ციტოჩონჩხი

რა მოხდება, თუკი ღამე ვინმე მოგეპარებათ და ჩონჩხს მოგპარავთ? შეგახსენებთ, რომ ეს, ბიოლოგიური თვალსაზრისით, მაინცდამაინც მოსალოდნელი არ არის, მაგრამ როგორღაც მაინც რომ მოხდეს, ჩონჩხის გარეშე თქვენი ორგანიზმი თავის სტრუქტურასაც დაკარგავს. თქვენი გარეგანი ფორმა შეიცვლება, ზოგი შინაგანი ორგანო გადაადგილდება და, სავარაუდოდ, ძალიან გაგიჭირდებათ სიარული, ლაპარაკი და მოძრაობა.

საინტერესოა, რომ ეს უჯრედის შემთხვევაშიც ასეა. ხშირად უჯრედებს რბილ, სტრუქტურის არმქონე ბურთულებად წარმოვიდგენთ. სინამდვილეში კი ისინი ძალზედ მოწესრიგებული სტრუქტურის მქონენი არიან ისევე, როგორც ჩვენი სხეულები. მათ აქვთ ფილამენტების, ანუ ბოჭკოების, ქსელი, რომელსაც ციტოჩონჩხი ეწოდება (სიტყვასიტყვით „უჯრედის ჩონჩხი"). იგი არამარტო პლაზმურ მემბრანას უქმნის საყრდენს და ფორმას აძლევს უჯრედს, არამედ ორგანელების სწორ განლაგებასაც უზრუნველყოფს, ბუშტუკების გადასაადგილებლად ლიანდაგებს ქმნის და მრავალი სახის უჯრედის მოძრაობაშიც მონაწილეობს.

ეუკარიოტებში ციტოჩონჩხი სამი სახის ცილოვანი ბოჭკოსგან შედგება: მიკროფილამენტები, შუალედური ფილამენტები და მიკრომილაკები. ამ სტატიაში ჩვენ თითოეულ მათგანს განვიხილავთ, აგრეთვე ციტოჩონჩხთან დაკავშირებულ ზოგ სპეციალიზებულ სტრუქტურასაც.

ციტოჩონჩხის სამი სახის ცილოვანი ბოჭკოდან მიკროფილამენტები ყველაზე წვრილია. მათი დიამეტრი დაახლოებით 7 ნმ-ია. ისინი, ძირითადად, ცილა აქტინის ერთმანეთთან დაკავშირებული მონომერებისგან შედგება, რაც ორმაგი სპირალის მსგავს სტრუქტურას წარმოქმნის. რადგანაც მიკროფილამენტებს აქტინის მონომერები წარმოქმნის, მათ აქტინის ფილამენტებსაც უწოდებენ. აქტინის ფილამენტებს მიმართულება აქვთ, ანუ, სტრუქტურულად ერთმანეთისგან განსხვაებული ორი ბოლო.

აქტინის ფილამენტებს რამდენიმე მნიშვნელოვანი ფუნქცია აკისრია უჯრედში. პირველ ყოვლისა, ისინი ლიანდაგებს ქმნიან ზედ მოტორული ცილის, მიოზინის, სამოძრაოდ, რომელსაც ასევე შეუძლია ფილამენტების წარმოქმნა. მიოზინთან ასეთი ურთიერთკავშირის გამო, აქტინი მრავალ ისეთ უჯრედულ პროცესშია ჩართული, რომელსაც მოძრაობა ესაჭიროება.

მაგალითად, ცხოველური უჯრედის გაყოფისას აქტინისა და მიოზინისგან წარმოქმნილი რგოლი უჯრედს შუაზე შემოეჭირება და მას ორ ახალ, შვილეულ უჯრედად გაყოფს. აქტინი და მიოზინი დიდი რაოდენობითაა კუნთების უჯრედებშიც, რომლებშიც ისინი ურთიერთგადამფარავი ფილამენტების ორგანიზებულ სტრუქტურებს, სარკომერებს ქმნიან. სარკომერებში არსებული აქტინისა და მიოზინის ფილამენტების ერთმანეთის გასწვრივ შეცურებისას თქვენი კუნთები იკუმშება.

აქტინის ფილამენტები გზატკეცილებსაც ქმნიან უჯრედში ტვირთის, ცილების შემცველი ბუშტუკებისა და ორგანელების გადასატანადაც კი. ტვირთი გადააქვთ ცილა მიოზინის ინდივიდუალურ მოტორულ მოლეკულებს, რომლებიც ფილამენტებზე „დადიან"$^1$start superscript, 1, end superscript.

აქტინის ფილამენტებს ძალიან მალე შეუძლია აწყობა და დაშლა, რის გამოც ისინი მნიშვნელოვან როლს ასრულებს უჯრედის მოძრაობაში, მაგალითად, თქვენი იმუნური სისტემის წარმომადგენლის, სისხლის თეთრი უჯრედის, ცოცვაში.

დაბოლოს, აქტინის ფილამენტები უმთავრეს როლს ასრულებენ უჯრედისთვის სტრუქტურის შექმნაში. ცხოველური უჯრედების უმრავლესობაში ციტოპლაზმის ნაწილში, უჯრედის კიდესთან ახლოს, აქტინის ფილამენტების ქსელი მდებარეობს. იგი პლაზმურ მემბრანას სპეციალური დამაკავშირებელი ცილებით უკავშირდება და უჯრედს ფორმასა და სტრუქტურას ანიჭებს$^{2,3}$start superscript, 2, comma, 3, end superscript.

შუალედური ფილამენტები ციტოჩოჩხის ნაწილია, რომელიც მრავალი ერთმანეთში ჩაწნული ცილოვანი ბოჭკოსგან შედგება. როგორც სახელწოდება გვეუბნება, შუალედური ფილამენტების საშუალო დიამეტრი 8-10 ნმ-ია, რაც სწორედ შუალედურია მიკროფილამენტებისა და მიკროტუბულების დიამეტრებს (განხილულია ქვემოთ) შორის.

შუალედური ფილამენტები სხვადასხვა სახისაა და თითოეული მათგანი განსხვავებული ცილისგანაა აგებული. შუალედური ფილამენტების ერთ-ერთი წარმომქმნელია ბოჭკოვანი ცილა კერატინი, რომელიც თმაში, ფრჩხილებსა და კანში გვხვდება. ალბათ, გინახავთ შამპუნების რეკლამები, რომლებიც ირწმუნებიან, რომ თქვენი თმის კერატინს სიგლუვეს მიანიჭებენ!

განსხვავებით აქტინის ფილამენტებისგან, რომლებიც სწრაფად იწყობიან და იშლებიან, შუალედური ფილამენტები შედარებით მუდმივია და ძალიან მნიშვნელოვანია უჯრედის სტრუქტურის შენარჩუნებაში. ისინი სპეციალურად დაჭიმულობის ასატანადაა შექმნილი და მათი მოვალეობაა, მიანიჭონ უჯრედს ფორმა, ხოლო ბირთვი და სხვა ორგანელები თავიანთ ადგილას დააფიქსირონ.

მიუხედავად იმისა, რომ სახელწოდებაში „მიკრო" ურევიათ, მიკრომილაკები ციტოჩონჩხის ბოჭკოებიდან ყველაზე დიდია, დაახლოებით 25 ნმ-ის სიგრძის დიამეტრით. მიკრომილაკები აგებულია ცილა ტუბულინის მონომერებისგან, რომლებიც ღრუ, საწრუპივით მილს ქმნიან. თითოეული ტუბულინი ორი სუბერთეულისგან შედგება, α-ტუბულინისა და β-ტუბულინისგან.

მიკროტუბულები, აქტინის ფილამენტების მსგავსად, დინამიკური სტრუქტურებია: ისინი სწრაფად გრძელდება და მოკლდება ტუბულინის მონომერების დამატებისა და მოწყვეტის შედეგად. აქტინის ფილამენტებთან მათ საერთო ისიც აქვთ, რომ მიმართულება გააჩნიათ, ანუ, ერთმანეთისგან სტრუქტურულად განსხვავებული ორი ბოლო. უჯრედში მიკრომილაკები მნიშვნელოვანია სტრუქტურის შენარჩუნებისა და ზეწოლითი ძალების გაძლებისთვის.

სტრუქტურული საყრდენის შექმნასთან ერთად, მიკრომილაკები სხადასხვა სპეციალურ ფუნქციასაც ასრულებენ უჯრედში. მაგალითად, ისინი ქმნიან ლიანდაგებს მოტორული ცილების, კინეზინისა და დინეინის, გადასაადგილებლად, რომლებსაც ბუშტუკები და სხვა სახის ტვირთი გადააქვთ უჯრედის შიგნით$^4$start superscript, 4, end superscript. უჯრედის გაყოფისას მიკრომილაკები თითისტარას წარმოქმნიან, სტრუქტურას, რომელიც ქრომოსომებს განაცალკევებს ერთმანეთისგან.

მიკრომილაკები ასევე მთავარი შემადგენელი ნაწილია ეუკარიოტული უჯრედების სამი სპეციალიზებული სტრუქტურისა: შოლტების, წამწამებისა და ცენტროსომების. შესაძლოა, გახსოვთ, რომ ჩვენს მეგობრებს, პროკარიოტებსაც, აქვთ შოლტები, რომლებსაც სამოძრაოდ იყენებენ. არ აგერიოთ - ეუკარიოტულ შოლტებს, რომლებსაც ახლა განვიხილავთ, თითქმის იგივე ფუნქცია აქვთ, მაგრამ ძალიან განსხვავებული აგებულება.

შოლტები გრძელი, თმის ღერის მსგავსი სტრუქტურებია, რომლებიც უჯრედის ზედაპირს ემაგრება და მთელი უჯრედის სამოძრაოდ გამოიყენება, მაგალითად, სპერმატოზოიდის. თუ უჯრედს შოლტი აქვს, როგორც წესი, ერთი ან მხოლოდ რამდენიმე. მოძრავი წამწამები (ცილიები) შოლტების მსგავსია, მაგრამ უფრო მოკლეა და დიდი რაოდენობითაა უჯრედის ზედაპირზე. მოძრავი წამწამების მქონე უჯრედებისგან აგებულ ქსოვილში მათი მოძრაობა ნივთიერებების ზედაპირზე გადაადგილებას უწყობს ხელს. მაგალითად, თქვენი სასუნთქი სისტემის ზედა ნაწილში უჯრედების წამწამებს მტვერი და ნაწილაკები ნესტოების მიმართულებით გადააქვთ.

მათი სიგრძესა და რაოდენობაში განსხვავების მიუხედავად, შოლტებსა და წამწამებს საერთო სტრუქტურული თავისებურებები აქვთ. მოძრავი შოლტებისა და წამწამების უმრავლესობაში მიკრომილაკების 9 წყვილი წრეზეა განლაგებული, ცენტრში არსებულ ორ მიკრომილაკთან ერთად. ამას 9+2 განლაგება ეწოდება. ელექტრონული მიკროსკოპით გადაღებულ სურათზე, მარცხნივ, ჩანს ორი შოლტის განივი განაკვეთი.

შოლტებსა და მოძრავ წამწამებში მოტორული ცილა დინეინი გადაადგილდება მიკრომილაკებზე და წარმოქმნის ძალას, რომლითაც შოლტი ან წამწამი მოძრაობს. მიკრომილაკების წყვილებს შორის სტრუქტურული კავშირისა და დინეინის გადაადგილების კოორდინაციის წყალობით, ამ მოტორული ცილების აქტივობა რეგულარულ, რიტმულ მოძრაობას იწვევს$^{5,6}$start superscript, 5, comma, 6, end superscript.

შესაძლოა, ზედა დიაგრამაზე სხვა თავისებურებაც შენიშნოთ: შოლტებსა და წამწამებს ბაზალური სხეულაკები აქვთ ძირში. ბაზალური სხეულაკი მიკრომილაკებისგან შედგება და უმნიშვნელოვანესი როლი აკისრია შოლტის ან წამწამის აწყობაში. სტრუქტურის წარმოქმნის შემდეგ ბაზალური სხეულაკი იმას აკონტროლებს, რომელი ცილები შევიდეს მასში და რომელი გამოვიდეს$^7$start superscript, 7, end superscript.

ბაზალური სხეულაკი, სინამდვილეში, მოდიფიცირებული ცენტრიოლია$^7$start superscript, 7, end superscript. ცენტრიოლი მიკრომილაკების ცხრა ტრიპლეტისგან წარმოქმნილი ცილინდრია, რომელსაც ფორმას საყრდენი ცილები უნარჩუნებს. ცენტრიოლები ყველაზე ცნობილი იმითაა, რომ ცენტროსომებს წარმოქმნიან, მიკრომილაკეების მაორგანიზებელ ცენტრებს ცხოველურ უჯრედებში. ცენტროსომა ორი, ერთმანეთისადმი მართი კუთხით განლაგებული ცენტრიოლისგან შედგება. მათ გარშემო „პერიცენტრიოლური ნივთიერება" აკრავთ, მიკრომილაკების მიმაგრების ადგილი$^8$start superscript, 8, end superscript.

ცენტროსომა უჯრედის გაყოფის წინ ორმაგდება და, როგორც ჩანს, წყვილი ქრომოსომები მოგვიანებით მათივე განმაცალკევებელი მიკრომილაკების ორგანიზებულად განლაგებაში თავად მონაწილეობენ. მიუხედავად ამისა, ცენტრიოლების ზუსტი ფუნქცია ამ პროცესში დადგენილი არ არის. ცენტროსომაამოცილი უჯრედები მაინც იყოფა ისევე, როგორც მცენარეული უჯრედები, რომლებსაც ისედაც არ აქვთ ცენტროსომები.