสุจิเท่านั้นที่จะเข้าไปในไข่ ไมโตคอนเดรียและออร์แกเนลล์อื่นๆ ยังคงอยู่ภายนอก ดังนั้นมรดกทางไซโตพลาสซึมในมนุษย์จึงถูกส่งผ่านสายเพศหญิงเท่านั้น

เซลล์เพศของสัตว์และพืชที่สืบพันธุ์แบบอาศัยเพศเกิดขึ้นผ่านกระบวนการที่เรียกว่าการสร้างเซลล์สืบพันธุ์

คำถามที่ 1. นิวเคลียสของเซลล์มีหน้าที่อะไร?
นิวเคลียสในเซลล์ทำหน้าที่หลัก:
1. การจัดเก็บและการทำซ้ำข้อมูลทางพันธุกรรมซึ่งเก็บไว้ในนิวเคลียสในรูปของโมเลกุล DNA ที่ประกอบเป็นโครโมโซม
2. การควบคุมการเผาผลาญในเซลล์เกิดขึ้นเนื่องจากนิวเคลียสมีข้อมูลทางพันธุกรรมเกี่ยวกับโครงสร้างของโปรตีนในเซลล์ในองค์ประกอบของโครโมโซมนิวเคลียร์

คำถามที่ 2. โปรคาริโอตคือสิ่งมีชีวิตชนิดใด
โปรคาริโอต- สิ่งเหล่านี้คือสิ่งมีชีวิตที่เซลล์ไม่มีนิวเคลียสที่ก่อตัวขึ้น ซึ่งรวมถึงแบคทีเรีย สาหร่ายสีน้ำเงินแกมเขียว (ไซยาโนแบคทีเรีย) และอาร์เคีย

คำถามที่ 3. เยื่อหุ้มนิวเคลียสมีโครงสร้างอย่างไร?
เปลือกนิวเคลียร์ - แยกเนื้อหาของนิวเคลียสออกจากไซโตพลาสซึม เยื่อหุ้มนิวเคลียสประกอบด้วยเมมเบรน 2 อัน: ด้านนอกและด้านใน ซึ่งเชื่อมต่อเข้าด้วยกันในบริเวณรูขุมขน ด้วยอัตราการเพิ่มขึ้นของกระบวนการเผาผลาญระหว่างนิวเคลียสและไซโตพลาสซึมทำให้จำนวนรูขุมขนเพิ่มขึ้นเช่น เราสามารถตัดสินกิจกรรมของนิวเคลียสได้จากจำนวนรูขุมขน สิ่งต่อไปนี้ออกมาจากนิวเคลียสผ่านรูขุมขนนิวเคลียร์: mRNA, tRNA, หน่วยย่อยของไรโบโซม โปรตีนนิวเคลียร์และไรโบโซม นิวคลีโอไทด์ ไขมัน คาร์โบไฮเดรต ATP น้ำ และไอออน เข้าสู่นิวเคลียสจากไซโตพลาสซึม เปลือกนิวเคลียร์ด้านนอกเชื่อมต่อกับเรติเคิลเอนโดพลาสมิกแบบละเอียด เมมเบรนนิวเคลียร์ชั้นในสัมผัสกับคาริโอพลาสซึม (น้ำนิวเคลียร์) ไม่มีไรโบโซม และในบางจุดเชื่อมต่อกับโครมาติน

คำถามที่ 4. โครมาตินคืออะไร?
โครมาตินเป็นกลุ่มที่ซับซ้อนของ DNA และโปรตีน ซึ่งส่วนใหญ่เป็นฮิสโตน โมเลกุลฮิสโตนที่มีกลุ่มรูปแบบดีเอ็นเอ - นิวคลีโอโซม โมเลกุล DNA ที่เชื่อมต่อกับนิวคลีโอโซมก่อให้เกิด DNP (ดีออกซีไรโบนิวคลีโอโปรตีน) ซึ่งเป็นหน่วยที่เล็กที่สุดของโครโมโซม โครมาตินประกอบด้วยไอออน RNA, Ca2+ และ Mg2+ รวมถึงเอนไซม์ DNA polymerase ซึ่งจำเป็นสำหรับการจำลอง DNA ในระหว่างการแบ่งตัวของนิวเคลียร์ โครมาตินจะหมุนวนและมองเห็นได้ภายใต้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง เช่น โครโมโซมเริ่มก่อตัว (กรีก โครโม - สี, โสม - ลำตัว)

คำถามที่ 5. นิวคลีโอลีมีหน้าที่อะไร?
นิวเคลียส- เป็นบริเวณนิวเคลียสทรงกลมที่มีการอัดตัวแน่นมาก ไม่ถูกจำกัดด้วยเยื่อหุ้มเซลล์ รูปร่าง ขนาด และปริมาณขึ้นอยู่กับสถานะการทำงานของนิวเคลียส ในเซลล์ที่ทำหน้าที่สังเคราะห์โปรตีนจำนวนมาก จะมีนิวคลีโอลีหลายตัวอยู่ในนิวเคลียส หรือจะมีขนาดใหญ่และหลวม เช่น หน้าที่ของนิวเคลียสคือการสังเคราะห์ rRNA และการประกอบหน่วยย่อยไรโบโซมขนาดเล็กและขนาดใหญ่ นิวเคลียสประกอบด้วย: โปรตีน 80%, RNA 10-15%, DNA จำนวนเล็กน้อย และส่วนประกอบทางเคมีอื่น ๆ ในระหว่างการพยากรณ์การแบ่งเซลล์ หน่วยย่อยของไรโบโซมจะเข้าสู่ไซโตพลาสซึมผ่านรูนิวเคลียส DNA ของนิวคลีโอลัสจะถูกบรรจุลงบนโครโมโซมที่มีการหดตัวขั้นที่สองหรือตัวจัดระเบียบนิวเคลียส ดังนั้นนิวคลีโอลัสซึ่งเป็นโครงสร้างจึงสลายตัวและกลายเป็นโครงสร้างที่มองไม่เห็น ดังนั้น บางครั้งก็บอกว่า “ละลาย”

คำถามที่ 6. โครโมโซมประกอบด้วยอะไรบ้าง?
โครโมโซมเป็นโมเลกุล DNA ที่เชื่อมต่อกับโปรตีนพิเศษที่ทำให้มีขนาดกะทัดรัด

คำถามที่ 7. โครโมโซมในแบคทีเรียอยู่ที่ไหน?
เซลล์แบคทีเรียไม่มีนิวเคลียสที่ก่อตัวขึ้น เครื่องมือทางพันธุกรรมของแบคทีเรียนั้นแสดงโดยโมเลกุล DNA วงกลมหนึ่งโมเลกุล (โครโมโซมของแบคทีเรีย) ซึ่งติดอยู่ที่เยื่อหุ้มเซลล์และครอบครองพื้นที่ในไซโตพลาสซึมที่เรียกว่านิวเคลียส

คำถามที่ 8. คาริโอไทป์คืออะไร?
แคริโอไทป์เป็นชุดโครโมโซมเฉพาะของสิ่งมีชีวิตที่กำหนด โครโมโซมไม่เพียงแต่มีลักษณะเฉพาะตามจำนวนโครโมโซมเท่านั้น แต่ยังรวมถึงขนาด รูปร่าง และตำแหน่งของเซนโทรเมียร์ด้วย

คำถามที่ 9. ชุดโครโมโซมในเซลล์ร่างกายชื่ออะไร?
ตามกฎแล้วเซลล์ร่างกายจะมีโครโมโซมชุดคู่ซึ่งเรียกว่าไดพลอยด์

คำถามที่ 10. ชุดโครโมโซมในเซลล์สืบพันธุ์คืออะไร?
Gametes มีโครโมโซมเพียงชนิดเดียวในแต่ละประเภท กล่าวคือ พวกมันมีโครโมโซมชุดเดียวซึ่งเรียกว่าฮาพลอยด์

คำถามที่ 11. ชุดโครโมโซมเดี่ยวในเซลล์มะเร็งคือเท่าใด หากชุดโครโมโซมแบบดิพลอยด์คือ 118
หากชุดโครโมโซมซ้ำในเซลล์คือ 118 ชุดเดี่ยวจะน้อยกว่าสองเท่า - 59 (118/2=59)

คำถามที่ 12 ชุดดิพลอยด์สามารถมีโครโมโซมเป็นจำนวนคี่ได้หรือไม่?
ชุดโครโมโซมซ้ำอาจมีโครโมโซมเป็นจำนวนคี่ มีสิ่งมีชีวิตที่มีโครโมโซมเพศเพียงโครโมโซมเดียวในเซลล์ร่างกาย ตัวอย่างเช่น ในแมลงบางชนิด (แมลง ตั๊กแตน) ตัวเมียมีลักษณะเป็นเนื้อเดียวกัน (XX) และตัวผู้จะมีโครโมโซมเพศเพียงอันเดียว (XO)

เซลล์เป็นหน่วยโครงสร้างพื้นฐานของสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่บนโลก การแบ่งของมันขึ้นอยู่กับสองกระบวนการ - ไมโทซิสและไมโอซิส

โซมาติกเซลล์คืออะไร?

เป็นชื่อที่ตั้งให้กับทุกเซลล์ของสิ่งมีชีวิต ยกเว้นเซลล์สืบพันธุ์ ทั้งหมดมีโครโมโซมชุดคู่ ตรงกันข้ามกับเซลล์สืบพันธุ์ชุดเดียวกันซึ่งมีชุดโครโมโซมชุดเดียว สิ่งมีชีวิตทั้งหมดในโลก ยกเว้นไวรัส ถูกสร้างขึ้นจากพวกมัน การแบ่งของพวกเขาขึ้นอยู่กับกระบวนการที่เรียกว่าไมโทซีส

ไมโทซีสคืออะไร และมีบทบาทอย่างไรในธรรมชาติ?

ในระหว่างกระบวนการนี้ เซลล์ลูกสาวที่เหมือนกันสองเซลล์จะถูกสร้างขึ้นจากเซลล์เดียว โดยมีโครโมโซมชุดเดียวกันกับของแม่ทุกประการ นี่เป็นวิธีเดียวที่จะสืบพันธุ์ยูคาริโอตเซลล์เดียวทั้งหมดได้ กระบวนการนี้ยังรองรับการสร้างเนื้อเยื่อของพืช สัตว์ และเชื้อราอีกด้วย ไมโทซิสมีบทบาทสำคัญในการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศเท่านั้น แต่ยังมีบทบาทสำคัญในการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศด้วย เพื่อให้แน่ใจว่ามีการแบ่งตัวของเซลล์เอ็มบริโอ เซลล์ของพืช เห็ดรา และสัตว์แบ่งตัวในลักษณะเดียวกันในระหว่างการเจริญเติบโตของร่างกาย

ไมโอซิสคืออะไร?

นี่เป็นวิธีที่สองที่โซมาติกเซลล์แบ่งตัว อย่างไรก็ตาม มันค่อนข้างเฉพาะเจาะจง ในระหว่างกระบวนการไมโอซิส เซลล์หนึ่งที่มีโครโมโซมชุดคู่จะผลิตเซลล์ลูกสาวหลายเซลล์ด้วยชุดเดียว ด้วยวิธีนี้เซลล์เพศซึ่งก็คือเซลล์สืบพันธุ์จึงถูกสร้างขึ้น

ระยะของไมโทซิส

การแบ่งเซลล์ร่างกายเกิดขึ้นในหลายระยะ ซึ่งแต่ละระยะจะมีลักษณะเฉพาะของตัวเอง กระบวนการทั้งหมดใช้เวลาประมาณสามชั่วโมง มีสี่ขั้นตอน ไม่นับเฟส: โพรเฟส, แอนาเฟส, เมตาเฟส และเทโลเฟส สิ่งแรกก่อน

อินเตอร์เฟส

นี่คือช่วงเวลาระหว่างการแบ่งเซลล์ในระหว่างที่เตรียมการสำหรับไมโทซีส ในระยะนี้ เซลล์จะพัฒนาและแสดงสัญญาณของกิจกรรมที่สำคัญตามปกติ ช่วงเวลานี้ไม่รวมอยู่ในกระบวนการไมโทซีสโดยตรง

คำทำนาย

นี่คือระยะไมโทซีสที่ยาวที่สุด นิวเคลียสของเซลล์จะเพิ่มขึ้นตามความยาวของมัน โครโมโซมก่อตัวเป็นเกลียว ในช่วงเวลานี้โครโมโซมทั้งหมดจะมีโครมาทิดสองตัวซึ่งเชื่อมต่อกันด้วยเซนโทรเมียร์ซึ่งเป็นการหดตัวชนิดหนึ่ง โครงสร้างเหล่านี้ดูเหมือนตัวอักษร X จากนั้นเปลือกนิวเคลียร์และนิวเคลียสจะถูกทำลาย และโครโมโซมจะเคลื่อนเข้าสู่ไซโตพลาสซึม เซนทริโอลของเซลล์ตั้งอยู่ที่ขั้วของมันและก่อตัวเป็นเส้นใยของสปินเดิลระหว่างพวกมัน ซึ่งต่อจากนั้นเมื่อสิ้นสุดเฟสจะติดอยู่กับเซนโทรเมียร์

เมตาเฟส

นี่เป็นขั้นตอนถัดไปในกระบวนการแบ่งเซลล์ร่างกาย ในระหว่างระยะนี้ โครโมโซมจะเรียงตัวไปตามเส้นศูนย์สูตรของเซลล์ ด้วยวิธีนี้จะเกิดแผ่นเมตาเฟสขึ้น ในเวลานี้โครโมโซมมีขนาดเล็กมากเนื่องจากถูกบิดเป็นเกลียวแน่น อย่างไรก็ตามสามารถมองเห็นได้ชัดเจนผ่านกล้องจุลทรรศน์เนื่องจากมีตำแหน่งที่ชัดเจน ดังนั้นการศึกษาโครโมโซมของเซลล์จึงมักจะดำเนินการในระยะไมโทซิสนี้

แอนาเฟส

นี่คือขั้นตอนที่สั้นที่สุดของการแบ่งเซลล์ผ่านไมโทซีส ในช่วงเวลานี้ เกลียวสปินเดิลที่เกิดจากเซนทริโอลจะเริ่มดึงเซนโทรเมียร์ของโครโมโซมไปในทิศทางตรงกันข้าม ส่งผลให้เกิดการแบ่งโครมาทิดออกเป็นสองโครมาทิดที่แยกจากกัน ตอนนี้ที่แต่ละขั้วของเซลล์จะมีโครมาทิดชุดที่เหมือนกัน

เทโลเฟส

นี่เป็นขั้นตอนสุดท้ายของไมโทซีส ในระหว่างกระบวนการนั้น กระบวนการต่างๆ จะถูกสังเกตซึ่งตรงกันข้ามกับกระบวนการที่เกิดขึ้นในสามระยะก่อนหน้า กล่าวคือ: เกลียวของโครโมโซมจะคลายตัว เยื่อหุ้มนิวเคลียสและนิวคลีโอลีจะถูกสร้างขึ้นอีกครั้ง นอกจากนี้ในขั้นตอนนี้ การแบ่งตัวเกิดขึ้นโดยตรง: ไซโตพลาสซึมจะถูกแบ่งออก และเซลล์ลูกสาวแต่ละเซลล์จะได้รับชุดออร์แกเนลล์ของตัวเอง ในพืช ผนังเซลลูโลสจะเกิดขึ้นรอบๆ เยื่อหุ้มเซลล์ของโครงสร้างที่เพิ่งสร้างใหม่ 2 โครงสร้าง

ไมโอซิส

อีกกระบวนการหนึ่งที่เซลล์ร่างกายแบ่งตัว มันเกี่ยวข้องกับการก่อตัวของเซลล์สืบพันธุ์ซึ่งก็คือเซลล์เพศที่มีโครโมโซมชุดเดียว เซลล์ร่างกายแบ่งตัวสองครั้งติดต่อกันในระหว่างกระบวนการนี้ ดังนั้นไมโอซิส 1 และไมโอซิส 2 จึงมีความโดดเด่น แต่ละเฟสประกอบด้วยเฟสที่มีชื่อเดียวกับไมโทซีส เรามาดูกระบวนการที่เกิดขึ้นในเซลล์ในระยะต่างๆ ของไมโอซิสกันดีกว่า

ไมโอซิส I

ในระหว่างกระบวนการนี้ เซลล์จะแบ่งตัวในลักษณะที่เซลล์ลูกสาว 2 เซลล์ถูกสร้างขึ้นโดยมีโครโมโซมแบ่งครึ่งชุด:

1. คำทำนาย. ในขั้นตอนนี้ กระบวนการที่น่าสนใจเกิดขึ้น - การข้ามไป มันอยู่ในความจริงที่ว่าโครมาติดพันกันและแลกเปลี่ยนแต่ละส่วนของ DNA เป็นผลให้เกิดการรวมตัวของข้อมูลทางพันธุกรรมของเซลล์อีกครั้งซึ่งทำให้มั่นใจถึงความหลากหลายของสิ่งมีชีวิตในสายพันธุ์เดียวกัน จากนั้นโครมาทิดจะถูกแยกออกจากกัน และสิ่งเดียวกันนี้ก็เกิดขึ้นเช่นเดียวกับในการทำนายไมโทซีส นั่นคือ เยื่อหุ้มนิวเคลียสและนิวคลีโอลัสจะหายไปและแกนหมุนก็เกิดขึ้น
2. เมตาเฟส. ในเวลานี้ โครโมโซมเรียงตัวกันตามแนวเส้นศูนย์สูตรของเซลล์ โดยมีโครโมโซมคล้ายคลึงกันจัดเรียงเป็นคู่
3. แอนาเฟส. ในระยะนี้ โครโมโซมจะเคลื่อนไปยังขั้วต่างๆ ของเซลล์ นั่นคือโครงสร้างที่คล้ายคลึงกันแต่ละคู่จะถูกแบ่งออกโดยโครโมโซมตัวหนึ่งจะอยู่ที่ด้านหนึ่งและอีกอันอยู่อีกด้านหนึ่ง
4. เทโลเฟส. ที่นี่เยื่อหุ้มนิวเคลียสและนิวคลีโอลีถูกสร้างขึ้นใหม่ ไซโตพลาสซึมและออร์แกเนลจะถูกแยกออก และเซลล์ลูกสาวสองคนที่มีโครโมโซมชุดเดียวจะเกิดขึ้น

ไมโอซิส II

ทันทีหลังจากไมโอซิสครั้งแรก ครั้งที่สองจะเริ่มขึ้น คำทำนายสั้นมาก ตามมาเธอมา แอนาเฟสในระหว่างที่โครโมโซมครอบครองตำแหน่งตามเส้นศูนย์สูตรเกลียวแกนหมุนจะติดอยู่กับพวกมัน ในแอนาเฟส โครโมโซมแต่ละซีกจะเคลื่อนไปทางขั้ว ใน เทโลเฟสเซลล์สี่เซลล์ที่มีข้อมูลทางพันธุกรรมชุดเดียวถูกสร้างขึ้น ไมโอซิส 1 และไมโอซิส 2 รวมกันเรียกว่าการสร้างเซลล์สืบพันธุ์

ความหลากหลายของเซลล์

เซลล์ร่างกายของสัตว์มีกระดูกสันหลังและสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ แบ่งออกเป็นกลุ่ม ๆ ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์บทบาทและหน้าที่ของเนื้อเยื่อที่ประกอบด้วยพวกมัน ในเรื่องนี้พวกเขามีโครงสร้างที่แตกต่างกันเล็กน้อย

ประเภทของเนื้อเยื่อและลักษณะเฉพาะของเซลล์

ในบรรดาเนื้อเยื่อของสัตว์นั้นมีความโดดเด่นประเภทต่อไปนี้: ผิวหนัง, เกี่ยวพัน, ประสาท, กล้ามเนื้อ, เลือด, น้ำเหลือง ทั้งหมดประกอบด้วยเซลล์ร่างกาย แต่มีโครงสร้างแตกต่างกันเล็กน้อย:

I. เซลล์วิทยา

ครั้งที่สอง โครงสร้างเซลล์:

1. เมมเบรน;

3. ไซโตพลาสซึม:

ก) ออร์แกเนลล์:

1. ตาข่ายเอนโดพลาสมิก;

2.ไรโบโซม;

3. กอลจิคอมเพล็กซ์;

4.ไลโซโซม;

5.ศูนย์เซลล์;

6.ออร์แกเนลล์พลังงาน

b) การรวมเซลล์:

1. คาร์โบไฮเดรต

สาม. ฟังก์ชั่นของเซลล์:

1. การแบ่งเซลล์

2. ระบบเผาผลาญ:

ก) การแลกเปลี่ยนพลาสติก

b) การเผาผลาญพลังงาน

3. ความหงุดหงิด;

4. บทบาทของสารอินทรีย์ในการทำงานของเซลล์:

ข) คาร์โบไฮเดรต

d) กรดนิวคลีอิก:

IV. การค้นพบใหม่ในด้านเซลล์

นักเซลล์วิทยา V. Khabarovsk

วี. บทสรุป

เซลล์วิทยา

วิทยาเซลล์ (กรีก “cytos” - เซลล์, “โลโก้” - วิทยาศาสตร์) เป็นศาสตร์แห่งเซลล์ เซลล์วิทยาศึกษาโครงสร้างและองค์ประกอบทางเคมีของเซลล์ การทำงานของเซลล์ในร่างกายของสัตว์และพืช การสืบพันธุ์และการพัฒนาของเซลล์ การปรับตัวของเซลล์ให้เข้ากับสภาพแวดล้อม

เซลล์วิทยาสมัยใหม่เป็นวิทยาศาสตร์ที่ซับซ้อน มีความเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับวิทยาศาสตร์ชีวภาพอื่นๆ เช่น พฤกษศาสตร์ สัตววิทยา สรีรวิทยา การศึกษาวิวัฒนาการของโลกอินทรีย์ ตลอดจนอณูชีววิทยา เคมี ฟิสิกส์ และคณิตศาสตร์

Cytology เป็นหนึ่งในวิทยาศาสตร์ชีวภาพรุ่นใหม่ ซึ่งมีอายุประมาณ 100 ปี คำว่า “เซลล์” มีอายุประมาณ 300 ปี

การศึกษาเซลล์เป็นหน่วยที่สำคัญที่สุดของสิ่งมีชีวิต เซลล์วิทยามีตำแหน่งศูนย์กลางในสาขาวิชาทางชีววิทยาหลายแขนง การศึกษาโครงสร้างเซลล์ของสิ่งมีชีวิตเริ่มต้นด้วยกล้องจุลทรรศน์ในศตวรรษที่ 17 ในศตวรรษที่ 19 ทฤษฎีเซลล์แบบครบวงจรสำหรับโลกอินทรีย์ทั้งหมดได้ถูกสร้างขึ้น (T. Schwann, 1839) ในศตวรรษที่ 20 ความก้าวหน้าอย่างรวดเร็วของเซลล์วิทยาได้รับการอำนวยความสะดวกด้วยวิธีการใหม่ ๆ เช่น กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน ตัวชี้วัดไอโซโทป การเพาะเลี้ยงเซลล์ ฯลฯ

ชื่อ "เซลล์" ถูกเสนอโดยชาวอังกฤษ อาร์. ฮุค ย้อนกลับไปในปี 1665 แต่ในศตวรรษที่ 19 เท่านั้นที่เริ่มการศึกษาอย่างเป็นระบบ แม้ว่าเซลล์จะเป็นส่วนหนึ่งของสิ่งมีชีวิตและอวัยวะต่างๆ (แบคทีเรีย ไข่ เซลล์เม็ดเลือดแดง เส้นประสาท ฯลฯ) และยังมีอยู่ในฐานะสิ่งมีชีวิตอิสระ (โปรโตซัว) แต่ก็พบความคล้ายคลึงกันหลายประการในโครงสร้างและหน้าที่ของพวกมัน แม้ว่าเซลล์เดียวจะเป็นรูปแบบชีวิตที่เรียบง่ายที่สุด แต่โครงสร้างของมันค่อนข้างซับซ้อน...

โครงสร้างของเซลล์

เซลล์อยู่ในสารระหว่างเซลล์ซึ่งให้ความแข็งแรงทางกล สารอาหาร และการหายใจ ส่วนหลักของเซลล์คือไซโตพลาสซึมและนิวเคลียส

เซลล์ถูกปกคลุมด้วยเมมเบรนที่ประกอบด้วยโมเลกุลหลายชั้นเพื่อให้มั่นใจว่ามีการซึมผ่านของสารแบบเลือกสรร ไซโตพลาสซึมมีโครงสร้างเล็กๆ ที่เรียกว่าออร์แกเนล ออร์แกเนลล์ของเซลล์ประกอบด้วย: เอนโดพลาสมิกเรติคูลัม, ไรโบโซม, ไมโตคอนเดรีย, ไลโซโซม, กอลจิคอมเพล็กซ์, ศูนย์กลางเซลล์

เมมเบรน

หากคุณตรวจดูเซลล์ของพืช เช่น รากหัวหอม ด้วยกล้องจุลทรรศน์ คุณจะเห็นว่าเซลล์นั้นล้อมรอบด้วยเมมเบรนที่ค่อนข้างหนา เปลือกที่มีลักษณะแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงนั้นมองเห็นได้ชัดเจนในแอกซอนปลาหมึกยักษ์ แต่ไม่ใช่กาบที่จะเลือกว่าสารชนิดใดที่จะยอมให้เข้าไปในแอกซอนได้ เปลือกเซลล์ทำหน้าที่เป็น "กำแพงดิน" เพิ่มเติมที่ล้อมรอบและปกป้องกำแพงป้อมปราการหลัก - เยื่อหุ้มเซลล์ที่มีประตูอัตโนมัติ ปั๊ม "ผู้สังเกตการณ์" พิเศษ กับดัก และอุปกรณ์ที่น่าทึ่งอื่นๆ

“เมมเบรนคือกำแพงป้อมปราการของเซลล์” แต่ในแง่ที่ว่ามันล้อมรอบและปกป้องเนื้อหาภายในของเซลล์เท่านั้น เซลล์พืชสามารถแยกออกจากเปลือกนอกได้ เยื่อหุ้มของแบคทีเรียสามารถถูกทำลายได้ อาจดูเหมือนว่าพวกเขาไม่ได้แยกออกจากสารละลายโดยรอบเลย - เป็นเพียงชิ้นเยลลี่ที่มีสิ่งเจือปนอยู่ภายใน

วิธีการทางกายภาพแบบใหม่ ซึ่งหลักๆ คือกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน ไม่เพียงทำให้สามารถตรวจสอบการมีอยู่ของเมมเบรนได้อย่างแน่นอน แต่ยังสามารถตรวจสอบรายละเอียดบางส่วนได้อีกด้วย

เนื้อหาภายในของเซลล์และเยื่อหุ้มเซลล์ประกอบด้วยอะตอมเดียวกันเป็นส่วนใหญ่ อะตอมเหล่านี้ ได้แก่ คาร์บอน ออกซิเจน ไฮโดรเจน ไนโตรเจน อยู่ที่จุดเริ่มต้นของตารางธาตุ ในภาพถ่ายอิเล็กตรอนของส่วนที่บาง เซลล์เมมเบรนจะมองเห็นเป็นเส้นสีเข้มสองเส้น สามารถวัดความหนารวมของเมมเบรนได้อย่างแม่นยำจากภาพเหล่านี้ มีค่าเท่ากับเพียง 70-80 A (1A = 10 -8 ซม.) เช่น น้อยกว่าความหนาของเส้นผมมนุษย์ถึง 10,000 เท่า

ดังนั้นเยื่อหุ้มเซลล์จึงเป็นตะแกรงโมเลกุลที่ละเอียดมาก อย่างไรก็ตาม เมมเบรนนั้นเป็นตะแกรงที่แปลกประหลาดมาก รูขุมขนของมันชวนให้นึกถึงทางเดินแคบ ๆ ยาว ๆ ในกำแพงป้อมปราการของเมืองในยุคกลาง ความสูงและความกว้างของข้อความเหล่านี้น้อยกว่าความยาว 10 เท่า นอกจากนี้ตะแกรงนี้หารูได้ยากมาก - รูพรุนในบางเซลล์ครอบครองพื้นที่เมมเบรนเพียงหนึ่งในล้านเท่านั้น ซึ่งสอดคล้องกับเพียงรูเดียวในพื้นที่ของตะแกรงผมธรรมดาสำหรับร่อนแป้งนั่นคือ จากมุมมองปกติ เมมเบรนไม่ใช่ตะแกรงเลย

แกนกลาง

นิวเคลียสเป็นออร์แกเนลล์ที่มองเห็นได้มากที่สุดและใหญ่ที่สุดของเซลล์ ซึ่งดึงดูดความสนใจของนักวิจัยเป็นอันดับแรก นิวเคลียสของเซลล์ (นิวเคลียสละติน, คาเรียนกรีก) ถูกค้นพบในปี พ.ศ. 2374 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวสก็อตแลนด์ โรเบิร์ต บราวน์ สามารถเปรียบเทียบกับระบบไซเบอร์เนติกส์ได้ ซึ่งการจัดเก็บ การประมวลผล และการส่งผ่านข้อมูลขนาดมหึมาที่มีอยู่ในไซโตพลาสซึมในปริมาณที่น้อยมากจะเกิดขึ้น นิวเคลียสมีบทบาทสำคัญในการถ่ายทอดทางพันธุกรรม นิวเคลียสยังทำหน้าที่ฟื้นฟูความสมบูรณ์ของร่างกายเซลล์ (การงอกใหม่) และเป็นตัวควบคุมการทำงานที่สำคัญทั้งหมดของเซลล์ รูปร่างของนิวเคลียสส่วนใหญ่มักเป็นทรงกลมหรือทรงรี องค์ประกอบที่สำคัญที่สุดของนิวเคลียสคือโครมาติน (จากโครเมียมกรีก - สี, สี) ซึ่งเป็นสารที่ย้อมได้ง่ายด้วยสีย้อมนิวเคลียร์

นิวเคลียสถูกแยกออกจากไซโตพลาสซึมด้วยเมมเบรนสองชั้น ซึ่งเชื่อมต่อโดยตรงกับเอนโดพลาสซึมเรติคูลัมและกอลกีคอมเพล็กซ์ พบรูพรุนบนเยื่อหุ้มนิวเคลียส ซึ่งสารบางชนิดผ่านได้ง่ายกว่าสารชนิดอื่น (เช่นเดียวกับผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึมด้านนอก) เช่น รูขุมขนให้การซึมผ่านแบบเลือกสรรของเมมเบรน

เนื้อหาภายในของนิวเคลียสคือน้ำนิวเคลียร์ซึ่งเติมเต็มช่องว่างระหว่างโครงสร้างของนิวเคลียส นิวเคลียสประกอบด้วยนิวคลีโอลีตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไปเสมอ ไรโบโซมก่อตัวขึ้นในนิวเคลียส ดังนั้นจึงมีความเชื่อมโยงโดยตรงระหว่างกิจกรรมของเซลล์และขนาดของนิวคลีโอลี: ยิ่งกระบวนการสังเคราะห์โปรตีนมีการใช้งานมากขึ้นนิวคลีโอลีก็จะยิ่งใหญ่ขึ้นและในทางกลับกันในเซลล์ที่มีการสังเคราะห์โปรตีนอย่าง จำกัด นิวคลีโอลีจะมีขนาดเล็กมากหรือ ขาดหายไปโดยสิ้นเชิง

นิวเคลียสมีโครงสร้างคล้ายเกลียวที่เรียกว่าโครโมโซม นิวเคลียสของเซลล์ในร่างกายมนุษย์ (ยกเว้นโครโมโซมเพศ) มีโครโมโซม 46 แท่ง โครโมโซมเป็นพาหะของความโน้มเอียงทางพันธุกรรมของร่างกายที่ถ่ายทอดจากพ่อแม่สู่ลูกหลาน

เซลล์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยนิวเคลียสเดียว แต่ก็มีเซลล์หลายนิวเคลียสด้วย (ในตับ ในกล้ามเนื้อ ฯลฯ) การถอดนิวเคลียสทำให้เซลล์ไม่สามารถดำรงอยู่ได้

ไซโตพลาสซึม

ไซโตพลาสซึมเป็นมวลเมือกกึ่งของเหลวที่ไม่มีสีประกอบด้วยน้ำ 75-85% โปรตีนและกรดอะมิโน 10-12% คาร์โบไฮเดรต 4-6% ไขมันและไขมัน 2-3% อนินทรีย์ 1% และสารอื่น ๆ เนื้อหาในไซโตพลาสซึมของเซลล์สามารถเคลื่อนที่ได้ซึ่งมีส่วนช่วยในการวางออร์แกเนลล์ที่เหมาะสมที่สุด, ปฏิกิริยาทางชีวเคมีที่ดีขึ้น, การปล่อยผลิตภัณฑ์เมตาบอลิซึม ฯลฯ ชั้นไซโตพลาสซึมก่อให้เกิดการก่อตัวต่างๆ: cilia, flagella, ผลพลอยได้ของพื้นผิว

ไซโตพลาสซึมถูกแทรกซึมโดยระบบตาข่ายที่ซับซ้อนซึ่งเชื่อมต่อกับเมมเบรนพลาสมาด้านนอก และประกอบด้วยท่อ ถุง และถุงที่แบนที่เชื่อมต่อถึงกัน ระบบตาข่ายนี้เรียกว่าระบบแวคิวโอลาร์

สารอินทรีย์

ไซโตพลาสซึมประกอบด้วยโครงสร้างเซลล์ที่เล็กที่สุดจำนวนหนึ่ง - ออร์แกเนลล์ซึ่งทำหน้าที่ต่าง ๆ Organelles ช่วยให้มั่นใจถึงกิจกรรมที่สำคัญของเซลล์

ตาข่ายเอนโดพลาสมิก

ชื่อของออร์แกเนลล์นี้สะท้อนถึงตำแหน่งของมันในส่วนกลางของไซโตพลาสซึม (กรีก “เอ็นดอน” - ข้างใน) EPS เป็นระบบที่แตกแขนงมากของท่อ หลอด ถุงน้ำ ถังเก็บน้ำขนาดและรูปร่างต่างๆ ซึ่งคั่นด้วยเยื่อหุ้มจากไซโตพลาสซึมของเซลล์

EPS มีสองประเภท: แบบเม็ดประกอบด้วย tubules และ cisterns พื้นผิวที่เกลื่อนไปด้วยธัญพืช (เม็ด) และ agranular เช่น เรียบ (ไม่มีธัญพืช) Grana ในเอนโดพลาสมิกเรติคูลัมนั้นไม่มีอะไรมากไปกว่าไรโบโซม เป็นที่น่าสนใจว่าในเซลล์ของตัวอ่อนสัตว์นั้น ส่วนใหญ่จะสังเกต EPS แบบละเอียด และในรูปแบบผู้ใหญ่จะสังเกต EPS แบบละเอียด เมื่อรู้ว่าไรโบโซมในไซโตพลาสซึมทำหน้าที่เป็นตำแหน่งของการสังเคราะห์โปรตีน จึงสามารถสรุปได้ว่า EPS แบบเม็ดมีฤทธิ์เหนือกว่าในเซลล์ที่สังเคราะห์โปรตีนอย่างแข็งขัน เป็นที่เชื่อกันว่าเครือข่ายแบบเม็ดมีอยู่ในเซลล์ที่มีการสังเคราะห์ไขมัน (ไขมันและสารคล้ายไขมัน) ในระดับที่มากขึ้น

ตาข่ายเอนโดพลาสซึมทั้งสองประเภทไม่เพียงมีส่วนร่วมในการสังเคราะห์สารอินทรีย์เท่านั้น แต่ยังสะสมและขนส่งไปยังจุดหมายปลายทางควบคุมการเผาผลาญระหว่างเซลล์และสิ่งแวดล้อม

ไรโบโซม

ไรโบโซมเป็นออร์แกเนลล์เซลล์ที่ไม่มีเยื่อหุ้มประกอบด้วยกรดไรโบนิวคลีอิกและโปรตีน โครงสร้างภายในส่วนใหญ่ยังคงเป็นปริศนา ในกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนจะมีลักษณะเป็นเม็ดกลมหรือรูปเห็ด

ไรโบโซมแต่ละตัวจะถูกแบ่งด้วยร่องออกเป็นส่วนเล็กและใหญ่ (หน่วยย่อย) บ่อยครั้งที่ไรโบโซมหลายตัวถูกเชื่อมต่อเข้าด้วยกันด้วยกรดไรโบนิวคลีอิกชนิดพิเศษ (RNA) ที่เรียกว่า Messenger RNA (mRNA) ไรโบโซมทำหน้าที่เฉพาะในการสังเคราะห์โมเลกุลโปรตีนจากกรดอะมิโน

กอลจิคอมเพล็กซ์

ผลิตภัณฑ์สังเคราะห์ทางชีวภาพเข้าสู่รูของโพรงและท่อของ ER ซึ่งพวกมันจะถูกรวมไว้ในอุปกรณ์พิเศษ - Golgi complex ซึ่งตั้งอยู่ใกล้กับนิวเคลียส Golgi complex เกี่ยวข้องกับการขนส่งผลิตภัณฑ์สังเคราะห์ทางชีวภาพไปยังผิวเซลล์และในการกำจัดออกจากเซลล์เพื่อสร้างไลโซโซม ฯลฯ

Golgi complex ถูกค้นพบโดยนักเซลล์วิทยาชาวอิตาลี Camilio Golgi (1844 - 1926) และในปี 1898 ได้ชื่อว่า "Golgi complex (เครื่องมือ)" โปรตีนที่ผลิตในไรโบโซมจะเข้าสู่ Golgi complex และเมื่อออร์แกเนลล์อื่นต้องการพวกมัน ส่วนหนึ่งของ Golgi complex จะถูกแยกออก และโปรตีนจะถูกส่งไปยังตำแหน่งที่ต้องการ

ไลโซโซม

ไลโซโซม (จากภาษากรีก "lyseo" - ละลายและ "soma" - ร่างกาย) เป็นออร์แกเนลล์เซลล์รูปทรงวงรีล้อมรอบด้วยเมมเบรนชั้นเดียว ประกอบด้วยชุดของเอนไซม์ที่ทำลายโปรตีน คาร์โบไฮเดรต และไขมัน หากเยื่อไลโซโซมเสียหาย เอนไซม์จะเริ่มสลายและทำลายสิ่งที่อยู่ภายในเซลล์ และมันจะตาย

ศูนย์เซลลูลาร์

ศูนย์กลางเซลล์สามารถสังเกตได้ในเซลล์ที่สามารถแบ่งตัวได้ ประกอบด้วยร่างรูปแท่งสองอัน - เซนทริโอล ศูนย์เซลล์ตั้งอยู่ใกล้นิวเคลียสและคอมเพล็กซ์ Golgi ศูนย์เซลล์มีส่วนร่วมในกระบวนการแบ่งเซลล์และการก่อตัวของแกนหมุนของการแบ่ง

ออร์แกเนลล์พลังงาน

Mitochondria (กรีก "mitos" - ด้าย "chondrion" - เม็ด) เรียกว่าสถานีพลังงานของเซลล์ ชื่อนี้เกิดจากการที่พลังงานที่มีอยู่ในสารอาหารถูกสกัดอยู่ในไมโตคอนเดรีย รูปร่างของไมโตคอนเดรียแตกต่างกันไป แต่ส่วนใหญ่มักจะมีลักษณะเป็นเกลียวหรือแกรนูล ขนาดและจำนวนของพวกมันก็แปรผันเช่นกันและขึ้นอยู่กับกิจกรรมการทำงานของเซลล์

ภาพไมโครกราฟของอิเล็กตรอนแสดงให้เห็นว่าไมโตคอนเดรียประกอบด้วยเยื่อหุ้มสองส่วน: ด้านนอกและด้านใน เยื่อหุ้มชั้นในก่อตัวเป็นโครงที่เรียกว่าคริสเต ซึ่งถูกปกคลุมไปด้วยเอ็นไซม์ทั้งหมด การปรากฏตัวของคริสเตจะเพิ่มพื้นที่ผิวทั้งหมดของไมโตคอนเดรียซึ่งมีความสำคัญต่อกิจกรรมการออกฤทธิ์ของเอนไซม์

ไมโตคอนเดรียมี DNA และไรโบโซมเฉพาะของตัวเอง ในเรื่องนี้พวกมันสืบพันธุ์อย่างอิสระระหว่างการแบ่งเซลล์

คลอโรพลาสต์มีรูปร่างเหมือนดิสก์หรือลูกบอลที่มีเปลือกสองชั้น - ด้านนอกและด้านใน ภายในคลอโรพลาสต์ยังมี DNA, ไรโบโซมและโครงสร้างเมมเบรนพิเศษ - กราน่าซึ่งเชื่อมต่อถึงกันและเยื่อหุ้มชั้นในของคลอโรพลาสต์ เยื่อ Gran Membrane มีคลอโรฟิลล์ ต้องขอบคุณคลอโรฟิลล์ คลอโรพลาสต์จึงเปลี่ยนพลังงานของแสงแดดให้เป็นพลังงานเคมีของ ATP (อะดีโนซีน ไตรฟอสเฟต) พลังงาน ATP ใช้ในคลอโรพลาสต์เพื่อสังเคราะห์คาร์โบไฮเดรตจากคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ

การรวมเซลล์

การรวมเซลล์ ได้แก่ คาร์โบไฮเดรต ไขมัน และโปรตีน

คาร์โบไฮเดรต คาร์โบไฮเดรตประกอบด้วยคาร์บอน ไฮโดรเจน และออกซิเจน คาร์โบไฮเดรต ได้แก่ กลูโคส ไกลโคเจน (แป้งจากสัตว์) คาร์โบไฮเดรตจำนวนมากละลายในน้ำได้สูงและเป็นแหล่งพลังงานหลักสำหรับทุกกระบวนการของชีวิต การสลายคาร์โบไฮเดรต 1 กรัมจะปล่อยพลังงานออกมา 17.2 กิโลจูล

ไขมัน ไขมันเกิดจากองค์ประกอบทางเคมีเช่นเดียวกับคาร์โบไฮเดรต ไขมันไม่ละลายในน้ำ เป็นส่วนหนึ่งของเยื่อหุ้มเซลล์ ไขมันยังทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงานสำรองในร่างกาย เมื่อสลายไขมัน 1 กรัมโดยสมบูรณ์ จะปล่อยพลังงานออกมา 39.1 กิโลจูล

กระรอก โปรตีนเป็นสารหลักของเซลล์ โปรตีนประกอบด้วยคาร์บอน ไฮโดรเจน ออกซิเจน ไนโตรเจน และซัลเฟอร์ โปรตีนมักประกอบด้วยฟอสฟอรัส โปรตีนทำหน้าที่เป็นวัสดุก่อสร้างหลัก พวกมันมีส่วนร่วมในการก่อตัวของเยื่อหุ้มเซลล์ นิวเคลียส ไซโตพลาสซึม และออร์แกเนล โปรตีนหลายชนิดทำหน้าที่เป็นเอนไซม์ (ตัวเร่งปฏิกิริยาเคมี) มีโปรตีนมากถึง 1,000 ชนิดในเซลล์เดียว การสลายโปรตีนในร่างกายจะปล่อยพลังงานออกมาในปริมาณใกล้เคียงกับการสลายคาร์โบไฮเดรต

สารทั้งหมดนี้สะสมอยู่ในไซโตพลาสซึมของเซลล์ในรูปแบบของหยดและเมล็ดขนาดและรูปร่างต่างๆ พวกมันจะถูกสังเคราะห์เป็นระยะในเซลล์และใช้ในกระบวนการเผาผลาญ

ฟังก์ชั่นของเซลล์

เซลล์มีหน้าที่หลายอย่าง ได้แก่ การแบ่งเซลล์ กระบวนการเผาผลาญ และความหงุดหงิด

การแบ่งเซลล์.

ฟิชชันเป็นการสืบพันธุ์ของเซลล์ประเภทหนึ่ง ในระหว่างการแบ่งเซลล์จะมองเห็นโครโมโซมได้ชัดเจน ชุดโครโมโซมในเซลล์ของร่างกายซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของพืชและสัตว์แต่ละชนิดเรียกว่าคาริโอไทป์

ในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ใด ๆ มีเซลล์สองประเภท - เซลล์ร่างกาย (เซลล์ร่างกาย) และเซลล์สืบพันธุ์หรือเซลล์สืบพันธุ์ ในเซลล์สืบพันธุ์ จำนวนโครโมโซมจะน้อยกว่าในเซลล์ร่างกายถึงสองเท่า ในเซลล์ร่างกาย โครโมโซมทั้งหมดจะแสดงเป็นคู่ - ชุดนี้เรียกว่าไดพลอยด์ และถูกกำหนดให้เป็น 2n โครโมโซมคู่ (ขนาด รูปร่าง โครงสร้างเหมือนกัน) เรียกว่า โฮโมโลกัส

ในเซลล์สืบพันธุ์ แต่ละโครโมโซมจะมีโครโมโซมเดี่ยว เซตดังกล่าวเรียกว่า haploid และเขียนแทนด้วย n

วิธีการแบ่งเซลล์ร่างกายที่พบบ่อยที่สุดคือการแบ่งเซลล์ ในระหว่างไมโทซิส เซลล์จะผ่านขั้นตอนหรือระยะต่อเนื่องกัน ซึ่งส่งผลให้เซลล์ลูกแต่ละเซลล์ได้รับโครโมโซมชุดเดียวกันกับที่เซลล์แม่มี

ในระหว่างการเตรียมเซลล์สำหรับการแบ่ง - ระหว่างเฟส (ช่วงระหว่างการแบ่งสองครั้ง) จำนวนโครโมโซมจะเพิ่มเป็นสองเท่า จะมีการสังเคราะห์สำเนาที่แน่นอนจากสารประกอบทางเคมีที่มีอยู่ในเซลล์ตามโครโมโซมดั้งเดิมแต่ละอัน โครโมโซมสองเท่าประกอบด้วยสองซีก - โครมาทิด แต่ละโครมาทิดมีโมเลกุล DNA หนึ่งโมเลกุล ในระหว่างเฟส กระบวนการสังเคราะห์โปรตีนจะเกิดขึ้นในเซลล์ และโครงสร้างเซลล์ที่สำคัญที่สุดทั้งหมดก็เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าเช่นกัน ระยะเวลาของเฟสเฉลี่ยอยู่ที่ 10-20 ชั่วโมง จากนั้นก็มาถึงกระบวนการแบ่งเซลล์แบบไมโทซีส

ในระหว่างไมโทซิส เซลล์จะผ่านสี่ระยะต่อไปนี้: โพรเฟส, เมตาเฟส, แอนาเฟส และเทโลเฟส

ในการทำนาย เซนทริโอลจะมองเห็นได้ชัดเจน - ออร์แกเนลล์ที่มีบทบาทบางอย่างในการแบ่งโครโมโซมลูกสาว เซนทริโอลจะแบ่งตัวและเคลื่อนไปยังขั้วต่างๆ จากนั้นจึงขยายเกลียวที่สร้างแกนหมุนซึ่งควบคุมความแตกต่างของโครโมโซมไปยังขั้วของเซลล์ที่แบ่ง เมื่อสิ้นสุดระยะพยากรณ์ เยื่อหุ้มนิวเคลียสจะสลายตัว นิวเคลียสหายไป และโครโมโซมจะหมุนวนและสั้นลง

Metaphase มีลักษณะเฉพาะคือการมีโครโมโซมที่มองเห็นได้ชัดเจนซึ่งอยู่ในระนาบเส้นศูนย์สูตรของเซลล์ โครโมโซมแต่ละตัวประกอบด้วยโครมาทิดสองตัวและมีการหดตัว - เซนโทรเมียร์ซึ่งมีเกลียวแกนหมุนติดอยู่ หลังจากการแบ่งเซนโทรเมียร์ แต่ละโครมาทิดจะกลายเป็นโครโมโซมลูกสาวที่เป็นอิสระ

ในแอนาเฟส โครโมโซมลูกสาวจะเคลื่อนไปยังขั้วต่างๆ ของเซลล์

ในขั้นตอนสุดท้าย - เทโลเฟส - โครโมโซมจะคลายตัวอีกครั้งและมีลักษณะเป็นเส้นยาวบาง ๆ เปลือกนิวเคลียร์ปรากฏขึ้นรอบๆ พวกเขา และนิวเคลียสก็ก่อตัวขึ้นในนิวเคลียส

ในระหว่างการแบ่งไซโตพลาสซึม ออร์แกเนลทั้งหมดจะถูกกระจายอย่างเท่าเทียมกันระหว่างเซลล์ลูกสาว กระบวนการไมโทซิสทั้งหมดมักใช้เวลา 1-2 ชั่วโมง

ผลจากการแบ่งเซลล์ เซลล์ลูกสาวทั้งหมดมีโครโมโซมชุดเดียวกันและยีนเดียวกัน ดังนั้นไมโทซิสจึงเป็นวิธีการแบ่งเซลล์ที่เกี่ยวข้องกับการกระจายสารพันธุกรรมระหว่างเซลล์ลูกสาวอย่างแม่นยำ โดยเซลล์ลูกสาวทั้งสองได้รับชุดโครโมโซมซ้ำ

ความสำคัญทางชีวภาพของไมโทซิสนั้นมีมหาศาล การทำงานของอวัยวะและเนื้อเยื่อของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์คงเป็นไปไม่ได้หากปราศจากการอนุรักษ์สารพันธุกรรมชนิดเดียวกันในรุ่นเซลล์นับไม่ถ้วน ไมโทซิสทำให้กระบวนการชีวิตที่สำคัญเช่นการพัฒนาของตัวอ่อนการเจริญเติบโตการรักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้างของเนื้อเยื่อโดยมีการสูญเสียเซลล์อย่างต่อเนื่องในระหว่างการทำงาน (การแทนที่เซลล์เม็ดเลือดแดงที่ตายแล้ว เยื่อบุผิวในลำไส้ ฯลฯ ) การฟื้นฟูอวัยวะและเนื้อเยื่อหลังความเสียหาย

การเผาผลาญอาหาร

หน้าที่หลักของเซลล์คือการเผาผลาญ สารอาหารและออกซิเจนถูกส่งไปยังเซลล์อย่างต่อเนื่องจากสารระหว่างเซลล์และผลิตภัณฑ์ที่สลายตัวจะถูกปล่อยออกมา ดังนั้นเซลล์ของมนุษย์จึงดูดซับออกซิเจน น้ำ กลูโคส กรดอะมิโน เกลือแร่ วิตามิน และกำจัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ น้ำ ยูเรีย กรดยูริก ฯลฯ

ชุดของสารที่มีลักษณะเฉพาะของเซลล์มนุษย์นั้นมีอยู่ในเซลล์อื่นๆ ของสิ่งมีชีวิตด้วย เช่น เซลล์สัตว์ทั้งหมด จุลินทรีย์บางชนิด ในเซลล์ของพืชสีเขียวธรรมชาติของสารมีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ: สารอาหารของพวกมันคือคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำและออกซิเจนจะถูกปล่อยออกมา แบคทีเรียบางชนิดที่อาศัยอยู่บนรากของพืชตระกูลถั่ว (ผัก ถั่ว โคลเวอร์ ถั่วเหลือง) ใช้ไนโตรเจนในบรรยากาศเป็นสารอาหาร และเกลือของกรดไนตริกจะถูกขับออกมา สำหรับจุลินทรีย์ที่เกาะอยู่ในส้วมซึมและหนองน้ำ ไฮโดรเจนซัลไฟด์ทำหน้าที่เป็นสารอาหาร และกำมะถันจะถูกปล่อยออกมา ปกคลุมพื้นผิวของน้ำและดินด้วยกำมะถันสีเหลือง

ดังนั้นในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ ลักษณะของอาหารและสารที่ถูกขับออกมาจึงแตกต่างกัน แต่กฎทั่วไปนั้นใช้ได้กับทุกคน: ในขณะที่เซลล์ยังมีชีวิตอยู่ก็มีการเคลื่อนที่ของสารอย่างต่อเนื่อง - จากสภาพแวดล้อมภายนอกเข้าสู่เซลล์และจาก เซลล์ออกสู่สิ่งแวดล้อมภายนอก

การเผาผลาญทำหน้าที่สองอย่าง หน้าที่แรกคือการจัดหาวัสดุก่อสร้างให้กับเซลล์ จากสารที่เข้าสู่เซลล์ ได้แก่ กรดอะมิโน กลูโคส กรดอินทรีย์ นิวคลีโอไทด์ การสังเคราะห์ทางชีวภาพของโปรตีน คาร์โบไฮเดรต ลิพิด และกรดนิวคลีอิกเกิดขึ้นในเซลล์อย่างต่อเนื่อง การสังเคราะห์ทางชีวภาพคือการก่อตัวของโปรตีน ไขมัน คาร์โบไฮเดรต และสารประกอบจากสารที่ง่ายกว่า ในระหว่างกระบวนการสังเคราะห์ทางชีวเคมีจะเกิดลักษณะของสารในเซลล์บางเซลล์ของร่างกาย ตัวอย่างเช่น โปรตีนถูกสังเคราะห์ในเซลล์กล้ามเนื้อเพื่อให้แน่ใจว่ากล้ามเนื้อมีการหดตัว ร่างกายเซลล์ เยื่อหุ้มเซลล์ และออร์แกเนลประกอบด้วยโปรตีน คาร์โบไฮเดรต ไขมัน และกรดนิวคลีอิก ปฏิกิริยาการสังเคราะห์ทางชีวภาพมีฤทธิ์เป็นพิเศษในเซลล์อายุน้อยที่กำลังเติบโต อย่างไรก็ตาม การสังเคราะห์สารทางชีวภาพเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องในเซลล์ที่มีการเจริญเติบโตและการพัฒนาครบถ้วน เนื่องจากองค์ประกอบทางเคมีของเซลล์ได้รับการปรับปรุงหลายครั้งในช่วงชีวิตของมัน มีการค้นพบว่า “อายุขัย” ของโมเลกุลโปรตีนในเซลล์มีตั้งแต่ 2-3 ชั่วโมงไปจนถึงหลายวัน หลังจากช่วงเวลานี้ พวกมันจะถูกทำลายและถูกแทนที่ด้วยสิ่งสังเคราะห์ใหม่ ดังนั้นเซลล์จึงยังคงทำหน้าที่และองค์ประกอบทางเคมีไว้

เรียกว่าชุดของปฏิกิริยาที่มีส่วนช่วยในการสร้างเซลล์และการต่ออายุองค์ประกอบของมัน การแลกเปลี่ยนพลาสติก(กรีก “plasticos” - ขึ้นรูป, ประติมากรรม)

หน้าที่ที่สองของการเผาผลาญคือการให้พลังงานแก่เซลล์ การปรากฏตัวของกิจกรรมชีวิตใด ๆ (การเคลื่อนไหว การสังเคราะห์สารทางชีวภาพ การสร้างความร้อน ฯลฯ ) จำเป็นต้องใช้พลังงาน เพื่อจัดหาพลังงานให้กับเซลล์จะใช้พลังงานของปฏิกิริยาเคมีซึ่งถูกปล่อยออกมาอันเป็นผลมาจากการสลายตัวของสารที่เข้ามา พลังงานนี้จะถูกแปลงเป็นพลังงานประเภทอื่น ชุดของปฏิกิริยาที่ให้พลังงานแก่เซลล์เรียกว่า การเผาผลาญพลังงาน

เมแทบอลิซึมของพลาสติกและพลังงานมีความเชื่อมโยงกันอย่างแยกไม่ออก ในด้านหนึ่ง ปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนพลาสติกทั้งหมดต้องใช้พลังงาน ในทางกลับกัน ในการทำปฏิกิริยาเมแทบอลิซึมของพลังงาน จำเป็นต้องมีการสังเคราะห์เอนไซม์อย่างต่อเนื่อง เนื่องจาก "อายุขัย" ของโมเลกุลของเอนไซม์นั้นสั้น

เซลล์จะสื่อสารกับสภาพแวดล้อมภายนอกผ่านการแลกเปลี่ยนพลาสติกและพลังงาน กระบวนการเหล่านี้เป็นเงื่อนไขหลักในการดำรงชีวิตของเซลล์ ซึ่งเป็นแหล่งที่มาของการเจริญเติบโต การพัฒนา และการทำงานของเซลล์

เซลล์ที่มีชีวิตเป็นระบบเปิดเนื่องจากมีการแลกเปลี่ยนสสารและพลังงานอย่างต่อเนื่องระหว่างเซลล์กับสิ่งแวดล้อม

ความหงุดหงิด

เซลล์ที่มีชีวิตสามารถตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพและเคมีในสภาพแวดล้อมได้ คุณสมบัติของเซลล์นี้เรียกว่าความหงุดหงิดหรือความตื่นเต้นง่าย ในกรณีนี้เซลล์จะย้ายจากสถานะพักไปสู่สถานะทำงาน - การกระตุ้น เมื่อตื่นเต้นในเซลล์ อัตราการสังเคราะห์ทางชีวภาพและการสลายสาร การใช้ออกซิเจน และการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ในสภาวะที่ตื่นเต้น เซลล์ต่างๆ จะทำหน้าที่ของตนโดยธรรมชาติ เซลล์ต่อมก่อตัวและหลั่งสาร เซลล์กล้ามเนื้อหดตัว และสัญญาณไฟฟ้าอ่อนปรากฏขึ้นในเซลล์ประสาท ซึ่งเป็นแรงกระตุ้นเส้นประสาทซึ่งสามารถแพร่กระจายไปทั่วเยื่อหุ้มเซลล์

บทบาทของสารประกอบอินทรีย์ในการทำงานของเซลล์

บทบาทหลักในการใช้ฟังก์ชันของเซลล์เป็นของสารประกอบอินทรีย์ ในบรรดาโปรตีน ไขมัน คาร์โบไฮเดรต และกรดนิวคลีอิกมีความสำคัญมากที่สุด

โปรตีนเป็นโมเลกุลขนาดใหญ่ที่ประกอบด้วยหน่วยพื้นฐานนับแสนหน่วย - กรดอะมิโน โดยรวมแล้ว กรดอะมิโน 20 ชนิดเป็นที่รู้จักในเซลล์ที่มีชีวิต กรดอะมิโนได้ชื่อมาจากเนื้อหาของเอมีนกลุ่ม NH 2 ในองค์ประกอบ

โปรตีนมีส่วนพิเศษในการเผาผลาญ F. Engels ประเมินบทบาทของโปรตีนดังนี้: “ชีวิตเป็นวิถีทางของการดำรงอยู่ของร่างกายโปรตีน จุดสำคัญคือการแลกเปลี่ยนสารอย่างต่อเนื่องกับธรรมชาติภายนอกที่อยู่รอบตัว และเมื่อการสิ้นสุดของการเผาผลาญนี้ ชีวิตก็เช่นกัน สิ้นสุดซึ่งนำไปสู่การสลายตัวของโปรตีน” และในความเป็นจริง ไม่ว่าที่ไหนก็ตามที่มีชีวิต ย่อมพบกระรอกได้

โปรตีนเป็นส่วนหนึ่งของไซโตพลาสซึม ฮีโมโกลบิน พลาสมาในเลือด ฮอร์โมนหลายชนิด ร่างกายภูมิคุ้มกัน และรักษาความคงตัวของสภาพแวดล้อมเกลือน้ำในร่างกาย หากไม่มีโปรตีนก็ไม่มีการเติบโต เอนไซม์ที่จำเป็นต้องเกี่ยวข้องกับกระบวนการเมแทบอลิซึมทุกขั้นตอนนั้นเป็นเอนไซม์ที่มีลักษณะเป็นโปรตีน

คาร์โบไฮเดรต

คาร์โบไฮเดรตเข้าสู่ร่างกายในรูปของแป้ง เมื่อสลายตัวเป็นกลูโคสในระบบทางเดินอาหาร คาร์โบไฮเดรตจะถูกดูดซึมเข้าสู่กระแสเลือดและดูดซึมโดยเซลล์

คาร์โบไฮเดรตเป็นแหล่งพลังงานหลัก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระหว่างที่กล้ามเนื้อทำงานหนัก ร่างกายของผู้ใหญ่ได้รับพลังงานมากกว่าครึ่งหนึ่งจากคาร์โบไฮเดรต ผลิตภัณฑ์สุดท้ายของการเผาผลาญคาร์โบไฮเดรตคือคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ

ปริมาณกลูโคสในเลือดจะคงอยู่ในระดับที่ค่อนข้างคงที่ (ประมาณ 0.11%) ระดับกลูโคสที่ลดลงทำให้อุณหภูมิของร่างกายลดลง ระบบประสาทหยุดชะงัก และความเหนื่อยล้า การเพิ่มปริมาณกลูโคสทำให้เกิดการสะสมในตับในรูปของแป้งสัตว์สำรอง - ไกลโคเจน ความสำคัญของกลูโคสต่อร่างกายไม่ได้จำกัดอยู่ที่บทบาทของกลูโคสในการเป็นแหล่งพลังงานเท่านั้น กลูโคสเป็นส่วนหนึ่งของไซโตพลาสซึมดังนั้นจึงจำเป็นในระหว่างการสร้างเซลล์ใหม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงการเจริญเติบโต

คาร์โบไฮเดรตก็มีความสำคัญต่อการเผาผลาญของระบบประสาทส่วนกลางเช่นกัน เมื่อปริมาณน้ำตาลในเลือดลดลงอย่างรวดเร็วจะสังเกตเห็นความผิดปกติของระบบประสาท อาการชัก เพ้อ หมดสติ และการเปลี่ยนแปลงของการทำงานของหัวใจเกิดขึ้น

ไขมันที่ได้รับจากอาหารในระบบทางเดินอาหารจะถูกแบ่งออกเป็นกลีเซอรอลและกรดไขมันซึ่งส่วนใหญ่จะถูกดูดซึมเข้าสู่น้ำเหลืองและในเลือดเพียงบางส่วนเท่านั้น

ร่างกายใช้ไขมันเป็นแหล่งพลังงานอันอุดมสมบูรณ์ การสลายไขมัน 1 กรัมในร่างกายจะปล่อยพลังงานออกมาเป็นสองเท่าของการสลายโปรตีนและคาร์โบไฮเดรตในปริมาณเท่ากัน ไขมันยังเป็นส่วนหนึ่งของเซลล์ (ไซโตพลาสซึม นิวเคลียส เยื่อหุ้มเซลล์) ซึ่งปริมาณของไขมันจะคงที่และคงที่

การสะสมของไขมันสามารถทำหน้าที่อื่นได้ ตัวอย่างเช่น ไขมันใต้ผิวหนังป้องกันการถ่ายเทความร้อนที่เพิ่มขึ้น ไขมันรอบไตช่วยปกป้องไตจากรอยฟกช้ำ เป็นต้น

การขาดไขมันในอาหารขัดขวางการทำงานของระบบประสาทส่วนกลางและอวัยวะสืบพันธุ์ และลดความทนทานต่อโรคต่างๆ

เมื่อใช้ไขมัน ร่างกายจะได้รับวิตามินที่ละลายได้ในไขมัน (วิตามิน A, D, E ฯลฯ) ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับมนุษย์

กรดนิวคลีอิก.

กรดนิวคลีอิกก่อตัวขึ้นในนิวเคลียสของเซลล์ นี่คือที่มาของชื่อ (ละติน "นิวเคลียส" - แกนกลาง) กรดนิวคลีอิกเป็นส่วนหนึ่งของโครโมโซม มีส่วนร่วมในการจัดเก็บและถ่ายทอดคุณสมบัติทางพันธุกรรมของเซลล์ กรดนิวคลีอิกทำให้เกิดโปรตีน

โมเลกุล DNA - กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก - ถูกค้นพบในนิวเคลียสของเซลล์ย้อนกลับไปในปี 1868 โดยแพทย์ชาวสวิส I.F. มิเชอร์. ต่อมาพวกเขาได้เรียนรู้ว่า DNA อยู่ในโครโมโซมของนิวเคลียส

หน้าที่หลักของ DNA นั้นเป็นข้อมูล: ลำดับของการจัดเรียงนิวคลีโอไทด์ทั้งสี่ของมัน (นิวคลีโอไทด์คือโมโนเมอร์; โมโนเมอร์เป็นสารที่ประกอบด้วยหน่วยประถมศึกษาที่ทำซ้ำ) มีข้อมูลที่สำคัญ - มันกำหนดลำดับของการจัดเรียงกรดอะมิโนในโปรตีนเชิงเส้น โมเลกุลเช่น โครงสร้างหลักของพวกเขา ชุดโปรตีน (เอนไซม์ ฮอร์โมน) เป็นตัวกำหนดคุณสมบัติของเซลล์และสิ่งมีชีวิต โมเลกุล DNA เก็บข้อมูลเกี่ยวกับคุณสมบัติเหล่านี้และส่งต่อไปยังลูกหลานรุ่นต่อ ๆ ไป เช่น DNA เป็นพาหะของข้อมูลทางพันธุกรรม

RNA - กรดไรโบนิวคลีอิก - คล้ายกับ DNA มากและถูกสร้างขึ้นจากนิวคลีโอไทด์โมโนเมอร์สี่ประเภท ความแตกต่างที่สำคัญระหว่าง RNA และ DNA คือสายเดี่ยวของโมเลกุลแทนที่จะเป็นสายคู่

RNA มีหลายประเภท ซึ่งทั้งหมดมีส่วนร่วมในการนำข้อมูลทางพันธุกรรมที่จัดเก็บไว้ในโมเลกุล DNA ไปใช้ผ่านการสังเคราะห์โปรตีน

บทบาทที่สำคัญมากในพลังงานชีวภาพของเซลล์นั้นเล่นโดยอะดีนิลนิวคลีโอไทด์ซึ่งมีกรดฟอสฟอริกสองตัวติดอยู่ สารนี้เรียกว่า adenosine triphosphoric acid (ATP) ATP เป็นตัวสะสมพลังงานชีวภาพสากล: พลังงานแสงของดวงอาทิตย์และพลังงานที่มีอยู่ในอาหารที่บริโภคจะถูกเก็บไว้ในโมเลกุล ATP

เซลล์ทั้งหมดใช้พลังงาน ATP (E) สำหรับกระบวนการสังเคราะห์ทางชีวภาพ การเคลื่อนไหวของกระแสประสาท การเรืองแสง และกระบวนการสำคัญอื่นๆ

การค้นพบใหม่ในด้านเซลล์

เซลล์มะเร็ง

ชาวอังกฤษสองคนและชาวอเมริกันหนึ่งคนจะได้รับรางวัลโนเบลสาขาการแพทย์ประจำปี 2544 ร่วมกัน การค้นพบในด้านการพัฒนาเซลล์อาจนำไปสู่การพัฒนาวิธีการใหม่ๆ ในการต่อสู้กับโรคมะเร็ง
ตามที่ตัวแทนของคณะกรรมการโนเบลระบุ นักวิทยาศาสตร์การแพทย์จะแบ่งเงินรางวัล 943,000 ดอลลาร์ ลีแลนด์ ฮาร์ทเวลล์ ชาวอเมริกัน วัย 61 ปี ทำงานที่ศูนย์วิจัยมะเร็งเฟรด ฮัทชิสัน ในซีแอตเทิล Timothy Hunt ชาวอังกฤษ วัย 58 ปี และ Paul Nurse วัย 52 ปี เป็นพนักงานของ Royal Cancer Research Fund ในเฮิร์ตฟอร์ดเชียร์และลอนดอน

การค้นพบทางวิทยาศาสตร์โดยผู้ได้รับรางวัลเกี่ยวข้องกับวงจรชีวิตของเซลล์มะเร็ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งพวกเขาค้นพบตัวควบคุมหลักของการแบ่งเซลล์ - การหยุดชะงักของกระบวนการนี้นำไปสู่การเกิดขึ้นของเซลล์มะเร็ง ผลการวิจัยสามารถนำมาใช้ในการวินิจฉัยโรคได้และมีความสำคัญต่อการสร้างวิธีการรักษามะเร็งแบบใหม่
ผู้ชนะสามคนได้รับการตัดสินในเช้าวันที่ 10/08/01 จากการโหวตของสมาชิกคณะกรรมการซึ่งจัดขึ้นที่สถาบัน Karolinska ในกรุงสตอกโฮล์ม

การโคลนนิ่ง

ดอลลี่แกะโคลนแสดงให้โลกเห็นถึงเทคโนโลยีในการรับสำเนาสัตว์ที่แน่นอนจากเซลล์ผู้ใหญ่ ซึ่งหมายความว่าโดยพื้นฐานแล้วมันเป็นไปได้ที่จะได้รับสำเนาที่ถูกต้องของบุคคล

และตอนนี้มนุษยชาติกำลังเผชิญกับคำถาม: จะเกิดอะไรขึ้นถ้ามีคนตระหนักถึงโอกาสนี้?..

หากเราจำการปลูกถ่ายอวัยวะได้ ซึ่งอนุญาตให้มีการเปลี่ยน "ชิ้นส่วนอะไหล่" หนึ่งชิ้นหรือมากกว่านั้น ตามทฤษฎีแล้ว การโคลนนิ่งจะทำให้สามารถทดแทน "หน่วย" ที่เรียกว่าร่างกายมนุษย์ได้อย่างสมบูรณ์

ใช่แล้ว นี่คือวิธีแก้ปัญหาความเป็นอมตะส่วนบุคคล! ท้ายที่สุดแล้ว ด้วยการโคลนนิ่ง คุณสามารถแยกความเจ็บป่วย ความทุพพลภาพ และแม้กระทั่งความตายออกจากแผนชีวิตของคุณได้!

ฟังดูดีใช่มั้ย? โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากคุณพิจารณาว่าสำเนาจะต้องยังมีชีวิตอยู่และในขณะเดียวกันก็ต้องอยู่ในสภาพที่อย่างน้อยที่สุดก็จะไม่เสื่อมสภาพ คุณนึกภาพ “โกดัง” ของ “อะไหล่” ของมนุษย์ที่มีชีวิตเหล่านี้ออกไหม?

แต่ยังมี "ประโยชน์" ประการที่สอง - การใช้การโคลนนิ่งไม่เพียงเพื่อให้ได้อวัยวะเท่านั้น แต่ยังเพื่อดำเนินการวิจัยและทดลองเกี่ยวกับ "วัสดุ" ที่มีชีวิตด้วย

อย่างไรก็ตาม แท้จริงแล้ว ทุกคน ตั้งแต่นักวิทยาศาสตร์ไปจนถึงประชาชนทั่วไป ต่างตระหนักดีว่าการเลี้ยงดูบุคคลเพื่อรับ "อะไหล่" ทำให้เกิดคำถามทางจริยธรรมมากมาย ประชาคมโลกมีเอกสารตามที่ไม่ควรได้รับอนุญาตอยู่แล้ว อนุสัญญาสิทธิมนุษยชนกำหนดหลักการ: “ผลประโยชน์และความดีของมนุษย์ต้องมาก่อนผลประโยชน์ของสังคมที่พิจารณาเพียงฝ่ายเดียวและการพัฒนาวิทยาศาสตร์”

กฎหมายของรัสเซียยังกำหนดข้อจำกัดที่เข้มงวดมากเกี่ยวกับการใช้วัสดุของมนุษย์ ดังนั้น การแก้ไขที่แพทย์เสนอต่อร่าง "กฎหมายว่าด้วยสิทธิในการเจริญพันธุ์ของพลเมืองและหลักประกันในการดำเนินการ" จึงมีข้อต่อไปนี้: "ไม่สามารถรับหรือโคลนตัวอ่อนมนุษย์โดยเจตนาเพื่อวัตถุประสงค์ทางวิทยาศาสตร์ เภสัชวิทยา หรือยารักษาโรคได้"

โดยทั่วไปแล้ว การอภิปรายในประเด็นนี้ในโลกนี้ค่อนข้างจะดุเดือด หากผู้เชี่ยวชาญชาวอเมริกันจาก Federal Commission on Biotechnology เพิ่งเริ่มศึกษากฎหมายและ ด้านจริยธรรมของการค้นพบนี้และนำเสนอต่อสมาชิกสภานิติบัญญัติ วาติกันยังคงยึดมั่นต่อจุดยืนเดิม โดยประกาศว่าไม่สามารถยอมรับได้ของการแทรกแซงของมนุษย์ในกระบวนการสืบพันธุ์และโดยทั่วไปในสารพันธุกรรมของมนุษย์และสัตว์ นักเทววิทยาอิสลามได้แสดงความกังวลว่าการโคลนนิ่งมนุษย์จะขัดขวางสถาบันการแต่งงานที่เป็นข้อถกเถียงอยู่แล้ว ชาวฮินดูและชาวพุทธต่างทนทุกข์ทรมานกับการเชื่อมโยงการโคลนนิ่งเข้ากับประเด็นเรื่องกรรมและธรรมะ

องค์การอนามัยโลก (WHO) ก็มีทัศนคติเชิงลบต่อการโคลนนิ่งมนุษย์เช่นกัน ฮิโรชิ นากาจิมะ ผู้อำนวยการใหญ่ของ WHO เชื่อว่า “การใช้โคลนนิ่งเพื่อการผลิตของมนุษย์เป็นสิ่งที่ยอมรับไม่ได้ตามหลักจริยธรรม” ผู้เชี่ยวชาญของ WHO ดำเนินการจากข้อเท็จจริงที่ว่าการใช้การโคลนนิ่งกับผู้คนจะเป็นการละเมิดหลักการพื้นฐานของวิทยาศาสตร์การแพทย์และกฎหมาย ในเรื่องความเคารพต่อศักดิ์ศรีความเป็นมนุษย์และความปลอดภัยของศักยภาพทางพันธุกรรมของมนุษย์

อย่างไรก็ตาม WHO ไม่ได้ต่อต้านการวิจัยในด้านการโคลนเซลล์ เนื่องจากการวิจัยนี้อาจเป็นประโยชน์ต่อการวินิจฉัยและการศึกษาโรคมะเร็งโดยเฉพาะ แพทย์ก็ไม่คัดค้านการโคลนสัตว์ซึ่งอาจมีส่วนช่วยในการศึกษาโรคที่ส่งผลกระทบต่อมนุษย์ ในเวลาเดียวกัน WHO เชื่อว่าแม้ว่าการโคลนนิ่งสัตว์จะมีประโยชน์อย่างมากต่อการแพทย์ แต่เราก็ต้องเฝ้าระวังอยู่ตลอดเวลา โดยคำนึงถึงผลเสียที่อาจเกิดขึ้น เช่น การแพร่กระจายของโรคติดเชื้อจากสัตว์สู่คน

ความกังวลที่แสดงออกมาเกี่ยวกับการโคลนนิ่งในวัฒนธรรมสมัยใหม่ของตะวันตกและตะวันออกเป็นสิ่งที่เข้าใจได้ ราวกับจะสรุปได้ Pierre Chambon นักไซโตชีววิทยาชื่อดังชาวฝรั่งเศสเสนอให้ระงับการบุกรุกโครโมโซมของมนุษย์เป็นเวลา 50 ปี หากไม่ได้มีวัตถุประสงค์เพื่อกำจัดความบกพร่องทางพันธุกรรมและโรคต่างๆ

และนี่คืออีกคำถามที่ไม่สำคัญ: วิญญาณสามารถโคลนนิ่งได้หรือไม่? บุคคลเทียมสามารถถือเป็นบุคคลที่มีพรสวรรค์ได้หรือไม่?

มุมมองของคริสตจักรเกี่ยวกับเรื่องนี้ชัดเจนอย่างยิ่ง “แม้ว่ามนุษย์เทียมดังกล่าวจะถูกสร้างขึ้นด้วยมือของนักวิทยาศาสตร์ แต่เขาจะไม่มีวิญญาณ ซึ่งหมายความว่าเขาไม่ใช่คน แต่เป็นซอมบี้” คุณพ่อโอเล็ก นักบวชแห่งโบสถ์แห่งสวรรค์แห่งพระคริสต์กล่าว

แต่ตัวแทนคริสตจักรไม่เชื่อในความเป็นไปได้ในการสร้างบุคคลโคลนเนื่องจากเขาเชื่อว่ามีเพียงพระเจ้าเท่านั้นที่สามารถสร้างบุคคลได้ “เพื่อให้เซลล์ DNA นอกเหนือจากการเชื่อมต่อทางชีววิทยาและกลไกล้วนๆ เพื่อเริ่มต้นกระบวนการเจริญเติบโตของมนุษย์ที่มีชีวิตซึ่งมีจิตวิญญาณ พระวิญญาณบริสุทธิ์จะต้องมีส่วนร่วมในสิ่งนี้ แต่สิ่งนี้จะไม่เกิดขึ้นกับคนรุ่นประดิษฐ์ ของชีวิต."

นักเซลล์วิทยาของ Khabarovsk

ปัญหาทางเซลล์วิทยาและเนื้อเยื่อวิทยาในดินแดน Khabarovsk ได้รับการจัดการโดยพนักงานของสถาบันการแพทย์ (ปัจจุบันคือ Far Eastern State Medical University - DVSMU)

ต้นกำเนิดคือ Iosif Aleksandrovich Alov หัวหน้าภาควิชาจุลพยาธิวิทยาในปี พ.ศ. 2495 - 2504 ตั้งแต่ 1962 ถึง 1982 หัวหน้าห้องปฏิบัติการเนื้อเยื่อวิทยาที่สถาบันสัณฐานวิทยาของมนุษย์ของสถาบันวิทยาศาสตร์การแพทย์แห่งสหภาพโซเวียตในมอสโก

ปัจจุบัน ภาควิชาจุลพยาธิวิทยานำโดย Boris Yakovlevich Ryzhavsky (ตั้งแต่ปี 1979) ซึ่งปกป้องวิทยานิพนธ์ระดับปริญญาเอกของเขาในปี 1985

งานหลักของภาควิชาจุลพยาธิวิทยามีดังต่อไปนี้:

รังไข่ (การกำจัดรังไข่) และอิทธิพลต่อการก่อตัวของสัณฐานวิทยาปกติของเปลือกสมองในลูกหลาน (กำหนดตัวบ่งชี้เชิงปริมาณพิเศษเช่นดัชนีการเจริญเติบโต ฯลฯ )

ผลของแอลกอฮอล์และยานูโทรปิกต่อลูกหลาน

การศึกษารกและพยาธิสภาพของมันในระหว่างการกำเนิดเอ็มบริโอและอิทธิพลของการเบี่ยงเบนเหล่านี้ต่อการสร้างเซลล์ต่อไป

เทคนิคทางเนื้อเยื่อวิทยาแบบคลาสสิกส่วนใหญ่จะใช้เพื่อแก้ปัญหาเหล่านี้

นอกจากนี้ ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับเซลล์และเนื้อเยื่อได้รับการจัดการโดยห้องปฏิบัติการวิจัยกลาง (CNRL) ที่มหาวิทยาลัยการแพทย์ Far Eastern State Medical ซึ่งนำโดยศาสตราจารย์ Sergei Serafimovich Timoshin ซึ่งอยู่ภายใต้การนำของปริญญาเอก 3 คนและวิทยานิพนธ์ของผู้สมัคร 18 คนได้รับการปกป้อง ด้วยความคิดริเริ่มและการมีส่วนร่วมโดยตรงของเขา ห้องปฏิบัติการภูมิคุ้มกันวิทยาวิทยุแห่งแรกจึงถูกสร้างขึ้นในดินแดนคาบารอฟสค์ เทคนิคในการกำหนดฮอร์โมนและสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพโดยใช้วิธีกัมมันตภาพรังสีและอิมมูโนเอ็นไซม์ได้ถูกนำมาใช้ในการดูแลสุขภาพ ซึ่งช่วยให้สามารถวินิจฉัยโรคหลายชนิดได้ตั้งแต่เนิ่นๆ รวมถึงมะเร็ง

บทสรุป.

เซลล์คือสิ่งมีชีวิตที่เป็นอิสระ มันให้อาหาร เคลื่อนที่เพื่อค้นหาอาหาร เลือกว่าจะไปที่ไหนและจะกินอะไร ป้องกันตัวเอง และไม่อนุญาตให้มีสารและสิ่งมีชีวิตที่ไม่เหมาะสมจากสิ่งแวดล้อม ความสามารถทั้งหมดนี้ถูกครอบครองโดยสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว เช่น อะมีบา เซลล์ที่ประกอบเป็นร่างกายมีความเชี่ยวชาญและไม่มีความสามารถบางอย่างเหมือนเซลล์อิสระ

เซลล์เป็นหน่วยชีวิตที่เล็กที่สุด เป็นรากฐานของโครงสร้างและการพัฒนาสิ่งมีชีวิตของพืชและสัตว์บนโลกของเรา มันเป็นระบบการดำรงชีวิตขั้นพื้นฐานที่สามารถต่ออายุตนเอง ควบคุมตนเอง และสืบพันธุ์ตนเองได้ เซลล์คือ "รากฐานของชีวิต" ไม่มีชีวิตนอกห้องขัง

เซลล์ที่มีชีวิตเป็นพื้นฐานของสิ่งมีชีวิตทุกรูปแบบบนโลก ทั้งสัตว์และพืช ข้อยกเว้นเพียงอย่างเดียว - และดังที่เราทราบ ข้อยกเว้นยืนยันกฎอีกครั้ง - คือไวรัส แต่พวกมันไม่สามารถทำงานได้นอกเซลล์ที่ประกอบเป็น "บ้าน" ซึ่งการก่อตัวทางชีวภาพอันเป็นเอกลักษณ์เหล่านี้ "มีชีวิตอยู่"

บรรณานุกรม:

1. บาตูเอวา เอ.เอส. "ชีววิทยา. ผู้ชาย" หนังสือเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 9

2. Vernandsky V.I. "ปัญหาทางชีวธรณีเคมี".

3. Vorontsov N.N., Sukhorukova L.N. "วิวัฒนาการของโลกอินทรีย์".

4. Dubinin N. , Gubarev V. “ ด้ายแห่งชีวิต”

5. ซาตูลา ดี.จี., มาเมโดวา เอส.เอ. “ไวรัสเป็นมิตรหรือศัตรู”

6. คารูซินา ไอ.พี. “การสอนพื้นฐานทางพันธุศาสตร์”

7. ลิเบอร์แมน อี.เอ. "เซลล์มีชีวิต".

8. Polyansky Yu.I. “ชีววิทยาทั่วไป” หนังสือเรียนสำหรับเกรด 10-11

9. โปรโครอฟ เอ.เอ็ม. "พจนานุกรมสารานุกรมโซเวียต"

10. Skulachev V. “ เรื่องราวเกี่ยวกับพลังงานชีวภาพ”

11. Khripkova A.G., Kolesov D.V., Mironov V.S., Shepilo I.N. "สรีรวิทยาของมนุษย์".

12. ซึซเมอร์ เอ.เอ็ม., เพทริชิน่า โอ.แอล. "ชีววิทยา มนุษย์และสุขภาพของเขา"

13. ชูไคร้ E.S. "โมเลกุล ชีวิต สิ่งมีชีวิต"

14. Shtrbanova S. “ เราเป็นใคร? หนังสือเกี่ยวกับชีวิต เซลล์ และนักวิทยาศาสตร์"

เยื่อหุ้มเซลล์ เซลล์ (รูปที่ 1.1) ในฐานะระบบสิ่งมีชีวิตจำเป็นต้องรักษาสภาพภายในบางอย่าง: ความเข้มข้นของสารต่าง ๆ อุณหภูมิภายในเซลล์ ฯลฯ พารามิเตอร์เหล่านี้บางส่วนได้รับการบำรุงรักษาในระดับคงที่เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงจะนำไปสู่การเสียชีวิต ของเซลล์อื่นๆ มีความสำคัญน้อยกว่าสำหรับการอนุรักษ์กิจกรรมในชีวิตของเธอ

ข้าว. 1.1.

เยื่อหุ้มเซลล์ ต้องให้แน่ใจว่ามีการแยกเนื้อหาของเซลล์ออกจากสิ่งแวดล้อมเพื่อรักษาความเข้มข้นของสารภายในเซลล์ที่ต้องการในขณะเดียวกันก็ต้องสามารถซึมผ่านได้เพื่อการแลกเปลี่ยนสารระหว่างเซลล์และสิ่งแวดล้อมอย่างต่อเนื่อง (รูปที่ 1.2) เมมเบรนยังจำกัดโครงสร้างภายในของเซลล์ด้วย - สารอินทรีย์ (ออร์แกเนลล์) - จากไซโตพลาสซึม อย่างไรก็ตาม สิ่งเหล่านี้ไม่ได้เป็นเพียงการแบ่งแยกอุปสรรคเท่านั้น เยื่อหุ้มเซลล์เองเป็นอวัยวะที่สำคัญที่สุดของเซลล์ ไม่เพียงแต่ให้โครงสร้างเท่านั้น แต่ยังมีหน้าที่หลายอย่างอีกด้วย นอกเหนือจากการแยกเซลล์ออกจากกันและแยกเซลล์ออกจากสภาพแวดล้อมภายนอกแล้ว เมมเบรนยังรวมเซลล์เป็นเนื้อเยื่อ ควบคุมการแลกเปลี่ยนระหว่างเซลล์กับสภาพแวดล้อมภายนอก ตัวมันเองเป็นที่ตั้งของปฏิกิริยาทางชีวเคมีมากมาย และทำหน้าที่เป็นตัวส่งข้อมูลระหว่างเซลล์ .

ข้าว. 1.2.

ตามข้อมูลสมัยใหม่ พลาสมาเมมเบรนเป็นโครงสร้างไลโปโปรตีน (ไลโปโปรตีนเป็นสารประกอบของโมเลกุลโปรตีนและไขมัน) ไขมัน (ไขมัน) ก่อตัวเป็นสองชั้นตามธรรมชาติ และโปรตีนเมมเบรนจะ "ลอย" อยู่ในนั้นเหมือนกับเกาะต่างๆ ในมหาสมุทร เมมเบรนประกอบด้วยโปรตีนที่แตกต่างกันหลายพันชนิด เช่น โครงสร้าง ตัวขนส่ง เอนไซม์ ฯลฯ นอกจากนี้ยังมีรูพรุนระหว่างโมเลกุลโปรตีนซึ่งสารบางชนิดสามารถผ่านเข้าไปได้ กลุ่มไกลโคซิลพิเศษเชื่อมต่อกับพื้นผิวของเมมเบรน ซึ่งเกี่ยวข้องกับกระบวนการจดจำเซลล์ระหว่างการสร้างเนื้อเยื่อ

เมมเบรนประเภทต่างๆ มีความหนาต่างกัน (โดยปกติจะอยู่ในช่วง 5 ถึง 10 นาโนเมตร) ความสม่ำเสมอของเมมเบรนคล้ายกับน้ำมันมะกอก คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของเยื่อหุ้มเซลล์คือ กึ่งซึมผ่าน, เหล่านั้น. ความสามารถในการผ่านสารบางชนิดเท่านั้น การผ่านของสารต่างๆ ผ่านพลาสมาเมมเบรนเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการส่งสารอาหารและออกซิเจนเข้าสู่เซลล์ การกำจัดของเสียที่เป็นพิษ และการสร้างความแตกต่างในความเข้มข้นขององค์ประกอบย่อยแต่ละชนิด เพื่อรักษาการทำงานของระบบประสาทและกล้ามเนื้อ กลไกการลำเลียงสารผ่านเมมเบรน

• การแพร่กระจาย - ก๊าซโมเลกุลที่ละลายในไขมันแทรกซึมโดยตรงผ่านพลาสมาเมมเบรนรวมถึงการแพร่กระจายที่อำนวยความสะดวกเมื่อสารที่ละลายน้ำได้ผ่านเมมเบรนผ่านช่องทางพิเศษ
• ออสโมซิส - การแพร่กระจายของน้ำผ่านเยื่อกึ่งซึมผ่านไปสู่ความเข้มข้นของไอออนที่ลดลง
• การขนส่งแบบแอคทีฟ - การถ่ายโอนโมเลกุลจากบริเวณที่มีความเข้มข้นต่ำกว่าไปยังบริเวณที่มีความเข้มข้นสูงกว่าโดยใช้โปรตีนการขนส่งพิเศษ
• endocytosis - การถ่ายโอนโมเลกุลโดยใช้ถุง (แวคิวโอล) ที่เกิดจากการหดตัวของเมมเบรน แยกความแตกต่างระหว่าง phagocytosis (การดูดซึมของอนุภาคของแข็ง) และ pinocytosis (การดูดซึมของเหลว) (รูปที่ 1.3)

ข้าว. 1.3.

Exocytosis เป็นกระบวนการย้อนกลับของ endocytosis; สามารถกำจัดอนุภาคของแข็งและการหลั่งของเหลวออกจากเซลล์ได้ (รูปที่ 1.4)

ข้าว. 1.4.

การแพร่กระจายและการออสโมซิสไม่ต้องการพลังงานเพิ่มเติม การขนส่งที่ใช้งาน, endocytosis และ exocytosis จำเป็นต้องได้รับพลังงานซึ่งเซลล์ได้รับเมื่อสารอาหารที่ดูดซึมถูกละลาย

การควบคุมการผ่านของสารต่างๆ ผ่านพลาสมาเมมเบรนถือเป็นหน้าที่ที่สำคัญที่สุดประการหนึ่ง โครงสร้างของเมมเบรนอาจมีการเปลี่ยนแปลงขึ้นอยู่กับสภาพภายนอก: อาจมีของเหลวมากขึ้น แอคทีฟและซึมผ่านได้ สารควบคุมการซึมผ่านของเมมเบรนคือคอเลสเตอรอลที่เป็นสารคล้ายไขมัน

โครงสร้างภายนอกของเซลล์ได้รับการสนับสนุนโดยโครงสร้างที่หนาแน่นยิ่งขึ้น - เยื่อหุ้มเซลล์ เยื่อหุ้มเซลล์อาจมีโครงสร้างที่แตกต่างกันมาก (ยืดหยุ่น มีกรอบแข็ง ขนแปรง หนวด ฯลฯ) และทำหน้าที่ค่อนข้างซับซ้อน

แกนกลางพบได้ในทุกเซลล์ของร่างกายมนุษย์ ยกเว้นเซลล์เม็ดเลือดแดง ตามกฎแล้ว เซลล์จะมีนิวเคลียสเพียงอันเดียว แต่มีข้อยกเว้น เช่น เซลล์กล้ามเนื้อโครงร่างจะมีนิวเคลียสจำนวนมาก แกนกลางมีรูปร่างเป็นทรงกลม มีขนาดตั้งแต่ 10 ถึง 20 μm (รูปที่ 1.5)

นิวเคลียสถูกแยกออกจากไซโตพลาสซึม เยื่อหุ้มนิวเคลียส, ประกอบด้วยเยื่อหุ้มสองแผ่น - ด้านนอกและด้านในคล้ายกับเยื่อหุ้มเซลล์และมีช่องว่างแคบ ๆ ระหว่างพวกมันที่มีตัวกลางกึ่งของเหลว ผ่านรูขุมขนของเยื่อหุ้มนิวเคลียสการแลกเปลี่ยนสารอย่างเข้มข้นเกิดขึ้นระหว่างนิวเคลียสและไซโตพลาสซึม บนเยื่อหุ้มชั้นนอกของเปลือกมีไรโบโซมจำนวนมาก - ออร์แกเนลล์ที่สังเคราะห์โปรตีน

ข้าว. 1.5.

ภายใต้ซองนิวเคลียร์คือ คาริโอพลาสซึม (น้ำนิวเคลียร์) ซึ่งรับสารจากไซโตพลาสซึม คาริโอพลาสซึมประกอบด้วย โครโมโซม (โครงสร้างรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่มี DNA ซึ่งข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้างของโปรตีนจำเพาะต่อเซลล์นั้นถูก "บันทึก" - ข้อมูลทางพันธุกรรมหรือทางพันธุกรรม) และ นิวคลีโอลี (โครงสร้างโค้งมนภายในนิวเคลียสซึ่งมีไรโบโซมเกิดขึ้น)

เรียกว่าชุดโครโมโซมที่มีอยู่ในนิวเคลียส ชุดโครโมโซม จำนวนโครโมโซมในเซลล์ร่างกายเป็นคู่ - ซ้ำ (ในมนุษย์มีออโตโซม 44 อันและโครโมโซมเพศ 2 อันที่กำหนดเพศ) เซลล์เพศที่เกี่ยวข้องกับการปฏิสนธิจะมีครึ่งหนึ่งของชุด (ในมนุษย์มีออโตโซม 22 อันและโครโมโซมเพศ 1 อัน) ( มะเดื่อ 1.6)

หน้าที่ที่สำคัญที่สุดของนิวเคลียสคือการถ่ายโอนข้อมูลทางพันธุกรรมไปยังเซลล์ลูก: เมื่อเซลล์แบ่ง นิวเคลียสจะถูกแบ่งออกเป็นสองส่วน และดีเอ็นเอในนิวเคลียสจะถูกคัดลอก (การจำลองดีเอ็นเอ) - ทำให้เซลล์ลูกแต่ละเซลล์มีข้อมูลที่สมบูรณ์ ได้รับจากเซลล์ต้นกำเนิด (แม่) (ดู. การสืบพันธุ์ของเซลล์)

ไซโตพลาสซึม(cytosol) เป็นสารเจลาตินที่มีน้ำประมาณ 90% ซึ่งมีออร์แกเนลล์ทั้งหมดอยู่มีสารละลายสารอาหารที่แท้จริงและคอลลอยด์และของเสียที่ไม่ละลายน้ำของกระบวนการเมตาบอลิซึมกระบวนการทางชีวเคมีเกิดขึ้น: ไกลโคไลซิส, การสังเคราะห์กรดไขมัน, กรดนิวคลีอิกและ สารอื่นๆ ออร์แกเนลในการเคลื่อนที่ของไซโตพลาสซึม ตัวไซโตพลาสซึมเองก็มีการเคลื่อนไหวเป็นระยะเช่นกัน - วัฏจักรออนซ์

โครงสร้างเซลล์(สารอินทรีย์ หรือออร์แกเนลล์) คือ “อวัยวะภายใน” ของเซลล์ (ตารางที่ 1.1) ช่วยให้มั่นใจได้ถึงกระบวนการสำคัญของเซลล์ การผลิตสารบางชนิดโดยเซลล์ (ความลับ ฮอร์โมน เอนไซม์) กิจกรรมทั่วไปของเนื้อเยื่อของร่างกายและความสามารถในการทำหน้าที่เฉพาะของเนื้อเยื่อที่กำหนดนั้นขึ้นอยู่กับกิจกรรมที่สำคัญของพวกเขา โครงสร้างของเซลล์ก็เหมือนกับตัวเซลล์เองที่ต้องผ่านวงจรชีวิต: พวกมันเกิด (สร้างขึ้นผ่านการสืบพันธุ์) ทำงานอย่างแข็งขัน อายุมากขึ้นและถูกทำลาย เซลล์ส่วนใหญ่ของร่างกายสามารถฟื้นตัวได้ในระดับเซลล์ย่อยเนื่องจากการสืบพันธุ์และการต่ออายุของออร์แกเนลล์ที่รวมอยู่ในโครงสร้าง

ข้าว. 1.6.

ตารางที่ 1.1

ออร์แกเนลล์ของเซลล์ โครงสร้างและหน้าที่

สารอินทรีย์	โครงสร้าง
ไซโตพลาสซึม	เยื่อหุ้มชั้นนอกประกอบด้วยออร์แกเนลล์ต่างๆ มันถูกแสดงด้วยสารละลายคอลลอยด์ของเกลือและสารอินทรีย์ที่แทรกซึมด้วยโครงร่างโครงร่าง (ระบบของเธรดโปรตีน)	รวมโครงสร้างเซลล์ทั้งหมดไว้ในระบบเดียว สร้างสภาพแวดล้อมสำหรับปฏิกิริยาทางชีวเคมี การแลกเปลี่ยนสารและพลังงานในเซลล์
เยื่อหุ้มเซลล์ชั้นนอก	โปรตีนโมเลกุลเดี่ยวสองชั้นซึ่งระหว่างนั้นจะมีชั้นไขมันสองโมเลกุล ในชั้นไขมันจะมีรู - รูขุมขน	จำกัด เซลล์แยกออกจากสิ่งแวดล้อมมีความสามารถในการซึมผ่านแบบเลือกควบคุมการเผาผลาญและพลังงานกับสภาพแวดล้อมภายนอกอย่างแข็งขันมีหน้าที่รับผิดชอบในการเชื่อมต่อของเซลล์ในเนื้อเยื่อให้พิโนไซโทซิสและฟาโกไซโตซิส ควบคุมสมดุลของน้ำในเซลล์และกำจัด "ของเสีย" ออกจากเซลล์ - ของเสีย
เอนโดพลาสมิกเรติคูลัม (ER)	ระบบของหลอด ท่อ ท่อ ถังเก็บน้ำ ถุงเล็กๆ ที่เกิดจากเมมเบรนอัลตราไมโครสโคป รวมกันเป็นหนึ่งเดียวโดยมีเมมเบรนด้านนอกของเปลือกนิวเคลียร์และเยื่อหุ้มเซลล์ด้านนอก Granular ES มีไรโบโซม ส่วน ES แบบเรียบไม่มีไรโบโซม	การขนส่งสารภายในเซลล์และระหว่างเซลล์ข้างเคียง การแบ่งเซลล์ออกเป็นส่วนๆ ซึ่งสามารถเกิดกระบวนการต่างๆ ได้ Granular ES เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์โปรตีน การสังเคราะห์โปรตีนและไขมันและการขนส่ง ATP เกิดขึ้นในช่อง ES
ไรโบโซม	ออร์แกเนลล์ทรงกลมขนาดเล็กประกอบด้วย RNA และโปรตีน	ดำเนินการสังเคราะห์โปรตีน
อุปกรณ์กอลจิ	ออร์แกเนลล์เมมเบรนเดี่ยวด้วยกล้องจุลทรรศน์ประกอบด้วยถังเก็บน้ำทรงแบนจำนวนหนึ่งเรียงกัน ตามขอบของท่อที่แตกแขนงออก เพื่อแยกฟองอากาศขนาดเล็ก	ผลิตภัณฑ์จากกระบวนการเผาผลาญของเซลล์จะสะสมอยู่ในฟองอากาศ บรรจุในถุง พวกมันเข้าสู่ไซโตพลาสซึมและถูกนำไปใช้หรือขับออกมาเป็นของเสีย
ไลโซโซม	ออร์แกเนลล์แบบเยื่อเดี่ยว จำนวนออร์แกเนลล์ขึ้นอยู่กับกิจกรรมสำคัญของเซลล์ ไลโซโซมมีเอนไซม์ที่เกิดขึ้นในไรโบโซม	การย่อยสารอาหาร ฟังก์ชั่นการป้องกัน การสลายตัวอัตโนมัติ (การสลายตัวของออร์แกเนลล์และเซลล์ในตัวเองภายใต้สภาวะขาดอาหารหรือออกซิเจน)

การสืบพันธุ์ของเซลล์

เซลล์ทั้งหมดเกิดขึ้นจากการแบ่งตัว วงจรชีวิตของเซลล์ประกอบด้วยสองระยะ: ระยะระหว่างเฟสและไมโทซีส ในระหว่าง อินเตอร์เฟส มวลเซลล์เพิ่มขึ้น (เซลล์ "เติบโต") เซลล์บางเซลล์ (เช่น เซลล์ของเนื้อเยื่อประสาท) ยังคงอยู่ในระยะนี้โดยไม่เคลื่อนไปยังเซลล์ถัดไป เซลล์อื่น ๆ (เซลล์ของเนื้อเยื่อส่วนใหญ่ที่สามารถเติบโตและงอกใหม่ได้) โดยมีมวลเพิ่มขึ้นในระหว่างเฟส โครโมโซม DNA จะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า และเซลล์ เข้าสู่ระยะไมโทซีส ( รูปที่ 1.7)

ไมโทซีส แบ่งออกเป็นคำทำนาย (เยื่อหุ้มนิวเคลียสถูกทำลายโครโมโซมจะถูกแยกออกและเชื่อมต่อกับไมโครทูบูลพิเศษซึ่งจะควบคุมการเคลื่อนที่ของพวกมันไปยังขั้วของเซลล์ที่แบ่ง - เซนทริโอล) metaphase (โครโมโซมเรียงตัวกันตามแนวเส้นศูนย์สูตรของเซลล์ที่แบ่งและแยกออกจากกันในที่สุด); แอนาเฟส (โครโมโซมเคลื่อนไปที่ขั้วของเซลล์); เทโลเฟส (เซลล์แบ่งออกเป็นสองส่วนในระนาบเส้นศูนย์สูตร เส้นใยสปินเดิลถูกทำลาย และเยื่อหุ้มนิวเคลียสก่อตัวขึ้นรอบๆ โครโมโซม) การแบ่งเซลล์เรียกว่าการแบ่งแบบไม่อาศัยเพศหรือการโคลนนิ่ง: เซลล์ลูกสาวแต่ละเซลล์จะได้รับโครโมโซมชุดที่เหมือนกันและสามารถเติบโตและพัฒนาต่อไปได้อีกครั้ง - เข้าสู่ระยะระหว่างเฟส โดยปกติกระบวนการนี้จะใช้เวลาประมาณหนึ่งชั่วโมง

การสืบพันธุ์แบบอื่นเรียกว่าการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ ไมโอซิส การแบ่งเซลล์ประเภทนี้ช่วยให้สามารถสร้างรูปแบบอันเป็นผลมาจากการแบ่งต่อเนื่องกันสองครั้งซึ่งในกลไกของพวกเขาอยู่ใกล้กับกระบวนการไมโทซีส เซลล์สืบพันธุ์ – เซลล์เพศที่มีโครโมโซมครึ่งหนึ่งของชุด (หนึ่งโครโมโซมจากแต่ละคู่) เมื่อเซลล์ต้นกำเนิด 2 ตัวรวมตัวกัน ตัวอ่อน (การปฏิสนธิ) ข้อมูลทางพันธุกรรมที่ได้รับจากผู้ปกครองสองคนจะถูกนำมารวมกันและเป็นพื้นฐานสำหรับการพัฒนาสิ่งมีชีวิตในอนาคต ลักษณะสุ่มของกระบวนการของโครโมโซมที่แตกต่างกันระหว่างการแบ่งเซลล์และการรวมโครโมโซมของเซลล์สืบพันธุ์เพศชายและเพศหญิงนำไปสู่การเกิดขึ้นของการรวมกันของยีนใหม่และทำให้เกิดความแปรปรวนในลักษณะต่าง ๆ ของสายพันธุ์ทางชีววิทยา ต่อจากนั้นไซโกตจะแบ่งตัวโดยไมโทซีสและพัฒนาเป็นสิ่งมีชีวิตอิสระ โดยมีลักษณะของทั้งพ่อและแม่ในรูปแบบที่ประจักษ์หรือไม่ปรากฏ