Hujayra yadrosi va uning tuzilishi

Hujayra yadrosi va uning tuzilishi
Yadro — koʻpchilik bir hujayrali va hamma koʻp hujarayli organizmlar hujayralarining asosiy tarkibiy qismi. Ya.ning boʻlishi yoki boʻlmasligiga binoan, organizmlar eukariotlar va prokariotlarp ajratiladi. Prokariotlar hujayrasida irsiy modda DNK sitoplazmadan chegaralanmagan, bir qancha organoidlar boʻlmaydi. Eukariotlar hujayrasida DNK saklovchi strukturalar — xromosomalar va mitoxondriyalar bor. Genlardagi irsiy axborot orqali Ya. hujayrada oqsil sintezi, morfologik va fiziologik jarayonlarni boshqaradi. Ya. bilan sitoplazma oʻrtasida uzluksiz moddalar almashinuvi sodir boʻlib turadi. Ya.ni hayvon hujayralarida Ya.Purkinye (1825), oʻsimlik hujayralarida R.Broun (1831 — 33) kashf etishgan. Hujayralarda Ya. bitta yoki koʻp boʻlishi mumkin. Ya. sitoplazmadan 2 qavat membrana bilan ajralgan; tashqi membranasida ribosomalar joylashadi.
Hujayra - barcha hayot organizmlarning tuzilish, tarkibiy va funksional birligidir (viruslar bundan mustasno). Hujayra organizmning yashayotgan eng kichik boʻlagi, deb belgilanadi. Baʼzi organizmlar (masalan, bakteriyalar) bir hujayralidir, yaʼni faqat bitta hujayraga ega. Boshqa organizmlar esa koʻp hujayralidirlar (masalan, oʻrtacha odam 100 trillion yoki 1014 hujayradan iboratdir; oʻrtacha hujayra oʻlchami 10 mikrometr, massasi esa 1 nanogramdir). Eng katta hujayra tuyaqush tuxumi boʻlib, uzunligi 15 sm, massasi 1.4 kg gacha boʻladi. Hujayrani ilk marta Robert Guk 1665-yilda kashf qilgan.

Hujayra (lot. sellula, sulis — katakcha) — barcha tirik organizmlarning tuzilishi va funksional birligi, elementar tirik sistema. Alohida organizm sifatida hayot kechirishi (bakteriyalar, eng sodda hayvonlar, ayrim suvoʻtlar va zamburugʻlar) yoki koʻp hujayrali organizmlar toʻqimalari tarkibiga kirishi mumkin. Genetik apparat eukariotlarda sitoplazma membrana bilan ajralgan yadroda; prokariotlar esa nukleoidda joylashadi. Jinsiy hujayra meyoz natijasida hosil boʻladi.

Hujayra oʻlchami 0,1—0,25 mkm dan (ayrim bakteriyalar) 155 mm gacha (tuyaqush tuxumi). Hujayraning xilma-xil funksiyasini ixtisoslashgan ichki strukturalar — organoidlar bajaradi. H.ning universal organoidlari: yadroda — xromosomalar, sitoplazmada — ribo-somalar, mitoxondriyalar, endoplaz-matik toʻr, Golji kompleksi, lizo-somalgr. Ayrim manbalarda H. membranasi ham organoidlar qatoriga kiritiladi. Koʻpchilik H.da boʻladigan membrana strukturalari — mikronay-chalar, mikrofibrillalar H. shaklining; H. kiritmalari H. tarkibining doimiyligini taʼminlash vazifasini bajaradi.

H. ichida va organizmning ichki suyuq muhitida boʻladigan oqsillar, jumladan, fermentlar ham H.da sin-tezlanadi. H.ning har qaysi organo-idi faqat unga xos vazifani bajaradi. Mas, eukariotlarda H.ning nafas olishi faqat mitoxondriyalar mem-branalarida, oqsil sintezi — ribo-somalarda kechadi. Fermentlarning konsentratsiyalanishi va ularning H.strukturasida muayyan tartibda joylashuvi kimyoviy reaksiyalarni tezlashtirib, ketma-ket borishi (kon-veyer prinsipi)ni taʼminlaydi. H.ga xos mikrogeterogenlik xususiyati bir xildagi komponentdan bir vaqtning oʻzida har xil moddalarni juda oz miqdor (mikrohajm)da sintezlash imkonini beradi. Ixchamlik prinsi-pi ayniqsa DN K strukturasi uchun xos. Mas, odam tuxumhujayrasining 61012g keladigan DNK si organizm uchun xos boʻlgan barcha oqsillarni kodlaydi. H. ichida ionlarning muay-yan konsentratsiyasi saqlanadi. H. muhitdan yirik molekulalar, jumladan, oqsillar, hatto viruslarni pinotsitoz, ayrim mayda hujayralar va ular fragmentlarini fagotsitoz orqali yutish xususiyatiga ega.

Oʻsimlik H.si hujayra membra-nasi sirtidan qattiq qobiqb-n qoplangan (qobiq jinsiy H.da boʻlmay-di). H. qobigʻida teshikchalar bor. Bu teshikchalardan oʻtadigan sitoplazma oʻsimtalari orqali qoʻshni H. oʻzaro bogʻlangan. Oʻsishdan toʻxtagan H. qobigʻiga lignin, kremnezem yoki b. moddalar shimilishi natijasida ancha pishiq va qattiq boʻlib qoladi. Oʻsimlik yogʻochining pishiqligi ana shu moddalarga bogʻliq. Ayrim oʻsimliklar toʻqimasi H.lari ayniqsa juda pishiqH. devoriga ega boʻlib, H. halok boʻlgandan soʻng ham oʻzining tayanch skeletlik funksiyasini saqlab qoladi. Ixtisoslashgan oʻsimlik H.sining bir necha yoki bitta markaziy vakuolasi bor; ularda har xil tuzlar eritmasi, ugle-vodlar, organik kislotalar, alka-loidlar, aminokislotalar, oqsillar, hatto zaxira suv boʻladi. Oʻsimlik H.lari sitoplazmasida maxsus organoidlar — plastidalar bor; Golji kompleksi esa sitoplazmada tarqalgan diktiosomalardan iborat.

Barcha eukariotlar H.si bir xildagi organoidlar va metabolizmni boshqarish mexanizmlariga ega. Ular pro-kariotlar singari metabolizmni boshqarish, energiyani jamgʻarish va saqlash, oqsil sintezida genetik koddan foydalanish xususiyatiga ega. Barcha H. membranasining funksiyasi ham oʻxshash. H. tuzilishi va funksiyasining oʻxshashligi ular kelib chiqi-shidagi umumiylikdan dalolat beradi. Biroq organizmdagi H. oʻlchami va shakli, u yoki bu organoidlari soni, fermentlar majmui bilan bir-biridan farq qiladi. Bu farq organizmdagi H.ning oʻzaro kooperatsiyasi va ularning funksional ixtisoslashuvi bilan bogʻ-liq. Bir hujayralilar H.sining tuzilishi va funksiyasi oʻrtasidagi tafovutni koʻp jihatdan ularning yashash muhitiga moslanishi bilan tushuntiriladi. Genetik apparat tuzilishidagi oʻxshashlik prokariot va eukariotlar kelib chiqishidagi umumiylikni tushuntirish uchun dalil boʻladi. Ammo bir hujayralilarning ajdodi har xil prokariotlar boʻlishi ham mumkin. Simbiogenez nazariyasiga binoan bir xil prokariotlar xoʻjayin H. mitoxon-driyalariga, boshqalari — xloroplastlarga aylangan va organoid tarzida oʻz-oʻzidan koʻpaya boshlagan. Boshqa nazariyaga binoan esa prokariot H.ning strukturalari asta-sekin rivojlanib, eukariotga aylangan.

Bir organizmning barcha H.lari ge-nomi potensial axborot hajmi jihatdan urugʻlangan tuxumhujayra genomidan farq qilmaydi. Ixtisoslashgan H. yadrosini yadrosi olib tashlangan H.ga koʻchirib oʻtkazilganda normal organizm rivojlanishi buni isbotlaydi. Koʻp hujayrali organizmda H. xossalari oʻrtasidagi farq genlar faolligining bir xil boʻlmasligi tufayli kelib chiqadi. H.ning har xil ixtisoslashuvi natijasida bir xil H.lar (nerv) qoʻzgʻaluvchanlik; boshqalari (muskul) miofibrillalar hosil qiluvchi oqsillarga ega boʻlishi tufayli qisqarish, uchinchi xillari (bezli H.) hazm qilish fermentlari va gormonlarni sintezlash xususiyatiga ega boʻladi. Koʻpchilik H. koʻp funksiyali, mas, jigar H.si qon plazmasi va oʻt suyuqligi oqsillarini sin-tezlaydi; glikogen toʻplaydi va uni glyukozaga aylantiradi; yot moddalar (jumladan, dorilar)ni parchalaydi. Barcha H.da umumiy funksiyaga ega boʻlgan genlar faol boʻladi. Shunday qilib, har xil H.lar oʻrtasidagi oʻxshashlik belgilari ularni bir-bi-ridan farq qiluvchi belgilarga nis-batan koʻproq boʻlib, kelib chiqishi va funksiyasiga koʻra oʻxshash H. toʻqimalarni hosil qiladi (qarang Toʻqima).

Metabolitlar va ionlar — H.dagi jarayonlarni boshqaruvchi omillar. Ular genlarga taʼsir etish orqali fermentlar sintezini yoki bevosita fermentlarning oʻziga taʼsir koʻrsa-tib, ular faolligini oʻzgartirishi mumkin. Bunday oʻz-oʻzini boshqarish mexanizmlari tufayli H.da hayot uchun muhim boʻlgan koʻp jarayonlar optimal (eng qulay) holda saqlanib turadi.

H.larning oʻzaro taʼsiri, nerv va gormonlarning H. faolligini oʻzgarishiga olib keladigan xususiyatlari tashqaridan boshqaradigan omillarga kiradi. Bunday omillar H.ning oʻziga xos xususiyatlarini saqlab turish uchun zarur. H. kulturasiga xos sunʼiy sharoitda H.ning oʻziga hos koʻpgina xususiyatlari yoʻqoladi.

Eukariot H. mitoz orqali oʻz-oʻzidan koʻpayadi. Odam organizmidagi H. soni 1014. Ayrim toʻqimalarda H. soni hayot davomida doimiy boʻlib qoladi; faqat kam ixtisoslashgan H. boʻlinadi. Mas, odam organizmida sutka davomida 70 mlrd. ga yaqin ichak epi-teliysi H.si, 2 mlrd. eritrotsit nobud boʻlib turadi. Bir qancha toʻqi-malarda H. toʻliq ixtisoslashgan holda H. sikliga kiradi. Bunday hollarda mitoz H. boʻlinmasdan xro-mosomalarning 2 hissa ortishi bilan tugaydi (qarang Poliploidiya) yoki mitoz boshlanmasdan xromatidlar soni 2 hissa oshadi. Ayrim ixtisoslashgan H. yadrosi umuman H. sikliga kirishmaydi (mas, neyronlar, skelet mus-kullari tolasi). Bunday hollarda H. hayoti organizm umrining uzoqligiga teng boʻladi. Odam H.si oʻrtacha 1 — 2 kun (ichak epiteliysi) yashaydi. Barcha H.larda moddalar va struktura elementlari faol yangilanib turadi. Toʻqimalarni hosil qiluvchi beqiyos koʻp sonli H.lardagi metabo-litik va boshqaruv jarayonlarining oʻzaro bogʻlanganligi, ular tarkibining doimo yangilanib turishi koʻp hujayrali organizm organlarining nuqsonsiz ishlab turishini taʼminlaydi. H.ni sitologiya fani oʻrganadi. Yana q. Hujayra nazariyasi, Hujayra sikli. Sitologiya (citos... va ...logos) — hujayra haqidagi fan. Hujayralarning tuzilishi va funksiyasini, koʻp hujayrali, shuningdek, bir hujayrali organizmlardagi aʼzo va toʻqimalarning oʻzaro bogʻlanishi va munosabatlarini oʻrganadi. Barcha tirik mavjudotlarning eng muhim tarkibiy kismi boʻlgan hujayrani oʻrganish bilan S. biologiya fanlari orasida markaziy oʻrinni egallaydi; u oʻsimliklar gistologiyasi, anatomiyasi, fiziologiya, genetika, biokimyo, mikrobiologiya va boshqa fanlar bilan uzviy bogʻlangan. Organizmning hujayra tuzilishini oʻrganish 17-asrdan olimlar R.Guk, M.Malpigi, A.Levenguk (1632— 1723) tomonidan boshlangan edi.

S.ning taraqkiyoti hujayra tadqiqoti usullarining rivoji bilan bogʻliq. 19-asrga kelib butun organik dunyo uchun yagona hujayra nazariyasi yaratildi (T.Shvann, 1838). Hujayra nazariyasining yaratilishi hujayrani barcha tirik organizmlarning asosi sifatida oʻrganish uchun turtki boʻddi. 19-asr oʻrtalaridan hujayralar strukturasini fiksatsiya qilish, yaʼni kimyoviy moddalar va fizik omillar taʼsir ettirish yoʻli bilan shu strukturani saqlash va toʻqimalarni boʻyashning har xil usullari qoʻllanila boshladi. S.ning keyingi rivojlanishiga nemis patologi R.Virxovshsht "sellyulyar patologiya" haqidagi taʼlimoti sabab boʻldi (1858), Virxov hayvon organizmi hujayralar majmuidan iborat, shulardan har biri hayotning barcha xossalariga ega va har bir xujayra fakat hujayradan rivojlanadi degan fikrni olgʻa surdi. 19-asrning oxirida protoplazmaning doimiy tarkibiy qismlari (organoidlari); sentrosomalar, mitoxondriyalar, toʻrsimon apparat yoki Golji kompleksi, shuningdek, hujayra yadrosidagi nuklein kislota aniqlandi. Hujayraning kariokinetik boʻlinishini (qarang Mitoz) avval oʻsimliklarda, keyin hayvonlarda kashf qilindi. Xromosomaning individuallik nazariyasi va soni turgʻunligi qoidasi yaratildi. Jinsiy hujayralar rivojlanishida xromosomalar soni reduksiyasi jarayoni kashf qilindi. Rus sitologi S.G.Navashin (1898) yopiq urugʻli oʻsimliklarda qoʻsh urugʻlanish hodisasini aniqladi.

Hujayra fiziologiyasini tadqiq qilishda ham katta ishlar qilindi. I.I.Mechnikov fagotsitoz jarayonini topdi. Oʻsimlik va hayvon hujayralarining tanlab oʻtkazuvchanlik xususiyati kashf qilindi. Membrananing oʻtkazuvchanlik nazariyasi paydo boʻldi. Hujayrani tiriklayin boʻyash usullari ishlab chiqildi.

20-asrning boshidan hujayrani tadqiq etishda ultrabinafsha nurlar va flyuoressent mikroskopiyasi, 1941 yildan faza — kontrastli mikroskopiya qoʻllanildi. Sitokimyoviy tahlillarning yangi usullari ishlab chiqildi. Hujayra ustida har xil tadqiqotlar oʻtkazishga yordam beruvchi mikromanipulyatorlar yuzaga keldi. 20-asrning birinchi choragida xujayra strukturasining funksional roli aniqlandi. Oʻsimlik hujayralarida vakuolyar sistema rivojlanishi va plastidalardan kraxmal hosil boʻlishi kuzatildi.

Mendel qonunlarini qayta kashf qilinishi S. rivojiga katta taʼsir koʻrsatdi. Jinsiy aʼzolar va somatik hujayralar yadrosida kechadigan jarayonlarni oʻrganish natijasida irsiyatning xromosoma nazariyasi yaratildi; sitogenetika soha boʻlib ajraldi.

20-asrga kelib S.ning jadal rivojlanishiga yangi usullar (elektron mikroskopiya, izotop indikatorlar, hujayralarni sunʼiy oʻstirish va boshqalar) asos boʻldi. Hujayraning yangi ultramikroskopik komponentlari, hujayrani tashqi muhitdan ajratib turadigan plazmatik yoki hujayraviy membrana va h.k. kashf qilindi. Submikroskopik tadqiqotlar hujayralarni eukariotlar vaprokariotlar guruhiga (shunga koʻra organizmlarni ham) ajratish imkoniyatini berdi.

Hujayraning tarkibiy qismlarini ajratib olish usullarini takomillashtirish, biokimyoning analitik va dinamik usullarini S.ga tadbiq etish hujayraning kimyoviy topografiyasi va uning tarkibiy qismini, biokimyoviy roli hamda funksional ahamiyatini aniqlashga olib keldi. Hujayraning genetik funksiyasini oʻrganishda yadro va hujayraning sitoplazmatik tarkibida DNK borligini aniklash katta ahamiyatga ega boʻldi.

Hozirgi S.ning asosiy vazifalari hujayraning mikroskopik va submikroskopik strukturasi hamda kimyoviy tarkibini, hujayralar strukturalarining funksiyalari va ularning oʻzaro taʼsirini, moddalarning hujayraga oʻtishi va undan ajralib chiqish usullari hamda membrananing bu jarayonlardagi rolini, mikroorganizmlarning nerv va gumoral omillari hamda tashqi muxit omillariga hujayralarning reaksiya koʻrsatishini, uning qoʻzgʻalishini qabul qilishi va oʻtkazishini, hujayraning bir-biriga oʻzaro taʼsirini, uning shikastlaydigan taʼsirotga koʻrsatadigan reaksiyasini, hujayraning yadro va sitoplazmatik-genetik apparati va irsiy kasalliklarda uning oʻzgarishini, hujayralarning viruslar bilan munosabatini, normal hujayralarning oʻsma (rak) hujayralariga aylanishi, hujayra sistemasining paydo boʻlishi hamda evolyutsiyasi va boshqa masa-lalarni urganishsan iborat. S.ning sitogenetika, sitoekologiya, radiatsion S., onkologik S. va boshqa tarmoqdari bor. Hozirgi respublikamizdagi mavjud tibbiyot institutlarda S. gistologiya bilan qoʻshib oʻqitiladi. Oʻzbekiston FAning "Oʻzbekistan biologiya jurnali" va boshqa nashrlarda S. masalalari yoritiladi (yana q. Hujayra)