Design a site like this with WordPress.com
Get started

ՄԻՏՈԶ

Միտոզը էուկարիոտ բջջի կորիզի բաժանումն է` քրոմոսոմնների թվի պահմանմամբ: Ի տրաբերություն մեյոզի, միտոտիկ բաժանումը տեղի է ունենում առանց բարդությունների, քանի որ չի ներառում պրոֆազի ընթացքում հոմոլոգ քրոմոսոմների կոնյուգացիա:
Միտոզի փուլերը.Միտոզը բջջային ցիկլի մի հատվածն է, սակայն այն բավականին բարդ է և իր մեջ ներառում է հինգ փուլեր`պրոֆազ, պրոմետաֆազ, մետաֆազ, անաֆազ, տելոֆազ:
Քրոմոսոմների կրկնորինակների ստեղծումը կատարվում է ինտերֆազի ժամանակ և միտոզի փուլում քրոմոսոմները արդեն կրկնապատկված են:
— Պրոֆազի փուլում տեղի է ունենում հոմոլոգ քրոմոսոմների (զույգերի) կոնդենսացիա և սկսվում է բաժանման վերետենի ձևավորումը: Մարդու և կենդանիների բջիջներում սկվում է ցենտրիոլների հեռացումը, ձևավորվում են բաժանման բևեռները:
— Պրոմետաֆազը սկսվում է բջջի կորիզի թաղանթի քայքայմամբ: Քրոմոսոմները սկսում են շարժվել, նրանց ցենտրոմերները կոնտակտի մեջ են մտնում ցենտրիոլների միկրոխողովակների հետ, իսկ բևեռները շարունակում են իրարից հեռանալ:
— Մետաֆազի ընթացքում քրոմոսոմների շարժումը դադարում է, նրանք տեղավորվում են բջջի այսպես կոչված հասարակածի վրա` բևեռներց հավասարաչափ հեռավորության վրա, մի հարթության մեջ` առաջացնելով մետաֆազային թիթեղիկ: Կարևոր է նշել, որ այս դիրքում նրանք մնում են բավականին երկար ժամանակ, որի ընթացքում բջջի մեջ կատարվում են նշանակալից վերփոխումներ, որից հետո միայն կարող է տեղի ունենալ քրոմոսոմների իրարից հեռացումը: Այս է պատճառը, որ մետաֆազը ամենահարմար պահն է քրոմոսոմնների քանակի հաշվարկման:
— Անաֆազի ընթացքում քրոմոսոմները հեռանում են իրարից դեպի հանդիպակած բևեռներ. վեջինները նույնպես շարունակում են իրարից հեռանալ:
— Տելոֆազում արդեն առանձնացված քրոմոսոմների խմբերի շուրջ ձևավորվում են բջջի կորիզների թաղանթներ, որոնք ապակոնդենսացվում են և առաջացնում են երկու դուստր կորիզներ:

ԳԵՆԵՏԻԿԱԿԱՆ ԿՈԴ

DNA.png

Գենետիկական կոդ, ժառանգական ինֆորմացիայի ծածկագրման համակարգ նուկլեինաթթուների համակարգում, կենդանիների, բույսերի, բակտերիաների և վիրուսների մոտ իրականացվում է նուկլեոաիդների հաջորդականությամբ։ Բնական նուկլեինաթթուներում՝ դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթու (ԴՆԹ) և ռիբոնուկլեինաթթու (ՌՆԹ), հանդիպում են նուկլեոտիդների 5 տարածված ձևեր (յուրաքանչյուր նուկլեինաթթվում 4-ը), որոնք միմյանցից տարբերվում են ազոտային հիմքով։ ԴՆԹ պարունակում է ադենին (Ա), գուանին (Գ), ցիտոզին (Ց), թիմին (Թ), ՌՆԹ-ում թիմինի փոխարեն ուրացիլ է (Ու)։ Սպիտակուցում ամինաթթուների քանակությունն (20) ու գենետիկական կոդը կոդավորող նշանները (4) չեն համապատասխանում, հետևաբար կոդային թիվը, այսինքն՝ 1 ամինաթթուն կոդավորող նուկլեոտիդների քանակը 1 լինել չի կարող։ Ամերիկացի գիտնական Գ. Գամովը (1954 թ.-ին) առաջարկել է գենետիկական կոդի տրիպլետային մոդել, որտեղ 1 ամինաթթուն կոդավորվում է 3 նուկլեոտիդների խմբով՝ կոդոնով։ Առաջարկվեցին գենետիկական կոդի տարբեր մոդելներ, որոնցից ուշադրության արժանացան 3-ը՝ ծածկող կոդ առանց ստորակետի, չծածկող կոդ առանց ստորակետի և ստորակետներով կոդ։ 1961 թ.-ին Ֆ. Կրիկը (Մեծ Բրիտանիա) աշխատակիցների հետ միասին հաստատեց տրիպլետային չծածկող, առանց ստորակետի կոդի հիպոթեզը։

Հաստատվել են գենետիկական կոդի հետևյալ օրինաչափությունները.

  1. Գոյություն ունի գծային համապատասխանություն նուկլեոտիդների և կոդավորող ամինաթթուների հաջորդականության միջև։
  2. Գենետիկական կոդի հաշվումը սկսվում Է որոշակի կետից, մեկ ուղղությամբ, մեկ գենի սահմանում։
  3. Կոդը չծածկող է։
  4. Գենետիկական կոդը, որպես կանոն ունի այլասերում՝ 1 ամինաթթուն կոդավորում են 2 և ավելի տրիպլետ-սինոնիումներ։
  5. Կոդային թիվը հավասար է 3-ի։
  6. Գենետիկական կոդը կենդանի բնության մեջ ունիվերսալ է (առանձին բացառությամբ)։ Ամերիկացի գիտնականներ Մ. Նիրենբերգի, Ս. Օլոայի, Խ. Կորանի հետազոտություններով պարզվեց ոչ միայն կոդոնի կազմը, այլև նուկլեոտիդների հաջորդականությունը բոլոր կոդոններում։ Ըստ Ֆ. Կրիկի նշված աղյուսակը կենսաբանության համար ունի այն նշանակությունը, ինչ քիմիական տարրերի պարբերական աղյուսակը քիմիայի համար։ Աղյուսակից երևում է, որ կոդն ունի շատ համանուններ, այսինքն՝ յուրաքանչյուր ամինաթթու ներկայացված է մի քանի կոդոններով, բացառությամբ երկուսի (մեթիոնին, տրիպտոֆան), որոնք ունեն եզակի կոդոն։ 2. Կոդն ունի որոշակի կառուցվածք, ամինաթթվի տարբեր կոդոններ պատահականորեն չեն դասավորված աղյուսակում։ 3. Կոդն ունի նաև կոդոններ, որոնց ամինաթթու չի համապատասխանում։ Դրանցից ՈւԱԱ-ն, ՈւԱԴ-ն, ՈւԴԱ-ն ազդարարում են սպիտակուցի շղթայի ավարտը (թերմինացնող կոդոններ), իսկ ՈԻԱԴ-ն, ԴՈԻԴ-ն, ՈԻՈԻԴ-ն՝ սպիտակուցի սինթեզի սկիզբը (ինիցող)։ Գենետիկական կոդի իրացումը բջջում տեղի է ունենում 2 փուլով, առաջինը՝ կորիզում, երկրորդը՝ ցիտոպլազմայում, ռիբոսոմներում։

ԷՆԵՐԳԵՏԻԿ ՓՈԽԱՆԱԿՈՒԹՅՈՒՆ

Բջիջն էներգիայով ապահովելու համար օգտագործում են օրգանական նյութեր՝ ածխաջրեր, ճարպեր, սպիտակուցներ։ Բջիջների մեծ մասը որպես էներգիայի աղբյուր առաջին հերթին օգտագործում են ածխաջրերը։ Օրինակ՝ կաթնասուննների գլխուղեղի բջիջների համար էներգիայի աղբյուր է գլյուկոզը։ Պոլիսախարիդները ներգրավվում են կատաբոլիզմի ռեակցիաներում նախապես հիդրոլիզվելով մինչև մոնոսախարիդների։

Ճարպերը նախապես ճեղքվում են գլիցերինի և ճարպաթթուների և որպես էներգիայի աղբյուր սկսվում են օգտագործվել, գլխավորապես այն ժամանակ, երբ վերջանում են ածխաջրերը։ Սակայն կան բջիջներ, որոնք գերադասում են որպես էներգիայի աղբյուր օգտագործել ճարպաթթուներին։

Սպիտակուցները նախապես ճեղքվում են ամինաթթուների և որպես էներգիայի աղբյուր են օգտագործվում, եթե վերջացել են բջջում ածխաջրերը և ճարպերը, քանի որ սպիտակուցները բջջում իրականացնում են այլ շատ կարևոր ֆունկցիաներ։ Սպիտակուցները՝ որպես էներգիայի աղբյուր կարող են օգտագործվել միայն երկար սովահարության պայմաններում։

Բջջում գլյուկոզի ճեղքումը (որի հետևանքով կատարվում է ԱԵՖ-ի սինթեզը) տեղի է ունենում իրար հաջորդող երկու փուլով։ Առաջինը կոչվում է գլիկոլիզ կամ անթթվածին ճեղքում։ Երկրորդ փուլն անվանում են շնչառություն կամ թթվածնային ճեղքում։

ԳԼԻԿՈԼԻԶ (ԱՆԹԹՎԱԾԻՆ ՃԵՂՔՈՒՄ)

Գլյուկոզի անթթվածին ճեղքումը կոչվում է գլիկոլիզ, որն ընդհանուր է և՛ անաէրոբ, և՛ աէրոբ ճեղքավորումների համար։ Դիտարկենք գլյուկոզի անթթվածին ճեղքման գումարային հավասարումը.

C6H12O6 + 2ԱԿՖ + 2H3PO4 → C3H6O3 + 2ԱԵՖ + 2H2Օ

Գլիկոլիզի արդյունքում մեկ մոլեկուլ գլյուկոզից առաջանում է երկու մոլեկուլ պիրոխաղողաթթու և ջրածնի չորս ատոմ։ Անջատված էներգիայի հաշվին սինթեզվում է երկու մոլեկուլ ԱԵՖ։ Ջրածինների (նաև էլեկտրոնների) համար որպես ընդունիչ հանդես է գալիս ՆԱԴ+-ը (նիկոտինամիդադենինդինուկլեոտիդը), որն, իրեն միացնելով ջրածիններին, վերականգնվում է՝ ՆԱԴ •H + H+ (ՆԱԴ•H2)։ Էուկարիոտ բջիջներում գլիկոլիզը տեղի է ունենում ցիտոպլազմայում, և այդ գործընթացի իրականացման համար թթվածնի առկայությունը պարտադիր չէ։

Գլյուկոզի՝ մինչև պիրոխաղողաթթու ճեղքման գումարային հավասարումը կարելի է ներկայացնել հետևյալ տեսքով.

C6H12O6 + 2 ՆԱԴ+ + 2ԱԿՖ + 2H3PO4→CH3COCOOH + 2ՆԱԴ•H2 + 2ԱԵՖ + 2H2O

Գլիկոլիզի գումարային հավասարումը գործընթացի մեխանիզմի մասին պատկերացում չի տալիս։ Իրականում, գլիկոլիզը բազմաստիճան բարդ պրոցես է։ Այն իրար հաջորդող 10 ռեակցիաների ամբողջություն է։ Յուրաքանչյուր ռեակցիա կատալիզվում է հատուկ ֆերմենտով։ Յուրաքանչյուր ռեակցիայի հետևանքով փոքր քանակությամբ էներգիա է անջատվում, իսկ գումարային արդյունքը կազմում է 150 կՋ/մոլ։ Այդ էներգիայի մի մասը (60%-ը), որպես ջերմային էներգիա, ցրվում է միջավայրում, իսկ մնացած մասը (40%-ը) պահպանվում է ԱԵՖ-ի տեսքով։

Գլիկոլիզի պրոցեսը կարելի է բաժանել երկու փուլի. առաջին փուլի ընթացքում գլյուկոզի փոխարկումների արդյունքում ծախսվում է երկու մոլ ԱԵՖ, իսկ հետագա ճեղքավորման արդյունքում սինթեզվում է չորս մոլեկուլ ԱԵՖ, այսինքն գլիկոլիզի մաքուր ելքը կազմում է երկու մոլեկուլ ԱԵՖ։ Պիրոխաղողաթթվի վերջնական “ճակատագիրը” կախված է բջջում թթվածնի առկայությունից և քանակից։

Որոշ օրգանիզմներ ԱԵՖ-ի սինթեզը կարող են իրականացնել՝ օգտագործելով միայն անթթվածին ճեղքումը։ Այդ դեպքում միջավայրում կուտակվում է որևէ օրգանական վերջնանյութ։ Դրանք խմորման պրոցեսներն են, որոնց թվում կան նաև գերակշռող վերջնանյութով գործընթացներ։ Եթե գերակշռող վերջնանյութն էթիլ սպիրտն է, ապա պրոցեսը կոչվում է սպիրտային խմորում, եթե կաթնաթթուն է՝ կաթնաթթվային խմորում, եթե քացախաթթուն է՝ քացախաթթվային խմորում և այլն։ Տարբեր օրգանիզմներին բնորոշ են խմորման տարբեր տեսակներ։

Խմորման գործընթացները հիմնականում նման են և տարբերվում են վերջին փուլերով։ Կաթնաթթվային խմորման դեպքում առաջացած պիրոխաղողաթթուն ֆերմենտների ազդեցության տակ վերածվում է կաթնաթթվի։ Նույնը տեղի է ունենում մկաններում՝ թթվածնի պակասի հետևանքով.

CH3COCOOH + 2ՆԱԴ•H2 → CH3CH(OH)COOH + ՆԱԴ+

Կաթնաթթվային խմորման գումարային հավասարումն է.

C6H12O6 + 2ԱԿՖ + 2H3PO4 → 2C3H6O3 + 2H2O

Խմորման այս տեսակն ընկած է կաթի թթվեցման, կաթից՝ մածուն, հում սերից՝ թթվասեր ստանալու և այլ պրոցեսների հիմքում։ Կաթնաթթուն կարող է կուտակվել նաև աէրոբ օրգանիզմներում՝ թթվածնի պակասի հետևանքով։

Որոշ բակտերիաներին և խմորասնկերին (դրոժներին) բնորոշ է սպիրտային խմորումը, որի հետևանքով առաջանում են էթիլ սպիրտ և ածխաթթու գազ։

Անջատված էներգիայի քանակը կազմում է 210 կՋ/մոլ։

C6H12O6 + 2ԱԿՖ + 2H3PO4 → 2C2H5OH + 2CO2 + 2ԱԵՖ + 2H2O

Սպիրտային խմորման վրա են հիմնված գինու, գարեջրի, կվասի, հացաթխման և այլ արտադրությունները։

Սպիտակուցներ

Սպիտակուցներ (պրոտեիններպոլիպեպտիդներ), բարձրամոլեկուլային օրգանական միացություններ, 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: