Эсийн биологийн танилцуулга
Эсийн биологи буюу цитологи гэдэг нь эс, тэдгээрийн бүтэц, үйл ажиллагаа, амьдралын мөчлөгийг судалдаг шинжлэх ухаан юм. Эсүүд нь амьдралын үндсэн нэгж бөгөөд биологийн энэ салбарыг амьд организмын нарийн төвөгтэй байдлыг ойлгоход чухал болгодог. Нэг эст бактериас эхлээд олон эст хүн хүртэл амьдралын бүх хэлбэр нь эсийн үйл ажиллагаанаас хамаардаг.
Эсийн онол
Эсийн биологийн үндэс нь гурван үндсэн зарчимтай эсийн онол дээр суурилдаг.
- Бүх амьд организмууд нэг буюу хэд хэдэн эсээс бүрддэг.
- Эс бол амьдралын үндсэн нэгж юм.
- Шинэ эсүүд нь эсийн хуваагдлын процессоор урьд өмнө байсан эсүүдээс үүсдэг.
Эсийн төрлүүд
Эсийн хоёр үндсэн ангилал байдаг: прокариот ба эукариот.
- Прокариот эсүүд нь энгийн, жижиг, цөмгүй байдаг. Бактери бол прокариот эстэй организмын хамгийн түгээмэл жишээ юм.
- Ургамал, амьтан, мөөгөнцөр, протистуудад байдаг эукариот эсүүд нь илүү нарийн төвөгтэй, илүү том бөгөөд мембран дотор байрладаг бусад янз бүрийн органеллуудын хамт цөм агуулдаг.
Эсийн бүтэц ба органеллууд
Олон янз байдлаас үл хамааран бүх эсүүд тодорхой бүтцийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг хуваалцдаг:
- Эсийн мембран: эсийг хүрээлэн буй орчноос нь тусгаарлаж, бодисын орох, гарахыг хянадаг фосфолипидын давхар давхарга.
- Цитоплазм: ихэнх эсийн үйл ажиллагаа явагддаг ус, ферментээс бүрддэг вазелин шиг бодис.
- ДНХ: эсийн үйл ажиллагаа, удамшлыг хянах үүрэгтэй генетик материал.
Эдгээрээс гадна эукариот эсүүд хэд хэдэн органелл агуулдаг, тухайлбал:
- Цөм: ДНХ-ийг байрлуулж, эсийн үйл ажиллагааг хянадаг.
- Митохондри: шим тэжээлийг энерги болгон хувиргадаг эсийн цахилгаан станц.
- Рибосомууд: амин хүчлээс уураг нийлэгжүүлдэг.
- Endoplazmic Reticulum (ER): липид, уураг нийлэгжүүлдэг; барзгар ER нь рибосомоор бүрхэгдсэн байдаг бол гөлгөр ER нь тийм биш.
- Голги аппарат: уураг, липидийг тээвэрлэхэд зориулж өөрчлөх, ангилах, савлах.
Үүрэн функцууд
Эсүүд нь организмын оршин тогтнох, нөхөн үржихэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг асар их үүрэг гүйцэтгэдэг. Үүнд:
- Метаболизм: катаболизм (энерги олж авахын тулд молекулуудыг задлах) ба анаболизм (уураг, нуклейн хүчил зэрэг эсийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг бүтээхэд энергийг ашиглах) зэрэг амьдралыг тэтгэх химийн урвалуудын цогц юм.
- Уургийн нийлэгжилт: транскрипц (ДНХ-ээс мРНХ) ба транскрипц (мРНХ-ээс уураг руу) оролцдог эсүүд уураг үүсгэдэг процесс.
- Эсийн хуваагдал: эх эс хоёр буюу түүнээс дээш охин эс болж хуваагдах үйл явц. Үүнд митоз (өсөлт ба нөхөн сэргээх эукариотуудад) ба хоёртын хуваагдал (прокариотуудад) орно.
- Харилцаа холбоо: эсүүд үйлдлээ зохицуулахын тулд химийн дохио ашиглан харилцдаг, ялангуяа олон эсийн организмд чухал ач холбогдолтой.
Эсийн хуваагдал ба эсийн мөчлөг
Эсийн амьдралын хугацааг интерфаз (хуваагдах бэлтгэл) ба митозын үе (эсийн хуваагдал) -аас бүрдэх эсийн мөчлөг гэж нэрлэдэг. Митозын үе шатыг дараахь байдлаар хуваана.
- Митоз: цөм ба түүний агуулга нь хоёр охин цөмд тэнцүү хуваагддаг.
- Цитокинез: эсийн цитоплазм хуваагдаж, хоёр тусдаа охин эс үүсдэг.
Эсийн мөчлөг нь зөв өсөлт, ДНХ-ийн репликаци, хуваагдлын цагийг хангахын тулд дохиоллын цогц замуудаар хянагддаг.
Фотосинтез ба эсийн амьсгал
Фотосинтез ба эсийн амьсгал нь эсүүд энергийг нэг хэлбэрээс нөгөө хэлбэрт шилжүүлэхэд ашигладаг чухал үйл явц юм.
- Фотосинтез: Ургамал, замагны эсийн хлоропластуудад тохиолддог энэ процесс нь нарны гэрлийг ашиглан нүүрстөрөгчийн давхар исэл, усыг глюкоз, хүчилтөрөгч болгон хувиргадаг. Фотосинтезийн тэгшитгэл нь: \(6\mathrm{CO}_2 + 6\mathrm{H}_2\mathrm{O} + \textrm{гэрлийн энерги} \rightarrow \mathrm{C}_6\mathrm{H}_{12}\mathrm{O}_6 + 6\mathrm{O}_2.\)
- Эсийн амьсгал: Бүх амьд эсүүдэд тохиолддог үйл явц бөгөөд шим тэжээлийн биохимийн энерги нь аденозин трифосфат (ATP) болж хувирч, хаягдал бүтээгдэхүүн ялгардаг. Эсийн амьсгалын ерөнхий тэгшитгэл нь: \(\mathrm{C}_6\mathrm{H}_{12}\mathrm{O}_6 + 6\mathrm{O}_2 \rightarrow 6\mathrm{CO}_2 + 6\mathrm{H}_2\mathrm{O} + \textrm{эрчим хүч} (\textrm{ATP}).\)
ДНХ ба генетик
Бүх эсүүд нь өсөлт, хөгжил, үйл ажиллагаа, нөхөн үржихүйд ашигладаг генетикийн зааврыг агуулсан ДНХ (дезоксирибонуклеины хүчил) агуулдаг. ДНХ нь нуклеотидуудаас тогтдог бөгөөд тэдгээр нь давхар спираль үүсгэдэг хоёр хэлхээ болж бүтэцлэгдсэн байдаг. Ген, ДНХ-ийн сегментүүд, эсийн үйл ажиллагаа, шинж чанарт чухал үүрэгтэй уургийг кодлодог.
Жишээ ба туршилтууд
Эсийн биологийн суурь туршилтын жишээ бол бүх амьд биет эсээс бүтдэг гэж дүгнэсэн Маттиас Шлейден, Теодор Шванн нарын бүтээл юм. Өөр нэг гол туршилт бол амьдрал аяндаа үүсдэггүй гэдгийг нотлон харуулсан Луис Пастер шинэ эсүүд урьд өмнө байгаа эсүүдээс үүсдэг гэсэн зарчмыг баталжээ.
Дүгнэлт
Амьдралын нарийн төвөгтэй байдал, организмыг тэтгэдэг олон янзын функцийг ойлгоход эсийн биологийг ойлгох нь чухал юм. Эрдэмтэд эсийг судалснаар өвчнийг эмчлэх аргуудыг нээж, амьдралын механизмыг молекулын түвшинд ойлгож, генийн инженерчлэлийн боломжийг судлах боломжтой болсон. Амьдралын үндсэн нэгж болох эс нь биологийн нууцыг нээж, технологи, анагаах ухааны шинэ дэвшилд хүрэх замыг нээж, шинжлэх ухааны судалгааны гол төв байсаар байна.
