Эволюцийн явцад эсийн бүтэц, үйл ажиллагаанд хэд хэдэн өөрчлөлт орсон. Шинэ эрхтэнүүд гарч ирэхээс өмнө залуу гаригийн агаар мандал, литосфер дахь өөрчлөлтүүд гарч ирэв. Нэг чухал олж авсан зүйл бол эсийн цөм байв. Эукариот организмууд нь тусдаа органелл байдаг тул прокариотуудаас мэдэгдэхүйц давуу талтай болж, хурдан давамгайлж эхлэв.
Бүтэц, үйл ажиллагаа нь янз бүрийн эд, эрхтнүүдийн хувьд өөр өөр байдаг эсийн цөм нь РНХ-ийн биосинтезийн чанарыг сайжруулж, удамшлын мэдээлэл дамжуулах чадварыг сайжруулсан.
Гарал үүсэл
Өнөөдрийн байдлаар эукариот эс үүссэн тухай хоёр үндсэн таамаглал байдаг. Симбиотик онолын дагуу органеллууд (туг, митохондри гэх мэт) нэг удаа тусдаа прокариот организмууд байсан. Орчин үеийн эукариотуудын өвөг дээдэс тэднийг залгисан. Үр дүнд нь симбиотик организм бий болсон.
Цөм нь дотогшоо цухуйсны үр дүнд үүссэнцитоплазмын мембраны хэсэг. Энэ нь эсийн хоол тэжээлийн шинэ арга болох фагоцитозыг эзэмших замд зайлшгүй шаардлагатай зүйл байв. Хоол хүнс авах нь цитоплазмын хөдөлгөөний түвшин нэмэгдсэнтэй холбоотой байв. Прокариот эсийн удамшлын материал болж, хананд наалдсан генофорууд хүчтэй "урсгалын" бүсэд унаж, хамгаалалт шаардлагатай болсон. Үүний үр дүнд наалдсан генофор агуулсан мембраны хэсгийн гүн нэвчилт үүссэн. Цөмийн бүрхүүл нь эсийн цитоплазмын мембрантай салшгүй холбоотой байдаг нь энэхүү таамаглалыг баталж байна.
Үйл явдлын хөгжлийн өөр хувилбар бий. Цөмийн гарал үүслийн вирусын таамаглалын дагуу энэ нь эртний археан эсийн халдварын үр дүнд үүссэн. ДНХ-ийн вирус нэвчиж, аажмаар амьдралын үйл явцыг бүрэн хянах боломжтой болсон. Энэ онолыг илүү зөв гэж үздэг эрдэмтэд түүний талд олон аргумент өгдөг. Гэсэн хэдий ч өнөөг хүртэл одоо байгаа таамаглалуудын аль нэгийг батлах баталгаатай нотолгоо байхгүй байна.
Нэг эсвэл түүнээс дээш
Орчин үеийн эукариотуудын ихэнх эсүүд цөмтэй байдаг. Тэдний дийлэнх нь зөвхөн нэг ийм органелл агуулдаг. Гэсэн хэдий ч зарим функциональ шинж чанараас болж цөмөө алдсан эсүүд байдаг. Эдгээрт жишээлбэл, эритроцитууд орно. Мөн хоёр (цилиат), бүр хэд хэдэн цөмтэй эсүүд байдаг.
Эсийн цөмийн бүтэц
Организмын шинж чанараас үл хамааран цөмийн бүтэц нь ердийн олонлогоор тодорхойлогддог.эрхтэнүүд. Энэ нь эсийн дотоод орон зайгаас давхар мембранаар тусгаарлагдсан байдаг. Зарим газарт түүний дотор болон гадна давхарга нь нийлж нүх сүв үүсгэдэг. Тэдний үүрэг нь цитоплазм ба цөмийн хооронд бодис солилцох явдал юм.
Органеллүүдийн орон зай нь кариоплазмаар дүүрсэн байдаг ба үүнийг цөмийн шүүс буюу нуклеоплазм гэж нэрлэдэг. Энэ нь хроматин ба бөөм агуулдаг. Заримдаа эсийн цөмд нэрлэгдсэн сүүлчийн органелл нь нэг хуулбарт байдаггүй. Зарим организмд цөм нь эсрэгээрээ байдаггүй.
Мембран
Цөмийн мембран нь липидээс бүрдэх ба гадна болон дотор гэсэн хоёр давхаргаас бүрдэнэ. Үнэн хэрэгтээ энэ нь ижил эсийн мембран юм. Цөм нь мембраны хоёр давхаргаас үүссэн хөндий болох перинуклеар орон зайгаар дамжин эндоплазмын торлогийн сувгуудтай холбогддог.
Гадна болон дотоод мембран нь өөрийн гэсэн бүтцийн онцлогтой боловч ерөнхийдөө нэлээд төстэй.
Цитоплазмтай хамгийн ойр
Гадна давхарга нь эндоплазмын торлогийн мембран руу ордог. Үүний сүүлчийнхээс гол ялгаа нь бүтэц дэх уургийн агууламж мэдэгдэхүйц өндөр байдаг. Эсийн цитоплазмтай шууд харьцдаг мембран нь гадна талаасаа рибосомын давхаргаар бүрхэгдсэн байдаг. Энэ нь нэлээд том уургийн нэгдэл болох олон тооны нүхээр дотоод мембрантай холбогддог.
Дотоод давхарга
Эсийн цөм рүү чиглэсэн мембран нь гаднахаас ялгаатай нь рибосомоор бүрхэгдээгүй гөлгөр байдаг. Энэ нь кариоплазмыг хязгаарладаг. Дотор мембраны онцлог шинж чанар нь түүнийг хажуу талаас нь бүрхсэн цөмийн давхаргын давхарга юм.нуклеоплазмтай харьцах. Энэхүү өвөрмөц уургийн бүтэц нь дугтуйны хэлбэрийг хадгалж, генийн илэрхийлэлийг зохицуулахад оролцдог бөгөөд мөн хроматиныг цөмийн мембранд наалдуулахыг дэмждэг.
Бодисын солилцоо
Цөм ба цитоплазмын харилцан үйлчлэл нь цөмийн нүхээр дамжин явагддаг. Эдгээр нь 30 уургаас бүрдсэн нэлээд төвөгтэй бүтэц юм. Нэг цөм дээрх нүхний тоо өөр байж болно. Энэ нь эс, эрхтэн, организмын төрлөөс хамаарна. Тэгэхээр хүний эсийн цөм нь 3-5 мянган нүхтэй байдаг бол зарим мэлхийнд 50,000 хүрдэг.
Нүх сүвний үндсэн үүрэг нь цөм болон эсийн бусад орон зайн хооронд бодис солилцох явдал юм. Зарим молекулууд нэмэлт энерги зарцуулалгүйгээр нүх сүвээр идэвхгүй дамждаг. Тэд жижиг хэмжээтэй байдаг. Том молекулууд болон супрамолекулын цогцолборуудыг тээвэрлэхэд тодорхой хэмжээний энерги зарцуулдаг.
Цөмд нийлэгжсэн РНХ молекулууд кариоплазмаас эсэд ордог. Цөмийн доторх процесст шаардлагатай уураг нь эсрэг чиглэлд тээвэрлэгддэг.
Нуклеоплазма
Цөмийн шүүс нь уургийн коллоид уусмал юм. Энэ нь цөмийн дугтуйгаар хязгаарлагдаж, хроматин ба бөөмийг хүрээлдэг. Нуклеоплазм нь янз бүрийн бодис ууссан наалдамхай шингэн юм. Эдгээрт нуклеотид ба ферментүүд орно. Эхнийх нь ДНХ-ийн нийлэгжилтэнд зайлшгүй шаардлагатай. Ферментүүд нь транскрипцээс гадна ДНХ-ийн засвар, репликацид оролцдог.
Цөмийн шүүсний бүтэц нь эсийн төлөв байдлаас шалтгаалан өөрчлөгддөг. Тэдгээрийн хоёр нь байдаг - суурин бахуваагдах үед үүсдэг. Эхнийх нь интерфазын шинж чанар (хуваа хоорондын хугацаа). Үүний зэрэгцээ цөмийн шүүс нь нуклейн хүчлүүд болон бүтэцгүй ДНХ молекулуудын жигд тархалтаар ялгагдана. Энэ хугацаанд удамшлын материал нь хроматин хэлбэрээр байдаг. Эсийн цөм хуваагдах нь хроматиныг хромосом болгон хувиргах үйл явц дагалддаг. Энэ үед кариоплазмын бүтэц өөрчлөгддөг: удамшлын материал тодорхой бүтэцтэй болж, цөмийн бүрхүүл устаж, кариоплазм нь цитоплазмтай холилддог.
Хромосом
Хуваагдах үед хувирсан хроматины нуклеопротейн бүтцийн үндсэн үүрэг нь эсийн цөмд агуулагдах удамшлын мэдээллийг хадгалах, хэрэгжүүлэх, дамжуулах явдал юм. Хромосомууд нь тодорхой хэлбэрээр тодорхойлогддог: тэдгээр нь анхдагч нарийсалтаар хэсэг эсвэл гарт хуваагддаг бөгөөд үүнийг коеломер гэж нэрлэдэг. Байршлын дагуу гурван төрлийн хромосомыг ялгадаг:
- саваа хэлбэртэй эсвэл акроцентрик: тэдгээр нь коеломерыг бараг төгсгөлд нь байрлуулснаар тодорхойлогддог, нэг гар нь маш жижиг;
- төрөлжсөн эсвэл субметацентрикийн гар нь тэгш бус урттай;
- тэнцүү талт эсвэл метацентрик.
Эс дэх хромосомын багцыг кариотип гэнэ. Төрөл бүр нь тогтмол байдаг. Энэ тохиолдолд нэг организмын өөр өөр эсүүд нь диплоид (давхар) эсвэл гаплоид (дан) багц агуулж болно. Эхний сонголт нь бие махбодийг голчлон бүрдүүлдэг соматик эсүүдэд зориулагдсан байдаг. Гаплоид багц нь үр хөврөлийн эсийн давуу эрх юм. хүний соматик эсүүд46 хромосом агуулсан, хүйс - 23.
Диплоид багцын хромосомууд хос болдог. Хос бүрдүүлсэн ижил төстэй нуклеопротейн бүтцийг аллелик гэж нэрлэдэг. Тэдгээр нь ижил бүтэцтэй бөгөөд ижил үүрэг гүйцэтгэдэг.
Хромосомын бүтцийн нэгж нь ген юм. Энэ нь тодорхой уургийг кодлодог ДНХ молекулын хэсэг юм.
Nucleolus
Эсийн цөмд өөр нэг органелл байдаг - цөм. Энэ нь кариоплазмаас мембранаар тусгаарлагддаггүй боловч эсийг микроскопоор шалгаж үзэхэд амархан анзаарагддаг. Зарим цөм нь олон цөмтэй байж болно. Ийм эрхтэн бүрэн байхгүй хүмүүс бас байдаг.
Цөмийн хэлбэр нь бөмбөрцөг хэлбэртэй, нэлээд жижиг хэмжээтэй. Энэ нь янз бүрийн уураг агуулдаг. Цөмийн гол үүрэг нь рибосомын РНХ болон рибосомыг өөрсдөө нэгтгэх явдал юм. Эдгээр нь полипептидийн гинжийг бий болгоход зайлшгүй шаардлагатай. Нуклеоли нь геномын тусгай хэсгүүдийн эргэн тойронд үүсдэг. Тэднийг цөмийн зохион байгуулагчид гэж нэрлэдэг. Энэ нь рибосомын РНХ генийг агуулдаг. Цөм нь бусад зүйлсийн дотор эс дэх уургийн хамгийн их агууламжтай газар юм. Уургийн нэг хэсэг нь органоидын үйл ажиллагааг гүйцэтгэхэд зайлшгүй шаардлагатай.
Цөм нь мөхлөгт ба фибрилляр гэсэн хоёр бүрэлдэхүүн хэсгээс бүрдэнэ. Эхнийх нь боловсорч гүйцсэн рибосомын дэд нэгжүүд юм. Фибрилляр төвд рибосомын РНХ-ийн нийлэгжилт явагддаг. Мөхлөгт бүрэлдэхүүн хэсэг нь бөөмийн төвд байрлах фибрилляр бүрэлдэхүүнийг хүрээлдэг.
Эсийн цөм ба түүний үүрэг
Тэр дүрүндсэн үүрэг гүйцэтгэдэг, бүтэцтэй нь салшгүй холбоотой. Органоидын дотоод бүтэц нь эсийн хамгийн чухал үйл явцыг хамтран хэрэгжүүлдэг. Энэ нь эсийн бүтэц, үйл ажиллагааг тодорхойлдог генетикийн мэдээллийг агуулдаг. Цөм нь митоз ба мейозын үед удамшлын мэдээллийг хадгалах, дамжуулах үүрэгтэй. Эхний тохиолдолд охин эс нь эцэг эхтэй ижил генийн багцыг хүлээн авдаг. Мейозын үр дүнд үр хөврөлийн эсүүд нь гаплоид хромосомын багцаар үүсдэг.
Цөмийн өөр нэг чухал үүрэг бол эсийн доторх үйл явцыг зохицуулах явдал юм. Энэ нь эсийн элементүүдийн бүтэц, үйл ажиллагааг хариуцдаг уургийн нийлэгжилтийг хянасны үр дүнд хийгддэг.
Уургийн нийлэгжилтэнд үзүүлэх нөлөө нь өөр илэрхийлэлтэй. Эсийн доторх үйл явцыг хянадаг цөм нь түүний бүх органеллуудыг сайн ажилладаг механизмтай нэг системд нэгтгэдэг. Үүний дутагдал нь дүрмээр бол эсийн үхэлд хүргэдэг.
Эцэст нь цөм нь амин хүчлээс ижил уураг үүсгэх үүрэгтэй рибосомын дэд нэгжүүдийн нийлэгжилтийн газар юм. Рибосомууд нь транскрипц хийх явцад зайлшгүй шаардлагатай байдаг.
Эукариот эс нь прокариот эсээс илүү төгс бүтэцтэй. Өөрийнхөө мембрантай органеллуудын харагдах байдал нь эсийн доторх үйл явцын үр ашгийг нэмэгдүүлэх боломжийг олгосон. Давхар липидийн мембранаар хүрээлэгдсэн цөм үүсэх нь энэхүү хувьсалд маш чухал үүрэг гүйцэтгэсэн. Удамшлын мэдээллийг мембранаар хамгаалсан нь эртний нэг эсийн организмуудыг эзэмших боломжийг олгосонАмьдралын шинэ арга зам дахь организмууд. Тэдний дунд фагоцитоз байсан бөгөөд энэ нь нэг хувилбараар симбиотик организм үүсэхэд хүргэсэн бөгөөд хожим нь орчин үеийн эукариот эсийн бүх шинж чанартай органеллуудын өвөг дээдэс болсон юм. Эсийн цөм, зарим шинэ бүтцийн бүтэц, үйл ажиллагаа нь хүчилтөрөгчийг бодисын солилцоонд ашиглах боломжийг олгосон. Үүний үр дагавар нь дэлхийн биосферт эрс өөрчлөлт гарч, олон эст организм үүсэх, хөгжүүлэх үндэс суурь тавигдсан юм. Өнөөдөр дэлхий дээр хүмүүсийг багтаасан эукариот организмууд ноёрхож байгаа бөгөөд энэ талаар юу ч өөрчлөгдөхгүй.
