Բջջի մասերի, օրգանոիդների կառուցվածքն ու ֆունկցիաները, — բջջի մասերի և օրգանոիդների կառուցվածքի և ֆունկցիաների փոխադարձ կապը, — բջջաթաղանթ, ժամանակակից պատկերացումները կենսաբանական մեմբրանների կառուցվածքի և ֆունկցիաների մասին

Բջիջ, հունարեն՝ ցիտոս՝ անոթ, բջիջ, բոլոր հայտնի կենդանի օրգանիզմների կառուցվածքային, ֆունկցիոնալ և ժառանգական տարրական միավորը։ Բջիջը, որպես օրգանիզմի կառուցվածքի տարրական միավոր, օժտված է կենդանի նյութին բնորոշ հատկություններով, որոնք պահպանում ու փոխանցվում են հաջորդ սերունդներին։ Բջիջն ուսումնասիրող գիտությունը բջջաբանությունն է։

(1) Կորիզակ (2) Բջջակորիզ (3) Ռիբոսոմ (4) Ներառուկ (5) Հատիկավոր էնդոպլազմային ցանց (6) Գոլջիի ապարատ (7) Բջջակմախք (8) Հարթ էնդոպլազմային ցանց (9) Միտոքոնդրիումներ (10 ) Վակուոլներ (11) Ցիտոպլազմա (12) Լիզոսոմ (13) Ցետրիոլ

Բջիջը կազմված է ցիտոպլազմայից, որը պարփակված է բջջաթաղանթի մեջ։ Ցիտոպլազման պարունակում է կենսամոլեկուլներ, որոնցից են, օրինակ, սպիտակուցները և նուկլեինաթթուները։

Շատ միկրոօրգանիզմներ  կազմված են 1 բջջից և անվանվում են միաբջիջ օրգանիզմներ։ Բազմաբջիջ օրգանիզմները, որոնցից են բարձրակարգ բույսերն ու կենդանիները, այդ թվում և մարդը, կազմված են մեծ քանակությամբ բազմազան բջիջներից, որոնք միավորված են հյուսվածքներում ու օրգաններում։ Օրինակ՝ մարդու օրգանիզմը բաղկացած է մոտ 1012 բջիջներից։ Վերջիններիս կենսագործունեությունը հնարավոր է էներգիայի արտաքին աղբյուրների և քիմիական նյութերի օգտագործման շնորհիվ, որն անհրաժեշտ է բարդ կազմավորված ու փոխադարձ կապված բջջային կառուցվածքների սինթեզի և վերականգման, ինչպես նաև մասնագիտացված ֆունկցիաների կատարման համար։ Բույսերի և կենդանիների բջիջների մեծ մասը տեսանելի են միայն մանրադիտակի տակ և ունեն 1-100 միկրոմետր չափեր։

Բջիջը հայտնաբերել է Ռոբերտ Հուկը 1665 թվականին, որը նմանացրել է բջիջը վանքի սենյակներում քրիստոնյա հոգևորականների դասավորությանը[5][6]։ Բջջային տեսությունն առաջին անգամ զարգացրել են Մաթիաս Յակոբ Շլեյդենը և Թեոդոր Շվանը 1839 թվականին։ Այս տեսությունը պնդում է, որ բոլոր օրգանիզմները կազմված են մեկ կամ ավելի բջիջներից, որոնք կրում են բջիջների գործունեությունը կարգավորող՝ ժառանգական տեղեկատվություն։ Բջիջները Երկրի վրա առաջացել են նվազագույնը 3,5 միլիարդ տարի առաջ։

Բջջի քիմիական բաղադրությունը, միկրո- և մակրոտարրեր

Միկրոտարրեր, օրգանիզմներում փոքր (սովորաբար տոկոսի հազարերորդական մասեր) քանակներով պարունակվող և դրանց բնականոն կենսագործունեության համար անհրաժեշտ քիմիական տարրեր։ Միկրոտարրեր են նաև հողում, լեռնային ապարներում, հանքանյութերում, ջրերում պարունակվող քիմիական որոշ տարրեր։ Մակրոտարրերից զատելու քանակական ճշգրիտ սահմաններ չկան։ Հողի և լեռնային ապարների որոշ մակրոտարրեր (Fe, A1 և այլն) կենդանիների, բույսերի, մարդկանց համար միկրոտարրեր են։ Կենդանի օրգանիզմներում առանձին միկրոտարրեր հայտնաբերվել են դեռևս XIX դ․ սկզբում։ Վ․ Ի․ Վերնադսկին հաստատել է, որ միկրոտարրեր կենդանի օրգանիզմների պատահական բաղադրամասեր չեն և բաշխվում են օրինաչափորեն։ Բույսերի և կենդանիների բնականոն կենսագործունեության համար 30-ից ավելի միկրոտարրեր համարվում են անհրաժեշտ։ Դրանց մեծ մասը մետաղներ են (Fe, Cu, Zn, Mn, Mo, Co և այլն), մյուս մասը՝ ոչ մետաղներ (J, Se, Br, F, As)։ Օրգանիզմում միկրոտարրեր մտնում են կենսաբանորեն ակտիվ տարբեր միացությունների՝ ֆերմենտների, վիտամինների, հորմոնների, շնչառական պիգմենտների բաղադրության մեջ և ներգործում նյութափոխանակության պրոցեսների ակտիվության, իսկ որոշ միկրոտարրեր աճի (Mn, Zn, J), արյունաստեղծման (Fe, Cu, Со), հյուսվածքային շնչառության (Cu, Zn), բազմացման (Mn, Zn՝ կենդանիների, Mn, Cu, Mo՝ բույսերի համար), ներբջջային փոխանակության վրա և այլն։ Հողերում միկրոտարրեր մտնում են տարբեր միացությունների կազմի մեջ, որոնց մեծ մասն անլուծելի կամ դժվարալույծ են և բույսերին քիչ մատչելի։ Միկրոտարրերի շարժունակության և մատչելիության (բույսերի համար) վրա ազդում են հողի թթվայնությունը, խոնավությունը, օրգանական նյութերի պարունակությունը և այլն։ Տարբեր հողերում միկրոտարրերի պարունակությունը նույնը չէ․ օրինակ, В-ի և Cu-ի շարժուն ձևերով հարուստ են սևահողերը, աղքատ՝ ճմապոդզոլային հողերը։ Միկրոտարրերի պակաս նկատվում է թեթև, Со-ի՝ թթու ճմապոդզոլային, Mn-ի՝ սևահողերում, Zn-ի՝ գորշ և շագանակագույն հողերում։ Հողերում միկրոտարրերի պակասի կամ ավելցուկի հետևանքով դրանք պակասում կամ ավելանում են բուսական և կենդանական օրգաններում։ Այս դեպքում կատարվում են կուտակման բնույթի փոփոխություններ, կենսաբանական ակտիվ նյութերի սինթեզի արագացում կամ թուլացում, միջանկյալ փոխանակության պրոցեսների վերակառուցում, նոր հարմարվողականության մշակում, կամ զարգանում են խախտումներ, ապա նաև դրանց հետևանքով տեղաճարակային հիվանդություններ։ Այսպես, կենդանիների տեղաճարակային ատակսիան առաջանում է Cu-ի, խպիպը՝ J-ի, ակոբալտոզները՝ Со-ի պակասից, բորային էնտերիտները, բարդացած թոքաբորբով (ոչխարների մոտ), В-ի ավելցուկից։ Միկրոտարրերի պակասը կամ ավելցուկը վնասակար է նաև բույսերի համար, օրինակ, ծաղկակաղամբի և որոշ ընդավորների ծաղիկների առաջացումը ընկճվում է Mo-ի, հացահատիկների, ցիտրուսային և այլ բույսերի պտուղների կազմավորումը խանգարվում է Cu-h պակասից, իսկ В-ի պակասի դեպքում թերզարգացած է ծաղկակալը, բացակայում է ծաղկումը (գետնանուշ), մահանում են կոկոնները (խնձորենի, տանձենի), չորանում են ծաղկաբույլերը (խաղող) և պտուղները։ Այն շրջաններում, որտեղ առանձին միկրոտարրերի կոնցենտրացիան չի հասնում ստորին շեմքային սահմաններին, հնարավոր է կանխել և բուժել տեղաճարակային հիվանդությունները՝ կերաբաժնին ավելացնելով համապատասխան միկրոտարրեր։ Նման դեպքերում բույսերի համար կիրառում են միկրուցարարաանյութեր։ Մարդու օրգանիզմ միկրոտարրեր մուտք են գործում բուսական և կենդանական ծագման սննդանյութերի հետ։ Խմելու ջուրը բավարարում է Cu, Zn, Mn, Со, Mo-ի նկատմամբ մարդու պահանջի միայն 1—10%-ը և առանձին միկրոտարրերի (F, Sr) գլխավոր աղբյուրն է։ Տարբեր միկրոտարրերի պարունակությունը սննդաբաժնում կախված է մթերքների տեսակակազմից և դրանց ստացման վայրի երկրաքիմիական պայմաններից։ Մարդու տեղաճարակային հիվանդությունների պատճառագիտական գործոն կարող են համարվել միայն J, որի պակասը նպաստում է խպիպի առաջացմանը, և F, որի ավելցուկից առաջանում է ֆլյուորոզ, պակասից՝ ոսկրափուտ։ Միկրոտարրերը օրգանիզմում բաշխվում են անհավասարաչափ։ Դրանց բարձր կուտակվածությունը որևէ օրգանում կապված է տարրի ֆիզիոլոգիական դերի և օրգանի առանձնահատուկ գործունեության հետ։ Տարիքի հետ շատ միկրոտարրերի (Al, Ti, Cl, Pb, F, Sr, Ni) պարունակությունը մեծանում է, աճի և զարգացման շրջանում՝ համեմատաբար ավելի արագ, իսկ 15—20 տարեկանում՝ դանդաղ, կամ դադարում է։ Կան տվյալներ, որ Со, Cu, Ni-ի պարունակությունն արյան մեջ և Sr-ինը՝ կմախքում 50—60 տարեկան հասակում ավելի պակաս է, քան 20—25 տարեկանում։ Միկրոտարրերի բացարձակ քանակը օրգաններում և հյուսվածքներում էականորեն կարող է տատանվել, սակայն արյան մեջ որոշ տարրերի կոնցենտրացիան համեմատաբար հաստատուն է (Со՝ 4—8 մ/կգ%, Cu 80—140 մ/կգ%, Fe՝ 45—60 կմգ% և այլն)։ Այլ միկրոտարրերի՝ Sr, Pb, F քանակը կարող է նկատելիորեն տատանվել։ Արյան մեջ միկրոտարրերի մեծ մասը գտնվում է սպիտակուցների հետ կապված վիճակում, որոշ տարրեր՝ իոնների ձևով։ Ըստ օրգանիզմի կենսագործունեության համար ունեցած նշանակության միկրոտարրեր բաժանում են անհրաժեշտի (Co, Fe, Cu, Zn, Mn, J, F, Br) և հավանականորեն անհրաժեշտի (Al, Sr, Mo, Se, Ni)։ Bi-ի, Ag-ի, Аи-ի, Nb-ի, Zr-ի, La-ի և հյուսվածքներում հայտնաբերված մի քանի այլ միկրոտարրերի դերը դեռևս բացահայտված չէ։ Միկրոտարրերի ֆիզիոլոգիա-հիգիենային բնութագիրը տրված է աղյուսակում, որտեղ ներկայացված է միկրոտարրերի «բիոտիկ» քանակի (բնության մեջ հանդիպող քանակություններ) արդյունավետությունը։ Այս սահմաններում միևնույն տարրի ազդեցության բնույթը կարող է էականորեն փոխվել, օրինակ, Mn-ի փոքր քանակությունը խթանում է արյունաստեղծումը և իմունոռեակտիվությունը, մեծ քանակությունը՝ ընկճում։ Խմելու ջրում F-ի կոն¬ ցենտրացիան մինչև 1—1, 5 մգ/լ հասցնելիս ոսկրափուտով հիվանդությունը նվազում է, իսկ մինչև 2—3 մգ/լ բարձրացնելու դեպքում՝ զարգանում է ֆլյուորոզ և այլն։ Օրգանիզմում փոխազդեցություն է նկատվում նաև իրենց՝ միկրոտարրերի միջև (Со արդյունավետ է ազդում արյունաստեղծման վրա միայն օրգանիզմում բավարար քանակով Fe և Cu-ի առկայության դեպքում, Mn բարձրացնում է Cu-ի յուրացումը և այլն)։ Միկրոտարրերի օգտագործումը կլինիկական բժշկության մեջ առայժմ սահմանափակ է։ Արդյունավետ է Co, Fe, Cu, Mn-ի պատրաստուկների կիրառումը անեմիայի որոշ ձևերի դեմ պայքարելու գործում։ Որպես դեղամիջոցներ օգտագործում են նաև Br և J։ Միկրոտարրեր ի կիրառման ասպարեզում մեծ են հիգիենայի հաջողությունները՝ աղի կամ հացի յոդացումը տեղաճարակային խպիպի կանխման համար, ջրի ֆտորացումը՝ ոսկրափուտով հիվանդության նվազեցման համար, ապաֆտորացումը, երբ բնական ջրերում F շատ է և այլն։

Ջուր Ջուրը գերազանց լուծիչ է. անհրաժեշտ նյութերը բջիջ են մտնում, իսկ նյութափոխանակության արգասիքները բջջից հեռանում են ջրի...

Բջջաբանություն

Բջջաբանությունը գիտություն է բջջի մասին: Նրա խնդիրն է ուսումնասիրել բջիջների կառուցվածքը, ֆունկցիան, նրանց քիմիական բաղադրությունը, բազմացումը և զարգացումը: Բջիջ տերմինը առաջին անգամ օգտագործել է անգլիացի ֆիզիկոս Ռոբերտ Հուկը 1665թ., երբ իր իսկ պատրաստած պարզ կառուցվածքի մանրադիտակով դիտում է խցանի բարակ կտրվածքը և նրանում հայտնաբերում փոքրիկ խորշիկներ, բջիջներ: Ավելի ուշ 1680թ., հոլանդացի գիտնական,օպտիկական գործիքների մասնագետ Անտոն Լևենհուկը առաջին անգամ դիտեց կենդանի բջիջը (էրիթոցիտը)և հայտնաբերեց միաբջիջ օրգանիզմները: Մանրադիտակի կատարելագործումը հնարավորություն ստեղծեց հետագայում հայտնաբերելու բջջի պրոտոպլազման (1830թ.) և կորիզը (1831թ.): Կուտակված հսկայական տեղեկության հիման վրա 1838-39թթ. գերմանացի բուսաբան Մ. Շլեյդենը և կենդանաբան Թ. Շվանը տվեցին բջջային տեսությունը, ըստ որի բջիջը համարվում է կենդանի օրգանիզմների կառուցվածքային և ֆունկցիոնալ միավոր: Բջջային տեսությունը ապացուցում է բուսական և կենդանական օրգանիզմների և ընդհանրապես օրգանական աշխարհի միասնականությունը և ժխտում մետաֆիզիկական աշխարհայացքը: Փոքր-ինչ ավելի ուշ (1858թ.) գերմանացի բժիշկ Ռ. Վիրխովն առաջին անգամ ցույց տվեց, որ օրգանիզմի ախտաբանական պրոցեսների հիմքում ընկած են բջջում տեղի ունեցող փոփոխությունները: Այսպես, օրինակ, այնպիսի ծանր հիվանդությունը, ինչպիսին է շաքարախտը, առաջանում է ենթաստամոքսային գեղձի որոշ խումբ բջիջների փոփոխման հետևանքով, երբ դրանք կրցնում են ինսուլին հորմոն սինթեզելու ունակությունը: Ներկայումս բջջային տեսությունը ընդգրկում է հետևյալ հիմնադրույթները. 1.բջիջը համարվում է բոլոր օրգանիզմների կառուցվածքային ու ֆունկցիոնալ տարրական միավորը, 2.բոլոր օրգանիզմների բջիջներն իրենց կառուցվածքով ու քիմիական բաղադրությամբ ունեն որոշակի նմանություն, 3.բջիջները բազմանում են բաժանման եղանակով, և յուրաքանչյուր նոր բջիջ առաջանում է մայր բջջից, 4.բազմաբջիջ օրգանիզմներում բջիջներն ունակ են տարբերակվելու, առաջացնելով կառուցվածքով ու ֆւնկցիայով ոչ միատեսակ հյուսվածքներ,օրգաններ, որոնք միմյանց հետ գտնվում են ներդաշնակ փոխկապակցության մեջ: Դրանում է օրգանիզմի ամբողջականությունը, որն իրականացվում է նյարդային և հումորալ ճանապարհով: Բջջի ուսումնասիրության մեթոդները. 1.Մանրադիտակային մեթոդ: Օգնում է ուսումնասիրելու բջջի կառուցվածքային մասերը, որոնք անզեն աչքով աննկատելի են: Լայն կիրառություն ունի սովորական լուսային մանրադիտակը, որը կարող է հետազոտվող օբյեկտը մեծացնել մինչև 3000 անգամ: 2.Բջջի քիմիական բաղադրությունն ուսումնասիրվում է ցիտոքիմիական մեթոդներով: 3.Ռենտգենակառուցվածքային վերլուծության մեթոդ: Հնարավորություն է տալիս ուսումնասիրել բջջի կազմի մեջ մտնող մոլեկուլների տարածական դասավորությունը: 4.Ավտոռադիոգրաֆիայի մեթոդ: Այս դեպքում բջիջ են ներմուծվում նշանադրված ռադիոակտիվ ատոմներ և ապա գրանցում դրանց տեղակայումը

Կենսաբանության մասնաճյուղերը և կապն այլ գիտությունների հետ

Կենսաբանություն (հուն․՝ βιολογία; հին հուն․՝ βίος՝ կյանք և λόγος (լոգոս)՝ գիտություն[1]), բիոլոգիա, բնական գիտություն, որն ուսումնասիրում է կյանքը և կենդանի օրգանիզմները, դրանց ֆիզիկական և քիմիական կառուցվածքը, գործառույթը, զարգացումը և էվոլյուցիան[2]։ Ժամանակակից կենսաբանությունը ներառում է բազմաթիվ բնագավառներ։ Կենսաբանական գիտությունները տարբեր ուղղվածություններ ունեն և բարդ են, բայց կան նրանց միավորող մի շարք սկզբունքներ, որոնք ընդհանուր են բոլոր կենսաբանական գիտությունների համար։ Ժամանակակից կենսաբանության հիմնաքարը կազմում են հինգ հիմնական սկզբունքներ և տեսություններ՝ բջջային տեսությունը, ըստ որի՝ բջիջը համարվում է կյանքի պարզագույն միավորը, էվոլյուցիոն տեսությունը, գենային տեսությունը, ըստ որի՝ գենը համարվում է ժառանգականության հիմքը, էներգիայի սպառման և ձևափոխման սկզբունքը և հոմեոստազը։

Կենսաբանության բնագավառները բաժանվում են ըստ կյանքի կազմավորման մակարդակների, հետազոտվող օրգանիզմի տեսակի և հետազոտման մեթոդի՝ կենսաքիմիան, որը, օրինակ, ուսումնասիրում է կյանքի քիմիան, մոլեկուլային կենսաբանությունը՝ կենսամոլեկուլների միջև բարդ փոխհարաբերությունները, բջջաբանությունը՝ կյանքի պարզագույն միավորը՝ բջիջը, ֆիզիոլոգիան՝ հյուսվածքների, օրգանների և օրգան համակարգերի ֆիզիկական և քիմիական հատկանիշները, էկոլոգիան՝ օրգանիզմների և միջավայրի փոխազդեցությունը, էվոլյուցիոն կենսաբանությունը՝ գործընթացները, որոնք ապահովում են կյանքի բազմազանությունը։

Տեսանյութ