ატომური გარსი

ეს სტრუქტურა დამახასიათებელია ყველა ევკარიოტული უჯრედისთვის. ბირთვული გარსი შედგება გარე და შიდა მემბრანებისგან, რომლებიც გამოყოფილია პერინუკლეარული სივრცით 20-დან 60 ნმ სიგანით. ბირთვული კონვერტი შეიცავს ბირთვულ ფორებს.

ბირთვული მემბრანის მემბრანები მორფოლოგიურად არ განსხვავდება სხვა უჯრედშიდა მემბრანებისგან: ისინი დაახლოებით 7 ნმ სისქისაა და შედგება ორი ოსმიოფილური შრისგან.

ზოგადად, ბირთვული მემბრანა შეიძლება წარმოდგენილი იყოს როგორც ღრუ ორფენიანი ტომარა, რომელიც გამოყოფს ბირთვის შიგთავსს ციტოპლაზმისგან. უჯრედშიდა მემბრანის ყველა კომპონენტიდან მხოლოდ ბირთვს, მიტოქონდრიას და პლასტიდს აქვს ამ ტიპის მემბრანის განლაგება. თუმცა, ბირთვულ მემბრანას აქვს დამახასიათებელი თვისება, რომელიც განასხვავებს მას უჯრედის სხვა მემბრანული სტრუქტურებისგან. ეს არის ბირთვულ მემბრანაში სპეციალური ფორების არსებობა, რომლებიც წარმოიქმნება ორი ბირთვული მემბრანის შერწყმის მრავალი ზონის გამო და, როგორც ეს იყო, მთელი ბირთვული მემბრანის მომრგვალებული პერფორაციებია.

ბირთვული კონვერტის სტრუქტურა

ბირთვული კონვერტის გარე მემბრანას, რომელიც უშუალო კავშირშია უჯრედის ციტოპლაზმასთან, აქვს მრავალი სტრუქტურული თავისებურება, რაც საშუალებას აძლევს მას მიეკუთვნოს ენდოპლაზმური ბადის სათანადო მემბრანულ სისტემას. ამრიგად, რიბოზომების დიდი რაოდენობა ჩვეულებრივ განლაგებულია გარე ბირთვულ მემბრანაზე. ცხოველური და მცენარეული უჯრედების უმეტესობაში, ბირთვის გარე მემბრანა არ წარმოადგენს იდეალურად ბრტყელ ზედაპირს - მას შეუძლია ციტოპლაზმისკენ სხვადასხვა ზომის გამონაზარდები ან გამონაზარდები წარმოქმნას.

შიდა მემბრანა კონტაქტშია ბირთვის ქრომოსომულ მასალასთან (იხ. ქვემოთ).

ბირთვის კონვერტში ყველაზე დამახასიათებელი და თვალსაჩინო სტრუქტურა არის ბირთვული ფორა. გარსში ფორები წარმოიქმნება ორი ბირთვული მემბრანის შერწყმით მომრგვალებული ხვრელების ან პერფორაციების სახით 80-90 ნმ დიამეტრით. ბირთვის გარსში მომრგვალებული ხვრელი ივსება რთულად ორგანიზებული გლობულური და ფიბრილარული სტრუქტურებით. მემბრანის პერფორაციებისა და ამ სტრუქტურების ერთობლიობას ბირთვის ფორების კომპლექსი ეწოდება. ამრიგად, ხაზგასმულია, რომ ბირთვული ფორა არ არის მხოლოდ ბირთვული მემბრანის გამჭოლი ხვრელი, რომლის მეშვეობითაც ბირთვისა და ციტოპლაზმის ნივთიერებებს შეუძლიათ უშუალო კომუნიკაცია.

ფორების კომპლექსურ კომპლექსს აქვს რვაკუთხა სიმეტრია. ბირთვული მემბრანის მომრგვალებული ხვრელის საზღვრის გასწვრივ არის გრანულების სამი რიგი, თითოეული 8 ცალი: ერთი რიგი დევს ბირთვის მხარეს, მეორე ციტოპლაზმის მხარეს, მესამე მდებარეობს ცენტრალურ ნაწილში. ფორებს. გრანულის ზომა დაახლოებით 25 ნმ. ფიბრილარული პროცესები ვრცელდება ამ გრანულებიდან. პერიფერიული გრანულებიდან გაშლილი ასეთი ფიბრილები შეიძლება გადაიზარდოს ცენტრში და შექმნან, თითქოსდა, დანაყოფი, დიაფრაგმა, ფორების გასწვრივ. ხვრელის ცენტრში ხშირად ჩანს ე.წ ცენტრალური გრანულა.

ბირთვული ფორების რაოდენობა დამოკიდებულია უჯრედების მეტაბოლურ აქტივობაზე: რაც უფრო მაღალია სინთეზური პროცესები უჯრედებში, მით მეტია ფორები უჯრედის ბირთვის ერთეულ ზედაპირზე.

ბირთვული ფორების რაოდენობა სხვადასხვა ობიექტებში

ბირთვული კონვერტის ქიმია

ბირთვული მემბრანების შემადგენლობაში გვხვდება მცირე რაოდენობით დნმ (0-8%), რნმ (3-9%), მაგრამ ძირითადი ქიმიური კომპონენტებია ლიპიდები (13-35%) და ცილები (50-75%). , რომელიც არის ყველა უჯრედის მემბრანისთვის.

ლიპიდების შემადგენლობა მსგავსია მიკროზომების მემბრანებში ან ენდოპლაზმური ბადის გარსებში. ბირთვული მემბრანები ხასიათდება ქოლესტერინის შედარებით დაბალი შემცველობით და გაჯერებული ცხიმოვანი მჟავებით გამდიდრებული ფოსფოლიპიდების მაღალი შემცველობით.

მემბრანის ფრაქციების ცილოვანი შემადგენლობა ძალიან რთულია. პროტეინებს შორის აღმოჩნდა ER-თან საერთო რიგი ფერმენტები (მაგალითად, გლუკოზა-6-ფოსფატაზა, Mg-დამოკიდებული ATPase, გლუტამატ დეჰიდროგენაზა და ა.შ.), რნმ პოლიმერაზა არ იქნა ნაპოვნი. აქ გამოვლინდა მრავალი ჟანგვითი ფერმენტის (ციტოქრომ ოქსიდაზა, NADH-ციტოქრომ-c-რედუქტაზა) და სხვადასხვა ციტოქრომის აქტივობა.

ბირთვული მემბრანების ცილოვან ფრაქციებს შორის არის ძირითადი ჰისტონის ტიპის ცილები, რაც აიხსნება ქრომატინის უბნების ბირთვულ კონვერტთან შეერთებით.

ბირთვული კონვერტი და ბირთვულ-ციტოპლაზმური გაცვლა

ბირთვული მემბრანა არის სისტემა, რომელიც ზღუდავს უჯრედის ორ ძირითად ნაწილს: ციტოპლაზმას და ბირთვს. ბირთვული მემბრანები სრულიად გამტარია იონების, მცირე მოლეკულური წონის ნივთიერებებისთვის, როგორიცაა შაქარი, ამინომჟავები, ნუკლეოტიდები. ითვლება, რომ ცილებს, რომელთა მოლეკულური წონაა 70 ათასამდე და ზომით არაუმეტეს 4,5 ნმ, თავისუფლად შეიძლება გავრცელდეს გარსში.

ცნობილია საპირისპირო პროცესიც - ნივთიერებების გადატანა ბირთვიდან ციტოპლაზმაში. ეს, უპირველეს ყოვლისა, ეხება რნმ-ის ტრანსპორტს, რომელიც სინთეზირებულია მხოლოდ ბირთვში.

ნივთიერებების ბირთვიდან ციტოპლაზმაში გადატანის კიდევ ერთი გზა დაკავშირებულია ბირთვული მემბრანის გამონაყარის წარმოქმნასთან, რომელიც შეიძლება გამოეყოთ ბირთვს ვაკუოლების სახით, მათი შიგთავსი შემდეგ იღვრება ან ციტოპლაზმაში ჩაედინება.

ამრიგად, ბირთვული კონვერტის მრავალრიცხოვანი თვისებებიდან და ფუნქციონალური დატვირთვებიდან, უნდა აღინიშნოს მისი როლი, როგორც ბარიერი, რომელიც გამოყოფს ბირთვის შიგთავსს ციტოპლაზმისგან, ზღუდავს თავისუფალ წვდომას ბიოპოლიმერების დიდი აგრეგატების ბირთვზე, ბარიერი, რომელიც აქტიურად არეგულირებს. მაკრომოლეკულების ტრანსპორტირება ბირთვსა და ციტოპლაზმას შორის.

ბირთვული კონვერტის ერთ-ერთ მთავარ ფუნქციად ასევე უნდა ჩაითვალოს მისი მონაწილეობა ინტრაბირთვული წესრიგის შექმნაში, ქრომოსომული მასალის ფიქსაციაში ბირთვის სამგანზომილებიან სივრცეში.

ევოლუციის პროცესში მათ არაერთი ცვლილება განიცადეს. ახალი ორგანელების გამოჩენას წინ უძღოდა გარდაქმნები ახალგაზრდა პლანეტის ატმოსფეროსა და ლითოსფეროში. ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი შენაძენი იყო უჯრედის ბირთვი. ევკარიოტულმა ორგანიზმებმა, ცალკეული ორგანელების არსებობის გამო, მიიღეს მნიშვნელოვანი უპირატესობა პროკარიოტებთან შედარებით და სწრაფად დაიწყეს დომინირება.

უჯრედის ბირთვმა, რომლის სტრუქტურა და ფუნქციები გარკვეულწილად განსხვავებულია სხვადასხვა ქსოვილებსა და ორგანოებში, შესაძლებელი გახადა რნმ-ის ბიოსინთეზის ხარისხის გაუმჯობესება და მემკვიდრეობითი ინფორმაციის გადაცემა.

წარმოშობა

დღეისათვის არსებობს ორი ძირითადი ჰიპოთეზა ევკარიოტული უჯრედის წარმოქმნის შესახებ. სიმბიოზური თეორიის თანახმად, ორგანელები (როგორიცაა დროშები ან მიტოქონდრია) ოდესღაც ცალკეული პროკარიოტული ორგანიზმები იყვნენ. თანამედროვე ევკარიოტების წინაპრებმა შეჭამეს ისინი. შედეგი იყო სიმბიოზური ორგანიზმი.

ამავდროულად, ციტოპლაზმურ არეში პროტრუზიის შედეგად წარმოიქმნა ბირთვი, რაც აუცილებელი შენაძენი იყო უჯრედის მიერ კვების ახალი ხერხის, ფაგოციტოზის განვითარების გზაზე. საკვების მიღებას თან ახლდა ციტოპლაზმური მობილობის ხარისხის მატება. გენოფორები, რომლებიც პროკარიოტული უჯრედის გენეტიკურ მასალას წარმოადგენდა და კედლებზე იყო მიმაგრებული, ძლიერი „ნაკადის“ ზონაში მოხვდა და დაცვას საჭიროებდა. შედეგად, ჩამოყალიბდა მემბრანის ღრმა ინვაგინაცია, რომელიც შეიცავს თანდართულ გენოფორებს. ამ ჰიპოთეზას მხარს უჭერს ის ფაქტი, რომ ბირთვის გარსი განუყოფლად არის დაკავშირებული უჯრედის ციტოპლაზმურ მემბრანასთან.

არსებობს მოვლენების განვითარების სხვა ვერსია. ბირთვის წარმოშობის ვირუსული ჰიპოთეზის მიხედვით, იგი წარმოიქმნა უძველესი არქეული უჯრედის ინფექციის შედეგად. მასში შეაღწია დნმ ვირუსმა და თანდათანობით მოიპოვა სრული კონტროლი ცხოვრების პროცესებზე. მეცნიერები, რომლებიც ამ თეორიას უფრო სწორად მიიჩნევენ, მის სასარგებლოდ უამრავ არგუმენტს აძლევენ. თუმცა, დღემდე, არცერთი არსებული ჰიპოთეზის ყოვლისმომცველი მტკიცებულება არ არსებობს.

Ერთი ან მეტი

თანამედროვე ევკარიოტების უჯრედების უმეტესობას აქვს ბირთვი. მათი აბსოლუტური უმრავლესობა შეიცავს მხოლოდ ერთ ასეთ ორგანელას. თუმცა არის უჯრედები, რომლებმაც დაკარგეს ბირთვი გარკვეული ფუნქციური მახასიათებლების გამო. მათ შორისაა, მაგალითად, ერითროციტები. ასევე არის უჯრედები ორი (ცილიატი) და რამდენიმე ბირთვითაც კი.

უჯრედის ბირთვის სტრუქტურა

ორგანიზმის მახასიათებლების მიუხედავად, ბირთვის აგებულებას ახასიათებს ტიპიური ორგანელების ნაკრები. იგი უჯრედის შიდა სივრციდან გამოყოფილია ორმაგი გარსით. ზოგან მისი შიდა და გარე შრეები ერწყმის ერთმანეთს და წარმოქმნის ფორებს. მათი ფუნქციაა ნივთიერებების გაცვლა ციტოპლაზმასა და ბირთვს შორის.

ორგანული სივრცე ივსება კარიოპლაზმით, რომელსაც ასევე უწოდებენ ბირთვულ წვენს ან ნუკლეოპლაზმას. ის შეიცავს ქრომატინს და ბირთვს. ზოგჯერ უჯრედის ბირთვის დასახელებული ორგანელებიდან ბოლო არ არის ერთ ეგზემპლარად. ზოგიერთ ორგანიზმში ბირთვები, პირიქით, არ არსებობს.

მემბრანა

ბირთვული გარსი იქმნება ლიპიდებით და შედგება ორი ფენისგან: გარე და შიდა. სინამდვილეში, ეს არის იგივე უჯრედის მემბრანა. ბირთვი ურთიერთობს ენდოპლაზმური ბადის არხებთან პერინუკლეარული სივრცის მეშვეობით, ღრუში, რომელიც წარმოიქმნება მემბრანის ორი ფენით.

გარე და შიდა გარსებს აქვთ საკუთარი სტრუქტურული მახასიათებლები, მაგრამ ზოგადად ისინი საკმაოდ მსგავსია.

ყველაზე ახლოს ციტოპლაზმასთან

გარე შრე გადადის ენდოპლაზმური ბადის მემბრანაში. მისი მთავარი განსხვავება ამ უკანასკნელისგან არის ცილების მნიშვნელოვნად მაღალი კონცენტრაცია სტრუქტურაში. მემბრანა, რომელიც უშუალო კავშირშია უჯრედის ციტოპლაზმასთან, გარედან დაფარულია რიბოზომების ფენით. იგი დაკავშირებულია შიდა მემბრანასთან მრავალი ფორებით, რომლებიც საკმაოდ დიდი ცილოვანი კომპლექსებია.

შიდა ფენა

უჯრედის ბირთვისკენ მიმავალი გარსი, გარესგან განსხვავებით, გლუვია და არ არის დაფარული რიბოზომებით. ის ზღუდავს კარიოპლაზმას. შიდა მემბრანის დამახასიათებელი მახასიათებელია ბირთვული ფენის ფენა, რომელიც აფარებს მას ნუკლეოპლაზმასთან შეხების გვერდიდან. ეს სპეციფიკური ცილის სტრუქტურა ინარჩუნებს კონვერტის ფორმას, მონაწილეობს გენის ექსპრესიის რეგულირებაში და ასევე ხელს უწყობს ქრომატინის მიმაგრებას ბირთვულ მემბრანაზე.

მეტაბოლიზმი

ბირთვისა და ციტოპლაზმის ურთიერთქმედება ხორციელდება საკმაოდ რთული სტრუქტურების მეშვეობით, რომლებიც წარმოიქმნება 30 ცილისგან. ერთ ბირთვზე ფორების რაოდენობა შეიძლება განსხვავებული იყოს. ეს დამოკიდებულია უჯრედის, ორგანოსა და ორგანიზმის ტიპზე. ასე რომ, ადამიანებში უჯრედის ბირთვს შეიძლება ჰქონდეს 3-დან 5 ათასამდე ფორა, ზოგიერთ ბაყაყში ის 50000-ს აღწევს.

ფორების მთავარი ფუნქციაა ნივთიერებების გაცვლა ბირთვსა და უჯრედის დანარჩენ სივრცეს შორის. ზოგიერთი მოლეკულა ფორებში გადის პასიურად, ენერგიის დამატებითი ხარჯვის გარეშე. ისინი მცირე ზომის არიან. დიდი მოლეკულების და სუპრამოლეკულური კომპლექსების ტრანსპორტირება მოითხოვს გარკვეული რაოდენობის ენერგიის მოხმარებას.

ბირთვში სინთეზირებული რნმ-ის მოლეკულები უჯრედში კარიოპლაზმიდან შედიან. ბირთვული პროცესებისთვის აუცილებელი ცილები ტრანსპორტირდება საპირისპირო მიმართულებით.

ნუკლეოპლაზმა

ბირთვული წვენის სტრუქტურა იცვლება უჯრედის მდგომარეობიდან გამომდინარე. ორი მათგანია - სტაციონარული და წარმოქმნილი გაყოფის პერიოდში. პირველი დამახასიათებელია ინტერფაზისთვის (დრო დაყოფებს შორის). ამავდროულად, ბირთვული წვენი გამოირჩევა ნუკლეინის მჟავების და არასტრუქტურირებული დნმ-ის მოლეკულების ერთგვაროვანი განაწილებით. ამ პერიოდში მემკვიდრეობითი მასალა არსებობს ქრომატინის სახით. უჯრედის ბირთვის გაყოფას თან ახლავს ქრომატინის ქრომოსომად გადაქცევა. ამ დროს იცვლება კარიოპლაზმის აგებულება: გენეტიკური მასალა იძენს გარკვეულ სტრუქტურას, ნადგურდება ბირთვული მემბრანა, ხოლო კარიოპლაზმა ციტოპლაზმას ერევა.

ქრომოსომა

გაყოფის დროს გარდაქმნილი ქრომატინის ნუკლეოპროტეინების სტრუქტურების ძირითადი ფუნქციებია უჯრედის ბირთვში არსებული მემკვიდრეობითი ინფორმაციის შენახვა, განხორციელება და გადაცემა. ქრომოსომებს ახასიათებთ გარკვეული ფორმა: ისინი იყოფა ნაწილებად ან მკლავებად პირველადი შეკუმშვით, რომელსაც ასევე უწოდებენ ცელომერს. მისი ადგილმდებარეობის მიხედვით განასხვავებენ ქრომოსომების სამ ტიპს:

• ღეროსებრი ან აკროცენტრული: მათთვის დამახასიათებელია ცელომერის განლაგება თითქმის ბოლოს, ერთი მხრის გამოდის ძალიან პატარა;
• დივერსიფიცირებული ან სუბმეტაცენტრული აქვს არათანაბარი სიგრძის მხრები;
• ტოლგვერდა ან მეტაცენტრული.

უჯრედში ქრომოსომების ერთობლიობას კარიოტიპი ეწოდება. თითოეული ტიპი ფიქსირდება. ამ შემთხვევაში ერთი და იმავე ორგანიზმის სხვადასხვა უჯრედი შეიძლება შეიცავდეს დიპლოიდურ (ორმაგ) ან ჰაპლოიდურ (ერთ) კომპლექტს. პირველი ვარიანტი დამახასიათებელია სომატური უჯრედებისთვის, რომლებიც ძირითადად ქმნიან სხეულს. ჰაპლოიდური ნაკრები ჩანასახოვანი უჯრედების პრივილეგიაა. ადამიანის სომატური უჯრედები შეიცავს 46 ქრომოსომას, სასქესო უჯრედები - 23.

დიპლოიდური ნაკრების ქრომოსომები ქმნიან წყვილებს. იდენტური ნუკლეოპროტეინების სტრუქტურებს, რომლებიც შედის წყვილში, ეწოდება ალელური. მათ აქვთ იგივე სტრუქტურა და ასრულებენ იგივე ფუნქციებს.

ქრომოსომების სტრუქტურული ერთეული არის გენი. ეს არის დნმ-ის მოლეკულის სეგმენტი, რომელიც კოდირებს კონკრეტულ პროტეინს.

ნუკლეოლუსი

უჯრედის ბირთვს აქვს კიდევ ერთი ორგანელა - ეს არის ბირთვი. იგი კარიოპლაზმისგან მემბრანით არ არის გამოყოფილი, მაგრამ მიკროსკოპით უჯრედის შესწავლისას ადვილი შესამჩნევია. ზოგიერთ ბირთვს შეიძლება ჰქონდეს მრავალი ბირთვი. არის ისეთებიც, რომლებშიც ასეთი ორგანელები სრულიად არ არის.

ნუკლეოლის ფორმა ჰგავს სფეროს, აქვს საკმაოდ მცირე ზომა. იგი შეიცავს სხვადასხვა ცილებს. ნუკლეოლის ძირითადი ფუნქციაა რიბოსომური რნმ-ის და თავად რიბოზომების სინთეზი. ისინი აუცილებელია პოლიპეპტიდური ჯაჭვების შესაქმნელად. ნუკლეოლები წარმოიქმნება გენომის სპეციალური უბნების გარშემო. მათ ბირთვულ ორგანიზატორებს უწოდებენ. ის შეიცავს რიბოსომურ რნმ გენებს. ბირთვი, სხვა საკითხებთან ერთად, არის უჯრედში ცილის ყველაზე მაღალი კონცენტრაციის ადგილი. ცილების ნაწილი აუცილებელია ორგანოიდის ფუნქციების შესასრულებლად.

ნუკლეოლი შედგება ორი კომპონენტისგან: მარცვლოვანი და ფიბრილარული. პირველი არის მომწიფებული რიბოსომის ქვედანაყოფები. ფიბრილარულ ცენტრში მარცვლოვანი კომპონენტი გარს აკრავს ფიბრილარს, რომელიც მდებარეობს ბირთვის ცენტრში.

უჯრედის ბირთვი და მისი ფუნქციები

ბირთვის მიერ შესრულებული როლი განუყოფლად არის დაკავშირებული მის სტრუქტურასთან. ორგანოიდის შიდა სტრუქტურები ერთობლივად ახორციელებენ ყველაზე მნიშვნელოვან პროცესებს უჯრედში. მასში ინახება გენეტიკური ინფორმაცია, რომელიც განსაზღვრავს უჯრედის სტრუქტურასა და ფუნქციას. ბირთვი პასუხისმგებელია მიტოზისა და მეიოზის დროს მემკვიდრეობითი ინფორმაციის შენახვასა და გადაცემაზე. პირველ შემთხვევაში, ქალიშვილი უჯრედი იღებს მშობლის იდენტურ გენებს. მეიოზის შედეგად წარმოიქმნება ჩანასახები ქრომოსომების ჰაპლოიდური ნაკრებით.

ბირთვის კიდევ ერთი არანაკლებ მნიშვნელოვანი ფუნქციაა უჯრედშიდა პროცესების რეგულირება. იგი ხორციელდება უჯრედული ელემენტების სტრუქტურასა და ფუნქციონირებაზე პასუხისმგებელი ცილების სინთეზის კონტროლის შედეგად.

ცილის სინთეზზე გავლენას სხვა გამოხატულება აქვს. ბირთვი, რომელიც აკონტროლებს უჯრედის შიგნით მიმდინარე პროცესებს, აერთიანებს მის ყველა ორგანელას ერთ სისტემაში კარგად მოქმედი მუშაობის მექანიზმით. მასში ჩავარდნები, როგორც წესი, იწვევს უჯრედების სიკვდილს.

დაბოლოს, ბირთვი არის რიბოზომის ქვედანაყოფების სინთეზის ადგილი, რომლებიც პასუხისმგებელნი არიან ამინომჟავებისგან ერთი და იგივე ცილის წარმოქმნაზე. რიბოსომები შეუცვლელია ტრანსკრიფციის პროცესში.

ეს უფრო სრულყოფილი სტრუქტურაა, ვიდრე პროკარიოტული. ორგანელების გამოჩენამ საკუთარი მემბრანით შესაძლებელი გახადა უჯრედშიდა პროცესების ეფექტურობის გაზრდა. ამ ევოლუციაში ძალიან მნიშვნელოვანი როლი ითამაშა ორმაგი ლიპიდური მემბრანით გარშემორტყმული ბირთვის ფორმირებამ. მემბრანის მიერ მემკვიდრეობითი ინფორმაციის დაცვამ შესაძლებელი გახადა უძველეს უჯრედულ ორგანიზმებს დაეუფლონ ცხოვრების ახალ გზებს. მათ შორის იყო ფაგოციტოზი, რომელმაც, ერთ-ერთი ვერსიით, გამოიწვია სიმბიოზური ორგანიზმის გაჩენა, რომელიც მოგვიანებით გახდა თანამედროვე ევკარიოტული უჯრედის წინამორბედი ყველა დამახასიათებელი ორგანელებით. უჯრედის ბირთვმა, ზოგიერთი ახალი სტრუქტურის სტრუქტურამ და ფუნქციებმა შესაძლებელი გახადა ჟანგბადის გამოყენება მეტაბოლიზმში. ამის შედეგი იყო კარდინალური ცვლილება დედამიწის ბიოსფეროში, საფუძველი ჩაეყარა მრავალუჯრედოვანი ორგანიზმების ჩამოყალიბებასა და განვითარებას. დღეს პლანეტაზე დომინირებენ ევკარიოტული ორგანიზმები, მათ შორის ადამიანებიც და ამ მხრივ ცვლილებებს არაფერი უწინასწარმეტყველებს.

1

მატერიალური სტრუქტურების ერთიანობის კონცეფცია და ონტოლოგიური უმასური ტალღური საშუალების კონცეფცია შესაძლებელს ხდის გავიგოთ ყველა სახის ურთიერთქმედების ბუნება და ნუკლეონების, ბირთვების და ატომების სტრუქტურის სისტემური ორგანიზაცია. ნეიტრონები მთავარ როლს ასრულებენ ბირთვების სტაბილურობის ფორმირებასა და შენარჩუნებაში, რაც უზრუნველყოფილია პროტონებსა და ნეიტრონებს შორის ბოზონის გაცვლის ორი ბმით. ალფა ნაწილაკები სტრუქტურაში მთავარი „აგურია“. ბირთვების სტრუქტურები, ფორმაში ახლოს სფერულთან, ყალიბდება პერიოდების შესაბამისად D.I.-ის პერიოდულ სისტემაში. მენდელეევი n-p-n კომპლექსის, ალფა ნაწილაკების და ნეიტრონების თანმიმდევრული დამატებით. ატომების რადიოაქტიური დაშლის მიზეზი არ არის ბირთვის ოპტიმალური სტრუქტურა: პროტონების ან ნეიტრონების რაოდენობის სიჭარბე, ასიმეტრია. ბირთვების ალფა სტრუქტურა ხსნის ყველა სახის რადიოაქტიური დაშლის მიზეზებსა და ენერგეტიკულ ბალანსს.

ნუკლეონის სტრუქტურა

ალფა ნაწილაკები

„ბოზონის გაცვლის“ ძალები

სტაბილურობა

რადიოაქტიურობა

1. ვერნადსკი ვ.ი. ბიოსფერო და ნოოსფერო. – მ.: როლფ. 2002. - 576გვ.

2. დიმიტრიევი ი.ვ. ერთი, ორი ან სამი საკუთარი შიდა ღერძის გასწვრივ ბრუნვა აუცილებელი პირობა და ფორმაა ფიზიკური სამყაროს ნაწილაკების არსებობისთვის. - სამარა: სამარას წიგნი. გამომცემლობა, 2001. - 225გვ.

3. პოლიაკოვი ვ.ი. გამოცდა "ჰომო საპიენსისთვის" (ეკოლოგიიდან და მაკროეკოლოგიიდან... სამყარომდე). - სარანსკი: მორდოვის უნივერსიტეტის გამომცემლობა, 2004. - 496 გვ.

4. პოლიაკოვი ვ.ი. სამყაროს სული ქაოსისა და ვაკუუმის ნაცვლად (სამყაროს ფიზიკური სტრუქტურა) // "თანამედროვე მეცნიერების ინტენსიური ტექნოლოგიები" - -2004 წ. No4. - გვ.17-20.

5. პოლიაკოვი ვ.ი. ელექტრონი = პოზიტრონი?! //თანამედროვე მეცნიერების ინტენსიური ტექნოლოგიები. - 2005. - No11. - S. 71-72.

6. პოლიაკოვი ვ.ი. მატერიის დაბადება // ფუნდამენტური კვლევა 2007. No12. - გვ.46-58.

7. პოლიაკოვი ვ.ი. გამოცდა "Homo sapiens - II". მეოცე საუკუნის საბუნებისმეტყველო მეცნიერების ცნებებიდან ბუნებრივ გაგებამდე. - გამომცემლობა "საბუნებისმეტყველო მეცნიერებათა აკადემია". - 2008. - 596გვ.

8. პოლიაკოვი ვ.ი. რატომ არის პროტონები სტაბილური და ნეიტრონები რადიოაქტიური? // "რადიოაქტიურობა და რადიოაქტიური ელემენტები ადამიანის გარემოში": IV საერთაშორისო კონფერენცია, ტომსკი, 5-7 ივნისი, 2013. - ტომსკი, 2013. - გვ. 415-419.

9. პოლიაკოვი ვ.ი. ნუკლეონების, ბირთვების, სტაბილურობისა და ატომების რადიოაქტიურობის სტრუქტურის ბუნებრივი გაგების საფუძვლები // იქვე. - S. 419-423.

10. პოლიაკოვი ვ.ი. ატომების სტრუქტურები - ორბიტალური ტალღის მოდელი// თანამედროვე საბუნებისმეტყველო მეცნიერებების წარმატებები. - 2014. No3. - გვ.108-114.

12. ფიზიკური სიდიდეები: სახელმძღვანელო // ა.პ. ბაბიჩევი, ნ.ა. ბაბუშკინა, ა.მ. ბრატკოვსკი და სხვები; რედ. ი.ს. გრიგორიევა, ე.ზ. მელიხოვა. – M.: Energoatomizdat, 1991. – 1232 გვ.

თანამედროვე ფიზიკა გვთავაზობს ვარდნის, გარსის, განზოგადებულ და სხვა მოდელებს ბირთვების სტრუქტურის აღსაწერად. ნუკლეონების შეკავშირება ბირთვებში აიხსნება შემაკავშირებელ ენერგიით, რომელიც გამოწვეულია "სპეციფიკური სპეციფიკური ბირთვული ძალებით". ამ ძალების თვისებები (მიზიდულობა, მოკლე დიაპაზონი, მუხტის დამოუკიდებლობა და ა.შ.) მიღებულია აქსიომად. კითხვა "რატომ ასე?" წარმოიქმნება თითქმის ყველა დისერტაციისთვის. მიღებულია (?), რომ ეს ძალები ნუკლეონებისთვის იგივეა... (?). მსუბუქი ბირთვებისთვის სპეციფიკური შებოჭვის ენერგია მკვეთრად იზრდება, გადახტომების სერიას განიცდის (?), შემდეგ იზრდება უფრო ნელა (?) და შემდეგ თანდათან მცირდება. ”ყველაზე სტაბილურია ეგრეთ წოდებული ”ჯადოსნური ბირთვები”, რომლებშიც პროტონების ან ნეიტრონების რაოდენობა უდრის ერთ-ერთ ჯადოსნურ რიცხვს: 2, 8, 20, 28, 50, 82, 126 ... (?) განსაკუთრებით სტაბილურია ორმაგად ჯადოსნური ბირთვები: 2He2, 8O8, 20Ca20, 20Ca28, 82Pb126" (მარცხენა და მარჯვენა ინდექსები შეესაბამება ბირთვში პროტონებისა და ნეიტრონების რაოდენობას, შესაბამისად). რატომ არსებობს "ჯადოსნური" ბირთვები და ჯადოსნური იზოტოპი 28Ni28 მაქსიმალური სპეციფიური შებოჭვის ენერგიით 8,7 მევ არის ხანმოკლე.
(T1 / 2 = 6.1 დღე)? „ბირთვებს ახასიათებთ თითქმის მუდმივი შებოჭვის ენერგია და მუდმივი სიმკვრივე, ნუკლეონების რაოდენობისგან დამოუკიდებელი“ (?!). ეს ნიშნავს, რომ შემაკავშირებელ ენერგიას არაფერი ახასიათებს, ისევე როგორც მასის დეფექტის ტაბულური მნიშვნელობები (20Са20-სთვის ეს ნაკლებია 21Sc24-ისთვის, 28Ni30-ისთვის ნაკლებია ვიდრე 27Co32 და 29Cu34 და ა.შ.). ფიზიკა აღიარებს, რომ "ბირთვული ძალების კომპლექსური ბუნება და განტოლებების ამოხსნის სირთულეები... დღემდე არ უშვებს ატომის ბირთვის ერთიანი თანმიმდევრული თეორიის შემუშავებას". ფარდობითობის თეორიის პოსტულატებზე აგებულმა მე-20 საუკუნის მეცნიერებამ გააუქმა ლოგიკა და მიზეზობრიობა და მათემატიკური ფანტომები რეალობად გამოაცხადა. ბირთვებისა და ატომების სტრუქტურის ცოდნის გარეშე, მეცნიერებმა შექმნეს ატომური ბომბები და ცდილობენ მიბაძონ სამყაროს დიდი აფეთქების კოლაიდერებში ...

ა. აინშტაინის საბუნებისმეტყველო მეცნიერებებში „რევოლუციამ“ შეცვალა „სივრცე-დროის კონტინიუმის“ განტოლებები ათობით გამოჩენილი მეცნიერის ნაშრომებით (ჰაიგენსი, ჰუკი, იუნგი, ნავიერი, სტოკსი, ჰერცი, ფარადეი, მაქსველი, ლორენცი, ტომსონი, ტესლა და ა.შ.), რომლებმაც განავითარეს თეორიები ელექტრომაგნიტიზმი და ატომიზმი "ეთერის" გარემოში. საუკუნის უკან უნდა დავბრუნდეთ...

მუშაობის მიზანი და მეთოდი. მეცნიერების ჩიხიდან გამოსვლა შესაძლებელია „ეთერის“ მედიუმის არსის გააზრების საფუძველზე. და. ვერნადსკი წერდა: „არამატერიალური გარემოს გამოსხივება ფარავს მთელ ხელმისაწვდომ, ყველა წარმოდგენას სივრცეს... ჩვენს ირგვლივ, საკუთარ თავში, ყველგან და ყველგან, შეუფერხებლად, მუდმივად იცვლება, ემთხვევა და ეჯახება, არის სხვადასხვა სიგრძის ტალღის გამოსხივება - ტალღები, რომელთა სიგრძე გამოითვლება მილიმეტრის ათი მემილიონედი წილადებით, გრძელთა შორის, რომლებიც იზომება კილომეტრებში... მთელი სივრცე სავსეა მათით...“. ყველაფერი მატერიალური ფორმირდება ამ ონტოლოგიური, არამატერიალური, ტალღური საშუალების მიერ და არსებობს მასთან ურთიერთქმედებაში. "ეთერი" არ არის გაზი და არა ქარბუქების ქაოსი, არამედ "მოქმედების მოწესრიგებული ქაოსი - სული". სულის გარემოში ერთი ელემენტარული ნაწილაკიდან - მასონიდან (ელექტრონი / პოზიტრონი), რეგულარულად და სისტემატურად არის ორგანიზებული სტრუქტურები ნუკლეონებიდან, ბირთვებიდან და ატომებიდან სამყარომდე.

ნაშრომში შემუშავებულია ბირთვების სტრუქტურის მოდელი, რომელიც განმარტავს მათ თვისებებს, ბირთვებში ნუკლეონების შეერთების მიზეზებს, განსაკუთრებულ მდგრადობას და რადიოაქტიურობას.

ნუკლეონების სტრუქტურა და თვისებები

ფიზიკაში მიღებული ნუკლეონის მოდელი აგებულია ათობით ჰიპოთეტური ნაწილაკებისგან ზღაპრული სახელწოდებით „კვარკი“ და ზღაპრული განსხვავებები, მათ შორის: ფერი, ხიბლი, უცნაურობა, ხიბლი. ეს მოდელი ძალიან რთულია, არ გააჩნია მტკიცებულება და ვერც კი ხსნის ნაწილაკების მასას. ნუკლეონების სტრუქტურის მოდელი, რომელიც ხსნის მათ ყველა თვისებას, შეიმუშავა ი.ვ. დიმიტრიევი (სამარა) მის მიერ აღმოჩენილი მაქსიმალური კონფიგურაციის ენტროპიის პრინციპის საფუძველზე (სტრუქტურული ელემენტების თანასწორობა ზედაპირზე და პირველადი ნაწილაკების მოცულობაში) და თეზისზე, რომ ნაწილაკები არსებობენ მხოლოდ ბრუნვის დროს "ერთი, ორი ან სამი" სათანადო შიდა ღერძები“. ნუკლეონი იქმნება π+(-)-მეზონების 6 ექვსკუთხა სტრუქტურისგან, რომლებიც გარს აკრავს პლიუს-მიონ μ+, და მათი სტრუქტურა აგებულია ბურთების რაოდენობის შერჩევით: ელექტრონები და პოზიტრონები ორი ტიპის. ასეთი სტრუქტურა დასაბუთდა მასონების მატერიალური ნაწილაკებისა და SPIRIT გარემოს ურთიერთქმედების საფუძველზე ნამუშევარში, შემდეგ კი დაიხვეწა და დადასტურდა მეზონების სტრუქტურის აგების საფუძველზე წვრილი სტრუქტურის მუდმივობის შესაბამისად.
1/α = 2სთ(ε0/μ0)1/2/e2 = 137.036. ფიზიკოსები ვ. პაული, რ. ფეინმანი დაბნეულნი იყვნენ ამ მუდმივის ფიზიკური მნიშვნელობის შესახებ, მაგრამ SPIRIT გარემოში ეს აშკარაა: მხოლოდ მუხტიდან შედარებითი მანძილით 1/α არსებობს მატერიისა და საშუალო ტალღური ურთიერთქმედება.

მასონების (მე) გამოთვლილი რაოდენობა მიონის სტრუქტურაში უნდა იყოს 3/2α = 205.6, ხოლო მიონის მასა 206.768 მე. 207 მასონის სტრუქტურაში ცენტრალური განსაზღვრავს მუხტს ±e და ბრუნვას ±1/2, ხოლო 206 ანადგურებს ერთმანეთს. პიონები, როგორც ი.დმიტრიევის პოსტულაცია, წარმოიქმნება "ბიაქსიალური" ელექტრონებისა და პოზიტრონებისგან (სპინი = 0, მუხტი +/-, მასა მე). SPIRIT გარემოში, მზის ატმოსფეროში სამყაროს ფონური გამოსხივების კვანტებისგან მატერიის წარმოქმნის პირველ საფეხურად უნდა ჩამოყალიბდეს ბოზონები, რომელთა მასა 2/3 მე-ს შეადგენს. მკვრივ სტრუქტურაში უნდა იყოს 3/α = 411 ასეთი ნაწილაკი და მათი მასა უნდა იყოს 3/α · 2/3 me = 274 me , რაც შეესაბამება პი-მეზონებს (mπ = 273.210 me ). მათი აგებულება მიონების მსგავსია: ცენტრში მდებარე ნაწილაკი განსაზღვრავს მუხტს ± 2/3e და სპინი 0-ს, ხოლო 205 ნაწილაკი ურთიერთდაბალანსებულია.

პროტონის სტრუქტურა ცენტრალური მუონიდან და 6 პიონიდან, მასის დანაკარგის გათვალისწინებით 6 მასონის (მიონ-პიონური ბმა) და 6 ბოზონის (პიონ-პიონური ბმა, 4 მე) გაცვლის („ბირთვული“) ბმისთვის. ), განმარტავს მის მასას.

MP \u003d 6mp + mm - 10me \u003d 6 273.210 me + +206.768 me - 10me \u003d 1836.028 me.

ეს მნიშვნელობა, 0,007% სიზუსტით, შეესაბამება პროტონის მასას Мр = 1836,153me. პროტონის მუხტი +e და სპინი ±1/2 განისაზღვრება ცენტრალური მასონით+ ცენტრალურ მიონში+. პროტონული მოდელი ხსნის მის ყველა თვისებას, მათ შორის სტაბილურობას. SPIRIT გარემოში მატერიალური ნაწილაკების ურთიერთქმედება ხდება მათთან დაკავშირებული საშუალების „ღრუბლების“ რეზონანსის შედეგად (ფორმისა და სიხშირის დამთხვევა). პროტონი სტაბილურია, რადგან ის დაცულია მატერიალური ნაწილაკებისა და კვანტებისგან სხვადასხვა ტალღის ველის მქონე პიონების გარსით.

პროტონის მასა არის 1836,153 მე, ხოლო ნეიტრონის მასა 1838,683 მე. პროტონის მუხტის კომპენსაცია, წყალბადის ატომის ანალოგიით, უზრუნველყოფს ელექტრონს ტალღის ორბიტაზე მის ეკვატორულ სიბრტყეში („ბრუნის ერთი ღერძი“) და მისი „ბიაქსიალური ბრუნვა“ აღმოჩნდება „საკუთარი“ პიონის ღრუბელი. დავუმატოთ 2 ბოზონი ნეიტრონის საპირისპირო პიონებში; ისინი ანაზღაურებენ ორბიტალურ იმპულსს და ნეიტრონის მასა იქნება 1838.486 მე. ეს სტრუქტურა ხსნის ნეიტრონის მასას (განსხვავება 0,01%), მუხტის არარსებობას და, რაც მთავარია, "ბირთვულ" ძალებს. "დამატებითი" ბოზონი სუსტად არის შეკრული სტრუქტურაში და უზრუნველყოფს "გაცვლის" კავშირს, იკავებს "ვაკანსიას" პროტონის მეზობელ პიონში ბირთვული სიხშირით, ის ანაცვლებს სხვა ბოზონს, რომელიც ბრუნდება ნეიტრონში. ნეიტრონის "დამატებითი" ბოზონები არის მისი "ორი მკლავი", რომელიც ბირთვებს ერთმანეთთან აკავშირებს.

ელემენტების ბირთვებში ნეიტრონი უზრუნველყოფს ბირთვების მდგრადობას და თავად არის "შენახული" ბირთვში დაშლისგან (T1 / 2 \u003d 11,7 წთ.), რისი მიზეზიც არის მისი "სუსტი წერტილები": ორბიტა. ელექტრონი და ექვსი პიონიდან ორი „პიონის ფენაში“ ყოფნა „დამატებითი“ ბოზონის მიხედვით.

მე-20 საუკუნის მეცნიერებმა ათობით თეორია და ასობით „ელემენტარული“ ნაწილაკი მოიგონეს, მაგრამ ვერ აეხსნათ ატომების სტრუქტურა და ბუნებას სჭირდებოდა მხოლოდ ორი ასეთი ნაწილაკი ორი ნუკლეონის შესაქმნელად და მათგან 92 ელემენტი და მთელი მასალის ასაგებად. სამყარო!!!

ატომის ბირთვების ალფა სტრუქტურა

ბუნებაში ყველაზე გავრცელებული ყველა ელემენტის იზოტოპებს აქვთ ნეიტრონების ლუწი რაოდენობა (გარდა 4Be5 და 7N7). საერთო ჯამში, 291 სტაბილური იზოტოპიდან 75%-ს აქვს ნეიტრონების ლუწი რაოდენობა და მხოლოდ 3%-ს აქვს ლუწი-კენტი ბირთვი. ეს მიუთითებს პროტონის ორ ნეიტრონთან კავშირის უპირატესობაზე, პროტონ-პროტონული ბმის არარსებობაზე და „ბირთვული ძალების მუხტის დამოუკიდებლობაზე“. ბირთვების ჩარჩო იქმნება ნეიტრონი-პროტონის ბმებით, სადაც თითოეულ ნეიტრონს შეუძლია 2 პროტონის შეკავება ორი ბოზონის (მაგალითად, 2He1) გაცვლით. მძიმე ბირთვებში ნეიტრონების შედარებითი რაოდენობა იზრდება, რაც აძლიერებს ბირთვის ჩარჩოს.

ზემოაღნიშნული არგუმენტები და მატერიის სისტემატური ორგანიზების პრინციპი არამატერიალურ გარემოში საშუალებას გვაძლევს შემოგთავაზოთ ელემენტების ბირთვების სტრუქტურის „ბლოკის კონსტრუქციის“ მოდელი, რომელშიც „ბლოკი“ არის ჰელიუმის ატომის ბირთვი. - ალფა ნაწილაკი. ჰელიუმი არის კოსმოლოგიური ნუკლეოსინთეზის მთავარი ელემენტი, ხოლო სამყაროში სიმრავლის თვალსაზრისით, იგი მეორე ელემენტია წყალბადის შემდეგ. ალფა ნაწილაკები მყარად შეკრული ორი წყვილი ნუკლეონის ოპტიმალური სტრუქტურაა. ეს არის ძალიან კომპაქტური, მჭიდროდ დაკავშირებული სფერული სტრუქტურა, რომელიც შეიძლება გეომეტრიულად იყოს წარმოდგენილი, როგორც სფერო, რომელშიც კუბია ჩაწერილი კვანძებით 2 პროტონისა და 2 ნეიტრონის საპირისპირო დიაგონალებში. თითოეულ ნეიტრონს აქვს ორი "ბირთვული გაცვლის" ბმა ორ პროტონთან. ნეიტრონის პროტონებთან მიახლოების ელექტრომაგნიტურ შეერთებას უზრუნველყოფს მის სტრუქტურაში ორბიტალური ელექტრონი (დადასტურება: მაგნიტური მომენტები: μ (p) \u003d 2.793 μN, μ (n) \u003d -1.913 μN, სადაც μN არის ბორი. ბირთვული მაგნიტონი).

პროტონების სავარაუდო „კულონური“ მოგერიება არ ეწინააღმდეგება მათ მიდგომას. ამის ახსნა, ისევე როგორც მასონების მიონების სტრუქტურებში, მდგომარეობს "მუხტის" როგორც ნაწილაკების მასის განუყოფელი თვისების გაგებაში - SPIRIT გარემოს მოძრაობა, რომელიც დაკავშირებულია მასის ტალღურ მოძრაობასთან. , გამოხატული, როგორც ძალა ამ გარემოში (მუხტის ერთეული შეიძლება იყოს კულონი2 - ძალა გამრავლებული ზედაპირზე). +/- მუხტის ორი ტიპი არის ბრუნვის მარცხენა და მარჯვენა მიმართულება. როდესაც ორი პროტონი ეკვატორულ სიბრტყეში უახლოვდება, "დატყვევებული" საშუალების მოძრაობა საპირისპირო იქნება, ხოლო "პოლუსებიდან" მიახლოებისას ეს ხდება ერთი მიმართულებით, რაც ხელს უწყობს მიახლოებას. ნაწილაკების მიახლოება შემოიფარგლება მათი "ველის" გარსების ურთიერთქმედებით, რომლებიც შეესაბამება "კომპტონის" ტალღის სიგრძეს: λК(р) = 1.3214 10-15 მ, და λК(n) = 1.3196 ნეიტრონის 10-15 მ. ასეთ მანძილზე მოქმედებენ მათ შორის ბოზონის გაცვლის („ბირთვული“) ძალები.

ბირთვების სტრუქტურები ალფა ნაწილაკებისგან წარმოიქმნება მინიმალური მოცულობით და სფერულთან ახლოს. ალფა ნაწილაკების სტრუქტურა მათ საშუალებას აძლევს გაერთიანდნენ ერთი n-p ბოზონის გაცვლის ბმის გაწყვეტით და მეზობელ ალფა ნაწილაკთან ორი n-p და p-n ბმის წარმოქმნით. ბირთვში ნებისმიერი რაოდენობის პროტონებით წარმოიქმნება ერთი სფერული ველი, რომლის ინტენსივობა იგივეა, რაც მუხტი ცენტრში იყოს კონცენტრირებული (ოსტროგრადსკი-გაუსის წესი). ბირთვის ერთი ველის წარმოქმნას ადასტურებს ატომების ორბიტალურ-ტალღური სტრუქტურა, სადაც ყველა s, p, d, f ორბიტა ქმნის სფერულ გარსებს.

ალფა ნაწილაკებისგან ელემენტების ბირთვების აგება ხდება სისტემატურად, თანმიმდევრულად თითოეულ პერიოდში, წინა ელემენტის ბირთვის საფუძველზე. პროტონების ლუწი რაოდენობის ბირთვებში ბმები დაბალანსებულია; შემდეგი ატომის სტრუქტურაში დამატებითი პროტონის გამოჩენა შეუძლებელია. ჟანგბადის შემდეგ ატომების ბირთვებში პროტონის დამატება ხდება სქემის მიხედვით (n-p-n). სტრუქტურების ფორმირების მკაფიო თანმიმდევრობა პერიოდებისა და სერიების შესაბამისად D.I. მენდელეევი - ბირთვების შემოთავაზებული მოდელის მართებულობის დადასტურება და ემსახურება V.I.-ის აზრის დადასტურებას. ვერნადსკი "ატომების თანმიმდევრობის" შესახებ: "ატომების რეგულარული განუყოფლობის პროცესი გარდაუვალად და დაუძლევლად ხდება... ნებისმიერი ატომის ისტორიის კოსმიურ დროში აღებისას, ჩვენ ვხედავთ, რომ დროის გარკვეულ ინტერვალებში, დაუყოვნებლივ, თანაბარი ნახტომებით, დროის პოლარული ვექტორის მიმართულება, ის გადადის სხვა ატომში, სხვა ქიმიურ ელემენტში. ატომების პირველი პერიოდის ბირთვების დიაგრამები მოცემულია ცხრილში. ერთი.

ცხრილი 1

სტაბილური ატომების ძირითადი იზოტოპების ბირთვების სავარაუდო სტრუქტურა (ბრტყელი პროექცია) ალფა ნაწილაკებიდან (α), პროტონებიდან (p) და ნეიტრონებიდან (n): pAn

							nnαaaaaaaaann

	nnαaaaaaaaann		nnαααnnααααann nnααnαααnααnn nααααnnαααn	nnαaaaaaaaann nααnnααααnnααn nααααnnαααn

ელემენტების შემდეგი მე-5 და მე-6 პერიოდების მოდელირება შესაძლებელია ანალოგიურად, იმის გათვალისწინებით, რომ პროტონების რაოდენობის ზრდა მოითხოვს ნეიტრონების რაოდენობის ზრდას როგორც ბირთვების შიდა ჩარჩოში, ასევე ზედაპირულ ფენაში. n-n სქემის მიხედვით.

ბირთვების სტრუქტურის წარმოდგენილი ვიზუალური ბრტყელი პროექცია შეიძლება დაემატოს ორბიტალური სქემით, რომელიც შეესაბამება პერიოდულ სისტემაში პერიოდებს.
(ცხრილი 2).

ცხრილი 2

ელემენტებისა და პერიოდების ბირთვული ჭურვები ცხრილში D.I. მენდელეევი

ბირთვული კონვერტი - პერიოდი	ზედიზედ დასაწყისი და დასასრული ელემენტი	ელემენტების რაოდენობა	თანაფარდობა n/p
			ელემენტარული	სასრული
	55Cs78 -82Pb126 (83Bi126… 86Rn136)
	(87Fr136 - 92U146...).

ჭურვები აგებულია ატომის სტრუქტურის მსგავსად, სადაც ელექტრონების ორბიტების სფერული გარსები ყოველ პერიოდში წარმოიქმნება უფრო დიდ რადიუსზე, ვიდრე წინა პერიოდში.

ელემენტები 82Pb126-ის შემდეგ (83Bi126 T1/2 ≈1018 წელი) არ არის სტაბილური (მოყვანილია ცხრილში 2 ფრჩხილებში). ტყვიის სტრუქტურაში არსებული 41 ალფა ნაწილაკი ქმნის ელექტრულ მუხტს, რომელიც საჭიროებს დამატებით 40-44 ნეიტრონს ბირთვების სტაბილურობის შესანარჩუნებლად. ნეიტრონების და პროტონების რაოდენობის შეფარდება n/p> (1.5÷1.6) არის მძიმე ბირთვების სტაბილურობის ზღვარი. ბირთვების ნახევარგამოყოფის პერიოდი 103 „ელემენტის“ შემდეგ არის წამი. ეს „ელემენტები“ ვერ შეინარჩუნებენ ბირთვის სტრუქტურას და ქმნიან ატომის ელექტრონულ გარსს. ძნელად ღირს მეცნიერთა ფულისა და დროის დახარჯვა მათ ხელოვნურ წარმოებაზე. "სტაბილურობის კუნძულები" არ შეიძლება!

ბირთვების ალფა სტრუქტურის მოდელი ხსნის ურთიერთკავშირის ძალებს, სტაბილურობას და ელემენტების ყველა თვისებას (ინერტული აირების სტრუქტურის სისრულე, ბუნებაში სიმრავლე და სიმეტრიული სტრუქტურის მქონე ელემენტების განსაკუთრებული სტაბილურობა: O. , C, Si, Mg, Ca, მსგავსება Cu, Ag, Au ...) .

"არასპონტანური" დაშლის მიზეზები

რადიოაქტიური იზოტოპების სტრუქტურები არ არის სიმეტრიული, მათ აქვთ გაუწონასწორებელი n-p წყვილი. იზოტოპების ნახევარგამოყოფის პერიოდი რაც უფრო მოკლეა, მით უფრო განსხვავდება მათი სტრუქტურა ოპტიმალურისგან. იზოტოპების რადიოაქტიურობა პროტონების დიდი რაოდენობით აიხსნება იმით, რომ ნეიტრონების "გაცვლის" ძალებს არ შეუძლიათ მათი მთლიანი მუხტის შენარჩუნება, ხოლო იზოტოპების დაშლა ნეიტრონების ჭარბი რაოდენობით აიხსნება მათი ჭარბი რაოდენობით ოპტიმალურად. სტრუქტურა. ბირთვების ალფა სტრუქტურა შესაძლებელს ხდის ახსნას ყველა სახის რადიოაქტიური დაშლის მიზეზები.

ალფა დაშლა. ბირთვულ ფიზიკაში, „თანამედროვე კონცეფციების თანახმად, ალფა ნაწილაკები წარმოიქმნება რადიოაქტიური დაშლის მომენტში, როდესაც ბირთვის შიგნით მოძრავი ორი პროტონი და ორი ნეიტრონი ხვდებიან... ბირთვიდან ალფა ნაწილაკის გამგზავრება შესაძლებელია გვირაბის ეფექტის გამო. პოტენციური ბარიერის გავლით მინიმუმ 8.8 მევ" სიმაღლით. ყველაფერი შემთხვევით ხდება: მოძრაობა, შეხვედრა, ფორმირება, ენერგიის ნაკრები და გამგზავრება გარკვეული ბარიერის გავლით. ალფა სტრუქტურის მქონე ბირთვებში გაქცევის ბარიერები არ არსებობს. როდესაც ყველა პროტონის მთლიანი მუხტის სიძლიერე აღემატება ყველა ნეიტრონის შეკავების ბოზონის გაცვლის ძალებს, ბირთვი აგდებს სტრუქტურაში ყველაზე ნაკლებად შეკრულ ალფა ნაწილაკს და „ახალგაზრდავდება“ 2 მუხტით. ალფა დაშლის შესაძლებლობის გამოჩენა დამოკიდებულია ბირთვების სტრუქტურაზე. ის ჩნდება 31 ალფა ნაწილაკზე 62Sm84 ბირთვში (n/p = 1.31) და საჭირო ხდება 84Po-დან (n/p = 1.48).

β+ დაშლა. ბირთვულ ფიზიკაში „β + დაშლის პროცესი ისე მიმდინარეობს, თითქოს ბირთვის ერთ-ერთი პროტონი გადაიქცეს ნეიტრონად, რომელიც ასხივებს პოზიტრონს და ნეიტრინოს: 11p→ 01n + +10e + 00νe… ასეთი რეაქციები თავისუფლად ვერ შეინიშნება. პროტონი. თუმცა, ბირთვში შეკრული პროტონისთვის, ნაწილაკების ბირთვული ურთიერთქმედების გამო, ეს რეაქციები ენერგიულად შესაძლებელია. რეაქციის პროცესის ახსნა-განმარტებები, ბირთვში პოზიტრონის გამოჩენა და პროტონის ნეიტრონად გადაქცევის მასის 2,5 მე-ით გაზრდა, ფიზიკამ შეცვალა პოსტულატი: „პროცესი შესაძლებელია“. ეს შესაძლებლობა აიხსნება ალფა სტრუქტურით. განვიხილოთ კლასიკური დაშლის სქემა: 15P15 → 14Si16 + +10e + 00νe. ცხრილი 1-ის შესაბამისად, სტაბილური იზოტოპის 15Р16 სტრუქტურა (7α-npn). იზოტოპური სტრუქტურა
15P15 - (7α-np), მაგრამ ბმა (n-p) სტრუქტურაში სუსტია, ამიტომ ნახევარგამოყოფის პერიოდი 2,5 წუთია. დაშლის სქემა შეიძლება წარმოდგენილი იყოს რამდენიმე ეტაპად. სუსტად შეკრული პროტონი ამოიძვრება ბირთვული მუხტით, მაგრამ „იტაცებს“ ალფა ნაწილაკების ნეიტრონს და ანადგურებს მას 4 ბმა ბოზონის გამოთავისუფლებით. "ბიაქსიალური" ბოზონები ვერ იარსებებს SPIRIT გარემოში და გარდაიქმნებიან "ტრიაქსიალურ" მასონებად სხვადასხვა მომენტებით (+ და -; ელექტრონი და პოზიტრონი) სქემების მიხედვით ნეიტრინოებისა და ანტინეიტრინოების ემისიით.
β-: (e--- + e+++ → e- -++ + ν0-) და β+: (e--- + e+++ → e+ --+ + ν0+). პოზიტრონი იძირება ბირთვიდან და ელექტრონი, რომელიც ყოფილი პროტონის გარშემო ორბიტაზეა, ანაზღაურებს მის მუხტს და აქცევს მას ნეიტრონად. რეაქციის სავარაუდო სქემა: (7α-np) → (6α- n-p-n-p-n-p + 2e--- + 2e+++) → ((6 α) + (npnp) + n + (p-e-)) + e+ + ν0- + ν0+ → (7 α -nn) + e+ + ν0- + ν0+ . სქემა ხსნის დაშლის მიზეზს და პროცესს, ნაწილაკების მასის ცვლილებას და ითვალისწინებს 2 პულსის გამოსხივებას: ნეიტრინოს და ანტინეიტრინოს.

β- -დაშლა. ”რადგან ელექტრონი არ გაფრინდება ბირთვიდან და არ იშლება ატომის გარსიდან, ვარაუდობდნენ, რომ β-ელექტრონი იბადება ბირთვის შიგნით მიმდინარე პროცესების შედეგად…” . არის ახსნა! ასეთი პროცესი დამახასიათებელია ბირთვებისთვის, რომელთა სტრუქტურაში ნეიტრონების რაოდენობა აღემატება ამ ელემენტის სტაბილურ იზოტოპებს. შემდეგი იზოტოპის ბირთვის სტრუქტურა ბირთვის შემდეგ წარმოქმნილი თანაბარი სტრუქტურით იზრდება "ბლოკად" n-p-n, ხოლო იზოტოპი მასის შემდეგ მას შემდეგ შეიცავს კიდევ ერთ "არც თუ ისე ზედმეტ" ნეიტრონს. ნეიტრონს შეუძლია სწრაფად „ჩააგდოს“ ორბიტალური ელექტრონი, გახდეს პროტონი და შექმნას ალფა სტრუქტურა: npn + (n→p) = npnp = α. ელექტრონი და ანტინეიტრინო ატარებენ ზედმეტ მასას და ენერგიას, ხოლო ბირთვის მუხტი იზრდება ერთით.

ε-დაჭერა. სტაბილური სტრუქტურისთვის ნეიტრონების ნაკლებობით, პროტონების ჭარბი მუხტი იზიდავს და იჭერს ელექტრონს ატომის ერთ-ერთი შიდა გარსიდან, რომელიც ასხივებს ნეიტრინოებს. პროტონი ბირთვში იქცევა ნეიტრონად.

დასკვნა

ელემენტების ბირთვების ალფა სტრუქტურის წარმოდგენილი მოდელი შესაძლებელს ხდის ახსნას ბირთვების ფორმირების ნიმუშები, მათი სტაბილურობა, მიზეზები, ეტაპები და ენერგეტიკული ბალანსი ყველა სახის რადიოაქტიური დაშლისა. პროტონების, ნეიტრონების, ბირთვების და ელემენტების ატომების სტრუქტურები, რომლებიც დადასტურებულია უნივერსალურ მუდმივებთან შესაბამისობით, რომლებიც წარმოადგენს SPIRIT გარემოს ფიზიკურ მახასიათებლებს, ხსნის ყველა თვისებას და ყველა ურთიერთქმედებას. თანამედროვე ბირთვულ და ატომურ ფიზიკას ამის უნარი არ შესწევს. აუცილებელია ძირითადი ცნებების გადახედვა: პოსტულატებიდან გაგებამდე.

ბიბლიოგრაფიული ბმული

პოლიაკოვი V.I. ატომების ბირთვების სტრუქტურა და რადიოაქტიურობის მიზეზები // თანამედროვე საბუნებისმეტყველო მეცნიერებების წარმატებები. - 2014. - No5-2. - გვ 125-130;
URL: http://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=33938 (წვდომის თარიღი: 02/27/2019). თქვენს ყურადღებას ვაქცევთ გამომცემლობა "ბუნების ისტორიის აკადემიის" მიერ გამოცემულ ჟურნალებს.

მოცემული ენის უმარტივესი სინტაქსური მოდელები, რომლებიც საფუძვლად უდევს სამეტყველო აქტივობას იმ გაგებით, რომ მოცემული ენის მომხმარებლები ამ მოდელებს ექვემდებარებიან სხვადასხვა ტრანსფორმაციას მისი კონტექსტური მოთხოვნებიდან გამომდინარე.

• - ატომის ბირთვის სტრუქტურის გამარტივებული სურათები, რაც საშუალებას იძლევა მარტივი, ანალიტიკური მათემატიკური გადაწყვეტილებების ამოხსნას მისი დამახასიათებელი სხვადასხვა სიდიდის განსაზღვრის პრობლემა ...
• - ატომური ბირთვების გარდაქმნები ელემენტარულ ნაწილაკებთან ან ერთმანეთთან მათი ურთიერთქმედების გამო ...

  თანამედროვე საბუნებისმეტყველო მეცნიერების დასაწყისი

• - საბრძოლო მასალა, რომლის მავნე მოქმედება ემყარება ბირთვული აფეთქების ენერგიის გამოყენებას. მათ შორისაა რაკეტებისა და ტორპედოების ბირთვული ქობინი, ბირთვული ბომბები, საარტილერიო ჭურვები, სიღრმისეული მუხტები, ნაღმები ...

  სამხედრო ტერმინთა ლექსიკონი

• იურიდიული ტერმინების ლექსიკონი

• - ....

  ეკონომიკისა და სამართლის ენციკლოპედიური ლექსიკონი

• - ფედერალური კანონის "ატომური ენერგიის გამოყენების შესახებ" 1995 წლის 20 ოქტომბრის განმარტების თანახმად, "მასალები, რომლებიც შეიცავს ან შეუძლიათ რეპროდუცირება მოახდინოს ატომური ბირთვული ნივთიერებების" ...

  დიდი სამართლის ლექსიკონი

• - snurps, მცირე ბირთვული რნმ - მცირე ბირთვული რნმ. მცირე ბირთვული რნმ-ების ვრცელი ჯგუფი, რომელიც დაკავშირებულია ჰეტეროგენურ ბირთვულ რნმ-თან , არის ბირთვის მცირე რიბონუკლეოპროტეინის გრანულების ნაწილი ...
• - ნახეთ პატარა ბირთვული...

  მოლეკულური ბიოლოგია და გენეტიკა. ლექსიკონი

• - ატომურ ელექტროსადგურებზე მომხდარი ავარიები. ბირთვული ავარიის დროს მკვეთრად იზრდება გარემოს რადიოაქტიური დაბინძურება...

  ეკოლოგიური ლექსიკონი

• - ბირთვების ატომების ტრანსფორმაცია სხვა ბირთვებთან, ელემენტარულ ნაწილაკებთან ან გამა კვანტებთან შეჯახებისას. როდესაც მძიმე ბირთვები იბომბება მსუბუქი ბირთვებით, მიიღება ყველა ტრანსურანის ელემენტი ...

  მეტალურგიის ენციკლოპედიური ლექსიკონი

• - "...ბირთვული მასალები - მასალები, რომლებიც შეიცავს ან შეუძლიათ რეპროდუცირება მოახდინოს ფისილურ ბირთვულ ნივთიერებებს;..." წყარო: 21 ნოემბრის ფედერალური კანონი ...

  ოფიციალური ტერმინოლოგია

• - ბირთვების ზოგიერთი თვისების აღწერის სავარაუდო მეთოდები, რომლებიც ეფუძნება ბირთვის იდენტიფიკაციას სხვა ფიზიკურ სისტემასთან, რომელთა თვისებები ან კარგად არის შესწავლილი ან ექვემდებარება უფრო მარტივ თეორიულ ...
• - ატომური ბირთვების ტრანსფორმაციის რეაქციები ელემენტარულ ნაწილაკებთან, ?-კვანტებთან ან ერთმანეთთან ურთიერთობისას. პირველად შეისწავლა ერნესტ რეზერფორდმა 1919 წელს...

  დიდი ენციკლოპედიური ლექსიკონი

• - მოცემული ენის უმარტივესი სინტაქსური კონსტრუქციები, რომლებშიც საგნები აღინიშნება არსებითი სახელით, პროცესები ზმნებით და ნიშნები ზედსართავებითა და ზმნებით, საიდანაც ფორმირდება ტრანსფორმაციების სერიით ...

  განმარტებითი თარგმანის ლექსიკონი

• - უმარტივესი სინტაქსური მოდელები, რომლებიც საფუძვლად უდევს სამეტყველო აქტივობას, ვინაიდან ისინი კონტექსტის მოთხოვნების მიხედვით სხვადასხვა გარდაქმნებისთვის გამოიყენება...

  ლინგვისტური ტერმინების ლექსიკონი

• - 1) მიმართულება, რომელიც დაფუძნებულია გრამატიკულ კატეგორიებსა და ცნებებზე, რომლებიც დაკავშირებულია სემანტიკურ მახასიათებლებთან ...

  კვლევის მეთოდები და ტექსტის ანალიზი. ლექსიკონი-ცნობარი

"ბირთვული სტრუქტურები" წიგნებში

ბირთვული ევრორაკეტები

წიგნიდან წმინდა კონფიდენციალური [ელჩი ვაშინგტონში აშშ-ს ექვსი პრეზიდენტის დროს (1962-1986)] ავტორი დობრინინი ანატოლი ფედოროვიჩი

ბირთვული რობინსონები

წიგნიდან ბომბი. ატომური ქვესკნელის საიდუმლოებები და ვნებები ავტორი პესტოვი სტანისლავ ვასილიევიჩი

ბირთვული რობინსონები 50-იანი წლების ბოლოს ხრუშჩოვი ძალიან დაინტერესდა სამხედრო ინჟინრების მიერ შემოთავაზებული ერთი პროექტით. მისი არსი იყო ხელოვნური კუნძულების შექმნა შეერთებული შტატების ატლანტის სანაპიროზე. ასე ფიქრობდნენ: ქურდების ბნელ ღამეს მძლავრი მშრალი სატვირთო გემები მიდიან გზას

98. ურთიერთობების შინაგანი სტრუქტურის შესწავლა, ურთიერთობის სტრუქტურის შედარება სხვადასხვა კომპლექტებში

წიგნიდან ეკონომიკური ანალიზი. მოტყუების ფურცლები ავტორი ოლშევსკაია ნატალია

98. ბმულების შიდა სტრუქტურის შესწავლა, ბმულების სტრუქტურის შედარება სხვადასხვა კომპლექტებში

ბირთვული ამბიცია

წიგნიდან გაიღვიძე! გადარჩით და აყვავდით მომავალ ეკონომიკურ ქაოსში ავტორი ჩალაბი ელ

ბირთვული ამბიციები 2003 წლის მეორე ნახევარში მსოფლიომ შეიტყო, რომ ირანის ურანის გამდიდრების პროგრამა უფრო განვითარებული იყო, ვიდრე ადრე ეგონათ და რომ რამდენიმე წელიწადში ირანი გახდება ბირთვული იარაღი. მოდი მოვიყვანოთ ამაში მონაწილე ამერიკელი ოფიციალური პირის სიტყვები

ბირთვული გაყიდვები

წიგნიდან ინფობიზნესი სრული დატვირთვით [გაორმაგება გაყიდვები] ავტორი პარაბელუმი ანდრეი ალექსეევიჩი

ბირთვული გაყიდვების იაპონია ამჟამად ცდის საინტერესო მოდელს. ერთ კომპანიას, რომელმაც ჩაატარა მომხმარებელთა კვლევა, აქვს მრავალი კონტრაქტი სხვადასხვა ფირმებთან, რომლებსაც სჭირდებათ გამოხმაურება მათი სამიზნე აუდიტორიისგან. მათ გახსნეს მაღაზია უფასო ნივთებისთვის -

"ბირთვული ჩემოდნები"

წიგნიდან უცნობი, უარყოფილი ან დამალული ავტორი ცარევა ირინა ბორისოვნა

"ბირთვული ჩემოდნები" ეს უფრო მაგარია, ვიდრე ცნობილი "ჩემოდნები კომპრომატებით"! ე.წ. "ბირთვული ჩემოდნების" ირგვლივ ნელი, ხანგრძლივი სკანდალი ვითარდება. ეს ყველაფერი უშიშროების ყოფილი მდივნის სენსაციური განცხადებით დაიწყო. რუსეთის ფედერაციის საბჭო.

1.3. ტექნოლოგიის სტრუქტურის ელემენტების შესწავლისა და პროგრესის სტრუქტურის პარამეტრების ანალიზის მეთოდოლოგია

წიგნიდან რეალური იდეალიზმის ინტელექტის ფილოსოფია ავტორი კუტოლინი სერგეი ალექსეევიჩი

1.3. ტექნოლოგიის სტრუქტურის ელემენტების შესწავლისა და პროგრესის სტრუქტურის პარამეტრების ანალიზის მეთოდოლოგია

2. ინტერლიმიტი, ანუ ინტრალიმიტი, ანუ შუალედური, სტრუქტურები ან სტრუქტურები ამ სიტყვის სწორი მნიშვნელობით.

წიგნიდან ათასწლეულის განვითარების შედეგები, ტ. I-II ავტორი ლოსევი ალექსეი ფიოდოროვიჩი

2. ინტერლიმიტი ან შიდა ლიმიტი, ანუ შუალედური, სტრუქტურები ან სტრუქტურები ამ სიტყვის სწორი მნიშვნელობით ცხადია, რომ ამ ტიპის სტრუქტურები სწორედ ის სტრუქტურებია, როგორც მათ ჩვეულებრივ ესმით. თუმცა, ეს უძველესი სპეციფიკა აქ უნდა იყოს დაცული,

ბირთვული რეაქციები

წიგნიდან ატომური ენერგია სამხედრო მიზნებისთვის ავტორი სმიტი ჰენრი დევულფი

ბირთვული რეაქციები ბირთვული დაბომბვის მეთოდები 1.40. კოკკროფმა და უოლტონმა წარმოქმნა საკმარისად მაღალი ენერგიის პროტონები წყალბადის აირის იონიზაციით და შემდეგ იონების აჩქარებით მაღალი ძაბვის ქარხანაში ტრანსფორმატორითა და რექტიფიკატორით. მსგავსი მეთოდი შეიძლება

ბირთვული ავარიები

წიგნიდან საგანგებო სიტუაციები საბჭოთა საზღვაო ფლოტში ავტორი ჩერკაშინი ნიკოლაი ანდრეევიჩი

ბირთვული ავარიები

ბირთვული თამაშები

კგბ-ს წიგნიდან - CIA - პერესტროიკის საიდუმლო წყაროები ავტორი შირონინი ვიაჩესლავ სერგეევიჩი

ბირთვული თამაშები დადასტურებულია, რომ შეერთებულმა შტატებმა ასწლიანი გეგმის გარდა, შეიმუშავა ორი ახალი სცენარი. იაპონიაზე ატომური ბომბების ჩამოყრის შემდეგ და გარემოზე ატომური დარტყმის შედეგების გამოძიების შემდეგ, შეერთებულმა შტატებმა შეიმუშავა გეგმები ასეთი დარტყმების წინააღმდეგ.

ბირთვული საბრძოლო მასალები

TSB

ბირთვული საბრძოლო მასალა ბირთვული საბრძოლო მასალები, რაკეტების ქობინი, ტორპედოები, საავიაციო (სიღრმისეული) ბომბები, საარტილერიო გასროლები, სახმელეთო ნაღმები ბირთვული მუხტით. შექმნილია სხვადასხვა სამიზნეების დასარტყმელად, სიმაგრეების, სტრუქტურების და სხვა ამოცანების განადგურებისთვის. მოქმედება Ya. დაფუძნებული

ბირთვული მოდელები

ავტორის წიგნიდან დიდი საბჭოთა ენციკლოპედია (POISON). TSB

ბირთვული ჭურვები

ავტორის წიგნიდან დიდი საბჭოთა ენციკლოპედია (POISON). TSB

ბირთვული რეაქციები

ავტორის წიგნიდან დიდი საბჭოთა ენციკლოპედია (POISON). TSB

შესავალი
თავი 1. უჯრედის ბირთვის სტრუქტურა და ქიმია. ბირთვის გახსნა. რობერტ ბრაუნი
1.1. ინტერფაზური ბირთვი
1.2. ფლემინგის ნამუშევრები
1.3. ნუკლეოლები
1.4. ბირთვული მემბრანა
1.5. კარიოპლაზმა
1.6. ქრომატინი
თავი 2
2.1. ბირთვი უჯრედის აუცილებელი კომპონენტია
2.2. ბირთვის ფუნქციური სტრუქტურა
2.3. ბირთვული სტრუქტურების როლი უჯრედის ცხოვრებაში
2.4. წამყვანი დნმ ღირებულება
ბიბლიოგრაფია

შესავალი

უჯრედის ბირთვი არის უჯრედის სასიცოცხლო აქტივობის კონტროლის ცენტრი. ცილის სინთეზის ზოგადი სქემიდან ჩანს, რომ ამოსავალი წერტილი, საიდანაც იწყება უჯრედში ცილების ბიოსინთეზის ინფორმაციის ნაკადი, არის დნმ. შესაბამისად, სწორედ დნმ შეიცავს ინფორმაციის პირველად ჩანაწერს, რომელიც უნდა იყოს შენახული და რეპროდუცირებული უჯრედიდან უჯრედში, თაობიდან თაობაში. მოკლედ შევეხებით გენეტიკური ინფორმაციის შენახვის ადგილის, ანუ უჯრედში დნმ-ის ლოკალიზაციის საკითხს, შეგვიძლია ვთქვათ შემდეგი. დიდი ხანია ცნობილია, რომ ცილის სინთეზის აპარატის ყველა სხვა კომპონენტისგან განსხვავებით, რომელიც უნივერსალურად არის გავრცელებული ცოცხალი უჯრედის ყველა ნაწილში, დნმ-ს აქვს განსაკუთრებული, ძალიან შეზღუდული ლოკალიზაცია: მისი მდებარეობა უმაღლესი (ევკარიოტული) ორგანიზმების უჯრედებში არის უჯრედის ბირთვი.
ქვედა (პროკარიოტულ) ორგანიზმებში, რომლებსაც არ აქვთ კარგად ჩამოყალიბებული უჯრედის ბირთვი - ბაქტერიები და ლურჯ-მწვანე წყალმცენარეები - დნმ ასევე გამოყოფილია პროტოპლაზმის დანარჩენი ნაწილისგან ერთი ან რამდენიმე კომპაქტური ნუკლეოიდური წარმონაქმნით. ამის სრული შესაბამისად, ევკარიოტების ბირთვი ან პროკარიოტების ნუკლეოიდი დიდი ხანია განიხილება, როგორც გენების საცავი, როგორც უნიკალური უჯრედული ორგანელა, რომელიც აკონტროლებს ორგანიზმების მემკვიდრეობითი თვისებების განხორციელებას და მათ გადაცემას თაობებში. გენეტიკური მონაცემები უჯრედის ბირთვის „ერთი კაცის ბრძანების“ შესახებ ყოველთვის უშუალოდ იყო შერწყმული ბიოქიმიურ მონაცემებთან ბირთვში დნმ-ის უნიკალური ლოკალიზაციის შესახებ.

1. უჯრედის ბირთვის სტრუქტურა და ქიმია. ბირთვული ენერგიის გახსნა. რობერტ ბრაუნი

ტერმინი "ბირთვი" პირველად გამოიყენა ბრაუნმა 1833 წელს მცენარეთა უჯრედებში სფერული მუდმივი სტრუქტურების აღსანიშნავად. 1831-1833 წლებში შოტლანდიელმა მოგზაურმა და ფიზიკოსმა („ბრაუნის მოძრაობის“ აღმომჩენმა) რობერტ ბრაუნმა (1773-1858) აღმოაჩინა ბირთვი მცენარეულ უჯრედებში. მან მას სახელი "ბირთვი", ანუ "არეოლა" უწოდა. პირველი ტერმინი საყოველთაოდ მიღებული გახდა და დღემდე შემორჩა, მეორე კი არ მიუღია განაწილება და დავიწყებას მიეცა. მნიშვნელოვანია, რომ ბრაუნი დაჟინებით მოითხოვდა ბირთვის მუდმივ არსებობას ყველა ცოცხალ უჯრედში.
უჯრედის ბირთვის როლი და მნიშვნელობა იმ დროისთვის ცნობილი არ იყო. ითვლებოდა, რომ ეს არის "ლორწო შედედებული სიმსივნედ და, შესაძლოა, სარეზერვო საკვებ ნივთიერებად". მოგვიანებით, იგივე სტრუქტურა აღწერილი იყო უმაღლესი ორგანიზმების ყველა უჯრედში. უჯრედის ბირთვზე საუბრისას ჩვენ ვგულისხმობთ ევკარიოტული უჯრედების რეალურ ბირთვებს. მათი ბირთვები აგებულია კომპლექსურად და საკმაოდ მკვეთრად განსხვავდება "ბირთვული" წარმონაქმნებისგან, პროკარიოტული ორგანიზმების ნუკლეოიდებისგან. ამ უკანასკნელში ნუკლეოიდები (ბირთვისმაგვარი სტრუქტურები) მოიცავს დნმ-ის ერთ, წრიულ მოლეკულას, პრაქტიკულად ცილების გარეშე. ზოგჯერ ბაქტერიული უჯრედების დნმ-ის ასეთ მოლეკულას ბაქტერიულ ქრომოსომას, ან გენოფორს (გენის მატარებელს) უწოდებენ.
ბაქტერიული ქრომოსომა არ არის გამოყოფილი მემბრანებით მთავარი ციტოპლაზმიდან, მაგრამ იკრიბება კომპაქტურ, ბირთვულ ზონაში, ნუკლეოიდში, რომლის დანახვა შესაძლებელია სინათლის მიკროსკოპში სპეციალური შეღებვის შემდეგ ან ელექტრონულ მიკროსკოპში. უჯრედის ბირთვის სტრუქტურისა და ქიმიის გაანალიზებისას, ჩვენ დავეყრდნობით მონაცემებს ევკარიოტული უჯრედების ბირთვებთან დაკავშირებით, მუდმივად შევადარებთ მათ პროკარიოტების ბირთვებს. უჯრედის ბირთვი, ჩვეულებრივ თითო უჯრედზე (არსებობს მრავალბირთვიანი უჯრედების მაგალითები), შედგება ბირთვული კონვერტისაგან, რომელიც გამოყოფს მას ციტოპლაზმისგან, ქრომატინის, ნუკლეოლისგან და კარიოპლაზმისგან ან ბირთვული წვენისგან. ეს ოთხი ძირითადი კომპონენტი გვხვდება ევკარიოტული უჯრედოვანი ან მრავალუჯრედიანი ორგანიზმების პრაქტიკულად ყველა არაგამყოფ უჯრედში.

1.2. ფლემინგის ნამუშევრები

გარკვეული პერიოდის განმავლობაში, ბირთვის როლი უჯრედების დაყოფაში გაურკვეველი რჩებოდა. ეს ალბათ მასზე დაკვირვების სირთულის გამო იყო. ცოცხალ უჯრედში, ბირთვი, როგორც წესი, ჩანს მხოლოდ ჩვეულებრივი სინათლის მიკროსკოპის მნიშვნელოვანი მატებით. დაშლის პროცესში მყოფი ბირთვი კიდევ უფრო რთული დასაკვირვებელია. ანილინის საღებავები განსხვავებულად აფერადებენ ბირთვს, ციტოპლაზმას და უჯრედის კედელს და, შესაბამისად, ხელს უწყობს ამ სტრუქტურების ამოცნობას.
ანილინის საღებავები ხელოვნურად სინთეზირებულია და მათი მომზადების ტექნიკა მე-19 საუკუნის შუა ხანებამდე არ იყო ცნობილი. ბუნებრივი საღებავები, რომლებსაც ბიოლოგები იყენებდნენ წარსულში, ყოველთვის არ აფერხებდნენ ბირთვებს საკმარისად კარგად, რომ განასხვავებდნენ მათ უჯრედის დანარჩენი ნაწილისგან. კიდევ ერთხელ, შემდგომი პროგრესი დამოკიდებული იყო კვლევის შესაფერისი მეთოდების შემუშავებაზე. იმ დროს კარგი მიკროსკოპების დეფიციტი არ იყო, მაგრამ არ იყო ცნობილი, თუ როგორ უნდა დამუშავდეს უჯრედები, რათა რაც შეიძლება მეტი უჯრედული სტრუქტურა დაენახა. უნდა აღინიშნოს, რომ არავინ იცოდა, უკეთესი იქნებოდა თუ არა ანილინის საღებავები ამ მიზნით, ვიდრე ბუნებრივი.
როცა 1860-იან წლებში ქიმიკოსებმა მიიღეს ანილინის საღებავები, ვიღაცამ უბრალოდ შემთხვევით სცადა მათი გამოყენება მცენარეთა და ცხოველთა ქსოვილების თხელი მონაკვეთების შესაღებად. 1879 წელს გერმანელმა ბიოლოგმა ვალტერ ფლემინგმა გამოიყენა სხვადასხვა ანილინის საღებავები და აქრომატული ლინზები. უჯრედების შეღებვით და მიკროსკოპის ქვეშ აქრომატული ლინზებით გამოკვლევით ის აკვირდებოდა ბირთვის ქცევას უჯრედების გაყოფის დროს. მის წიგნში ფიჭური მატერია, ბირთვი და უჯრედის გაყოფა აღწერილია უჯრედების გაყოფაზე დაკვირვების შედეგები და აღწერილობები ძალიან ახლოსაა თანამედროვეებთან.
ვინაიდან ქრომოსომა ძაფებს ჰგავს, ფლემინგმა გადაწყვიტა ამ პროცესს მიტოზი (ბერძნული სიტყვა "ძაფს") უწოდოს. მკაცრად რომ ვთქვათ, მიტოზი ეხება მხოლოდ ბირთვული დუბლირების პროცესს. უჯრედის ფირფიტის ფორმირება მცენარეთა უჯრედებში და უჯრედის ღარი ცხოველურ უჯრედებში არის ციტოპლაზმის დაყოფა.
არასწორი იქნება იმის დაჯერება, რომ ფლემინგი არის მიტოზის ფენომენის ერთადერთი აღმომჩენი. მიტოზის პროცესის მთელი თანმიმდევრობის გაგება ბევრ მეცნიერზე იყო დამოკიდებული, რომლებიც ამ პრობლემაზე მუშაობდნენ წინა წლების განმავლობაში. უჯრედში მომხდარი მოვლენების შესწავლის ერთ-ერთი მთავარი სირთულე იყო ის, რომ უჯრედები დაიღუპნენ შეღებვის პროცესში. ეს ნიშნავს, რომ უჯრედი შეისწავლება მხოლოდ მას შემდეგ, რაც მასში სასიცოცხლო აქტივობა შეწყვეტს. ამ „შეჩერებული მოძრაობის“ სურათიდან ფლემინგმა და სხვა მკვლევარებმა ხელახლა შექმნეს ის, რაც ხდება ცოცხალ უჯრედებში. ეს დაახლოებით იგივეა, რაც ქარხნის მუშაობის ხელახლა შექმნა სხვადასხვა დროის ინტერვალში გადაღებული სნეპშოტების სერიიდან. არსებითად, ეს არის ის, რაც ფლემინგმა გააკეთა. სხვა მეცნიერებმა, ფლემინგის ნაშრომზე დაყრდნობით, საბოლოოდ დაადგინეს ქრომოსომების კავშირი მემკვიდრეობასთან და ევოლუციასთან.
ასე ვითარდება მეცნიერება: წარმატება დამოკიდებულია არა "გიგანტური" მეცნიერების შემთხვევით აღმოჩენებზე, არამედ მეცნიერთა დიდი რაზმის შრომისმოყვარეობაზე. შუქზე, ისევე როგორც ფაზა-კონტრასტის მიკროსკოპებში, ბირთვი ჩვეულებრივ ოპტიკურად ერთგვაროვანი ჩანს: ჩანს მხოლოდ გარსი და ერთი ან მეტი ბირთვი შიგნით. ზოგჯერ გვხვდება გრანულები და პატარა სიმსივნეებიც. ნაკლებად ხშირია ქრომოსომების დაკვირვება განუყოფელ ცოცხალ უჯრედებში. წვრილი ქრომატინის ქსელი აშკარად ჩანს მხოლოდ უჯრედის ძირითადი საღებავებით ფიქსაციისა და შეღებვის შემდეგ.
ფიქსირებულ და შეღებილ პრეპარატებზე ბირთვის კვლევებმა აჩვენა, რომ მისი მიკროსკოპული გამოსახულება თითქმის დამოუკიდებელია მომზადების მეთოდისგან. ბირთვის წვრილი სტრუქტურა საუკეთესოდ არის შენარჩუნებული ოსმიუმის ტეტროქსიდთან დამაგრებისას. სხვა საყოველთაოდ მიღებული ფიქსატორები შესაძლებელს ხდის განასხვავონ ბირთვული მემბრანა, ნუკლეოლი, ქრომატინის სტრუქტურები სიმსივნისა და ძაფების სახით და მათ შორის უფერული მასა - ნუკლეოპლაზმა პრეპარატზე.
ქრომატინის სტრუქტურები განლაგებულია უფრო თხევად აქრომატულ გარემოში; ისინი შეიძლება იყოს მკვრივი ან ფხვიერი, ბუშტების მსგავსი. ზოგიერთ ობიექტში, ფიქსაციის შემდეგ, ქრომატინი არ აყალიბებს გამოხატულ ბირთვულ ქსელს, მაგრამ კონცენტრირდება ბირთვში დიდი გროვების სახით, რომელსაც ეწოდება ქრომოცენტრები ან პროქრომოსომა. ამ ტიპის ბირთვებში მთელი ქრომატინი კონცენტრირებულია ქრომოცენტრებში.

1.3. ბირთვი

ელექტრონული მიკროსკოპული კვლევების მიხედვით, ბირთვები მოკლებულია ყოველგვარ გარსს. მათი ნივთიერება ძირითადად შედგება სუბმიკროსკოპული ძაფებისგან და ნუკლეოპლაზმისგან. ნუკლეოლების დაკვირვება შესაძლებელია სპეციალური შეღებვის ტექნიკის გამოყენებით, ასევე ზოგიერთი ცოცხალი უჯრედის ბირთვებში ფაზის კონტრასტული მიკროსკოპის ან მუქი ველის კონდენსატორის გამოყენებით.
ელექტრონულ მიკროგრაფებზე, ბირთვებში ხშირად ჩანს ორი ზონა: ცენტრალური ერთგვაროვანია, ხოლო პერიფერიული აგებულია მარცვლოვანი ძაფებისგან. ეს გრანულები წააგავს რიბოზომებს, მაგრამ განსხვავდება მათგან დაბალი სიმკვრივითა და ზომით. ბირთვები მდიდარია ცილებით (80-85%) და რნმ-ით (დაახლოებით 15%) და ემსახურება რიბოსომური რნმ-ის სინთეზის აქტიურ ცენტრებს. ამის შესაბამისად, ნუკლეოლის მთავარი კომპონენტია ბირთვული დნმ, რომელიც ეკუთვნის ერთ-ერთი ქრომოსომის ბირთვების ორგანიზატორს.
რნმ-ის შემცველობა მკვეთრად იცვლება, რაც დამოკიდებულია მეტაბოლიზმის ინტენსივობაზე ბირთვსა და ციტოპლაზმაში. ნუკლეოლები მუდმივად არ არის ბირთვში: ისინი ჩნდებიან მიტოზის შუა ტელოფაზაში და ქრება პროფაზის ბოლოს. ითვლება, რომ რნმ-ის სინთეზის დაშლისას შუა პროფაზაში, ბირთვი იშლება და ნუკლეოპლაზმაში წარმოქმნილი რიბოსომის ქვენაწილაკები ციტოპლაზმაში გამოიყოფა. როდესაც მიტოზის დროს ბირთვი ქრება, მისი ცილები, დნმ და რნმ, ხდება ქრომოსომის მატრიცის საფუძველი, მოგვიანებით კი ძველი ნუკლეოლის მასალისგან ახალი წარმოიქმნება.
დამყარდა კავშირი ბირთვებსა და ქრომოსომებს შორის, რომლებსაც აქვთ თანამგზავრები, ამიტომ ნუკლეოლების რაოდენობა შეესაბამება თანამგზავრის ქრომოსომების რაოდენობას. ნუკლეოლონემები შენარჩუნებულია უჯრედების გაყოფის მთელი ციკლის განმავლობაში და ტელოფაზაში ისინი გადადიან ქრომოსომებიდან ახალ ბირთვში.

1.4. ბირთვული მემბრანა

უჯრედის განუყოფელი ბირთვი ჩასმულია მკვრივ და ელასტიურ გარსში, რომელიც იხსნება და კვლავ აღდგება უჯრედის გაყოფის პროცესში. ეს წარმონაქმნი აშკარად ჩანს მხოლოდ ზოგიერთ ობიექტზე, მაგალითად, ალოეს ლორწოვანი უჯრედების გიგანტურ ბირთვებში მემბრანის სისქე 1 მიკრონს აღწევს. სინათლის მიკროსკოპში, ბირთვული მემბრანის სტრუქტურა შეიძლება შეინიშნოს მხოლოდ პლაზმოლიზირებულ უჯრედებში, ფიქსირდება და შეღებილი.
ბირთვული მემბრანის დეტალური შესწავლა შესაძლებელი გახდა ელექტრონული მიკროსკოპის მოსვლასთან ერთად. კვლევებმა აჩვენა, რომ ბირთვული მემბრანის არსებობა დამახასიათებელია ყველა ევკარიოტული უჯრედისთვის. იგი შედგება ორი ელემენტარული მემბრანისგან 6-8 ნმ სისქის თითოეული - გარე და შიდა, რომელთა შორის არის პერინუკლეარული სივრცე 20-დან 60 ნმ-მდე სიგანით. იგი ივსება ენქილემით, შრატის მსგავსი სითხით დაბალი ელექტრონის სიმკვრივით.
ასე რომ, ბირთვული მემბრანა არის ღრუ ტომარა, რომელიც გამოყოფს ბირთვის შიგთავსს ციტოპლაზმისგან და შედგება ორი შრისგან: გარე შრე ზღუდავს პერინუკლეარულ სივრცეს გარედან, ანუ ციტოპლაზმის მხრიდან, შიდა - დან. შიგნით, ანუ ბირთვის მხრიდან. უჯრედშიდა მემბრანის ყველა კომპონენტიდან ბირთვს, მიტოქონდრიას და პლასტიდებს მსგავსი მემბრანის სტრუქტურა აქვთ.
თითოეული ფენის მორფოლოგიური სტრუქტურა იგივეა, რაც ციტოპლაზმის შიდა გარსები. ბირთვული მემბრანის გამორჩეული თვისებაა მასში ფორების არსებობა - მომრგვალებული პერფორაციები, რომლებიც წარმოიქმნება გარე და შიდა ბირთვული მემბრანების შეერთებაზე. ფორების ზომები საკმაოდ სტაბილურია (დიამეტრით 30-100 ნმ), ამავდროულად, მათი რაოდენობა ცვალებადია და დამოკიდებულია უჯრედის ფუნქციურ აქტივობაზე: რაც უფრო აქტიურია მასში სინთეზური პროცესები, მით მეტია ფორები ერთეულ ზედაპირზე. უჯრედის ბირთვი.
აღმოჩნდა, რომ ფორების რაოდენობა იზრდება ბირთვის რეკონსტრუქციისა და ზრდის პერიოდში, ასევე დნმ-ის რეპლიკაციის დროს. ელექტრონული მიკროსკოპის მიერ გაკეთებული ერთ-ერთი ყველაზე დიდი აღმოჩენა არის მჭიდრო კავშირი ბირთვულ გარსსა და ენდოპლაზმურ რეტიკულუმს შორის. ვინაიდან ენდოპლაზმური რეტიკულუმის ბირთვული გარსი და ძაფები ბევრ ადგილას ურთიერთობენ ერთმანეთთან, პერინუკლეარული სივრცე უნდა შეიცავდეს იმავე შრატისმაგვარ სითხეს, როგორც ღრუები ენდოპლაზმური ბადის მემბრანებს შორის.
ბირთვული მემბრანის ფუნქციური როლის შეფასებისას დიდი მნიშვნელობა ენიჭება მისი გამტარიანობის საკითხს, რომელიც განსაზღვრავს ბირთვსა და ციტოპლაზმას შორის გაცვლის პროცესებს მემკვიდრეობითი ინფორმაციის გადაცემასთან დაკავშირებით. ბირთვულ-ციტოპლაზმური ურთიერთქმედების სწორად გასაგებად, მნიშვნელოვანია ვიცოდეთ, რამდენად გამტარია ბირთვული გარსი ცილებისა და სხვა მეტაბოლიტების მიმართ. ექსპერიმენტებმა აჩვენა, რომ ბირთვული გარსი ადვილად გამტარია შედარებით დიდი მოლეკულებისთვის. ამრიგად, რიბონუკლეაზას, ფერმენტს, რომელიც ჰიდროლიზებს რიბონუკლეინის მჟავას თავისუფალი ფოსფორის მჟავის გამოთავისუფლების გარეშე, აქვს მოლეკულური წონა დაახლოებით 13000 და ძალიან სწრაფად აღწევს ბირთვში.
გაყინვის მოდიფიცირებული მეთოდით დაფიქსირებულ ფესვებშიც კი შეიძლება შეინიშნოს, რომ ნუკლეოლის შეღებვა ითრგუნება ყველა უჯრედში რიბონუკლეაზას დამუშავებიდან 1 საათის შემდეგ.

1.5. კარიოპლაზმა

კარიოპლაზმა (ბირთვული წვენი, ნუკლეოპლაზმა) არის ბირთვის მთავარი შიდა გარემო, ის იკავებს მთელ სივრცეს ბირთვს, ქრომატინს, გარსებს, ყველა სახის ჩანართებსა და სხვა სტრუქტურებს შორის. კარიოპლაზმა ელექტრონული მიკროსკოპის ქვეშ ჰგავს ერთგვაროვან ან წვრილმარცვლოვან მასას დაბალი ელექტრონის სიმკვრივით. იგი შეიცავს რიბოზომებს, მიკროსხეულებს, გლობულინებს და სხვადასხვა მეტაბოლურ პროდუქტებს შეჩერებულ მდგომარეობაში.
ბირთვული წვენის სიბლანტე დაახლოებით იგივეა, რაც ციტოპლაზმის ძირითადი ნივთიერების სიბლანტე. ბირთვული წვენის მჟავიანობა, რომელიც განსაზღვრულია ბირთვში ინდიკატორების მიკროინექციით, ციტოპლაზმისაზე ოდნავ მაღალი აღმოჩნდა.
გარდა ამისა, ბირთვული წვენი შეიცავს ფერმენტებს, რომლებიც მონაწილეობენ ბირთვში და რიბოზომებში ნუკლეინის მჟავების სინთეზში. ბირთვული წვენი არ იღებება ძირითადი საღებავებით, ამიტომ მას ეძახიან აქრომატულ ნივთიერებას, ანუ კარიოლიმფს, შეღებვის ადგილებისგან განსხვავებით - ქრომატინი.

1.6. ქრომატინი

ტერმინი "ქრომოსომა" გამოიყენება ნუკლეინის მჟავას მოლეკულასთან მიმართებაში, რომელიც წარმოადგენს ვირუსის, პროკარიოტის ან ევკარიოტული უჯრედის გენეტიკური ინფორმაციის საცავს. თუმცა, თავდაპირველად სიტყვა "ქრომოსომა" (ე.ი. "ფერადი სხეული") გამოიყენებოდა სხვა მნიშვნელობით - ევკარიოტულ ბირთვებში მჭიდროდ შეფერილი წარმონაქმნების აღსანიშნავად, რომლებიც შეიძლებოდა დაკვირვებოდა სინათლის მიკროსკოპით უჯრედების საღებავით დამუშავების შემდეგ.
ევკარიოტული ქრომოსომა, ამ სიტყვის თავდაპირველი გაგებით, მკვეთრად განსაზღვრულ სტრუქტურებს ჰგავს მხოლოდ მიტოზის წინ და მის დროს, სომატურ უჯრედებში ბირთვული გაყოფის პროცესს. მოსვენებულ, განუყოფელ ევკარიოტულ უჯრედებში, ქრომოსომული მასალა, რომელსაც ქრომატინი ეწოდება, ბუნდოვნად გამოიყურება და, როგორც ჩანს, შემთხვევით ნაწილდება ბირთვში. თუმცა, როდესაც უჯრედი ემზადება გაყოფისთვის, ქრომატინი კონდენსირდება და იკრიბება სახეობისთვის დამახასიათებელი კარგად განსაზღვრული ქრომოსომების რაოდენობაში.
ქრომატინი იზოლირებული იყო ბირთვებიდან და გაანალიზდა. იგი შედგება ძალიან თხელი ბოჭკოებისგან, რომლებიც შეიცავს 60% პროტეინს, 35% დნმ-ს და ალბათ 5% რნმ-ს. ქრომოსომაში ქრომატინის ბოჭკოები იკეცება და ქმნიან ბევრ კვანძს და მარყუჟს. ქრომატინში დნმ ძალიან მჭიდროდ არის დაკავშირებული ცილებთან, რომლებსაც ჰისტონები ჰქვია, რომელთა ფუნქციაა დნმ-ის შეფუთვა და ორგანიზება სტრუქტურულ ერთეულებად - ნუკლეოსომებად. ქრომატინი ასევე შეიცავს არაჰისტონის ცილებს. ევკარიოტულისგან განსხვავებით, ბაქტერიული ქრომოსომა არ შეიცავს ჰისტონებს; ისინი შეიცავს მხოლოდ მცირე რაოდენობით ცილებს, რომლებიც ხელს უწყობენ მარყუჟების წარმოქმნას და დნმ-ის კონდენსაციას (გამკვრივებას).

თავი 2

2.1. ბირთვი - უჯრედის არსებითი კომპონენტი

ჯერ კიდევ გასული საუკუნის ბოლოს დადასტურდა, რომ ბირთვს მოკლებული ფრაგმენტები, ამოჭრილი ამებისაგან ან ცილიტასგან, კვდება მეტ-ნაკლებად მოკლე დროში. უფრო დეტალურმა ექსპერიმენტებმა აჩვენა, რომ ენუკლეირებული ამებაები ცოცხლობენ, მაგრამ ოპერაციიდან მალევე წყვეტენ ჭამას და მოძრაობას და რამდენიმე დღის შემდეგ (ერთ კვირამდე) კვდებიან. თუ ბირთვი გადანერგილია ადრე ენუკლეირებულ უჯრედში, მაშინ ნორმალური ცხოვრებისეული აქტივობის პროცესები აღდგება და გარკვეული პერიოდის შემდეგ ამება იწყებს გაყოფას.
ზღვის ზღარბის კვერცხები, რომლებსაც ბირთვი აკლია, იყოფა პართენოგენეტიკური განვითარების სტიმულირებისას, მაგრამ ასევე საბოლოოდ კვდება. განსაკუთრებით საინტერესო ექსპერიმენტები ჩატარდა დიდ უჯრედულ წყალმცენარეზე აცეტაბულარიაზე. ბირთვის მოცილების შემდეგ წყალმცენარე არა მხოლოდ ცოცხლობს, არამედ შეუძლია გარკვეული პერიოდის განმავლობაში აღადგინოს არაბირთვული ტერიტორიები. შესაბამისად, ბირთვის არარსებობის შემთხვევაში, უპირველეს ყოვლისა ირღვევა გამრავლების უნარი და მიუხედავად იმისა, რომ სიცოცხლისუნარიანობა გარკვეული დროით შენარჩუნებულია, საბოლოოდ ასეთი უჯრედი აუცილებლად კვდება.
ბირთვული და ბირთვული თავისუფალი ფრაგმენტის შემცველობამ რნმ-ის რადიოაქტიური წინამორბედით - 3H-ურიდინით აჩვენა, რომ ბირთვულ თავისუფალ ფრაგმენტში არ არის რნმ-ის სინთეზი. ცილის სინთეზი გრძელდება გარკვეული დროის განმავლობაში ინფორმაციული რნმ-ის და ადრე წარმოქმნილი რიბოზომების გამო, სანამ ბირთვი არ მოიხსნება. შესაძლოა, ბირთვის როლის ყველაზე გასაოცარი ილუსტრაცია მოწოდებულია ძუძუმწოვრების არაბირთვული ერითროციტებით. ეს არის თვით ბუნების მიერ დაყენებული ექსპერიმენტი.
მომწიფებისას ერითროციტები აგროვებენ ჰემოგლობინს, შემდეგ ამოყრიან ბირთვს და ამ მდგომარეობაში ცხოვრობენ და ფუნქციონირებენ 120 დღის განმავლობაში. მათ არ შეუძლიათ გამრავლება და საბოლოოდ იღუპებიან. თუმცა, უჯრედები, რომლებმაც ახლახან ამოიღეს ბირთვი, ეგრეთ წოდებული რეტიკულოციტები, კვლავ აგრძელებენ ცილის სინთეზს, მაგრამ აღარ ახდენენ რნმ-ს სინთეზს. შესაბამისად, ბირთვის მოცილება იწვევს ახალი რნმ-ების ციტოპლაზმაში შესვლის შეწყვეტას, რომლებიც სინთეზირდება ბირთვის ქრომოსომებში ლოკალიზებულ დნმ-ის მოლეკულებზე. თუმცა, ეს ხელს არ უშლის ციტოპლაზმაში უკვე არსებულ მესინჯერ რნმ-ს, გააგრძელოს ცილის სინთეზი, რაც შეინიშნება რეტიკულოციტებში. შემდეგ, როდესაც რნმ იშლება, ცილების სინთეზი ჩერდება, მაგრამ ერითროციტი კვლავ დიდხანს აგრძელებს სიცოცხლეს, ასრულებს თავის ფუნქციას, რაც არ არის დაკავშირებული ცილების ინტენსიურ მოხმარებასთან.
ზღვის ჭინჭრის კვერცხუჯრედი, მოკლებულია ბირთვს, აგრძელებს სიცოცხლეს და შეიძლება გაიყოს იმის გამო, რომ ოოგენეზის დროს მათ აქვთ შენახული მნიშვნელოვანი რაოდენობით რნმ, რომელიც აგრძელებს ფუნქციონირებას. მესინჯერი რნმ ბაქტერიებში ფუნქციონირებს რამდენიმე წუთის განმავლობაში, მაგრამ ძუძუმწოვრების სპეციალიზებულ უჯრედებში ის გრძელდება ერთი ან მეტი დღის განმავლობაში.
აცეტობულარიაზე მიღებული მონაცემები გარკვეულწილად ერთმანეთისგან განსხვავდება. აღმოჩნდა, რომ ამოღებული ნაწილის მორფოგენეზს განსაზღვრავს ბირთვი, მაგრამ ნაჭრის სიცოცხლეს უზრუნველყოფს დნმ, რომელსაც შეიცავს ქლოროპლასტები. მესინჯერი რნმ სინთეზირდება ამ დნმ-ზე, რომელიც, თავის მხრივ, უზრუნველყოფს ცილების სინთეზს.

2.2. ბირთვის ფუნქციური სტრუქტურა

სხვადასხვა უჯრედების ბირთვული აპარატის სტრუქტურულ-ბიოქიმიური ორგანიზაციის შესწავლისას მნიშვნელოვან როლს თამაშობს შედარებითი ციტოლოგიური კვლევები, რომლებშიც როგორც ტრადიციული ევოლუციური-ისტორიული მიდგომა, ასევე სხვადასხვა უჯრედული ჯიშის ბირთვული აპარატის ორგანიზაციის ფართო შედარებითი ციტოლოგიური შედარება. გამოყენებულია. ამ კვლევებში ევოლუციურ-ისტორიულ მიმართულებას განსაკუთრებული მნიშვნელობა აქვს, ვინაიდან ბირთვული აპარატი არის ყველაზე კონსერვატიული უჯრედული სტრუქტურა - სტრუქტურა, რომელიც პასუხისმგებელია გენეტიკური ინფორმაციის შესანახად და გადაცემაზე.
ბირთვული აპარატის ფართო შედარებითი ციტოლოგიური შესწავლა იმ უჯრედებში, რომლებიც, როგორც იქნა, მკვეთრად გადახრის ორგანიზაციის ჩვეულ (ტიპიურ) დონეს (ოოციტები, სპერმატოზოიდები, ბირთვული ერითროციტები, ცილიტები და ა.შ.) და მიღებული მონაცემების გამოყენებით. მოლეკულურმა ბიოლოგიურმა და ციტოლოგიურმა მეთოდებმა სპეციალურ მეცნიერებებში, რომლებიც ეხება ორგანიზაციის უჯრედულ დონეს (კერძო ციტოლოგია, პროტოზოოლოგია და ა.
როგორც ევკარიოტული უჯრედების ბირთვული აპარატის ნაწილი, შეიძლება განვასხვავოთ მრავალი ქვესისტემა, რომელთა შორის ცენტრალური ადგილი უკავია ინტერფაზური ქრომოსომების ერთობლიობას, ანუ ბირთვის დნმ-ს. ისინი შეიცავს ბირთვის მთელ დნმ-ს, რომელიც ძალიან რთულ კავშირშია ქრომატინის ცილებთან, რომლებიც, თავის მხრივ, იყოფა სტრუქტურულ, ფუნქციურ და მარეგულირებელ ცილებად.
ბირთვული აპარატის მეორე და ძალიან მნიშვნელოვანი ქვესისტემაა ბირთვული მატრიცა, რომელიც არის ფიბრილარული ცილების სისტემა, რომელიც ასრულებს როგორც სტრუქტურულ (ჩონჩხის) ფუნქციას ყველა ბირთვული კომპონენტის ტოპოგრაფიულ ორგანიზაციაში, ასევე მარეგულირებელ ფუნქციას რეპლიკაციის პროცესების ორგანიზებაში. ტრანსკრიფცია, მომწიფება (დამუშავება) და პროდუქტების მოძრაობა ტრანსკრიფცია ბირთვში და მის გარეთ. როგორც ჩანს, ცილის მატრიქსს აქვს ორმაგი ბუნება: მისი ზოგიერთი კომპონენტი უზრუნველყოფს ძირითადად ჩონჩხის ფუნქციას, ზოგი - მარეგულირებელ და სატრანსპორტო.
ქრომატინის დნმ-ის გარკვეულ მონაკვეთებთან ერთად, ბირთვული მატრიქსის ცილები (ფუნქციური და სტრუქტურული) ქმნიან ბირთვის საფუძველს. სტრუქტურული მატრიქსის ცილები ასევე მონაწილეობენ ბირთვის ზედაპირული აპარატის ფორმირებაში. ბირთვის ზედაპირული აპარატი, როგორც სტრუქტურულად, ისე ფუნქციურად, შუალედურ ადგილს იკავებს ციტოპლაზმის მეტაბოლურ აპარატსა და ბირთვს შორის. ბირთვული მემბრანის მემბრანები და ცისტერნები, ფაქტობრივად, ციტოპლაზმის მთლიანი მემბრანული სისტემის სპეციალიზებული ნაწილია.
ბირთვის ზედაპირული აპარატის სპეციფიკური სტრუქტურები, რომლებიც მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ მისი ძირითადი ფუნქციის განხორციელებაში - ბირთვისა და ციტოპლაზმის ურთიერთქმედების უზრუნველყოფაში, არის ფორების კომპლექსები და სუბმემბრანული მკვრივი ფირფიტა, რომლებიც წარმოიქმნება ბირთვული მატრიცის დახმარებით. ცილები. და ბოლოს, ბირთვული აპარატის ბოლო ქვესისტემაა კარიოპლაზმა. ეს არის ჰიალოპლაზმის მსგავსი ბირთვული აპარატის გარეგნულად უსტრუქტურო ფაზა, რომელიც ქმნის ბირთვული სტრუქტურებისთვის სპეციფიკურ მიკროგარემოს, რაც უზრუნველყოფს მათ ნორმალურ ფუნქციონირებას.
კარიოპლაზმა მუდმივ ურთიერთქმედებაშია ჰიალოპლაზმასთან ფორების კომპლექსებისა და ბირთვული გარსების სისტემის მეშვეობით.

2.3. ბირთვული სტრუქტურების როლი უჯრედის ცხოვრებაში

ცილის სინთეზთან დაკავშირებული ძირითადი პროცესები პრინციპში ერთნაირია სიცოცხლის ყველა ფორმისთვის, რაც მიუთითებს უჯრედის ბირთვის განსაკუთრებულ მნიშვნელობაზე. ბირთვი ასრულებს ზოგადი ფუნქციების ორ ჯგუფს: ერთი მიმართულია გენეტიკური ინფორმაციის რეალურ შენახვაზე, მეორე - მის განხორციელებაზე, ცილების სინთეზის უზრუნველსაყოფად. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, პირველი ჯგუფი შედგება დნმ-ის უცვლელი სტრუქტურის სახით მემკვიდრეობითი ინფორმაციის შენარჩუნების პროცესებისგან. ეს პროცესები განპირობებულია ეგრეთ წოდებული აღმდგენი ფერმენტების არსებობით, რომლებიც აღმოფხვრის დნმ-ის მოლეკულების სპონტანურ დაზიანებას (დნმ-ის ერთ-ერთი ჯაჭვის რღვევა, რადიაციული დაზიანების ნაწილი), რაც პრაქტიკულად უცვლელად ინარჩუნებს დნმ-ის მოლეკულების სტრუქტურას მთელ რიგში. უჯრედების ან ორგანიზმების თაობები.
გარდა ამისა, ბირთვში ხდება დნმ-ის მოლეკულების რეპროდუქცია ან რედუპლიკაცია, რაც შესაძლებელს ხდის ორ უჯრედს მიიღონ გენეტიკური ინფორმაციის ზუსტად იგივე რაოდენობა, როგორც ხარისხობრივად, ასევე რაოდენობრივად. ბირთვებში ხდება გენეტიკური მასალის ცვლილებისა და რეკომბინაციის პროცესები, რაც შეინიშნება მეიოზის (გადაკვეთის) დროს. და ბოლოს, ბირთვები უშუალოდ მონაწილეობენ დნმ-ის მოლეკულების განაწილებაში უჯრედის გაყოფის დროს.
უჯრედული პროცესების კიდევ ერთი ჯგუფი, რომელიც უზრუნველყოფილია ბირთვის აქტივობით, არის ცილის სინთეზის ფაქტობრივი აპარატის შექმნა. ეს არის არა მხოლოდ სინთეზი, ტრანსკრიფცია დნმ-ის მოლეკულებზე სხვადასხვა მესენჯერი რნმ-ების, არამედ ყველა სახის გადამტანი რნმ-ისა და რიბოსომული რნმ-ების ტრანსკრიფცია. ევკარიოტების ბირთვში რიბოსომური ქვედანაყოფების წარმოქმნა ასევე ხდება ბირთვში სინთეზირებული რიბოსომური რნმ-ის კომპლექსით რიბოსომურ პროტეინებთან, რომლებიც სინთეზირდება ციტოპლაზმაში და გადადის ბირთვში. ამრიგად, ბირთვი არ არის მხოლოდ გენეტიკური მასალის კონტეინერი, არამედ ადგილი, სადაც ეს მასალა ფუნქციონირებს და მრავლდება. ამიტომ, რომელიმე ზემოაღნიშნული ფუნქციის დაკარგვა ან დარღვევა დამღუპველია მთლიანი უჯრედისთვის.
ამრიგად, სარემონტო პროცესების დარღვევა გამოიწვევს დნმ-ის პირველადი სტრუქტურის ცვლილებას და ავტომატურად ცილების სტრუქტურის ცვლილებას, რაც, რა თქმა უნდა, იმოქმედებს მათ სპეციფიკურ აქტივობაზე, რომელიც შეიძლება უბრალოდ გაქრეს ან შეიცვალოს ისე, რომ იგი ვერ უზრუნველყოფს უჯრედულ ფუნქციებს. , რის შედეგადაც უჯრედი კვდება. დნმ-ის რეპლიკაციის დარღვევა გამოიწვევს უჯრედების რეპროდუქციის შეჩერებას ან გენეტიკური ინფორმაციის დაბალი ნაკრების მქონე უჯრედების გამოჩენას, რაც ასევე დამღუპველია მათთვის. იგივე შედეგი გამოიწვევს გენეტიკური მასალის (დნმ-ის მოლეკულების) განაწილების დარღვევას უჯრედების გაყოფის დროს.
ბირთვის დაზიანების შედეგად ან რნმ-ის ნებისმიერი ფორმის სინთეზისთვის რაიმე მარეგულირებელი პროცესის დარღვევის შემთხვევაში ავტომატურად გამოიწვევს უჯრედში ცილის სინთეზის შეჩერებას ან მის უხეში დარღვევას. ეს ყველაფერი მიუთითებს ბირთვული სტრუქტურების წამყვან როლზე იმ პროცესებში, რომლებიც დაკავშირებულია ნუკლეინის მჟავების და ცილების სინთეზთან, უჯრედის ცხოვრებაში მთავარი ფუნქციონირებისთვის.
ბირთვი ახორციელებს რნმ-ის სინთეზის პროცესების კომპლექსურ კოორდინაციას და რეგულირებას. როგორც აღვნიშნეთ, სამივე ტიპის რნმ იქმნება დნმ-ზე. რენტგენოგრაფიულმა მეთოდებმა აჩვენა, რომ რნმ-ის სინთეზი იწყება ბირთვში (ქრომატინი და ნუკლეოლუსი), ხოლო უკვე სინთეზირებული რნმ გადადის ციტოპლაზმაში. ამრიგად, ჩვენ ვხედავთ, რომ ბირთვი აპროგრამებს ცილის სინთეზს, რომელიც ხორციელდება ციტოპლაზმაში. თუმცა, თავად ბირთვზეც მოქმედებს ციტოპლაზმა, ვინაიდან მასში სინთეზირებული ფერმენტები შედიან ბირთვში და აუცილებელია მისი ნორმალური ფუნქციონირებისთვის. მაგალითად, დნმ პოლიმერაზა სინთეზირდება ციტოპლაზმაში, რომლის გარეშეც შეუძლებელია დნმ-ის მოლეკულების ავტორეპროდუქცია. ამიტომ, ჩვენ უნდა ვისაუბროთ ბირთვისა და ციტოპლაზმის ურთიერთზემოქმედებაზე, რომელშიც დომინანტური როლი კვლავ ბირთვს ეკუთვნის, როგორც მემკვიდრეობითი ინფორმაციის მცველს, რომელიც გადაეცემა ერთი უჯრედიდან მეორეში გაყოფის დროს.

2.4. წამყვანი ღირებულების დნმ

ბირთვული აპარატის ძირითად ბიოლოგიურ მნიშვნელობას განსაზღვრავს მისი მთავარი კომპონენტი - გიგანტური დნმ-ის მოლეკულები, რომლებსაც შეუძლიათ რეპლიკაცია და ტრანსკრიფცია. დნმ-ის ეს ორი თვისება საფუძვლად უდევს ნებისმიერი უჯრედის ბირთვული აპარატის ორ ყველაზე მნიშვნელოვან ფუნქციას:

ა) მემკვიდრეობითი ინფორმაციის გაორმაგება და მისი გადაცემა უჯრედულ თაობებში;
ბ) დნმ-ის მოლეკულების მონაკვეთების რეგულირებული ტრანსკრიფცია და სინთეზირებული რნმ-ის ტრანსპორტირება უჯრედების ციტოპლაზმაში.

ბირთვული აპარატის ორგანიზაციის ბუნების მიხედვით, ყველა უჯრედი იყოფა სამ ჯგუფად: პროკარიოტული, მეზოკარიოტული და ევკარიოტული.
პროკარიოტულ უჯრედებს ახასიათებთ ბირთვული მემბრანის არარსებობა, დნმ-ის დაკეცვა ჰისტონების მონაწილეობის გარეშე, დნმ-ის რეპლიკაციის ერთგვაროვანი ტიპი, ტრანსკრიფციის ორგანიზაციის მონოცისტრონული პრინციპი და მისი რეგულირება ძირითადად დადებითი და უარყოფითი უკუკავშირის პრინციპის მიხედვით.
პირიქით, ევკარიოტული უჯრედები გამოირჩევიან ბირთვული მემბრანის არსებობით, უფრო ზუსტად კი, ბირთვის რთული ზედაპირული აპარატით და დნმ-ის მოლეკულების რეპლიკაციის მრავალრეპლიკონის ტიპით, რომლებიც ქმნიან ქრომოსომების ერთობლიობას. ამ მოლეკულების შეფუთვა ხდება ცილების კომპლექსის დახმარებით. შეფუთვის ბუნება ექვემდებარება ციკლურ ცვლილებებს, რომლებიც დაკავშირებულია რეპროდუქციული ციკლის რეგულარული ფაზების უჯრედების გავლასთან. დნმ-ის ტრანსკრიფციის და მისი რეგულირების პროცესები ევკარიოტებში მნიშვნელოვნად განსხვავდება პროკარიოტების პროცესებისგან.
მეზოკარიოტული უჯრედები ბირთვული აპარატის ორგანიზაციაში იკავებენ შუალედურ ადგილს ევკარიოტულ და პროკარიოტულ უჯრედებს შორის. მეზოკარიოტებს, ისევე როგორც ევკარიოტებს, აქვთ ბირთვის კარგად განვითარებული ზედაპირული აპარატი. დნმ-ის მოლეკულების განლაგება ქრომოსომებში მნიშვნელოვნად განსხვავდება ევკარიოტულ უჯრედებში DNP-ების ორგანიზებისგან. მეზოკარიოტებში დნმ-ის რეპლიკაციისა და ტრანსკრიფციის მექანიზმები ცუდად არის გაგებული. ამრიგად, უჯრედის ბირთვში მიმდინარეობს ორგანიზმის მემკვიდრეობით სტატუსთან დაკავშირებული ყველაზე მნიშვნელოვანი პროცესები - რეპლიკაცია (დნმ-ის ბიოსინთეზი) და ტრანსკრიფცია.
გარდა ამისა, ბირთვი არის ინდივიდუალური ცილების და ფერმენტების წყარო, რომელიც აუცილებელია დიფერენცირებული ქსოვილების სასიცოცხლო აქტივობისთვის. უჯრედში ინფორმაციის გადინების პარალელურად, ხდება უკუკავშირი ცილის სინთეზის უზრუნველსაყოფად: ციტოპლაზმა - ბირთვი, ანუ ბირთვი ფუნქციონირებს მჭიდრო ურთიერთქმედებაში უჯრედის სხვა ნაწილებთან, აერთიანებს ბირთვულ-ციტოპლაზმური ტრანსპორტის პროცესებს და. მარეგულირებელი ურთიერთქმედება უჯრედის ციტოპლაზმასთან.