iKaz.kz Қазақстандық ашық мәліметтер порталы

 

 

Тірі заттың ұйымдасу деңгейлері

Бұл мәлімет 435 рет қаралды

Тірі заттың ұйымдасуында негізінен молекулярлық, клеткалық, ұлпалық, мүшелік, организмдік, популяциялық, түрлік, биоценоздық және ғаламдық (биосфералық) деңгейлерін ажыратады. Барлық осы деңгейлерде тіріге тән барлық қасиеттер көрінеді. Осы деңгейлердің әрқайсысы басқа деңгейлерге тән ерекшеліктермен сипатталады, бірақ әрбір деңгейдің өзіне тән айырықша ерекшеліктері болады. Молекулярлық деңгей. Бұл тірінің ұйымдасуында ең негізгі деңгей болып табылады жэне нуклеин қышқыларынан, белоктардан, көмірсулардан, липидтерден және биологиялық молекулалар деген атқа ие, жоғарыда айтылғандай, клеткаларда болатын стероидтердан тұрады.

Биологиялық молекулалардың мөлшерлері біршама алуан түрлілігімен сипатталады, олар тірі материяда алатын кеңістігімен анықталады. Ең кіші биологиялық молекулаларға нуклеотидтер, аминқышқылдары және қант жатады. Керісінше белок молекулалары үлкен көлемдерімен сипатталады. Мысалы, адам гемоглобинінің молекуласының диаметрі 6,5 нм құрайды. Биологиялық молекулалар төменгі молекулалық ізашарларынан синтезделінеді, олар көміртегі тотығы, су және атмосфералық азот болып табылады және олар метаболизм процесінде аралық қосылыстар арқылы молекулалық массасы үлкейетін (құрылыс блоктары) үлкен молекулалық массаға ие биологиялық макромолекулаларға айналады. Осы деңгейде тіршілік әрекеттерінің маңызды процестері (тұқымқуалаушылық ақпаратты кодтау және беру, тыныс алу, зат және энергия алмасу, өзгергіштік және т.б.) басталады және жүзеге асады.

Бұл деңгейдің физико-химиялық ерекшелігінің мәні сол, тірінің құрамына өте көп химиялық элементтер кіреді, деседе, тірі заттың қарапайым құрамын көміртек, сутек, азот түзейді. Атомдар тобынан молекулалар түзіледі, ал соңғыларынан қүрылысы мен қызметі жағынан ерекшелінетін күрделі химиялық қосылыстар қалыптасады. Клеткаларда бұл қосылыстардың көпшілігі нуклеин қышқылдары және белоктар түрінде болады, олардың макромолекулалары полимерлер болып табылады, олар мономерлер түзілу нәтижесінде синтезделген, соңғылары белгілі бір ретпен қосылған. Бүдан басқа макромолекулалардың мономерлері бір қосылыс шегінде бірдей химиялық топтарға ие және химиялық байланыстар көмегімен оларға тән емес бөліктерімен (учаскелерімен) қосылған.

Барлық макромолекулалар әмбебап, өйткені олар қандай түрге жататынына тәуелсіз бір жоспар бойынша құрылған. Әмбебап болғандықтан олар осымен қатар бірегей, өйткені олардың құрылымы қайталанбайды. Мысалы, ДНҚ нуклеотидтердің құрамына белгі лі төрт (аденин, гуанин, цитозин және тимин) азоттық негіздің біреуі енеді, нәтижесінде кез келген нуклеотид немесе ДНҚ молекуласындағы нуклеотидтердің кез келген реттілігі өзінің қүрамы бойынша қайталанбайды, осы сияқты ДНҚ молекуласының екінші құрылымы да қайталанбайды. Көптеген белоктардың құрамына 100-500 аминқышқылдары енеді, бірақ белоктар молекулаларындағы аминқышқылдарының реттілігі қайталанбайды, осынысымен оларды бірегей етеді.

Әртүрлі типтегі макромолекулалар бірігіп молекулаға дейінгі құрылымдар түзейді, оларға мысал нуклеин қышқылдары мен белоктардың жиынтығы болып табылатын нуклеопротеидтер, липопротеидтер (липидтер мен белоктардың жиынтығы), рибосомалар (нуклеин қышқылдары мен белоктардың жиынтығы) жатады. Бұл қүрылымдарда жиынтықтар нековалентті байланысқан, бірақ та нековалентті байланысу мүлдем өзгеше. Биологиялық макромолекулаларға ферменттер катализатор болатын химиялық реакциялар қамтамасыз ететін үздіксіз айналу тән. Бұл реакцияларда ферменттер субстратты реакция өніміне өте қысқа мерзімде (ол уақыт бірнеше миллисекунд немесе тіпті микросекунд құрауы мүмкін) айналдырады. Мысалы, ДНҚ-ның қос тізбекті спиралының репликация алдында оралу уақыты тіпті, бірнеше микросекундты құрайды.

Молекулярлық деңгейдің биологиялық ерекшелігі биологиялық молекулалардың қызметтік ерекшеліктерімен анықталады. Мысалы, нуклеин қышқылдарының ерекшелігі сол, оларда белоктардың синтезі жайындағы генетикалық ақпарат кодталған. Мұндай қасиетке басқа биологиялық молекулалар ие бола алмайды. Белоктардың ерекшелігі олардың молекулаларындағы амин қышқылдарының ерекше реттілігімен анықталады. Бұл бірізділік әрі қарай белоктардың арнайы биологиялық қасиеттерін анықтайды, өйткені олар клеткалардың негізгі құрылымдық элементтері, клеткаларда жүретін эртүрлі процестердің катализаторлары мен реттегіштері болып табылады. Көмірсулар мен липидтер энергияның маңызды көздері болса, стероидтық гормондар түріндегі стероидтар бірқатар метоболизмдік процестерді реттеу үшін маңызды болады.

Биологиялық макромолекулалардың ерекшелігі сол сияқты, биосинтез процестерінің метоболизмнің белгілі бір сатысында жүзеге асуымен де анықталады. Оданда басқа, нуклеин қышқылдарының, аминқышқылдары мен белоктардың биосинтездері организмдердің қандай түрге жатуына тәуелсіз ұқсас үлгі бойынша өтеді. Осы сияқты май қышқылдарының тотығуы, гликолиз және басқа да реакциялар жан-жақты болып табылады. Мысалы, гликолиз барлық эукариот-организмдердің әрбір тірі клеткасында өтеді және 10 бірінен кейін бірі жүретін ферментативтік реакциялардың нәтижесінде жүзеге асады, олардың әрқайсысы арнайы ферментпен катализденеді. Барлық аэробты организмдер-эукариоттардың митохондрияларында молекулярлы «машиналар» болады, оларда энергияның босалуына байланысты Кребс циклі мен басқа да реакциялар жүзеге асады. Молекулярлық деңгейде көптеген мутациялар жүреді. Бұл мутациялар ДНҚ молекулаларындағы азотты негіздердің бірізділігін өзгертеді.

Молекулярлық деңгейде сәуле энергиясы тұрақталады және бұл энергияның химиялық энергияға алмасуын жүзеге асырады, бұл клеткалардағы көмірсуларда және басқа да химиялық қосылыстарда қор болып жиналады, ал көмірсулардың және басқа молекулалардың химиялық энергиясы қол жететін биологиялық энергияға, ол АТФ-да макроэнергетикалық байланыстар түрінде қорға жиналады. Ең соңында бұл деңгейде макроэнергиялық фосфаттық байланыстар энергиялары жұмысқа — механикалық, электрлік, химиялық, осмостық — айналуы жүреді, барлық метаболистік және энергетикалық процестердің механизмдері жан-жақты.

Биологиялық молекулалар, сол сияқты молекулалық және деңгейі бойынша одан кейінгі деңгейдің (клеткалық) арасындағы сабақтастықты қамтамасыз етеді, өйткені ол молекулаға дейінгі құрылымдардың материалы болып табылады. Молекулярлық деңгей клеткалық деңгейді энергиямен қамтамасыз ететін химиялық реакциялардың «алаңы» болып саналады.

Клеткалық деңгей. Тірі заттың ұйымдасуының бұл деңгейі тэуелсіз организм түрінде әрекет жасайтын клеткалардан (бактериялар, қарапайымдылар және басқалары), сол сияқты көпклеткалы организмдердің клеткаларынан түрады. Бұл деңгейдің негізгі ерекше белгісінің мәні сол, одан өмірдің басталуы. Тіршілік етуге, өсуге және көбеюге қабілетті бұл клеткалар тірі материяның үйымдасуының негізгі формаеы, қарапайым бірлігі болып табылады, бұлардан барлық тірі организмдер (прокариоттар мен эукариоттар) құрылады. Өсімдіктер мен жануарлар клеткаларының арасында құрылымы мен қызметтері бойынша принциптік айырмашылықтар жоқ. Кейбір айырмашылықтар тек олардың мембраналары мен жеке органеллаларының құрылысына ғана тиесілі. Елеулі айырмашылық прокариотклеткалары мен эукариот клеткаларының құрылысында болады, бірақ қызметі бойынша бүл айырмашылықтар теңеседі, өйткені бар кезде «клеткадан клетка» ережесі жұмыс жасайды. Молекулаға дейінгі құрылымдар бұл деңгейде клеткалардың мембраналық жүйелері мен органеллаларын (ядролар, митохондриялар және басқалары) қалыптастырады.

Клеткалық деңгейдің ерекшелігі клеткалардың мамандануымен, көпклеткалы организмде клеткалардың мамандаған бірлігі ретінде болуымен анықталады. Клеткалық деңгейде кеңістік пен уақыт бойынша тіршілік ету процестерінде шектелу мен реттелу жүреді, ол қызметтің әртүрлі субклеткалық қүрылымдарға дәл болуына байланысты. Мысалы, эукариоттардың клеткаларында мембраналық жүйелер (плазматикалық мембрана, цитоплазматикалық тор, пластикалық кешен) жэне клеткалық органеллалар (ядро, хромосомалар, центриольдар, митохондриялар, пластидтер, лизосомалар, рибосомалар) біршама дамыған.

Мембраналық қүрылымдар маңызды тіршілік процестерінің «алаңы» болып табылады, сонымен бірге мембраналық жүйенің қосқабатты құрылысы «алаң» ауданын ұлғайтады. Бұдан басқа, мембраналық құрылымдар қоршаған ортадан клеткалардың бөлініп шығуын, сонымен қатар клеткалардан көптеген биологиялық молекулалардың кеңістікте бөлінуін қамтамасыз етеді. Клеткалардың мембранасы өте талғампаздық өткізгіштікке ие. Осыған орай, олардың физикалық жағдайлары оларда болатын кейбір белоктар мен фосфолипидтердің тұрақты түрде диффузды қозғалуына мүмкіндік береді. Клеткаларда жалпыға ортақ мембраналардан басқа ішкі мембраналар да болады, олар клеткалық органеллаларды шектейді.

Клетка мен орта арасындағы алмасуды реттей отырып, мембраналар сыртқы стимулдарды қабылдайтын рецепторларға ие болады. Сыртқы стимулдарды қабылдауға мысал жарықты қабылдау, бактерияның қорек көзіне қарай қозғалуы, нысана-клеткалардың гормондарға, мысалы, инсулинге жауабы болып табылады. Мембраналардың кейбіреулері бір мезгілде өздері сигналдар (химиялық және электрлік) тудырады. Мембраналардың тамаша ерекшеліктері оларда энергия айналуы жүзеге асады. Мысалы, хлоропластардың ішкі мембраналарында фотосинтез жүреді, ал митохондриялардың ішкі мембраналарында фосфорлардың тотығуы жүзеге асады.

Мембраналардың компененттері қозғалыста болады. Негізінен белоктар мен липидтерден құралған мембраналарға әртүрлі қайта құру тән, бұл клеткалардың тітіркендіргіштігін анықтайды — ол тірінің маңызды қасиеті. Ұлпалық деңгей белгілі құрылысты, мөлшерлі, орналасуы мен қызметтері ұқсас клеткаларды біріктіретін ұлпалар. Ұлпалар тарихи даму жолында көпклеткалылықпен бірге пайда болған. Көпклеткалы организмдерден олар клеткалардың жіктелуінің әсерінен онтогенез процесінде қалыптасады. Жануарларда ұлпалардың бірнеше типтерін (эпителий, дәнекер, бұлшық-ет, нерв, сол сияқты қан мен лимфа) ажыратады. Өсімдіктерде меристемалық, қорғаныш, негізгі және өткізгіш ұлпаларды ажыратады. Осы деңгейде клеткалардың мамандануы жүреді.

Органдық деңгей. Организмдер органдардан тұрады. Қарапайымдыларда асқорыту, тыныс алу, заттар айналымы, шығару, қозғалу және көбею әртүрлі органеллалар есебінен жүзеге асырылады. Біршама жетілген организмдерде органдар жүйесі болады. Өсімдіктер мен жануарлардың органдары әртүрлі санды ұлпалар есебінен қалыптасады. Омыртқалылар үшін цефализация тән, ол бастағы жинақталған маңызды орталықтар мен сезім мүшелерін қорғайды.

Организмдік деңгей. Бұл деңгей организмдердің — табиғаты өсімдік және жануар болатын бірклеткалы және көпклеткалы организмдердің — өздерінен тұрады. Организмдік деңгейдің арнайы ерекшеліктерінің мәні сол, бұл деңгейде генетикалық ақпараттың кодын шешу және іске асыру жүреді, осы түрдің организміне тән құрылымдық және қызметтік ерекшеліктер қалыптасады. Табиғатта организмдер ерекше, өйткені олардың дамуын, қызметін және олардың қоршаған ортамен қарым-қатынасын детерминациялайтын генетикалық материалы ерекше болады.

Популяциялық деңгей. Өсімдіктер мен жануарлар оқшауланып тіршілік ете алмайды; олар популяцияларға бірігеді. Организмге дейінгі жүйені құра отырып, популяциялар белгілі генофондармен және белгілі мекендеу орнымен сипатталады. Популяцияларда қарапайым эволюциялық өзгерістер басталады, бейімделу формасының дағдылануы жүреді.

Түрлік деңгей. Бұл деңгей табиғатта тірі буындар ретінде кездесетін өсімдіктермен, жануарлармен және микроорганизмдердің түрлерімен анықталады. Түрлердің популяциялық құрамы өте алуан түрлі. Бір түрдің құрамында бірден көптеген мың популяция болуы мүмкін, олардың өкілдері мекендеу ортасының өте эртүрлігімен сипатталады және әртүрлі экологиялық қуыстарды иеленеді. Түрлер эволюция нәтижесімен және орын алмасушылығымен сипатталады. Қазір кездесетін түрлердің ертеде өткен түрлермен ұқсастығы жоқ. Түр тіршілік иелері классификациясының бірлігі болып табылады.

Биоценоздық деңгей әртүрлі түрге жататын организмдердің биоценоздарынан — қауымдастығынан тұрады. Мұндай қауымдастықтардағы әртүрлі түрлердің организмдері белгілі бір дәрежеде бір-біріне тәуелді болады. Тарихи даму барысында биогеоценоздар (экосистемалар) қалыптасты, олар организмдер мен ортаның абиотикалық факторларының өзара тәуелді қауымдастықтарынан тұратын жүйе болып табылады. Экожүйелерге организмдер мен абиотикалық факторлар арасындағы динамикалық (өзгермелі) тепе-теңдік тән. Бұл деңгейде организмдердің тіршіліктеріндегі заттық-энергетикалық айналымдар жүзеге асады.

Биосфералық (ғаламдық) деңгей. Бұл деңгей тірінің (тірі жүйелердің) ұйымдасуының жоғары формасы болып табылады. Ол биосферадан тұрады. Бұл деңгейде барлық заттық-энергетикалық айналымдардың бірігіп заттар мен энергияның бір алып биосфералық айналымға түсуі жүзеге асады.

Тіршілік иесінің ұйымдасуының әртүрлі деңгейлерінің арасында диалектикалық бірлік болады, тірі зат негізі жүйелердің басымдылығын құрайтын ұйымдасу жүйесінің типі бойынша құрылады. Бір деңгейден екіншісіне көшу алдыңғы деңгейде қызмет еткен қызметтік механизмдердің сақталуымен және құрылым мен қызметтің жаңа типтерінің пайда болуымен байланысты жүреді, сонымен қатар ол жаңа ерекшеліктерді сипаттайтын өзара әсерлердің, яғни жаңа сапаның пайда болуымен байланысты.

Ответить

Ваш email нигде не будет опубликован. Обязательные поля отмечены *

Вы можете использовать HTML теги и атрибуты <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>