Օրգանիզմի անհատական զարգացման մասին
Սեռական ճանապարհով բազմացող օրգանիզմների անհատական զարգացումը կամ
օնտոգենեզը սկսվում է զիգոտի առաջացման պահից մինչև օրգանիզմի վախճանը: Այն
բաժանվում է երկու, միմյանցից էապես տարբերվող ժամանակահատվածների` սաղմնային և հետսաղմնային շրջանների: Սաղմնային շրջանն ընդգրկում է զիգոտի ձևավորման պահից մինչև օրգանիզմի ծնունդը կամ ձվի թաղանթներից դուրս գալը, իսկ հետսաղմնային շրջանը ՝ օրգանիզմի ծնվելուց կամ ձվի թաղանթներից դուրս գալուց մինչև նրա վախճանը:
Անհատական զարգացման սաղմնային շրջանն իր հերթին բաժանվում է երեք հիմնական փուլերի: Դրանք են ՝ տրոհումը, գաստրուլյացիան և առաջնային օրգանոգենեզը: Կենդանիների տարբեր տիպերի, ինչպես նաև նույն տիպի տարբեր դասերի ներկայացուցիչների մոտ այդ երեք փուլերի ընթացքն ունի որոշակի առանձնահատկություններ: Տրոհում: Բոլոր կենդանիների սաղմնային զարգացման առաջին փուլի ՝ տրոհման արդյունքում ձևավորվում է բազմաբջիջ սաղմը` բլաստուլան:
Սակայն տարբեր կենդանիների տրոհման գործընթացն ունի որոշակի առանձնահատկություններ, որոնք կախված են մի շարք գործոններից ՝ բեղմնավորված ձվաբջջի ցիտոպլազմում դեղնուցի մեծ կամ փոքր քանակից, ձվաբջջում դեղնուցի գրեթե հավասարաչափ կամ անհավասարաչափ բաշխվածությունից և այլն: Անհատական զարգացման սաղմնային շրջանն իր հերթին բաժանվում է երեք հիմնական փուլերի: Դրանք են ՝ տրոհումը, գաստրուլյացիան և առաջնային օրգանոգենեզը: Կենդանիների
տարբեր տիպերի, ինչպես նաև նույն տիպի տարբեր դասերի ներկայացուցիչների մոտ այդ երեք փուլերի ընթացքն ունի որոշակի առանձնահատկություններ:
Օրգանիզմների բազմացման եղանակների մասին
Սեռական բազմացում (բույսերի և կենդանիների), մասնակցում են երկու առանձնյակ ՝ արական ու իգական, և դրանցից յուրաքանչյուրի սեռական գեղձերում առաջանում են սեռական բջիջներ ՝ գամետներ։ Իգական առանձնյակների օրգանիզմում առաջանում է ձվաբջիջ, արական առանձնյակների մեջ ՝ սպերմատոզոիդ։ Իգական և արական գամետները ձուլվում են և առաջացնում զիգոտ` բեղմնավորվոծ ձվաբջիջ, որը նոր օրգանիզմի զարգացման սկիզբ է տալիս:
Սեռական բազմացումը կենսաբանական մեծ նշանակություն ունի։ Նրա առավելությունը անսեռ բազմացման նկատմամբ այն է, որ երկու ծնողների ժառանգական հատկանիշները վերահամակցելու հնարավորություն է տալիս։ Այդ իսկ պատճառով ՝ սերունդը կարող է ավելի կենսունակ լինել, քան ծնողական առանձնյակներից յուրաքանչյուրը։ Օրգանիզմների էվոլյուցիայում կարևոր դերը պատկանում է սեռական բազմացմանը։
Անսեռ բազմացում, բազմացման եղանակներ, որոնք իրականանում են առանց սեռական պրոցեսի ՝ բեղմնավորության։ Անսեռ բազմացումը բնորոշ է բուսական և կենդանական միաբջիջ ու բազմաբջիջ օրգանիզմներին։
Անսեռ բազմացման հիմնական ձևերն են կիսումը, բողբոջումը, սպորագոյացումը վեգետատիվ բազմացումը են։ Որոշ կենսաբաններ անսեռ են համարում միայն սպորներով բազմացումը, երբ նոր օրգանիզմն առաջանում է միայն մեկ ՝ մյուսի հետ չձուլվող սպորից (որով և տարբերվում է սեռական վերարտադրությունից)։ Անսեռ բազմացումը կարող է կատարվել օրգանիզմից առանձին մասերի անջատումով ՝ բազմացման համար առաջացող հատուկ գոյացություններով (միաբջիջները ՝ սպորներով, բազմաբջիջներից սպունգները ՝ գեմուլաներով են), որոնք հետագայում հասունանում են և սկիզբ տալիս դուստր օրգանիզմին։ Անսեռ բազմացում բնորոշ է համարյա բոլոր բույսերի զարգացման ցիկլին և միշտ հաջորդում է սեռական բազմացմանը։
Կենդանիների զգալի մասը միայն սեռական եղանակով են բազմանում։ Անողնաշար և ողնաշարավոր կենդանիների տարբեր տեսակների սեռական բջիջների ձևը և չափերը տարբեր են։
Բջջի բաժանման ՝ մեյոզի մասին
Մեյոզը բջիջների ՝ կենդանիների, բույսերի և սնկերի սեռական բազմացման ժամանակ իրականացող բաժանման հատուկ եղանակն է։ Մեյոզով կիսվող բջիջներում քրոմոսոմային հավաքակազմի քանակը կրճատվում է երկու անգամ ՝ մեկ դիպլոիդ բջջից առաջանում են չորս հապլոիդ բջիջներ։ Մեյոզի արդյունքում առաջացած բջիջները, կամ գամետներ են, կամ սպորներ։ Կենդանիների արական գամետներն անվանում են սպերմատոզոիդներ, իսկ իգականը ՝ ձվաբջիջներ։
Մեյոզի ընթացքում երկու անգամ կրճատված քրոմսոմային հավաքակազմ ունեցող գամետները միաձուլվում են բեղմնավորման ընթացքում․ առաջացած զիգոտում քրոմոսոմների սկզբնական քանակը վերականգնվում է։ Մինչ մեյոզի սկիզբը բջջային ցիկլի ընթացքում, յուրաքանչյուր քրոմոսոմի ԴՆԹ- ն կրկնապատկվում է և յուրաքանչյուր քրոմոսոմ ունենում է 2 քույր քրոմատիդ։ Մեյոզի առաջին փուլն սկսվում է այն բջիջների մոտ, որոնց յուրաքանչյուր քրոմոսոմն ունի երկու միանման զույգեր։
Յուրաքանչյուր զույգը բաժանվում է ՝ գոյացնելով 2 առանձին հապլոիդ բջիջներ, որոնցից յուրաքանչյուրն ունի մեկ քրոմոսոմ։ Սա տեղի է ունենում մեյոզի առաջին փուլի ընթացքում առաջացած երկու բջիջների մոտ։ Մեյոզը առաջին և երկրորդ բաժանումների միջև ընկած կարճ ինտերֆազի ընթացքում գենետիկական նյութի կրկնապատկում տեղի չի ունենում, որի հետևանքով մեյոզը երկրորդ բաժանման վերջում առաջանում են 4 բջիջներ քրոմոսոմների հապլոիդ հավաքակազմով։
Էուկարիոտի մասին
Կորիզավոր կամ Էուկարիոտ են կոչվում բոլոր օրգանիզմները, որոնց բջիջներն ունեն բջջակորիզ և ներքին թաղանթ (մեմբրան)։ Կորիզավոր են ՝ բույսերը, կենդանիները, սնկերը։ Նրանց հատկանիշներն են. ՝
- Ժառանգական նյութը քրոմոսոմներում է, որոնք էլ գտնվում են կորիզում։
- Ոչ բոլոր գեներն են ակտիվ։
- Էուկարոտ բջիջներում կա մեկ կամ մի քանի կորիզ, որը ցիտոպլազմայից սահմանապատված է կորիզաթաղանթով։ Այն կազմված է երկու շերտից, որոնց միջև եղած տարածությունը լցված է հեղուկով։ Կորիզաթաղանթի վրա կան ծակոտիներ։
- Ունեն հետևյալ օրգանոիդները՝ 2 թաղանթ ունեցող ` միտոքոնդրումներ, քլորոպլաստներ, 1 թաղանթ ունեցող ՝ էնդոպլազմայի ցանց, գոլջի ապարատ, լիզոսոմ։ Թաղանթ չունենեցող ՝ ռիբոսոմներ, բջջային կենտրոն։
- Բաժանվում են կորիզակիսումով։
Կորիզավորների կառուցվածքը
Կորիզավոր օրգանիզմների բջիջները նույնպես արտաքինից ծածկված են թաղանթով, որի տակ ցիտոպլազման է։ Ի տարբերություն նախակորիզավորների ՝ կորիզավոր բջիջների ցիտոպլազմայում են գտնվում կորիզը և բազմաթիվ օրգանոիդներ ՝ էնդոպլազմային ցանցը, Գոլջիի համալիրը, միտոքոնդրիումները և այլն։
Կորիզավոր բջիջներում կորիզը ցիտոպլազմայից սահմանազատված է կորիզաթաղանթով։ Կորիզում են բջջի գենետիկական տեղեկատվություն կրող կառուցվածքներն են ՝ քրոմոսոմները։
Բջջում յուրաքանչյուր օրգանոիդ կատարում է որոշակի գործառույթ, վերջիններս էլ ամբողջությամբ պայմանավորում են բջջի կենսագործունեությունը։ Բջիջների ձևերը բազմազան են, ինչը պայմանավորված է նրանց ֆունկցիայով։
Կենդանական էուկարիոտիկ բջիջ
Կենդանական էուկարիոտիկ կամ կորիզային բջիջների բջջապատը թույլ է արտահայտված։ Կան նաև որոշ առանձնյակներ, որոնց մոտ բջջապատը նույնիսկ բացակայում է։ Էուկարիոտիկ բջիջները միմյանցից տարբերվում են նաև կենսաքիմիական հատկանիշներով, ինչպես նաև պահեստային ախաջրերի կազմով։
Նախակորիզավորների մասին
Նախակորիզավոր կամ պրոկարիոտ է կոչվում կորիզ չունեցող բջիջները։ Այն ունի հետևյալ հատկանիշները.
Նախակորիզավորների խմբին են պատկանում բակտերիաները և կապտականաչ ջրիմուռները։
- Ժառանգական նյութը գտնվում է ցիտոպլազմայի մեջ։ Այն օղակաձև ԴՆԹ- ի մեկ մոլեկուլ է, որը կոչվում է նուկլեոտիդ։
- Ակտիվ են բոլոր գեները, քանի որ սպիտակուցների հետ կոմպլեքս չեն կազմում։
- Չունեն թաղանթային օրգանոիդներ, ունեն միայն ռիբոսոմներ, որոնք թաղանթ չունեն, իսկ թաղանթային օրգանոիդների դերը կատարում են պլազմային թաղանթի դեպի բջջի ներս առաջացած ծալքեր (մեզոսոմները)։
- Բջջաթաղանթը կազմված է 2 շերտից։ Արտաքին շերտը հաստ է և ամուր, կոչվում է բջջապատ, որը ջրիմուռների մոտ կազմված է ցեյլուլոզից, իսկ բակտերիաները կազմված են ածխաջրերից։ Չափսերով փոքր են.
- Նախակորիզավորների ցիտոպլազմայում են տեղակայված ռիբոսոմները, վակուոլները, իսկ կապտականաչ ջրիմուռներում և որոշ բակտերիաների ցիտոպլազմայում’ նաև լուսասինթեզ կատարող գունանյութը։
Նախակորիզավորների կառուցվածքը
Նախակորիզավորների բջիջն արտաքինից ծածկված է բջջապատով։ Անմիջապես բջջապատի տակ պլազմային թաղանթն է, որին հաջորդում է ցիտոպլազման։
Նախակորիզավորները չունեն ձևավորված կորիզ և մի շարք օրգանոիդներ ՝ միտոքոնդրիումներ, էնդոպլազմային ցանց, վակուոլներ, լիզոսոմներ պլաստիդներ, գոլջի ապարատ։ Կորիզին փոխարինում է նրա համարժեք նյութը՝նուկլեոիդը։ Այն ժառանգական տեղեկատվություն է պարունակում տվյալ բջջի մասին։ Նախակորիզավորների ցիտոպլազմայում են ռիբոսոմները, իսկ կապտականաչ ջրիմուռներում ու որոշ բակտերիաներում ՝ ֆոտոսինթեզ կատարող գունանյութը։ Բակտերային բջիջները լինում են գնդաձև (կոկեր), ձողիկաձև (բացիլներ), պարուրաձև և այլն։
Նուկլեինաթթուների մասին
Նուկլեինաթթուների կառուցվածքը
Նուկլեինաթթուների պոլիմեր մոլեկուլները կոչվում են պոլինուկլեոտիդներ։ Նուկլեոտիդները միմյանց են միանում ֆոսֆոդիեթերային կապի միջոցով։ Քանի որ նուկլեոտիդներում գոյություն ունեն միայն 2 տեսակի շաքարային օղակներ ՝ ռիբոզան ու դեզօքսիռիբոզան, ապա գոյություն ունեն միայն 2 տեսակի նուկլեինաթթուներ ՝ ԴՆԹ– ն և ՌՆԹ- ն։
Նուկլեինաթթուների ֆունկցիան
Նուկլեինաթթուների հիմնական ֆունկցիան սպիտակուցների կառուցվածքի մասին տեղեկատվության պահպանումն է, հաջորդ սերունդներին փոխանցումը, ինչպես նաև սպիտակուցի սինթեզի իրականացումը:
ԴՆԹ- ի մասին
Բոլոր կենդանի օրգանիզմների և որոշ վիրուսներիզարգացման և կենսագործունեության գենետիկական հրահանգները պարունակող նուկլեինաթթու։
Վերջինները, սպիտակուցներն ու ածխաջրերը կյանքի համար անհրաժեշտ երեք կարևորագույն մակրոմոլեկուլներն են։ ԴՆԹ- ի մոլեկուլները սովորաբար կրկնակի պարույրներ են ՝ կազմված երկու երկար կենսապոլիմերներից, որոնք էլ իրենց հերթին կազմված են նուկլեոտիդներից։
ԴՆԹ- ի երկու շղթաներն ընթանում են միմյանց հակառակ ուղղությամբ, որի պատճառով համարվում են հակազուգահեռ դասավորված։ ԴՆԹ- ի որևէ ծայրում շղթաներից մեկի 3′ ծայրն է, մյուսի ՝ 5′ ծայրը։ Դեզօքսիռիբոզին միանում է 4 տեսակի ազոտային հիմքերից որևէ մեկը։ Հենց այս 4 ազոտային հիմքերի հաջորդականությունն էլ ապահովում է ինֆորմացիայի գաղտնագրումը։ Ինֆորմացիան պահպանվում է գենետիկական ծածկագրի միջոցով, իսկ ծածկագիրը հետագայում փոխակերպվում է ամինաթթուների հաջորդականության։ ԴՆԹ- ի շղթաներից մեկի հիման վրա միաշղթա նուկլեինաթթվի ՝ ՌՆԹ- ի սինթեզի պրոցեսն անվանվում է տրանսկրիպցիա, իսկ ՌՆԹ- ի կաղապարի վրա ամինաթթուների հաջորդականության սինթեզը ՝ տրանսլյացիա։
Սպիտակուցների մասին
Սպիտակուցները բարձրամոլեկուլային օրգանական միացություններ են, որոնք կազմված են պեպտիդային կապով իրար միացած ալֆա- ամինաթթուներից: Կենդանի օրգանիզմներում սպիտակուցների ամինաթթվային հաջորդականությունը որոշվում է գենետիկական կոդով, սինթեզելիս հիմնականում օգտագործվում է ամինաթթուների 20 տեսակ։
Ամինաթթուների տարբեր հաջորդականություններն առաջացնում են տարբեր հատկություններով օժտված սպիտակուցներ։ Ամինաթթվի մնացորդները սպիտակուցի կազմում կարող են ենթարկվել նաև հետատրանսլյացիոն ձևափոխությունների, ինչպես բջջում ֆունկցիայի իրականացման ժամանակ, այնպես էլ մինչև ֆունկցիայի իրականացումը։ Հաճախ կենդանի օրգանիզմներում սպիտակուցի երկու տարբեր մոլեկուլներ միանում են միմյանց ՝ առաջացնելով բարդ սպիտակուցային կոմպլեքսներ, ինչպիսին, օրինակ, ֆոտոսինթեզի սպիտակուցային կոմպլեքսն է։
Կենդանի օրգանիզմներում սպիտակուցների գործառույթները բազմազան են։ Սպիտակուց ֆերմենտները կատալիզում են օրգանիզմում ընթացող կենսաքիմիական ռեակցիաները և կարևոր դեր են խաղում նյութափոխանակության մեջ։ Որոշ սպիտակուցներ կատարում են կառուցվածքային և մեխանիկական գործառույթ՝ առաջացնելով բջջային կմախքը: Սպիտակուցները կարևոր դեր են կատարում նաև բջիջների ազդանշանային համակարգում, իմունային պատասխանում և բջջային ցիկլում:
Սպիտակուցները մարդու և կենդանիների սննդի կարևոր մասն են կազմում (միս, թռչնամիս, ձուկ, կաթ, ընկուզեղեն, ընդավոր, հացահատիկային բույսեր), քանի որ այս օրգանիզմներում սինթեզվում է միայն անհրաժեշտ սպիտակուցների մի մասը։ Մարսողության գործընթացում սննդի մեջ պարունակվող սպիտակուցները քայքայվում են մինչև ամինաթթուներ, որոնք հետագայում օգտագործվում են սպիտակուցի կենսասինթեզում՝ օրգանիզմի սեփական սպիտակուցների սինթեզի համար, կամ քայքայման գործընթացը շարունակվում է էներգիա ստանալու համար։
Սեքվենավորման մեթոդով առաջին սպիտակուցի ՝ ինսուլինի ամինաթթվային հաջորդականության բացահայտման համար Ֆրեդերիկ Սենգերը 1958 թվականին ստացավ Նոբելյան մրցանակ քիմիայի բնագավառում: Ռենտգենային ճառագայթների դիֆրակցիայի մեթոդով 1950-ական թվականներին առաջին անգամ ստացվել է հեմոգլոբինի և միոգլոբինի եռաչափ կառույցները Մաքս Պեուցի և Ջոն Քենդրյուի կողմից համապատասխանաբար, որոնց համար 1962 թվականին նրանք ևս ստացել են քիմիայի բնագավառում Նոբելյան մրցանակ;