Цитология негіздері

ЖАСУШАНЫҢ ХИМИЯЛЫҚ ҚҰРЫЛЫСЫ
ЖАСУША ТЕОРИЯСЫ

Цитология — жасуша туралы ғылым. Жасушаны зерттейтін ғылымды цитологш деп атайды (грекше «цитос» — жасуша, «логос» — ғылым). Цитология ғылымы бір жасушалы, көпжасушалы ағзалар жасушасының құрылысын, құрамын және қызметін зерттейді. Ал жасуша бүкіл тірі денелердің ең қарапайым құрылысын, қызметін және дамуын сипаттайды. Сондықтан да цитологияньщ зерттейтін кұбьшыстары мен зандылықтары цитология, тәнтану, эмбриология, физиология, генетика, биохимия, молекулалық биология және т. б. ғылым негіздерінің қалануына жол ашты.

Цитология бөлімі — цитохимия пәні жасушаның химиялық құрамының құрылысын, олардың түзілуін, жасушадағы таралуы мен белсенділігін жөне оның қызметінің өзгеруіне байланысты химиялык қосылыстардың өзгеріп отыруын зерттейді. Цитохимияның негізгі жетістіктерінің бірі — нуклеин кышқылдарының ақуыз молекуласын синтездеудегі генетикалық рөлін анықтау. Жасушаның белсенді қызметіне байланысты ақуыздың өзгеріске ұшырау себептерін және олардың зат айналымындағы рөлін зерттеу де цитохимияның үлесіне тиеді.

Бұдан біз цитология ғылымының көп саланы қамтитынын байқаймыз. Өзінің даму бағытында цитология тек биологиямен ғана емес, сонымен қатар медицина, ауылшаруашылық, химия, физика, математика және т. б. ғылымдармен де тығыз байланысты. Бұл ғылымдардың жетістіктері мен әдістері цитологиялық зерттеулерде кең көлемде колданылады. Сондай-ақ цитологияның жетістіктері көптеген ғылымның негізін салуда маңызды рөл атқарады.

Ч. Дарвиннің эволюциялық теориясының жасалуы аддында ағзаның жасушалы құрылысты екендігі туралы өте маңызды жаңалық ашылған болатын. Осы ашылған жаңалық органикалық дүние бірлігінің өте нанымды дәлелінің бірі болды. Осындай дәлелді есімдіктер мен жануарлардың жасуша құрылымының үқсастықтарынан да көруге болады.

Жасуша теориясының ашылуы. Жасуша теориясы дегеніміз — тіршіліктің негізін кұрайтын жасушалардың кұрылымы, көбеюі және көпжасушалы ағзаларды қалыптастырудағы қызметі туралы жинақталған үғьм. Жасуша теориясының даму тарихы 300 жылға созылды. Оны зерттеуде әр түрлі оптикалық әдістердің дамуы микроскоптың жетілдірілуіне негізделді. Алғашқы микроскопты XVII ғасырда ағылшын физигі Роберт Гук (1635—1703 ж.)жасаған. Ол микроскоппен 1662 жылдан бастап түрлі объектілерді: тығын шұрықтарын (пораларын), кымыздық, қамыс және басқалардың ішкі қуыстарын көрді.

Гуктің микроскопы қаралатын затты жүз еседен астам ғана үлкейтіп  көрсететін болған. Роберт Гук өсімдіктерді микроскоп арқылы қарап отырып, олардың ұлпаларынан ара ұясы тәрізденген құрылысты тапқан 1(6). Ол осы ұяларды грек сөзімен «целлюл~ла» — «жасуша» деп атады. Бұл жерде

Р, Гук тіршілігін жойған жасушалардың ұяшығын ғана көрген еді.

XVII ғасырдың 70-жылдарынан бастап голландық Антони Ван Левенгук объектіні үш есе үлкейтетін микроскоп жасап, оның көмегімен судағы бір жасушалы ағза — кірпікшелі кебісшені тұңғыш рет көрді.

Тірі жасушаны алғаш рет 1839 жылы чех  ғалымы Ян Пуркинье керген еді. Ол  жасушаның ішіндегі сұйықты протоплазма немесе алғашқы плазма деп атады. Қазір протоплазма тек тарихи дерек ретінде ғана пайдаланылады, оны ғылыми тілде цитоплазма дейді. Протоплазма дегеніміз — жасуша ішіндегі сұйықтық пен ядро. Роберт Броун жасуша протоплазмасының тұрақты бөлігі — ядроны ашты. XIX ғасырдың басында жануарлар мен өсімдіктердің жасушалары кеңінен зерттеліп, олардан алынған мағлұматтар 1838—1939 жж. ботаник Маттиас Шлейден мен зоолог Теодор Шваннға жасушалардың құрылысы туралы ортақ қорытынды жасауға мүмкіндік берді. Олардың тұжырымдауы бойынша, өсімдіктер мен жануарлар жасушаларының кұрылыстары өте ұқсас және тіршіліктің дербес иесі екендігі, тірі ағзаның ең ұсақ бірлігі, сонымен қатар жасушасыз тіршілік болмайтындығы туралы ғылымға дұрыс түсінік берді. Осыдан кейін жасушаның тіршілік үшін маңыздылығы терең және жан-жақты зертгеле бастады. Мәселен, 1858 жылы Рудольф Вирхов әрбір жасуша өзіндей жасушаның бөлінуі арқьшы пайда болатынын анықтады. Карл Бэр сүтқоректілердің жұмыртқа жасушасын ашып, көп жасушалардың дамуы бір жасушадан басталатынын және аталық сперматозоид пен аналық жұмыртқа қосылғанда, зигота түзетінін анықтады. К. Бэрдің бүл жаңалығы жасушалардың ағза дамуындағы маңызын дәлелдеді. Тірі ағзалар жасушаларының химиялық құрамы мен зат алмасуының ұқсастығының ашылуы жасуша теориясын дамытып, барлық органикалық әлемнің шығу тегі мен эволюциялық дамуының бірыңғай екенін дәлелдей түсті.

Сонымен жасуша теориясының негізгі қағидалары төмендегідей: 1) жасуша — барлық, тірі ағзалардың ең кіші негізгі өлшемі; 2) әр түрлі ағза жасушаларынын қүрылысы, химиялық кұрамы, зат алмасуы және негізгі тіршілік әрекеттері ұқсас; 3) жасушалар бастапқы (аналық) жасушаларының бөлінуі арқылы пайда болады. Атқаратын қызметі мен құрылысына қарай жасушалардың пішіні алуан түрлі болып келеді .

Ағзалар жасушаларының құрылысына карай екі топқа бөлінеді. Оның бір тобына құрылысы ете карапайым болып келетін бактериялар мен көк-жасыл балдырлар жатады. Олардың толық қалыптасқан ядросы болмайды, бұларды прокариоттар деп атайды. Ағзалардың екінші тобыңца ядро және арнаулы қызмет атқаратын органоидтары болады. Мұндай ағзаларды эукариоттар деп атайды. Эукариоттарға бір жасушалы жасыл балдырлар, қарапайымдар, жоғары дәрежелі гүлді өсімдіктер және сүтқоректі хайуанаттар, т. б. жатады.

Ал вирустар — тіршіліктің жасушасыз ерекше пішіні. Қорыта келгенде, жасуша теориясы «жасушаның» барлық тірі ағзалар құрылымының бірлігі екенін, жануарлар мен өсімдіктер жасушаларының өзара ұқсас екенін толық дәлелдейді. Бұл ұқсастық бүкіл тірі ағзалардың шығу тегінің бір екенін айқындай түсті. Жасуша теориясы тіршілікті материалистік тұрғыдан түсіңдіруге, ағзалар арасыңдағы эволюциялық байланысты ашуға негіз болды.

Микроскоп. Жасушалардың мембранасына, ядросына және цито-плазмасының кұрамына кіретін молекулалар мен органоидтарды жарық немесе электрондык микроскоп арқылы көруге болады. Жарық арқылы көрсететін микроскоп зерттейтін заттарды 100 — 3000 есеге дейін үлкейтіп керсетеді, ал жетілдірілген окулярды қолданып, зерттелетін объектіні экранға тусіргенде оны 100 мың есеге дейін үлкейтуге болады.

Жарық арқылы көрсететін микроскоп. Жарық сәулесін қолданғанда үлкендігі 200—350 нм объекті көрінеді, ал ультракүлгін сәулені пайдаланып, оның үлкейту мүмкіндігін 130—140 нм-ге дейін жеткізуге болады. Зерттелетін затгарды өздеріне тән түске бояғанда микроскоп арқылы жақсы, анық көрінеді. Электрондық микроскоптың шығуы жасушаның қүрылысын молекулалық деңгейде зерттеудің жаңа дәуірін бастады.

Электрондық микроскопта жарықтың орнына тез қозғалатын электрондар ағыны пайдаланылып, жарық арқылы көрсететін микроскоптағы шыны линзалары электромагнит өрістерімен алмастырылған. Өте тез қозғалатын электрондар әуелі зерттелетін затқа шоғырланып, одан кейін оны экранда бейнелейд.Осы әдіспен экрандағы суретті бақылауға немесе суретке түсіріп алуға болады. Электрондық микроскоппен зерттелетін биологиялық объектілер күрделі өңдеуден өтеді.

Биологияның арнаулы саласы — биохимия жасушаның химиялық құрамын молекулалық денгейде зертгеу үшін центрифуга деп аталатын күрделі құралды пайдаланады. Ол өте жылдам (минутына бірнеше мыңдаған айналым жасайтын) айнальш, жасушаның құрылымдық бөліктерін бір-бірінен бөліп алады, себебі оның беліктерінің тығыздықтары әр тұрлі болады. Жасушаның аса нәзік кұрылысы мен қызметін зерттеу тек цитологтардың, биохимиктердің, физиологтардың, генетиктер мен биофизиктердің күш-жігерін ұштастырудың нәтижесінде ғана мүмкін екені өзінен-өзі түсінікті. Жасуша теориясы негізінің қалануы және жетілдірілген техникалық құралдардың шығуы жасушаның құрылысы мен химиялық құрамын, атқаратын қызметін зерттеуге кең жол ашты.