Hujayraning hayot sikli

Mavzular

Xromatin: euxromatin va geteroxromatin

Tirik organizmlarning irsiy axborotni saqlash va keyingi avlodga o‘tkazishdek eng muhim xususiyati xromosomalardagi DNKga bog‘liq. Bir bo‘linishdan ikkinchi bo‘linishgacha bo‘lgan davrda har bir xromosoma bitta DNKdan iborat bo‘ladi. Yadroning bo‘linishidan avval reduplikatsiya tufayli DNK molekulalari soni ikki hissa ortadi. Natijada har bir xromosoma ikkita xromatidadan iborat bo‘ladi.

Yadro bo‘linishidan avval xromosomalar yorug‘lik mikroskopida aniq ko‘rinmaydigan, lekin maxsus bo‘yoqlar yordamida bo‘yaladigan uzun va ingichka tuzilmalar holida bo‘lib, bu tuzilmalar xromatin deb ataladi. Spirallanish darajasiga ko‘ra xromatinda ikki xil qismlarni farqlash mumkin.

• Euxromatin – xromatinning spirallashmagan, mikroskopda ko‘rinmaydigan ingichka, genetik jihatdan faol qismi.
• Geteroxromatin – xromatinning spirallashgan, zichlashgan, genetik jihatdan nofaol qismi.

Xromosoma va uning funksiyalari

Yadroning bo‘linishidan avval xromatin kuchli spirallashgan, kaltalashgan, yog‘onlashgan strukturani, xromosomani hosil qiladi. Xromosomalar birinchi marta Fleming (1882) va Strasburger (1884) tomonidan aniqlangan. «Xromosoma» atamasini fanga Valdeyer taklif etgan.

Xromosomalar quyidagi funksiyalarni bajaradi:

• irsiy axborotni saqlash;
• hujayra faoliyatini tashkil etishda irsiy axborotdan foydalanish;
• irsiy axborotning o‘qilishini nazorat qilish;
• irsiy axborotni ikki hissa orttirish, ularning nasldan naslga o‘tishini ta’minlash.

Xromosomaning kimyoviy tarkibi

Xromosomalar kimyoviy tarkibiga ko‘ra DNK (40%) va oqsillar (60%)dan tarkib topgan. DNK irsiy axborotni saqlash, oqsillar tuzilma va regulatsiya (boshqarish) funksiyalarini bajaradi.

Bo‘linayotgan hujayrada xromosomalar kuchli spirallashuvi tufayli irsiy material ixcham shaklga kiradi. Bu holat xromosomalarning mitoz davrida hujayra bo‘ylab harakatlanishida muhim ahamiyat kasb etadi. Odam hujayrasidagi DNKning umumiy uzunligi 2 metr bo‘lsa, spirallashgan xromosomalarning umumiy uzunligi 150 mkm (mikron) ga teng bo‘lib qoladi (28-rasm).

Xromosomalar shakli

Xromosomalar bo‘linayotgan hujayralarda, aniqsa, mitozning metafazasida yorug‘lik mikroskopida yaxshi ko‘rinadi. Bunday xromosomalar ikkita yelkadan iborat bo‘lib, ularning o‘rtasida birlamchi belbog‘ (sentromera) joylashadi. Xromosomalarning shakli aynan sentromeraning joylashuviga bog‘liq.

Asosan uch xil tipdagi xromosomalar farqlanadi:

• teng yelkali – metasentrik;
• noteng yelkali – submetasentrik (bitta yelkasi ikkinchisidan uzunroq);
• tayoqchasimon – akrosentrik (bitta yelkasi juda uzun, ikkinchisi juda kalta).

Xromosomada xromatidalardan iborat yelkalar (2), birlamchi belbog‘ (3), ikkilamchi belbog‘ (4) bo‘ladi. Xromosomaning ikkilamchi belbog‘i yo‘ldosh xromosomani hosil qiladi (29-rasm).

Xromosomalar soni va kariotip

Hujayra bo‘linayotgan vaqtda xromosomaning birlamchi sentromerasiga mikronaychalar birikadi va ularni qutblarga tortadi. Bu davrda har bir xromosoma ikkita xromatidalardan iborat bo‘ladi.

Tirik organizmlar har bir turining hujayrasida xromosomalar soni o‘zgarmas, ya’ni bir xil bo‘ladi. Bu holat xromosomalar sonining doimiylik qoidasi deyiladi.

Jinsiy hujayralarda somatik (tana) hujayralarga nisbatan xromosomalar soni ikki hissa kam bo‘ladi. Jinsiy hujayralarda xromosomalar gaploid to‘plamda, somatik hujayralarda esa xromosomalar juft, ya’ni diploid to‘plamda bo‘ladi. Xromosomalar to‘plami n, shu to‘plamga xos DNK soni c harflari bilan ifoda etiladi.

O‘lchami, shakli bilan bir-biriga o‘xshash, biri otadan, ikkinchisi onadan o‘tadigan xromosomalar gomolog xromosomalar deyiladi. Masalan, odamning somatik hujayralarida 23 juft xromosoma bo‘ladi. Xromosomalarning miqdor (soni, o‘lchami) va sifat belgilari yig‘indisi kariotip deyiladi. Xromosomalar soni va tuzilishining doimiyligi biologik tur uchun xos xususiyat hisoblanadi.

Hujayraning hayotiy sikli

Hujayraning hayotiy sikli. Ona hujayraning bo‘linib ko‘payishidan hosil bo‘lgan hujayraning bo‘linib ko‘payishi yoki nobud bo‘lgunigacha bo‘lgan davr hayotiy sikl (hujayra sikli) deyiladi. Hujayra hayotiy sikli bir nechta davrlardan iborat:

• Bo‘linish davri – hujayraning bo‘linishi sodir bo‘ladi.
• O‘sish davri – hujayra bo‘linib ko‘paygach, ma’lum o‘lchamlarga qadar hajmi ortadi, o‘sa boshlaydi.
• Differensiatsiyalanish (ixtisoslashish) davri – hujayra ma’lum tuzilish va funksional xususiyatlarga ega bo‘ladi.
• Yetuklik davri – hujayra ixtisosligiga mos holda u yoki bu funksiyani bajaradi.
• Qarish davri – hujayra hayotiy funksiyalarining pasayishi bilan ifodalanadi, hujayraning bo‘linishi yoki nobud bo‘lishi bilan yakunlanadi.

Mitoz va interfaza

Hujayralar bo‘linishining ikkita usuli bor: mitoz va meyoz.

Mitoz – eukariot hujayralarning bo‘linishi jarayoni bo‘lib, uning natijasida dastlab irsiy material ikki hissa ortadi, so‘ngra qiz hujayralar o‘rtasida teng taqsimlanadi.

Mitoz sikli – hujayraning bo‘linishga tayyorgarlik – interfaza va mitoz bo‘linish jarayonlarining o‘zaro bog‘langan va ketma-ket keladigan hodisalar majmuasi.

Interfaza deb, hujayraning ikkita bo‘linishi orasidagi vaqtga aytiladi. Interfazaning davomiyligi, odatda, umumiy hujayra siklining 90% ini tashkil etadi. Interfaza uchta davrdan iborat:

• sintezdan oldingi – presintetik davr (G1);
• sintez (S);
• sintezdan keyingi – postsintetik davr (G2).

Interfaza davrlari: G1, S, G2

Interfazaning G1 – presintetik davri bevosita mitozdan so‘ng boshlanib, davomiyligi 10 soatdan bir necha sutkagacha davom etadigan davr. Shu davrda yosh hujayra kattalashadi, hajm jihatdan ortadi. Sitoplazmada oqsillar sintezi, RNK sintezi, DNK reduplikatsiyasini katalizlovchi fermentlar sintezi jadal boradi, DNK tarkibiga kiruvchi moddalar to‘planadi. Shunday qilib, G1 davrida interfazaning keyingi davri – sintez davriga tayyorgarlik jarayonlari amalga oshadi.

Interfazada S davri bir necha minutdan (bakteriyalarda) 6–7 soatgacha (sutemizuvchilarda) davom etadi. Bu bosqichda DNK molekulasi ikki hissa ortadi. Natijada har bir xromosoma ikkitadan xromatidadan iborat bo‘lib qoladi. Xromosomalarning tarkibiga kiradigan giston oqsillarining sintezi, RNK sintezi davom etadi. Sentriolalar ikki hissa ortadi.

Interfazaning DNK sintezidan keyingi davri G2 deb atalib, 3–4 soatgacha davom etadi. Bu davrda ham RNK va bo‘linish urchug‘ini hosil qilishda ishtirok etadigan mikronaychalar tarkibiga kiruvchi tubulin oqsili sintezi amalga oshadi.

Profaza va metafaza

Shundan so‘ng hujayrada mitoz boshlanadi (30-rasm). Mitoz ketma-ket sodir bo‘ladigan ikkita jarayondan iborat: kariokinez – yadroning bo‘linishi va sitokinez – sitoplazmaning bo‘linishi, bunda hosil bo‘lgan ikkita qiz hujayra bittadan yadroga ega bo‘ladi. Hujayraning bevosita bo‘linishiga, odatda 1–3 soat sarflanadi, ya’ni hujayra hayotining asosiy qismi interfaza davrida bo‘ladi.

Mitoz bo‘linishning birinchi bosqichi profaza (pro – namoyon, phosis – davr) bo‘lib, bunda xromatinlarning spirallashuv hisobiga yo‘g‘onlashishi va kaltalashishi kuzatiladi. Ular juft-juft xromatidalar holatida bo‘lib, yorug‘lik mikroskopida ko‘rina boshlaydi. Xromosomalardagi xromatidalar sentromera orqali birikkan bo‘ladi. Yadrocha parchalanadi. Sentriolalar bir-biridan itarilib hujayra qutblari tomon harakatlanadi, bo‘linish urchug‘i shakllana boshlaydi. Profazaning oxirida yadro qobig‘i parchalanadi, natijada juft-juft xromatidalar sitoplazma va karioplazmaning umumiy massasida joylashadi.

Metafaza (meta – keyin)da xromatidalar zichlashib, yo‘g‘onlashib, hujayra markazi bo‘ylab to‘planadi. Xromatidalar sentromerasi ekvator tekisligida joylashadi. Bo‘linish urchug‘i iplari (axromatin iplari) har bir xromosomaning sentromerasiga ikki qutbdan birikadi.

Anafaza va telofaza

Anafaza (ana – qayta) bosqichi xromosomalardagi sentromeralar bo‘linib, yakka holatdagi xromatidalar bo‘linish urchug‘ining qisqarishi hisobiga qutblarga tarqaladi. Har bir qutbda teng miqdordagi xromosomalar tarqaladi va ularning bo‘linishdan oldingi hujayraning xromosoma soniga muvofiq bo‘ladi.

Telofazada (telos – tugal) xromosoma iplarining yoyilishi, ingichkalashishi, uzayishi kuzatiladi. Xromosomalarning har bir guruhi atrofida yadro qobig‘i paydo bo‘ladi, yadrocha shakllanadi. Bo‘linish urchug‘i parchalanadi. Shundan so‘ng sitokinez boshlanadi. Hayvon hujayralarining ekvatorial tekisligida botiqlik paydo bo‘lib, u borgan sari chuqurlashib boradi va sitoplazma bo‘linishi tugallanadi.

Qalin selluloza qobig‘i bo‘lgani sababli o‘simlik hujayralaridagi sitokinez jarayoni hujayraning ekvator qismida endoplazmatik to‘r orqali tashib keltirilgan maxsus moddalardan to‘siq hosil bo‘lishi bilan boshlanadi. So‘ng to‘siqning har ikki tomonida hujayra membranasi, hujayra qobig‘i shakllanib ikkita qiz hujayra paydo bo‘ladi. Hosil bo‘lgan yangi qiz hujayralar interfaza bosqichiga o‘tadi.

Mitoz jarayoni davomiyligi hujayra turi, yoshi, tashqi muhit sharoitlariga bog‘liq. Hujayra bo‘linishi yuqori harorat, radiatsiyaning katta dozasi, narkotik moddalar va o‘simlik zaharlari ta’sirida to‘xtashi mumkin.

Mitozning biologik ahamiyati

Mitozning biologik ahamiyati. Mitoz natijasida ikkita hujayra hosil bo‘ladi, ona hujayrada nechta xromosoma bo‘lsa, ularda ham shuncha xromosoma bo‘ladi. Qiz hujayralarining xromosomalari ona hujayra DNKsining aniq replikatsiyasidan hosil bo‘lganligi sababli ularning genlari aynan bir xil irsiy axborotni saqlaydi. Qiz hujayralar genetik jihatdan ona hujayra bilan bir xildir. Shunday qilib, mitoz irsiy axborotni ona hujayradan qiz hujayralarga o‘tkazilishini ta’minlaydi.

Mitoz natijasida organizmda hujayralar soni ortadi, bu esa o‘sish mexanizmlarining eng asosiylaridan biridir. O‘simlik va hayvonlarning ko‘pgina turlari hujayralarning mitoz bo‘linishi yordamida jinssiz yo‘l bilan ko‘payadi, shunday qilib, mitoz vegetativ ko‘payishning asosida yotadi.

Mitoz barcha ko‘p hujayrali organizmlarda yo‘qotilgan tana qismlarini u yoki bu darajada regeneratsiyasini ta’minlaydi. Hujayraning mitoz bo‘linishi genetik nazorat qilinadi. Mitoz hujayra hayot siklining markaziy qismini egallaydi.

Meyoz va uning bo‘linishlari

Meyoz. Meyoz eukariot hujayralarning o‘ziga xos bo‘linishi bo‘lib, bu bo‘linish natijasida hosil bo‘ladigan hujayralarda xromosomalar soni ikki hissa kamayadi. Meyoz ham mitoz singari interfazadan boshlanadi. Interfazada xromosomalar ikki hissa ortadi.

Meyoz ikkita ketma-ket bo‘linishdan iborat. Birinchi – reduksion (meyoz I) bo‘linishda xromosomalar soni ikki marta kamayadi. Ikkinchi ekvatsion (meyoz II) bo‘linishda gaploid xromosomali hujayralar hosil bo‘ladi. Reduksion bo‘linish yadroning profaza I dan boshlanib, telofaza I gacha davom etadi. Ekvatsion bo‘linish esa profaza II dan telofaza II gacha bo‘lgan davrni qamrab oladi.

Profaza I: konyugatsiya, krossingover

Profaza I da juft xromatidalardan tuzilgan xromosomalar spirallashib, yo‘g‘onlashib kaltalashadi. So‘ngra gomologik xromosomalar bir-biriga yaqinlashib yonma-yon joylashadi hamda xromatidalar tetradasini hosil qiladi. Bu jarayon konyugatsiya deb ataladi. Gomologik xromosomalarning o‘zaro o‘xshash qismlarining chalkashuvi oqibatida xromatidalarning ayrim qismlari almashishlari mumkin. Bu krossingover hodisasi deyiladi (31-rasm).

Qayd etilgan jarayonlardan tashqari profaza I da yadro qobig‘i parchalanadi, yadrochalar yo‘qoladi. Sentriolalar ikki qutbga yo‘naladi.

Meyozning keyingi fazalari

Metafaza I da xromosomalar o‘z sentromerlari bilan birgalikda ekvator tekisligi bo‘ylab joylashadi. Anafaza I da gomologik xromosomalar xromatidalarga ajralmagan holda qarama-qarshi qutblarga tarqaladi. Har bir juftdagi ota va ona xromosomalari qutblarga tasodifiy kombinatsiyalarda tarqaladi. Reduksion bo‘linishning keyingi fazasi telofaza I bo‘lib, u qisqa vaqt davom etadi. Bu bosqichda xromatinlar despirallashadi, yadro qobig‘i hosil bo‘ladi. Xromosomalar soni teng gaploid to‘plamga ega ikkita qiz hujayrani paydo qiladi.

Meyozning birinchi va ikkinchi bo‘linishi o‘rtasidagi bosqich interkinez deb ataladi. Interfazadan farqli o‘laroq, interkinezda DNK replikatsiyasi ro‘y bermaydi. Profaza II mitoz profazasidan farq qilmaydi. Metafaza II da juft xromatidali xromosomalar o‘z sentromeralari bilan ekvator tekisligida joylashadi. Anafaza II da sentromerlar bo‘linib har bir xromatida mustaqil xromosomalarga aylanadi. Telofaza II da xromosomalar qutblarga tarqaladi va sitokinez amalga oshadi (32-rasm).

Meyozning biologik ahamiyati

Meyozning biologik ahamiyati.

Meyoz jarayonida 1 ta diploid to‘plamli hujayradan 4 ta gaploid hujayralar hosil bo‘ladi. Meyoz jarayonida sodir bo‘ladigan konyugatsiya, krossingover, gomologik xromosomalarning tasodifiy kombinatsiyalarda tarqalishi tufayli hosil bo‘lgan hujayralar bir-biridan va boshlang‘ich ona hujayradan genetik jihatdan farq qiladi.

Meyoz jarayoni asosida kombinativ o‘zgaruvchanlik yotadi.

Bilimingizni sinang