نواة الخلية ووظائفها. النواة كنظام تحكم للخلية

الألعاب النووية لقد تم توثيق أن الولايات المتحدة قد طورت سيناريوهين جديدين بالإضافة إلى خطة عمرها مائة عام. بعد إلقاء القنابل الذرية على اليابان والتحقيق في عواقب الضربات الذرية على البيئة ، وضعت الولايات المتحدة خططًا لمثل هذه الضربات ضد

الذخائر النووية

الذخائر النووية: الذخائر النووية ، الرؤوس الحربية للصواريخ ، الطوربيدات ، قنابل الطيران (العمق) ، طلقات المدفعية ، الألغام الأرضية المشحونة بالطاقة النووية. مصممة لضرب أهداف مختلفة وتدمير التحصينات والهياكل وغيرها من المهام. العمل يا. على أساس

النماذج النووية

قذائف نووية

التفاعلات النووية

إن مفهوم وحدة الهياكل المادية ووسيط الموجة الوجودية عديم الكتلة يجعل من الممكن فهم طبيعة جميع أنواع التفاعل وتنظيم نظام بنية النوكليونات والنوى والذرات. تلعب النيوترونات دورًا رئيسيًا في تكوين والحفاظ على استقرار النوى ، والذي يتم توفيره من خلال رابطتين لتبادل البوزونات بين البروتونات والنيوترونات. جسيمات ألفا هي "الطوب" الرئيسي في الهيكل. تتشكل هياكل النوى ، القريبة من الشكل إلى الكروية ، وفقًا للفترات في النظام الدوري لـ D.I. Mendeleev عن طريق الإضافة المتتالية لمركب n-p-n وجسيمات ألفا والنيوترونات. سبب التحلل الإشعاعي للذرات ليس البنية المثلى للنواة: فائض في عدد البروتونات أو النيوترونات ، عدم التناسق. يشرح هيكل ألفا للنواة الأسباب وتوازن الطاقة لجميع أنواع التحلل الإشعاعي.

بنية النكليون

جسيمات ألفا

قوات "تبادل البوزونات"

المزيد

النشاط الإشعاعي

1. Vernadsky V. المحيط الحيوي والنووسفير. - م: رولف. 2002. - 576 ص.

2. دميترييف أ. يعتبر الدوران على طول واحد أو اثنين أو ثلاثة محاور داخلية شرطًا وشكلًا ضروريًا لوجود جسيمات العالم المادي. - سمارة: كتاب سمارة. دار النشر 2001. - 225 ص.

3. بولياكوف ف. امتحان "الإنسان العاقل" (من علم البيئة وعلم البيئة ... إلى العالم). - سارانسك: دار نشر جامعة موردوفيان ، 2004. - 496 ص.

4. بولياكوف ف. روح العالم بدلاً من الفوضى والفراغ (البنية الفيزيائية للكون) // "التقنيات العالية الحديثة" - -2004. رقم 4. - ص 17-20.

5. بولياكوف ف. إلكترون = بوزيترون ؟! // التقنيات الحديثة كثيفة العلم. - 2005. - رقم 11. - ص 71-72.

6. بولياكوف ف. ولادة المادة // بحث اساسي 2007 عدد 12. - ص46-58.

7. بولياكوف ف. امتحان "Homo sapiens - II". من مفاهيم العلوم الطبيعية في القرن العشرين إلى الفهم الطبيعي. - دار النشر "أكاديمية العلوم الطبيعية". - 2008. - 596 ص.

8. بولياكوف ف. لماذا البروتونات مستقرة والنيوترونات مشعة؟ // "النشاط الإشعاعي والعناصر المشعة في البيئة البشرية": المؤتمر الدولي الرابع ، تومسك ، 5-7 يونيو 2013. - تومسك ، 2013. - ص 415-419.

9. بولياكوف ف. أساسيات الفهم الطبيعي لبنية النيوكليونات والنوى والاستقرار والنشاط الإشعاعي للذرات // المرجع نفسه. - ص 419-423.

10. بولياكوف ف. هياكل الذرات - نموذج الموجة المدارية // نجاحات العلوم الطبيعية الحديثة. - 2014. رقم 3. - ص 108-114.

12. الكميات المادية: كتيب // A.P. بابيتشيف ، ن. بابوشكينا ، أ.م. براتكوفسكي وآخرين ؛ إد. هو. غريغوريفا ، إي. ميليكوفا. - م: Energoatomizdat ، 1991. - 1232 ص.

تقدم الفيزياء الحديثة نماذج إسقاط وصدفة ونماذج معممة ونماذج أخرى لوصف بنية النوى. يتم تفسير ارتباط النوكليونات في النوى من خلال طاقة الربط بسبب "قوى نووية خاصة خاصة". يتم قبول خصائص هذه القوى (الجذب ، المدى القصير ، استقلالية الشحنة ، إلخ) كبديهية. السؤال "لماذا؟" ينشأ عن كل أطروحة تقريبًا. "من المقبول (؟) أن هذه القوى هي نفسها بالنسبة للنيكلونات ... (؟). بالنسبة إلى النوى الخفيفة ، تزداد طاقة الارتباط المحددة بشكل حاد ، وتخضع لسلسلة من القفزات (؟) ، ثم تزداد ببطء (؟) ، ثم تنخفض تدريجياً. "الأكثر استقرارًا هي ما يسمى بـ" النوى السحرية "، حيث يكون عدد البروتونات أو النيوترونات مساويًا لأحد الأرقام السحرية: 2 ، 8 ، 20 ، 28 ، 50 ، 82 ، 126 ... (؟) النوى السحرية المزدوجة مستقرة بشكل خاص: 2He2، 8O8، 20Ca20، 20Ca28، 82Pb126 "(يتوافق المؤشران الأيمن والأيسر مع عدد البروتونات والنيوترونات في النواة ، على التوالي). لماذا توجد نوى "سحرية" ، والنظير السحري 28Ni28 مع طاقة ربط محددة قصوى تبلغ 8.7 ميغا إلكترون فولت قصير العمر
(T1 / 2 = 6.1 يوم)؟ "تتميز النوى بطاقة ارتباط ثابتة تقريبًا وكثافة ثابتة ، بغض النظر عن عدد النوى" (؟!). هذا يعني أن طاقة الربط لا تميز شيئًا ، بالإضافة إلى القيم الجدولية لخلل الكتلة (في 20 درجة مئوية تكون أقل من 21Sc24 ، أما بالنسبة لـ 28Ni30 فهي أقل من 27Co32 و 29Cu34 ، إلخ). تدرك الفيزياء أن "الطبيعة المعقدة للقوى النووية وصعوبات حل المعادلات ... لم تسمح بتطوير نظرية موحدة متسقة للنواة الذرية حتى الآن". علم القرن العشرين ، المبني على افتراضات نظرية النسبية ، ألغى المنطق والسببية ، وأعلن الأشباح الرياضية حقيقة واقعة. بدون معرفة بنية النوى والذرات ، ابتكر العلماء قنابل ذرية ويحاولون تقليد الانفجار العظيم للكون في المصادمات ...

استبدلت "الثورة في العلوم الطبيعية لأينشتاين" أعمال عشرات العلماء البارزين (Huygens و Hooke و Jung و Navier و Stokes و Hertz و Faraday و Maxwell و Lorentz و Thomson و Tesla ، إلخ) بمعادلات "سلسلة الزمكان" التي طورت نظريات الكهرومغناطيسية والذرية في وسط "الأثير". يجب أن يعود قرن من الزمان ...

الغرض وطريقة العمل. المخرج من مأزق العلم ممكن على أساس فهم جوهر الوسيط "الأثير". في و. كتب Vernadsky: "إن إشعاعات البيئة غير المادية تغطي كل المساحة المتاحة ، وكل المساحة التي يمكن تصورها ... من حولنا ، في أنفسنا ، في كل مكان وفي كل مكان ، دون انقطاع ، تتغير إلى الأبد وتتزامن وتتصادم ، هناك إشعاعات ذات أطوال موجية مختلفة - من موجات يُحسب طولها بعشرة ملايين كسور من المليمتر ، إلى موجات طويلة تقاس بالكيلومترات ... كل الفضاء ممتلئ بها ... ". يتكون كل شيء من هذا الوسط الموجي الأنطولوجي ، غير المادي ، ويتواجد في تفاعل معه. "الأثير" ليس غازًا وليس فوضى من الزوابع ، ولكنه "فوضى تأمر بالفوضى - روح". في بيئة الروح من جسيم أولي واحد - كتلة (إلكترون / بوزيترون) ، يتم تنظيم الهياكل من النوكليونات والنوى والذرات إلى الكون بشكل منتظم ومنهجي.

تم تطوير نموذج لبنية النوى في العمل ، والذي يشرح خصائصها ، وأسباب ترابط النوى في النوى ، والاستقرار الخاص والنشاط الإشعاعي.

هيكل وخصائص النيوكليونات

تم بناء نموذج النوكليون المقبول في الفيزياء من عشرات الجسيمات الافتراضية ذات الاسم الرائع "كوارك" والاختلافات الرائعة ، بما في ذلك: اللون ، والسحر ، والغرابة ، والسحر. هذا النموذج معقد للغاية ، وليس له دليل ، ولا يمكنه حتى شرح كتلة الجسيمات. تم تطوير نموذج بنية النيوكليونات ، الذي يشرح جميع خصائصها ، بواسطة I.V. ديمترييف (سمارة) على أساس مبدأ الانتروبيا التكوينية القصوى التي اكتشفها (تساوي العناصر الهيكلية على السطح وفي حجم الجسيمات الأولية) والأطروحة القائلة بأن الجسيمات لا توجد إلا أثناء الدوران "على طول واحد أو اثنين أو ثلاثة محاور داخلية مناسبة ". تتكون النواة من 6 هياكل سداسية من π + (-) - الميزونات المحيطة بـ plus-muon μ + ، ويتم بناء هيكلها عن طريق اختيار عدد الكرات: الإلكترونات والبوزيترونات من نوعين. تم إثبات مثل هذا الهيكل على أساس تفاعل الجزيئات المادية للكتل ووسيط الروح في العمل ، ثم تم صقله وإثباته على أساس بناء هيكل الميزونات وفقًا لثابت الهيكل الدقيق
1 / α = 2h (ε0 / μ0) 1/2 / e2 = 137.036. حير الفيزيائيان ف. باولي ، ر. فاينمان حول المعنى المادي لهذا الثابت ، ولكن في وسط الروح يكون واضحًا: فقط على مسافة نسبية 1 / α من الشحنة يوجد تفاعل الموجة للمادة والوسيط.

يجب أن يكون العدد المحسوب للكتل (أنا) في بنية الميون 3 / 2α = 205.6 ، وكتلة الميون 206.768 أنا. في تركيبته المكونة من 207 كتلة ، يحدد الوسط الشحنة ± e والدوران ± 1/2 ، ويلغي 206 كل منهما الآخر. تتكون البيونات ، كما افترض I.Dmitriev ، من إلكترونات "ثنائية المحور" والبوزيترونات (الدوران = 0 ، الشحنة +/- ، الكتلة أنا). في وسط الروح ، يجب تشكيل بوزونات كتلتها 2/3 أنا كمرحلة أولى في تكوين المادة من كوانت إشعاع الخلفية للكون في الغلاف الجوي للشمس. يجب أن يكون هناك 3 / α = 411 من هذه الجسيمات في بنية كثيفة ، ويجب أن تكون كتلتها 3 / α · 2/3 me = 274 me ، وهو ما يتوافق مع pi-mesons (mπ = 273.210 me). هيكلها مشابه للميونات: يحدد الجسيم الموجود في المركز الشحنة ± 2 / 3e والدوران 0 ، والجسيمات الـ 205 متوازنة بشكل متبادل.

بنية البروتون من الميون المركزي و 6 بيونات ، مع الأخذ في الاعتبار خسارة الكتلة للسندات التبادلية ("النووية") المكونة من 6 كتل (رابطة الميون بيون) و 6 بوزونات (رابطة بيون إلى بيون ، 4 مي ) ، يشرح كتلته.

MP \ u003d 6mp + mm - 10me \ u003d 6273.210 me + +206.768 me - 10me \ u003d 1836.028 me.

هذه القيمة بدقة 0.007٪ تتوافق مع كتلة البروتون Мр = 1836.153me. يتم تحديد شحنة البروتون + e والدوران ± 1/2 بواسطة الكتلة المركزية + في الميون المركزي. يشرح نموذج البروتون جميع خصائصه ، بما في ذلك الاستقرار. في وسط الروح ، يحدث تفاعل جسيمات المادة نتيجة رنين "غيوم" الوسط المرتبط بها (مصادفة الشكل والتردد). البروتون مستقر ، لأنه محمي من جزيئات المواد والكميات بواسطة غلاف من البيونات التي لها مجال موجة مختلف.

كتلة البروتون 1836.153 لي ، وكتلة النيوترون 1838.683 لي. التعويض عن شحنة البروتون ، عن طريق القياس مع ذرة الهيدروجين ، سيوفر إلكترونًا في مدار موجة في مستواها الاستوائي ("محور دوران واحد") ، ويتضح أن "دورانه ثنائي المحور" "خاص به" في سحابة الرواد. دعونا نضيف بوزونين في بيونات متقابلة من النيوترون ؛ يعوضون الزخم المداري ، وستكون كتلة النيوترون 1838.486 أنا. تفسر هذه البنية كتلة النيوترون (فرق 0.01٪) ، وغياب الشحنة ، والأهم من ذلك ، القوى "النووية". يكون البوزون "الإضافي" مرتبطًا بشكل ضعيف في الهيكل ويوفر اتصالاً "تبادلًا" ، حيث يشغل "فراغًا" في الرائد المجاور للبروتون مع التردد النووي ، ويحل محل بوزون آخر عائدًا إلى النيوترون. البوزونات "الإضافية" في النيوترون هي "ذراعا" تربط النوى ببعضها البعض.

يضمن النيوترون الموجود في نوى العناصر استقرار النوى ، ويتم "حفظ" نفسه في النواة من الانحلال (T1 / 2 \ u003d 11.7 دقيقة) ، والسبب في ذلك هو "نقاط الضعف": مدار الإلكترون ووجود اثنين من ستة بيونات في "طبقة الرواد" وفقًا للبوزون "الإضافي".

توصل علماء القرن العشرين إلى عشرات النظريات ومئات من الجسيمات "الأولية" ، لكنهم لم يتمكنوا من تفسير بنية الذرات ، واحتاجت الطبيعة فقط إلى جسيمين من هذا القبيل لتكوين نوتين ، ومنهم 92 عنصرًا وبناء المادة بأكملها. العالمية!!!

بنية ألفا للنواة الذرية

تحتوي نظائر جميع العناصر الأكثر شيوعًا في الطبيعة على عدد زوجي من النيوترونات (باستثناء 4Be5 و 7N7). إجمالاً ، من بين 291 نظيرًا ثابتًا ، 75٪ منها عدد زوجي من النيوترونات و 3٪ فقط لها نوى زوجية. يشير هذا إلى تفضيل رابطة بروتون مع نيوترونين ، وغياب روابط بروتون-بروتون ، و "استقلالية شحن القوى النووية". يتكون إطار النوى من روابط نيوترونية-بروتون ، حيث يمكن لكل نيوترون أن يحمل بروتونين عن طريق تبادل بوزونين (على سبيل المثال ، 2He1). في النوى الثقيلة ، يزداد العدد النسبي للنيوترونات ، مما يقوي إطار النواة.

تسمح لنا الحجج المذكورة أعلاه ومبدأ التنظيم المنهجي للمادة في بيئة غير مادية باقتراح نموذج "بناء الكتلة" لبنية نوى العناصر ، حيث تكون "الكتلة" هي نواة ذرة الهيليوم - جسيم ألفا. الهيليوم هو العنصر الرئيسي في التركيب النووي الكوني ، ومن حيث الوفرة في الكون ، فهو العنصر الثاني بعد الهيدروجين. جسيمات ألفا هي التركيب الأمثل لزوجين من النكليونات المرتبطين بقوة. هذا هيكل كروي مضغوط للغاية ومتصل بإحكام ، ويمكن تمثيله هندسيًا على شكل كرة بمكعب محفور عليه عقد في قطريين متقابلين من بروتونات و 2 نيوترون. لكل نيوترون رابطان "تبادل نووي" مع بروتونين. يتم توفير الاقتران الكهرومغناطيسي لمقاربة النيوترون مع البروتونات بواسطة إلكترون مداري في بنيته (التأكيد: لحظات مغناطيسية: μ (p) \ u003d 2.793 μN ، μ (n) \ u003d -1.913 μN ، حيث μN هي Bohr مغناطيسي نووي).

إن التنافر المفترض للبروتونات "كولوم" لا يتعارض مع نهجهم. يكمن تفسير ذلك ، وكذلك في هياكل الميونات من الكتلة ، في فهم "الشحنة" كخاصية متكاملة لكتلة الجسيم - حركة وسط الروح ، المرتبطة بحركة الموجة. الكتلة ، معبرًا عنها كقوة في هذا الوسط (وحدة الشحنة يمكن أن تكون كولوم 2 - قوة مضروبة في السطح). نوعان من الشحنات +/- هما الاتجاه الأيسر والأيمن للدوران. عندما يقترب بروتونان في المستوى الاستوائي ، فإن حركة الوسط "الملتقط" ستكون معاكسة ، وعندما تقترب من "من القطبين" ، فإنها تحدث في اتجاه واحد ، مما يساهم في هذا النهج. مقاربة الجسيمات محدودة بتفاعل قذائف "المجال" المقابلة لطول موجة "كومبتون": λК (р) = 1.3214 10-15 م ، و λК (ن) = 1.3196 10-15 م من النيوترون ، تعمل قوى تبادل البوزون ("النووية") بينهما على مثل هذه المسافة.

تتشكل هياكل النوى من جسيمات ألفا بأدنى حجم وشكل قريب من كروي. يسمح هيكل جسيمات ألفا لها بالاندماج عن طريق كسر رابطة تبادل بوزون n-p وتشكيل رابطتين n-p و p-n مع جسيم ألفا مجاور. مع وجود أي عدد من البروتونات في النواة ، يتم تكوين مجال كروي واحد ، تكون شدته هي نفسها كما لو كانت الشحنة مركزة في المركز (قاعدة Ostrogradsky-Gauss). يتم تأكيد تكوين حقل واحد للنواة من خلال بنية الموجة المدارية للذرات ، حيث تشكل جميع مدارات s و p و d و f قذائف كروية.

يحدث بناء نوى العناصر من جسيمات ألفا بشكل منهجي ، بالتتابع في كل فترة بناءً على نواة العنصر السابق. في النوى التي تحتوي على عدد زوجي من البروتونات ، تكون الروابط متوازنة ؛ ولا يمكن ظهور بروتون إضافي في بنية الذرة التالية. في نوى الذرات بعد الأكسجين ، تتم إضافة البروتون وفقًا للمخطط (n-p-n). تسلسل واضح لتكوين الهياكل وفقًا للفترات والتسلسلات الواردة في جدول D.I. Mendeleev - تأكيد على صحة النموذج المقترح للنواة ويعمل كتأكيد لفكر V. Vernadsky عن "تعاقب الذرات": "تحدث عملية عدم الثبات المنتظم للذرات بشكل حتمي ولا يقاوم ... بأخذ تاريخ أي ذرة في الزمن الكوني ، نرى أنه في فترات زمنية معينة ، فورًا ، في قفزات متساوية ، في اتجاه المتجه القطبي للوقت ، فإنه يمر إلى ذرة أخرى ، عنصر كيميائي آخر. يتم عرض مخططات نوى الفترات الأولى من الذرات في الجدول. واحد.

الجدول 1

البنية التقديرية للنواة (الإسقاط المسطح) للنظائر الرئيسية للذرات المستقرة من جسيمات ألفا (α) والبروتونات (ع) والنيوترونات (ن): pAn

يمكن نمذجة الفترتين الخامسة والسادسة التالية من العناصر بشكل مشابه ، مع الأخذ في الاعتبار حقيقة أن الزيادة في عدد البروتونات ستتطلب زيادة في عدد النيوترونات في كل من الإطار الداخلي للنواة وفي الطبقة السطحية ، وفقًا لمخطط n-n.

يمكن استكمال الإسقاط المرئي المسطح المقدم لهيكل النوى بمخطط مداري يتوافق مع الفترات في الجدول الدوري
(الجدول 2).

الجدول 2

القذائف النووية للعناصر والفترات في الجدول D.I. مندليف

تُبنى الأصداف مثل بنية الذرة ، حيث تتشكل القذائف الكروية لمدارات الإلكترون في كل فترة على نصف قطر أكبر مما كان عليه في الفترة السابقة.

العناصر بعد 82Pb126 (83Bi126 T1 / 2 1018 سنة) ليست مستقرة (الواردة بين قوسين في الجدول 2). تشكل جسيمات ألفا الـ 41 الموجودة في بنية الرصاص شحنة كهربائية ، والتي تتطلب 40-44 نيوترونًا إضافيًا للحفاظ على استقرار النوى. نسبة عدد النيوترونات والبروتونات n / p> (1.5 1.6) هي حد استقرار النوى الثقيلة. نصف عمر النوى بعد 103 "عناصر" هي ثوان. لا يمكن لهذه "العناصر" الحفاظ على بنية النواة وتشكيل الغلاف الإلكتروني للذرة. يكاد لا يستحق إنفاق أموال العلماء ووقتهم على إنتاجهم الاصطناعي. "جزر الاستقرار" لا يمكن أن تكون!

يوضح نموذج بنية ألفا للنواة قوى الترابط ، والاستقرار ، وجميع خصائص العناصر (اكتمال بنية الغازات الخاملة ، والوفرة في الطبيعة ، والاستقرار الخاص للعناصر ذات البنية المتماثلة: O ، C ، Si ، Mg ، Ca ، التشابه مع Cu ، Ag ، Au ...).

أسباب التسوس "غير العفوي"

تراكيب النظائر المشعة ليست متناظرة ، فلديها زوج غير متوازن n-p. يكون عمر النصف للنظائر أقصر ، وكلما زاد اختلاف بنيتها عن الهيكل الأمثل. يُفسَّر النشاط الإشعاعي للنظائر التي تحتوي على عدد كبير من البروتونات من خلال حقيقة أن قوى "التبادل" للنيوترونات غير قادرة على الاحتفاظ بشحنتها الكلية ، ويفسر اضمحلال النظائر التي تحتوي على كمية زائدة من النيوترونات فائضها للحصول على المستوى الأمثل. بنية. تتيح بنية ألفا للنواة شرح أسباب جميع أنواع التحلل الإشعاعي.

تسوس ألفا. في الفيزياء النووية ، "وفقًا للمفاهيم الحديثة ، تتشكل جسيمات ألفا في لحظة الاضمحلال الإشعاعي عندما يلتقي بروتونان ونيوترونان يتحركان داخل النواة ... يكون خروج جسيم ألفا من النواة ممكنًا بسبب تأثير النفق من خلال حاجز محتمل بارتفاع لا يقل عن 8.8 ميغا إلكترون فولت ". كل شيء يحدث بالصدفة: الحركة ، والاجتماع ، والتكوين ، ومجموعة من الطاقة والانطلاق عبر حاجز معين. في النوى ذات البنية ألفا ، لا توجد حواجز للهروب. عندما تتجاوز قوة الشحنة الكلية لجميع البروتونات قوى تبادل البوزونات لاحتواء جميع النيوترونات ، فإن النواة تطرح جسيم ألفا ، الأقل ارتباطًا في الهيكل ، و "يجدد" بشحنتين. يعتمد ظهور إمكانية تسوس ألفا على بنية النوى. يظهر عند 31 جسيم ألفا في النواة 62Sm84 (n / p = 1.31) ، ويصبح ضروريًا من 84Po (n / p = 1.48).

β + الاضمحلال. في الفيزياء النووية ، "تستمر عملية الانحلال β + كما لو أن أحد بروتونات النواة قد تحول إلى نيوترون ، ينبعث منها بوزيترون ونيوترينو: 11p → 01n + 10e + 00νe ... لا يمكن ملاحظة هذه التفاعلات مجانًا بروتون. ومع ذلك ، بالنسبة للبروتون المرتبط بالنواة ، بسبب التفاعل النووي للجسيمات ، فإن هذه التفاعلات تكون ممكنة بقوة. تفسيرات عملية التفاعل ، وظهور البوزيترون في النواة وزيادة الكتلة بمقدار 2.5 لي لتحول البروتون إلى نيوترون ، استبدلت الفيزياء الافتراض: "العملية ممكنة". يتم تفسير هذا الاحتمال من خلال بنية ألفا. دعونا نفكر في مخطط الانحلال الكلاسيكي: 15P15 → 14Si16 + + 10e + 00νe. وفقًا للجدول 1 ، فإن بنية النظير المستقر 15Р16 (7α-npn). هيكل النظائر
15P15 - (7α-np) ، لكن الرابطة (n-p) في الهيكل ضعيفة ، لذا فإن نصف العمر هو 2.5 دقيقة. يمكن تقديم مخطط الاضمحلال على عدة مراحل. يتم دفع البروتون الضعيف إلى الخارج بواسطة الشحنة النووية ، ولكنه "يمسك" نيوترون جسيم ألفا ويدمره بإطلاق 4 بوزونات الرابطة. لا يمكن أن توجد البوزونات "ثنائية المحور" في بيئة الروح وتتحول إلى كتل "ثلاثية المحاور" مع لحظات مختلفة (+ و - ؛ إلكترون وبوزيترون) مع انبعاث النيوترينوات ومضادات النيترينوات وفقًا للمخططات
β-: (e - + e +++ → e- - ++ + ν0-) و β +: (e - + e +++ → e + - + + 0 +). يُدفع البوزيترون خارج النواة ، ويعوض الإلكترون الموجود في مدار حول البروتون السابق شحنته ، ويحوله إلى نيوترون. مخطط التفاعل المقترح: (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 +. يشرح المخطط سبب وعملية الانحلال ، والتغير في كتلة الجسيمات ويفترض انبعاث نبضتين: نيوترينو ومضاد نيوترينو.

β- - تفكك. "نظرًا لأن الإلكترون لا يطير خارج النواة ولا يخرج من غلاف الذرة ، فقد افترض أن الإلكترون β يولد نتيجة عمليات تحدث داخل النواة ...". هناك تفسير! هذه العملية نموذجية للنواة التي تحتوي في بنيتها على عدد من النيوترونات أكبر من عدد النظائر المستقرة لهذا العنصر. إن بنية نواة النظير التالي بعد النواة ذات البنية المتساوية المتكونة تنمو في "كتلة" n-p-n ، والنظير التالي في الكتلة بعد أن يحتوي على نيوترون آخر "غير ضروري للغاية". يمكن للنيوترون أن "يسقط" بسرعة إلكترونًا مداريًا ، ويصبح بروتونًا ، ويشكل بنية ألفا: npn + (n → p) = npnp = α. يحمل الإلكترون ومضاد النوترينو الكتلة والطاقة الزائدة ، وتزداد شحنة النواة بمقدار واحد.

ε التقاط. مع نقص النيوترونات لبنية مستقرة ، فإن الشحنة الزائدة للبروتونات تجذب وتلتقط إلكترونًا من إحدى الأصداف الداخلية للذرة ، وتنبعث منها نيوترينوات. يتحول البروتون في النواة إلى نيوترون.

استنتاج

يتيح النموذج المقدم لبنية ألفا لنواة العناصر شرح أنماط تكوين النوى واستقرارها وأسبابها ومراحلها وتوازن الطاقة لجميع أنواع التحلل الإشعاعي. تشرح تراكيب البروتونات والنيوترونات والنوى وذرات العناصر ، التي تؤكدها التطابق مع الثوابت العامة ، وهي الخصائص الفيزيائية لوسط الروح ، جميع الخصائص وجميع التفاعلات. الفيزياء النووية والذرية الحديثة ليست قادرة على ذلك. من الضروري مراجعة المفاهيم الأساسية: من المسلمات إلى الفهم.

رابط ببليوغرافي

مقدمة
الفصل 1. بنية وكيمياء نواة الخلية. فتح القلب. روبرت براون
1.1 نواة الطور البيني
1.2 أعمال فليمنج
1.3 النوى
1.4 الغشاء النووي
1.5 كاريوبلازم
1.6 الكروماتينية
الفصل 2
2.1. النواة مكون أساسي للخلية
2.2. الهيكل الوظيفي للنواة
2.3 دور الهياكل النووية في حياة الخلية
2.4 قيمة الحمض النووي الرائدة
فهرس

المقدمة

نواة الخلية هي مركز التحكم في النشاط الحيوي للخلية. من المخطط العام لتخليق البروتين ، يمكن ملاحظة أن نقطة البداية التي يبدأ منها تدفق المعلومات للتخليق الحيوي للبروتينات في الخلية هي الحمض النووي. وبالتالي ، فإن الحمض النووي هو الذي يحتوي على السجل الأساسي للمعلومات التي يجب حفظها وإعادة إنتاجها من خلية إلى أخرى ، من جيل إلى جيل. عند التطرق بإيجاز لمسألة مكان تخزين المعلومات الجينية ، أي توطين الحمض النووي في الخلية ، يمكننا أن نقول ما يلي. من المعروف منذ فترة طويلة أنه على عكس جميع المكونات الأخرى لجهاز تصنيع البروتين ، الموزعة عالميًا في جميع أجزاء الخلية الحية ، فإن الحمض النووي له موقع خاص ومحدود للغاية: موقعه في خلايا الكائنات الحية العليا (حقيقية النواة) هو نواة الخلية.
في الكائنات الحية (بدائية النواة) التي لا تحتوي على نواة خلوية جيدة التكوين - البكتيريا والطحالب الخضراء المزرقة - يتم فصل الحمض النووي أيضًا عن بقية البروتوبلازم بواسطة واحد أو أكثر من التكوينات النووية المدمجة. بالتوافق التام مع هذا ، لطالما اعتبرت نواة حقيقيات النوى أو نواة بدائيات النوى وعاءًا للجينات ، كعضية خلوية فريدة تتحكم في تنفيذ الصفات الوراثية للكائنات الحية وانتقالها عبر الأجيال. البيانات الجينية حول "القيادة الفردية" للنواة في الخلية تم دمجها دائمًا بشكل مباشر مع البيانات البيوكيميائية حول التوطين الفريد للحمض النووي في النواة.

1. هيكل وكيمياء نواة الخلية. فتح النواة. روبرت براون

استخدم براون مصطلح "النواة" لأول مرة في عام 1833 لتعيين الهياكل الكروية الدائمة في الخلايا النباتية. في 1831-1833 ، اكتشف الرحالة والفيزيائي الاسكتلندي (مكتشف "الحركة البراونية") روبرت براون (1773-1858) نواة الخلايا النباتية. أطلق عليها اسم "النواة" أو "أريولا". أصبح المصطلح الأول مقبولًا بشكل عام واستمر حتى الوقت الحاضر ، بينما لم يتم توزيع المصطلح الثاني وتم نسيانه. بشكل ملحوظ ، أصر براون على الوجود المستمر للنواة في جميع الخلايا الحية.
لم يكن دور وأهمية نواة الخلية معروفين في ذلك الوقت. كان يعتقد أنه "مخاط مكثف في كتلة ، وربما عنصر غذائي احتياطي". في وقت لاحق ، تم وصف نفس الهيكل في جميع خلايا الكائنات الحية الأعلى. بالحديث عن نواة الخلية ، فإننا نعني النوى الفعلية للخلايا حقيقية النواة. تم بناء نواتها بطريقة معقدة وتختلف تمامًا عن التكوينات "النووية" ، وهي النوى للكائنات بدائية النواة. في الأخير ، تشتمل النوكلييدات (الهياكل الشبيهة بالنواة) على جزيء DNA دائري واحد ، خالٍ من البروتينات. في بعض الأحيان يسمى جزيء الحمض النووي للخلايا البكتيرية بالكروموسوم البكتيري أو حامل الجين (حامل الجينات).
لا يتم فصل الكروموسوم البكتيري عن طريق الأغشية عن السيتوبلازم الرئيسي ، ولكن يتم تجميعه في منطقة نووية مدمجة ، وهي نيوكليويد ، والتي يمكن رؤيتها في المجهر الضوئي بعد بقع خاصة أو في المجهر الإلكتروني. عند تحليل بنية وكيمياء نواة الخلية ، سنعتمد على البيانات المتعلقة بنواة الخلايا حقيقية النواة ، ونقارنها باستمرار مع نوى بدائيات النوى. تتكون نواة الخلية ، عادة واحدة لكل خلية (توجد أمثلة على الخلايا متعددة النوى) ، من غلاف نووي يفصلها عن السيتوبلازم والكروماتين والنواة والكاروبلازم أو النسغ النووي. توجد هذه المكونات الأربعة الرئيسية في جميع الخلايا غير المنقسمة تقريبًا للكائنات أحادية الخلية أو متعددة الخلايا حقيقية النواة.

1.2 أعمال فليمنغ

حتى وقت ما ، ظل دور النواة في انقسام الخلايا غير مؤكد. ربما كان هذا بسبب صعوبة ملاحظته. في الخلية الحية ، لا يمكن رؤية النواة ، كقاعدة عامة ، إلا بزيادة كبيرة في المجهر الضوئي العادي. بل إن رصد نواة في عملية الانشطار أكثر صعوبة. صبغات الأنيلين تلطخ النواة والسيتوبلازم وجدار الخلية بشكل مختلف وبالتالي تسهل التعرف على هذه الهياكل.
يتم تصنيع أصباغ الأنيلين بشكل مصطنع ، ولم تكن تقنية تحضيرها معروفة حتى منتصف القرن التاسع عشر. لم تكن الصبغات الطبيعية التي استخدمها علماء الأحياء في الماضي تلطخ النوى جيدًا بما يكفي لتمييزها عن باقي الخلية. مرة أخرى ، اعتمد المزيد من التقدم على تطوير أساليب البحث المناسبة. في ذلك الوقت ، لم يكن هناك نقص في المجاهر الجيدة ، ولكن لم يكن معروفًا كيفية معالجة الخلايا من أجل رؤية أكبر عدد ممكن من الهياكل الخلوية. وتجدر الإشارة إلى أنه لا أحد يعرف ما إذا كانت أصباغ الأنيلين أفضل لهذا الغرض من الأصباغ الطبيعية.
عندما كانت في ستينيات القرن التاسع عشر حصل الكيميائيون على أصباغ الأنيلين ، حاول شخص ما استخدامها بشكل عشوائي لتلطيخ أجزاء رقيقة من الأنسجة النباتية والحيوانية. في عام 1879 استخدم عالم الأحياء الألماني والتر فليمنج العديد من الأصباغ الأنيلين والعدسات اللونية. من خلال تلطيخ الخلايا وفحصها تحت المجهر بالعدسات اللونية ، تابع سلوك النواة أثناء انقسام الخلية. في كتابه المادة الخلوية ، قسم النواة والخلية ، تم وصف نتائج الملاحظات على انقسام الخلايا ، والأوصاف قريبة جدًا من الأوصاف الحديثة.
نظرًا لأن الكروموسومات تشبه الخيوط ، فقد قرر Flemming تسمية هذه العملية بالانقسام (الكلمة اليونانية التي تعني "الخيط"). بالمعنى الدقيق للكلمة ، يشير الانقسام الفتيلي فقط إلى عملية الازدواج النووي. يشكل تكوين لوحة الخلية في الخلايا النباتية وأخدود الخلية في الخلايا الحيوانية انقسامات من السيتوبلازم.
سيكون من الخطأ الاعتقاد بأن Flemming هو المكتشف الوحيد لظاهرة الانقسام الفتيلي. يعتمد فهم التسلسل الكامل لعملية الانقسام الفتيلي على العديد من العلماء الذين عملوا على هذه المشكلة طوال السنوات السابقة. كانت إحدى الصعوبات الرئيسية في دراسة الأحداث التي تحدث في الخلية أن الخلايا ماتت أثناء عملية التلوين. هذا يعني أن الخلية تدرس فقط بعد توقف النشاط الحيوي فيها. من هذه الصورة "المتوقفة عن الحركة" ، أعاد فليمنج وباحثون آخرون تخيل ما يحدث في الخلايا الحية. هذا يشبه إعادة إنشاء مصنع من سلسلة من اللقطات التي تم التقاطها على فترات زمنية مختلفة. وهذا ما فعله فليمنج بشكل أساسي. قام علماء آخرون ، بناءً على عمل فليمنج ، بتحديد علاقة الكروموسومات بالوراثة والتطور.
هكذا يتطور العلم: لا يعتمد النجاح على الاكتشافات العشوائية للعلماء "العملاقين" ، بل على العمل المضني الذي تقوم به مجموعة كبيرة من العلماء. في الضوء ، كما هو الحال في مجاهر تباين الطور ، تظهر النواة عادةً متجانسة بصريًا: لا يمكن رؤية سوى القشرة ونواة واحدة أو أكثر بداخلها. في بعض الأحيان توجد أيضًا حبيبات وكتل صغيرة. من الأقل شيوعًا ملاحظة الكروموسومات في الخلايا الحية غير المنقسمة. لا يمكن رؤية شبكة الكروماتين الدقيقة بوضوح إلا بعد تثبيت الخلية وتلطيخها باستخدام الأصباغ الأساسية.
أظهرت الدراسات التي أجريت على النواة على المستحضرات الثابتة والملطخة أن صورتها المجهرية تكاد تكون مستقلة عن طريقة التحضير. من الأفضل الحفاظ على البنية الدقيقة للنواة عند تثبيتها برباعي أكسيد الأوزميوم. تجعل المثبتات الأخرى المقبولة عمومًا من الممكن تمييز هياكل الغشاء النووي والنواة والكروماتين في شكل كتل وخيوط والكتلة غير الملوثة بينهما - النيوكليوبلازم في التحضير.
توجد هياكل الكروماتين في وسط لوني أكثر سيولة ؛ يمكن أن تكون كثيفة أو فضفاضة ، تشبه الفقاعات. في بعض الكائنات ، بعد التثبيت ، لا يشكل الكروماتين شبكة نووية واضحة ، ولكنه يتركز في النواة على شكل كتل كبيرة ، تسمى الكروموسومات أو البروكروموسومات. في نوى من هذا النوع ، يتركز كل الكروماتين في مركزات الكروموسومات.

1.3 نواة

وفقًا للدراسات المجهرية الإلكترونية ، فإن النوى خالية من أي غشاء. تتكون مادتها بشكل أساسي من خيوط تحت المجهرية و نيوكليوبلازم. يمكن ملاحظة النوى باستخدام تقنيات تلطيخ خاصة ، وكذلك في نوى بعض الخلايا الحية باستخدام مجهر تباين الطور أو مكثف مجال مظلم.
في الصور المجهرية الإلكترونية ، غالبًا ما تظهر منطقتان في النواة: المنطقة المركزية متجانسة والمنطقة الطرفية مبنية من خيوط حبيبية. تشبه هذه الحبيبات الريبوسومات ، لكنها تختلف عنها في قلة كثافتها وحجمها. النوى غنية بالبروتينات (80-85٪) والحمض النووي الريبي (حوالي 15٪) وتعمل كمراكز نشطة لتخليق الحمض النووي الريبي. وفقًا لهذا ، فإن المكون الرئيسي للنواة هو الحمض النووي النووي ، الذي ينتمي إلى منظم نوى أحد الكروموسومات.
يتقلب محتوى الحمض النووي الريبي بشكل ملحوظ ، اعتمادًا على شدة التمثيل الغذائي في النواة والسيتوبلازم. لا توجد النوى بشكل دائم في النواة: فهي تظهر في الطور البيني الأوسط للانقسام وتختفي في نهاية الطور الأولي. من المعتقد أنه مع تحلل تخليق الحمض النووي الريبي في الطور الأوسط ، تتحلل النواة ويتم إطلاق جزيئات الريبوسوم الفرعية المتكونة في النيوكليوبلازم في السيتوبلازم. عندما تختفي النواة أثناء الانقسام الفتيلي ، تصبح البروتينات والحمض النووي والحمض النووي الريبي أساسًا لمصفوفة الكروموسوم ، وبعد ذلك يتم تكوين نواة جديدة من مادة النواة القديمة.
تم إنشاء اتصال بين النوى والكروموسومات التي لها أقمار صناعية ، وبالتالي فإن عدد النوى يتوافق مع عدد كروموسومات الأقمار الصناعية. يتم الحفاظ على النيوكليولونيمات طوال الدورة الكاملة لانقسام الخلية وفي الطور البعيد تنتقل من الكروموسومات إلى نواة جديدة.

1.4 الغشاء النووي

نواة الخلية غير المنقسمة محاطة بغلاف كثيف ومرن ، يذوب ويعاد مرة أخرى في عملية انقسام الخلية. هذا التكوين مرئي فقط في بعض الأجسام ، على سبيل المثال ، في النوى العملاقة لخلايا الصبار المخاطية ، يصل سمك الغشاء إلى 1 ميكرون. في المجهر الضوئي ، يمكن ملاحظة بنية الغشاء النووي فقط في الخلايا المتحللة بالبلازما ، الثابتة والملطخة.
أصبحت الدراسة التفصيلية للغشاء النووي ممكنة مع ظهور المجهر الإلكتروني. أظهرت الدراسات أن وجود غشاء نووي هو سمة من سمات جميع الخلايا حقيقية النواة. يتكون من غشاءين أوليين بسمك 6-8 نانومتر لكل منهما - خارجي وداخلي ، يوجد بينهما مساحة حول النواة بعرض 20 إلى 60 نانومتر. إنه مليء بالإنكيليما ، وهو سائل يشبه المصل بكثافة إلكترون منخفضة.
لذلك ، فإن الغشاء النووي عبارة عن كيس مجوف يفصل محتويات النواة عن السيتوبلازم ، ويتكون من طبقتين: الطبقة الخارجية تحد من الفضاء المحيط بالنواة من الخارج ، أي من جانب السيتوبلازم ، الطبقة الداخلية - من من الداخل أي من جانب النواة. من بين جميع مكونات الغشاء داخل الخلايا ، تمتلك النواة والميتوكوندريا والبلاستيدات بنية غشائية مماثلة.
التركيب المورفولوجي لكل طبقة هو نفس الأغشية الداخلية للسيتوبلازم. السمة المميزة للغشاء النووي هي وجود مسام فيه - ثقوب مستديرة تتشكل عند تقاطع الأغشية النووية الخارجية والداخلية. أحجام المسام مستقرة تمامًا (قطرها 30-100 نانومتر) ، في حين أن عددها متغير ويعتمد على النشاط الوظيفي للخلية: فكلما كانت العمليات الاصطناعية أكثر نشاطًا ، زادت المسام لكل وحدة سطح لنواة الخلية.
وجد أن عدد المسام يزداد خلال فترة إعادة بناء النواة ونموها وكذلك أثناء تكاثر الحمض النووي. واحدة من أكبر الاكتشافات التي حققها المجهر الإلكتروني هي العلاقة الوثيقة بين الغلاف النووي والشبكة الإندوبلازمية. نظرًا لأن الغشاء النووي وخيوط الشبكة الإندوبلازمية تتواصل مع بعضها البعض في العديد من الأماكن ، يجب أن يحتوي الفضاء المحيط بالنواة على نفس السائل الشبيه بالمصل مثل التجاويف بين أغشية الشبكة الإندوبلازمية.
عند تقييم الدور الوظيفي للغشاء النووي ، تصبح مسألة نفاذه ، والتي تحدد عمليات التبادل بين النواة والسيتوبلازم فيما يتعلق بنقل المعلومات الوراثية ، ذات أهمية كبيرة. لفهم التفاعلات النووية السيتوبلازمية بشكل صحيح ، من المهم معرفة مدى نفاذية الغلاف النووي للبروتينات والمستقلبات الأخرى. تظهر التجارب أن الغلاف النووي يسهل اختراقه للجزيئات الكبيرة نسبيًا. وهكذا ، فإن الريبونوكلياز ، وهو إنزيم يحلل حمض الريبونوكلييك المائي دون إطلاق حمض الفوسفوريك الحر ، له وزن جزيئي يبلغ حوالي 13000 ويخترق النواة بسرعة كبيرة.
حتى في الجذور المثبتة بطريقة التجميد المعدلة ، يمكن ملاحظة أن تلطيخ النواة يتم تثبيته في جميع الخلايا منذ ساعة واحدة بعد علاج الريبونوكلياز.

1.5 كريوبلازما

Karyoplasm (عصير نووي ، nucleoplasm) هي البيئة الداخلية الرئيسية للنواة ، فهي تحتل المساحة الكاملة بين النواة والكروماتين والأغشية وجميع أنواع الشوائب وغيرها من الهياكل. تبدو Karyoplasm تحت المجهر الإلكتروني ككتلة متجانسة أو دقيقة الحبيبات ذات كثافة إلكترون منخفضة. يحتوي على الريبوسومات والأجسام الدقيقة والجلوبيولين ومنتجات التمثيل الغذائي المختلفة في حالة تعليق.
تكون لزوجة العصير النووي تقريبًا نفس لزوجة المادة الرئيسية في السيتوبلازم. تبين أن حموضة العصير النووي ، التي تحددها الحقن المجهري للمؤشرات في النواة ، أعلى قليلاً من حموضة السيتوبلازم.
بالإضافة إلى ذلك ، يحتوي العصير النووي على إنزيمات تشارك في تخليق الأحماض النووية في النواة والريبوزومات. العصير النووي ليس ملطخًا بأصباغ أساسية ، لذلك يطلق عليه مادة لونية ، أو karyolymph ، على عكس المناطق التي يمكن تلطيخها - الكروماتين.

1.6 الكروماتينية

يستخدم مصطلح "الكروموسوم" فيما يتعلق بجزيء الحمض النووي ، وهو مستودع المعلومات الجينية لفيروس أو بدائيات النوى أو خلية حقيقية النواة. ومع ذلك ، في الأصل ، تم استخدام كلمة "الكروموسوم" (أي "الجسم الملون") بمعنى مختلف - للإشارة إلى التكوينات الملونة بكثافة في نوى حقيقية النواة ، والتي يمكن ملاحظتها في المجهر الضوئي بعد معالجة الخلايا بصبغة.
تبدو الكروموسومات حقيقية النواة ، بالمعنى الأصلي للكلمة ، مثل الهياكل المحددة بشكل حاد فقط قبل وأثناء الانقسام ، عملية الانقسام النووي في الخلايا الجسدية. في حالة الراحة غير المنقسمة للخلايا حقيقية النواة ، تبدو المادة الصبغية ، المسماة الكروماتين ، غامضة ويبدو أنها موزعة عشوائيًا في جميع أنحاء النواة. ومع ذلك ، عندما تستعد الخلية للانقسام ، يتكثف الكروماتين ويجمع في عدد الكروموسومات المحددة جيدًا التي تتميز بها الأنواع.
تم عزل الكروماتين من النوى وتحليلها. يتكون من ألياف رفيعة جدًا تحتوي على 60٪ بروتين و 35٪ DNA وربما 5٪ RNA. يتم طي ألياف الكروماتين في الكروموسوم وتشكل العديد من العقيدات والحلقات. يرتبط الحمض النووي في الكروماتين ارتباطًا وثيقًا ببروتينات تسمى الهستونات ، وتتمثل وظيفتها في تجميع الحمض النووي وتنظيمه في وحدات هيكلية - نيوكليوسومات. يحتوي الكروماتين أيضًا على عدد من البروتينات غير الهيستونية. على عكس حقيقيات النوى ، لا تحتوي الكروموسومات البكتيرية على هيستونات ؛ أنها تحتوي فقط على كمية صغيرة من البروتينات التي تعزز تكوين الحلقات وتكثيف (تكثيف) الحمض النووي.

الفصل 2

2.1. النواة - عنصر أساسي في الخلية

حتى في نهاية القرن الماضي ، ثبت أن الأجزاء الخالية من النواة ، المنفصلة عن الأميبا أو الأهداب ، تموت بعد وقت قصير إلى حد ما. أظهرت تجارب أكثر تفصيلاً أن الأميبا المنضوية تعيش ، ولكن بعد فترة وجيزة من العملية تتوقف عن الأكل والحركة ، وبعد بضعة أيام (حتى أسبوع واحد) تموت. إذا تم زرع النواة في خلية تم استئصالها سابقًا ، فعندئذٍ تتم استعادة عمليات نشاط الحياة الطبيعية وبعد فترة تبدأ الأميبا في الانقسام.
ينقسم بيض قنفذ البحر ، الذي يفتقر إلى النواة ، عندما يتم تحفيزه على التطور التوالدي العذري ، ولكنه يموت أيضًا في النهاية. تم إجراء تجارب مثيرة للاهتمام بشكل خاص على الطحالب الكبيرة أحادية الخلية acetabularia. بعد إزالة النواة ، لا تعيش الطحالب فحسب ، بل يمكنها أيضًا استعادة المناطق غير النووية لفترة معينة. وبالتالي ، في حالة عدم وجود نواة ، فإن القدرة على التكاثر تكون في المقام الأول ضعيفة ، وعلى الرغم من الحفاظ على قابلية البقاء لبعض الوقت ، في النهاية تموت هذه الخلية حتمًا.
أظهر محتوى الجزء الخالي من الأسلحة النووية والنووية في الوسط مع السلائف المشعة من RNA - 3H-uridine أنه لا يوجد تخليق RNA في الجزء الخالي من الأسلحة النووية. يستمر تخليق البروتين لبعض الوقت بسبب المعلوماتية RNA والريبوسومات التي تشكلت في وقت سابق ، حتى تتم إزالة النواة. ربما يكون أوضح مثال على دور النواة هو وجود كريات الدم الحمراء للثدييات غير النووية. هذه تجربة وضعتها الطبيعة نفسها.
عند النضج ، تتراكم كريات الدم الحمراء الهيموجلوبين ، ثم تتخلص من النواة وتعيش وتعمل في هذه الحالة لمدة 120 يومًا. إنهم غير قادرين على التكاثر ويموتون في النهاية. ومع ذلك ، فإن الخلايا التي أخرجت النواة للتو ، ما يسمى بالخلايا الشبكية ، لا تزال تواصل تخليق البروتين ، لكنها لم تعد تصنع الحمض النووي الريبي. وبالتالي ، فإن إزالة النواة يستلزم وقف الدخول إلى السيتوبلازم من RNAs الجديدة التي يتم تصنيعها على جزيئات DNA المترجمة في كروموسومات النواة. ومع ذلك ، فإن هذا لا يمنع الحمض النووي الريبي المرسال الموجود بالفعل في السيتوبلازم من الاستمرار في تصنيع البروتين ، والذي لوحظ في الخلايا الشبكية. بعد ذلك ، عندما ينهار الحمض النووي الريبي ، يتوقف تخليق البروتين ، لكن كريات الدم الحمراء لا تزال تعيش لفترة طويلة ، تؤدي وظيفتها ، والتي لا ترتبط باستهلاك البروتين بشكل مكثف.
تستمر بويضة قنفذ البحر ، المحرومة من النواة ، في الحياة ويمكن أن تنقسم بسبب حقيقة أنها أثناء تكوين البويضات قد خزنت كمية كبيرة من الحمض النووي الريبي ، الذي يستمر في العمل. يعمل Messenger RNA في البكتيريا لدقائق ، ولكنه يستمر في عدد من خلايا الثدييات المتخصصة لمدة يوم أو أكثر.
البيانات التي تم الحصول عليها من acetobularia تقف متباعدة إلى حد ما. اتضح أن تكوين الجزء الذي تمت إزالته يتم تحديده بواسطة النواة ، ولكن يتم توفير حياة القطعة بواسطة الحمض النووي الموجود في البلاستيدات الخضراء. يتم تصنيع Messenger RNA على هذا الحمض النووي ، والذي بدوره يوفر تخليق البروتين.

2.2. الهيكل الوظيفي للنواة

في دراسة التنظيم الهيكلي والكيميائي للجهاز النووي للخلايا المختلفة ، تلعب الدراسات الخلوية المقارنة دورًا مهمًا ، حيث كل من النهج التطوري التاريخي التقليدي والمقارنات الخلوية المقارنة الواسعة لتنظيم الجهاز النووي لأنواع الخلايا المختلفة يستخدم. الاتجاه التاريخي التطوري في هذه الدراسات له أهمية خاصة ، لأن الجهاز النووي هو الهيكل الخلوي الأكثر تحفظًا - الهيكل المسؤول عن تخزين ونقل المعلومات الجينية.
دراسة خلوية مقارنة واسعة للجهاز النووي في تلك الخلايا التي ، كما كانت ، تنحرف بشكل حاد عن المستوى المعتاد (النموذجي) للتنظيم (البويضات ، الحيوانات المنوية ، كريات الدم الحمراء النووية ، الأهداب ، إلخ) ، واستخدام البيانات التي تم الحصول عليها باستخدام جعلت الأساليب البيولوجية والخلوية الجزيئية في العلوم الخاصة التي تتعامل مع المستوى الخلوي للتنظيم (علم الخلايا الخاص ، وعلم الحيوان الأولي ، وما إلى ذلك) من الممكن الكشف عن الكثير من الميزات المثيرة للاهتمام لتنظيم الجهاز النووي ذات الأهمية الخلوية العامة.
كجزء من الجهاز النووي للخلايا حقيقية النواة ، يمكن تمييز عدد من الأنظمة الفرعية ، حيث يشغل المكان المركزي مجموعة من الكروموسومات الطور البيني ، أو الحمض النووي للنواة. إنها تحتوي على كل الحمض النووي للنواة ، والتي هي في علاقة معقدة للغاية مع بروتينات الكروماتين ، والتي بدورها تنقسم إلى بروتينات هيكلية ووظيفية وتنظيمية.
النظام الفرعي الثاني والأهم للجهاز النووي هو المصفوفة النووية ، وهي عبارة عن نظام من البروتينات الليفية التي تؤدي وظيفة هيكلية (هيكلية) في التنظيم الطبوغرافي لجميع المكونات النووية ، ووظيفة تنظيمية في تنظيم عمليات النسخ المتماثل. والنسخ والنضج (المعالجة) وحركة المنتجات ، والنسخ داخل وخارج النواة. على ما يبدو ، فإن مصفوفة البروتين لها طبيعة مزدوجة: فبعض مكوناتها توفر بشكل أساسي وظيفة الهيكل العظمي ، والبعض الآخر - التنظيم والنقل.
جنبا إلى جنب مع أقسام معينة من الكروماتين DNA ، تشكل بروتينات المصفوفة النووية (الوظيفية والهيكلية) أساس النواة. تشارك بروتينات المصفوفة الهيكلية أيضًا في تكوين الجهاز السطحي للنواة. يشغل الجهاز السطحي للنواة ، من الناحيتين الهيكلية والوظيفية ، موقعًا وسيطًا بين جهاز التمثيل الغذائي في السيتوبلازم والنواة. تعتبر أغشية وصهاريج الغشاء النووي في الواقع جزءًا متخصصًا من نظام الغشاء العام للسيتوبلازم.
الهياكل المحددة للجهاز السطحي للنواة ، والتي تلعب دورًا مهمًا في تنفيذ وظيفتها الرئيسية - ضمان تفاعل النواة والسيتوبلازم ، هي مجمعات مسامية ولوحة كثيفة الغشاء ، والتي يتم تشكيلها بمساعدة المصفوفة النووية البروتينات. أخيرًا ، النظام الفرعي الأخير للجهاز النووي هو karyoplasm. هذه مرحلة غير منظمة ظاهريًا من الجهاز النووي تشبه الهيالوبلازم ، والتي تخلق بيئة مكروية خاصة بالهياكل النووية ، مما يضمن عملها الطبيعي.
يتفاعل الكاريوبلازم باستمرار مع الهيالوبلازم من خلال نظام مجمعات المسام وأغشية الغلاف النووي.

2.3 دور الهياكل النووية في حياة الخلية

العمليات الأساسية المرتبطة بتخليق البروتين هي نفسها من حيث المبدأ لجميع أشكال الحياة ، مما يشير إلى الأهمية الخاصة لنواة الخلية. تؤدي النواة مجموعتين من الوظائف العامة: واحدة تهدف إلى التخزين الفعلي للمعلومات الجينية ، والأخرى - عند تنفيذها ، لضمان تخليق البروتين. بعبارة أخرى ، تتكون المجموعة الأولى من عمليات الحفاظ على المعلومات الوراثية في شكل بنية DNA غير متغيرة. ترجع هذه العمليات إلى وجود ما يسمى بإنزيمات الإصلاح التي تقضي على الضرر التلقائي لجزيئات الحمض النووي (كسر في إحدى سلاسل الحمض النووي ، جزء من الضرر الإشعاعي) ، والتي تحافظ على بنية جزيئات الحمض النووي عمليا دون تغيير في عدد من أجيال من الخلايا أو الكائنات الحية.
علاوة على ذلك ، يحدث تكاثر أو تكرار جزيئات الحمض النووي في النواة ، مما يجعل من الممكن لخليتين تلقي نفس الكميات بالضبط من المعلومات الجينية من الناحيتين النوعية والكمية. في النواة ، تحدث عمليات تغيير وإعادة تركيب المادة الوراثية ، والتي يتم ملاحظتها أثناء الانقسام الاختزالي (العبور). أخيرًا ، تشارك النوى بشكل مباشر في توزيع جزيئات الحمض النووي أثناء انقسام الخلية.
مجموعة أخرى من العمليات الخلوية التي يوفرها نشاط النواة هي إنشاء الجهاز الفعلي لتخليق البروتين. هذا ليس فقط التوليف ، والنسخ على جزيئات الحمض النووي لمختلف الرنا المرسال ، ولكن نسخ جميع أنواع RNAs و RNAs الريبوزومية. في نواة حقيقيات النوى ، يحدث تكوين الوحدات الفرعية الريبوسومية أيضًا عن طريق تعقيد الحمض النووي الريبي الريبوزي المركب في النواة ببروتينات ريبوسومية يتم تصنيعها في السيتوبلازم ونقلها إلى النواة. وبالتالي ، فإن النواة ليست مجرد حاوية للمادة الجينية ، ولكنها أيضًا مكان تعمل فيه هذه المادة وتتكاثر. لذلك ، فإن فقدان أو انتهاك أي من الوظائف المذكورة أعلاه يعد كارثيًا للخلية ككل.
وبالتالي ، فإن انتهاك عمليات الإصلاح سيؤدي إلى تغيير في البنية الأساسية للحمض النووي وتؤدي تلقائيًا إلى تغيير في بنية البروتينات ، مما سيؤثر بالتأكيد على نشاطها المحدد ، والذي يمكن أن يختفي أو يتغير ببساطة بحيث لا يمكنه توفير الوظائف الخلوية ، ونتيجة لذلك تموت الخلية. ستؤدي انتهاكات تكاثر الحمض النووي إلى توقف تكاثر الخلايا أو ظهور خلايا ذات مجموعة رديئة من المعلومات الجينية ، وهو أمر كارثي بالنسبة لها أيضًا. ستؤدي نفس النتيجة إلى انتهاك توزيع المادة الوراثية (جزيئات الحمض النووي) أثناء انقسام الخلية.
سيؤدي الخسارة نتيجة تلف النواة أو في حالات انتهاك أي عمليات تنظيمية لتخليق أي شكل من أشكال الحمض النووي الريبي تلقائيًا إلى توقف تخليق البروتين في الخلية أو إلى انتهاكاتها الجسيمة. كل هذا يشير إلى الدور الرائد للهياكل النووية في العمليات المرتبطة بتركيب الأحماض النووية والبروتينات ، وهي الوظائف الرئيسية في حياة الخلية.
تقوم النواة بالتنسيق والتنظيم المعقدين لعمليات تخليق الحمض النووي الريبي. كما ذكرنا ، تتشكل جميع الأنواع الثلاثة من الحمض النووي الريبي على الحمض النووي. أظهرت طرق التصوير الشعاعي أن تخليق الحمض النووي الريبي يبدأ في النواة (الكروماتين والنواة) ، ويتحرك الحمض النووي الريبي المركب بالفعل في السيتوبلازم. وهكذا نرى أن النواة تقوم ببرامج تخليق البروتين الذي يتم في السيتوبلازم. ومع ذلك ، فإن النواة نفسها تتأثر أيضًا بالسيتوبلازم ، حيث تدخل الإنزيمات المركبة فيه إلى النواة وهي ضرورية لعملها الطبيعي. على سبيل المثال ، يتم تصنيع بوليميريز الحمض النووي في السيتوبلازم ، والذي بدونه لا يمكن أن يحدث الإنتاج الذاتي لجزيئات الحمض النووي. لذلك ، يجب أن نتحدث عن التأثير المتبادل للنواة والسيتوبلازم ، حيث لا يزال الدور المهيمن ينتمي إلى النواة باعتبارها الوصي على المعلومات الوراثية التي تنتقل أثناء الانقسام من خلية إلى أخرى.

2.4 الحمض النووي الريادي القيمة

يتم تحديد الأهمية البيولوجية الرئيسية للجهاز النووي من خلال مكونه الرئيسي - جزيئات الحمض النووي العملاقة القادرة على التكرار والنسخ. تكمن خاصيتان للحمض النووي في أهم وظيفتين للجهاز النووي لأي خلية:

أ) مضاعفة المعلومات الوراثية ونقلها في عدد من الأجيال الخلوية ؛
ب) النسخ المنظم لأجزاء من جزيئات الحمض النووي ونقل الحمض النووي الريبي المركب إلى سيتوبلازم الخلايا.

وفقًا لطبيعة تنظيم الجهاز النووي ، يتم تقسيم جميع الخلايا إلى ثلاث مجموعات: بدائية النواة ، متوسطة النواة وحقيقية النواة.
تتميز الخلايا بدائية النواة بغياب غشاء نووي ، وطي الحمض النووي دون مشاركة الهيستونات ، ونوع unireplicon من تكرار الحمض النووي ، ومبدأ أحادي لتنظيم النسخ وتنظيمه بشكل أساسي وفقًا لمبدأ التغذية الراجعة الإيجابية والسلبية.
على العكس من ذلك ، تتميز الخلايا حقيقية النواة بوجود غشاء نووي ، وبصورة أدق ، حتى جهاز سطح معقد للنواة ، ونوع متعدد النسخ المتماثل لجزيئات الحمض النووي التي تشكل مجموعة من الكروموسومات. يتم تغليف هذه الجزيئات بمساعدة مجموعة من البروتينات. تخضع طبيعة العبوة للتغييرات الدورية المرتبطة بمرور الخلايا في المراحل المنتظمة لدورة التكاثر. تختلف عمليات نسخ الحمض النووي وتنظيمه في حقيقيات النوى اختلافًا كبيرًا عن تلك الموجودة في بدائيات النوى.
تحتل الخلايا متوسطة النواة في تنظيم الجهاز النووي ، كما كانت ، موقعًا وسيطًا بين الخلايا حقيقية النواة والخلايا بدائية النواة. Mesokaryotes ، مثل حقيقيات النوى ، لديها جهاز سطح متطور للنواة. يختلف ترتيب جزيئات الحمض النووي في الكروموسومات اختلافًا كبيرًا عن تنظيم DNPs في الخلايا حقيقية النواة. إن آليات تكرار الحمض النووي ونسخه في ميزانيات النوى غير مفهومة جيدًا. وبالتالي ، فإن أهم العمليات المرتبطة بالوضع الوراثي للكائن الحي تستمر في نواة الخلية - التكرار (التخليق الحيوي للحمض النووي) والنسخ.
بالإضافة إلى ذلك ، تعتبر النواة مصدرًا للبروتينات الفردية والإنزيمات الضرورية للنشاط الحيوي للأنسجة المتمايزة. بالتزامن مع تدفق المعلومات إلى الخلية ، يتم إجراء تغذية راجعة لضمان تخليق البروتين: السيتوبلازم - النواة ، أي تعمل النواة في تفاعل وثيق مع أجزاء أخرى من الخلية ، وتجمع بين عمليات النقل النووي السيتوبلازمي و التفاعل التنظيمي مع السيتوبلازم الخلوي.