Jezgro, njegova struktura i biološka uloga.

Jezgro se sastoji od 1) na površini jezgrenog aparata(U njemu sam izdvojio: 2 membrane, perinuklearne prostore, komplekse pora, laminu.) 2) karioplazme(nukleoplazme) 3) hromatin(sadrži euhromatin i heterohromatin) 4) nukleolus(granularna i fibrilarna komponenta.)

Jezgro je ćelijska struktura koja obavlja funkciju skladištenja i prenošenja informacija, a također regulira sve životne procese ćelije. Jezgro nosi genetski (nasljedni) inf u obliku DNK. Jezgra su obično sfernog ili jajolikog oblika. Okružen sam nuklearnim omotačem. Nuklearni omotač je prožet nuklearnim porama. Preko njih jezgro izmjenjuje tvari sa citoplazmom (unutrašnjom okolinom ćelije). Vanjska membrana prelazi u endoplazmatski retikulum i može biti prošarana ribosomima. Odnos veličine jezgra i ćelije zavisi od funkcionalne aktivnosti ćelije. Većina ćelija je mononuklearna. Kardiomiociti mogu biti binuklearni. Uvek binuklearne cilijate. Karakterizira ih nuklearni dualizam (tj. jezgre su različite po strukturi i funkciji). Malo jezgro (generativno) je diploidno. Omogućava samo seksualni proces kod trepavica. Veliko (vegetativno) jezgro je poliploidno. Reguliše sve ostale životne procese. Stanice nekih protozoa i stanica skeletnih mišića su višejezgrene.

P.A.Ya. ili caroteca ) ima mikroskopsku debljinu i stoga je vidljiv pod svjetlosnim mikroskopom. Površinski aparat jezgra uključuje:

a) nuklearna membrana ili kariolema; b) parni kompleksi; c) periferna gusta ploča (PPP), ili lamina .

(1) Nuklearna membrana (kariolema). sastoji se od 2 membrane - vanjske i unutrašnje, odvojene perinuklearnim prostorom. Obje membrane imaju istu tečno-mozaičnu strukturu kao plazma membrana i razlikuju se po setu proteina. Ovi proteini uključuju enzime, transportere i receptore. Vanjska nuklearna membrana je nastavak rEPS membrana i može biti prošarana ribosomima na kojima se odvija sinteza proteina. Sa strane citoplazme, vanjska membrana je okružena mrežom srednjih (vi-mentin) fipamenti. Između vanjske i unutrašnje membrane nalazi se perinuklearni prostor - šupljina širine 15-40 nm, čiji sadržaj komunicira sa šupljinama EPS kanala. Sastav perinuklearnog prostora je blizak hijaloplazmi i može sadržavati proteine ​​sintetizirane ribosomima. Dom kariolema funkcija - izolacija hijaloplazme od karioplazme. Specijalni proteini nuklearnih membrana smješteni u području nuklearnih pora obavljaju transportnu funkciju. Nuklearna membrana je prožeta nuklearnim porama, kroz koje se vrši veza karioplazme i hijaloplazme. Za regulaciju ove veze, pore sadrže (2) kompleksi pora. Oni zauzimaju 3-35% površine nuklearnog omotača. Broj nuklearnih pora sa kompleksima pora je promjenjiva vrijednost i ovisi o aktivnosti jezgra. U području nuklearnih pora spajaju se vanjska i unutrašnja nuklearna membrana. Skup struktura povezanih s nuklearnim porama naziva se kompleks nuklearnih pora. Tipičan kompleks pora je složena proteinska struktura - sadrži više od 1000 proteinskih molekula. U središtu pora je centralna proteinska globula(granule), od kojih se tanke fibrile protežu duž radijusa do perifernih proteinskih globula, formirajući dijafragmu pora. Duž periferije nuklearne pore nalaze se dvije paralelne prstenaste strukture prečnika 80-120 nm (po jedna sa svake površine karioleme), od kojih je svaka formirana 8 proteinskih granula(globule).

Proteinske globule kompleksa perja se dijele na centralno i periferni . Korišćenjem periferne globule Makromolekule se transportuju od jezgra do hijaloplazme. (fiksirane su u membrani posebnim integralnim proteinom. Od ovih granula konvergiraju u centar proteinska fibrila, formiranje pregrade - pore dijafragme)

Uključuje posebne proteine ​​perifernih globula - nukleoporini. U perifernim globulama nalazi se poseban protein - nosilac molekula t-RNA

centralna globula specijalizovana je za transport mRNA od jezgra do hijalopdazme. Sadrži enzime uključene u hemijsku modifikaciju mRNK - njegovu obrada.

Granule pornih kompleksa su strukturno povezane s proteinima nuklearne lamine koja je uključena u njihovu organizaciju.

Funkcije kompleksa nuklearnih pora:

1. Osiguravanje regulisanja izbornog transporta između citoplazme i jezgra.

2. Aktivan transfer in jezgro proteina

3. Prijenos podjedinica ribosoma u citoplazmu

(3) PPP ili Lamina

sloj debljine 80-300 nm. prianja iznutra na unutrašnju nuklearnu membranu. Unutrašnja nuklearna membrana je glatka, njeni integralni proteini su povezani sa laminom (periferna gusta ploča). Lamina se sastoji od posebnih isprepletenih lamin proteina koji formiraju periferni karioskelet. Lamin proteini pripadaju klasi intermedijarnih filamenata (skeletnih fibrila). Kod sisara su poznate 4 vrste ovih proteina - to su Lomimy A, B, B 2 i C. Ovi proteini ulaze u jezgro iz citoplazme. Lamini različitih tipova međusobno djeluju između kvarova i formiraju proteinsku mrežu ispod unutrašnje membrane nuklearne ovojnice. Uz pomoć lamina "B" PPP se povezuje sa posebnim integralom proteinske ljuske. Proteini perifernih holobula "unutar prstena" kompleksa pora također stupaju u interakciju sa PPP. Telomerne regije hromozoma su vezane za lamin "A".

Lamina funkcije: 1) podržavaju oblik jezgra. (čak i ako su membrane uništene, jezgro zadržava svoj oblik zahvaljujući lamini, a porozne komponente ostaju na mjestu.

2) služi kao komponenta karioskeleta

3) učestvuje u sklapanju nuklearnog omotača (formiranju kariolema) tokom diobe ćelije.

4) u interfaznom jezgru hromatin je vezan za laminu. tako lamina pruža funkciju fiksiranja hromatina u jezgru (osiguravajući uredno polaganje hromatina, učestvuje u prostornoj organizaciji hromatina u interfaznom jezgru). Interakcija lamina "A" sa telomernim regionima hromozoma.

5) obezbjeđuju strukture sa organizacijom kompleksa pora.

uvoz i izvoz proteina.

U jezgro kroz nuklearne pore ulaze: protein-enzimi sintetisani citoplazmatskim ribosomima koji su uključeni u procese replikacije i popravke (popravka oštećenja u DNK); enzimski proteini uključeni u proces transkripcije; represorski proteini koji regulišu proces transkripcije; histonski proteini (koji su povezani sa molekulom DNK i formiraju hromatin); proteini koji čine podjedinice ribosoma: proteini nuklearnog matriksa koji formiraju karioskelet; nukleotidi; joni mineralnih soli, posebno ioni Ca i Mg.

Iz jezgra mRNA se oslobađaju u citoplazmu. tRNA i podjedinice ribosoma, koje su ribonukleoproteinske čestice (rRNA povezana s proteinima).

5. Hemijski sastav i strukturna organizacija hromatina. nivoi zbijanja. ljudski hromozomi su strukturirani i klasifikovani.

U ćelijskom jezgru mala zrnca i nakupine materijala su obojene osnovnim bojama.

Hromatin je deoksiribonukleoprotein (DNP) i sastoji se od DNK spojene s proteinima my-histona ili nehistonskim proteinima. Histoni i DNK se kombinuju u strukture koje se nazivaju nukleosomi. Hromatin odgovara hromozomima, koji su u interfaznom jezgru predstavljeni dugim uvrnutim nitima i ne mogu se razlikovati kao pojedinačne strukture. Ozbiljnost spiralizacije svakog od hromozoma nije ista duž njihove dužine. Implementaciju genetske informacije vrše despiralizirani dijelovi kromosoma.

klasifikacija hromatina:

1) euhromatin(aktivno despiralizovano. inf se na njemu dešava čitanje (transkripcija). u jezgru se otkriva kao svetlije oblasti bliže centru jezgra) Pretpostavlja se da sadrži DNK koja je genetski aktivna u interfazi. Euhromatin odgovara segmentima hromozoma koji despiralizovano i otvoren za transkripciju.

2) heterohromatin(neradni spiralizirani, zgusnuti, kompaktniji. U jezgru se pojavljuje kao grudvice na periferiji.) podijeljena:konstitutivni (uvijek neaktivan, nikada ne ulazi u euhromatin) i Opciono (pod određenim uslovima ili u određenim fazama imunološkog ciklusa, može se pretvoriti u euhromatin). smješten bliže ljusci jezgra, kompaktniji. Primjer akumulacije sposobnosti heterohromatina je Barrovo tijelo - inaktivirani X hromozom kod ženki sisara, koji je čvrsto uvijen i neaktivan u interfazi.

Dakle, prema morfološkim karakteristikama jezgra (prema omjeru sadržaja eu- i heterohromatina) moguće je procijeniti aktivnost transkripcijskih procesa, a samim tim i sintetičku funkciju ćelije.

Hromatin i hromozomi su deoksiribonukleoproteini (DNP), ali kromatin je neuvijeno stanje, a hromozomi su uvrnuto stanje. U interfaznom jezgru nema hromozoma; hromozomi se pojavljuju kada je nuklearni omotač uništen (tokom diobe).

Struktura hromozoma:

Kromosomi su najzapakiranije stanje hromatina.

Razlikuju se hromozomi primarna konstrikcija (centromera), podjelom hromozoma na dva kraka. Primarna konstrikcija je najmanje spiralizirani dio hromozoma; vretenaste niti diobe mu se pridružuju tokom diobe ćelije. Neki hromozomi imaju duboke sekundarne trake, razdvajajući male dijelove hromozoma koji se nazivaju sateliti. U području sekundarnih suženja nalaze se geni koji kodiraju informacije o rRNA, pa se sekundarne konstrikcije hromozoma nazivaju nukleolarnim organizatorima.

U zavisnosti od lokacije centromere razlikuju se tri tipa hromozoma:

1) metacentrični (imaju ramena jednake ili skoro jednake veličine);

2) submetacentrični (imaju ramena nejednake veličine);

3) akrocentrični (imaju štapićastu formu sa kratkim, gotovo neprimetnim drugim ramenom);

Zovu se krajevi krakova hromozoma telomere

Nivoi kompatibilnosti hromatina:

1. Nukleosomski- Dva i po zavoja DNK dvostruke spirale (146-200 parova baza) su namotana na vanjskoj strani proteinskog jezgra, formirajući nukleosom. Svaki histon je predstavljen sa dva molekula. DNK se obavija oko jezgra izvana, formirajući dva i po zavoja. Dio DNK između nukleozoma naziva se linker i ima dužinu od 50-60 parova baza. Debljina nukleozomske niti je 8-11 nm.

2. Nukleomerni. Nukleosomska struktura se uvija i formira superzavojnicu. Drugi histonski protein HI, koji se nalazi između nukleozoma i povezan je sa linkerom, učestvuje u njegovom formiranju. 1 molekul histona HI je vezan za svaki linker. HI molekule u kompleksu sa linkerima međusobno djeluju i uzrokuju supercoiling nukleozomska fibrila.

Kao rezultat, formira se kromatinska fibrila, čija je debljina 30 nm (DNK se zbija 40 puta). Supernamotavanje se dešava na dva načina. 1) nukleosomska fibrila može formirati spiralu drugog reda, koja ima oblik solenoida; 2) 8-10 nukleozoma formira veliku kompaktnu strukturu - nukleomer. Ovaj nivo ne dozvoljava sintezu RNK iz nukleomerne DNK (ne dolazi do transkripcije).

3. Hromomerni(struktura petlje). Kromatinska fibrila formira petlje koje se međusobno spajaju uz pomoć posebnih nehistonskih proteina, odnosno centara petlje - hromomera. Debljina 300 nm.

4. Lame- nastaje kao rezultat konvergencije hromomera duž dužine. Chromonema sadrži jednu džinovsku molekulu DNK u kompleksu sa proteinima, tj. fibril deoksi-ribonukleoprotein - DNP (400 nm).

5. Hromatida- hromonema se nekoliko puta savija, formirajući hromatidno tijelo (700 nm). Nakon replikacije DNK, hromozom sadrži 2 hromatide.

6. Hromozomski(1400 nm). Sastoji se od dvije hromatide. Kromatide su povezane centromerom. Kada se ćelija podijeli, hromatide se razilaze, padaju u različite kćeri ćelije.

ljudski hromozomi

Kariotip - skup karakteristika (broj, veličina, oblik, itd.) kompletnog skupa hromozoma, svojstvenih ćelijama date biološke vrste ( kariotip vrste), dati organizam ( individualni kariotip) ili linija (klon) ćelija.

Za postupak određivanja kariotipa može se koristiti bilo koja populacija ćelija koje se dijele; za određivanje ljudskog kariotipa, bilo mononuklearni leukociti ekstrahovani iz uzorka krvi, čija je dioba izazvana dodatkom mitogena, ili kulture stanica koje se dijele brzo u normi (kožni fibroblasti, ćelije koštane srži).

kariotip - diploidni skup hromozoma svojstven somatskim ćelijama organizama date vrste, koji je specifično svojstvo vrste i karakteriše ga određeni broj i struktura hromozoma.

Hromozomski set većine ćelija je diploidni (2n) – to znači da svaki hromozom ima par, tj. homologni hromozom. Obično se u trenutku oplodnje formira diploidni (2n) skup hromozoma (jedan od para hromozoma od oca, drugi od majke). Neke ćelije su triploidne (Tp), kao što su ćelije endosperma.

Promjena broja hromozoma u kariotipu osobe može dovesti do raznih bolesti. Najčešći hromozomska bolest osoba ima down sindrom zbog trisomije (još jedan isti, dodatni se dodaje na par normalnih hromozoma) duž 21. hromozoma. Ovaj sindrom se javlja sa učestalošću od 1-2 na 1000.

Poznata trisomija na 13. hromozomu - Patau sindrom, kao i na 18. hromozomu - Edwardsov sindrom, u kojem je održivost novorođenčadi naglo smanjena. Umiru u prvim mjesecima života zbog višestrukih malformacija.
Vrlo često kod ljudi dolazi do promjene u broju polnih hromozoma. Među njima je poznata monosomija X (samo jedan (X0) je prisutan iz para hromozoma) - ovo je Shereshevsky-Turnerov sindrom. Trisomija X je rjeđa Klinefelterov sindrom(XXY, XXXY, HUU, itd.)

6. Hijaloplazma. Organele, njihova klasifikacija. biološke membrane.

hijaloplazma - dio citoplazme životinjskih i biljnih stanica koji ne sadrži strukture koje su vidljive pod svjetlosnim mikroskopom.

Hijaloplazma(hyaloplasma; od grč. hyalinos - providan) čini približno 53-55% ukupnog volumena citoplazme (citoplazme), formirajući homogenu masu složenog sastava. Hijaloplazma sadrži proteine, polisaharide, nukleinske kiseline, enzime. Uz sudjelovanje ribozoma u hijaloplazmi, sintetiziraju se proteini, javljaju se različite reakcije međurazmjene. Hijaloplazma također sadrži organele, inkluzije i ćelijsko jezgro.

Glavna uloga hijaloplazme je objedinjavanje svih ćelijskih struktura u odnosu na njihovu hemijsku interakciju i obezbeđivanje transportnih biohemijskih procesa.

Organelles (organele) su bitne mikrostrukture za sve stanice koje obavljaju određene vitalne funkcije. Razlikovati membranske i nemembranske organele.

To membranske organele , odvojeni od okolnih hijaloplazmatskih membrana, uključuju endoplazmatski retikulum, Golgijev kompleks, lizozome, peroksizome, mitohondrije.

Endoplazmatski retikulum je jedinstvena kontinuirana struktura formirana sistemom rezervoara, cijevi i spljoštenih vreća. Na elektronskim mikrosnimcima razlikuje se granularni (grubi, granularni) i negranularni (glatki, agranularni) endoplazmatski retikulum. Vanjska strana granularne mreže prekrivena je ribozomima, a negranularna mreža je lišena ribozoma. Zrnati endoplazmatski retikulum sintetiše (na ribosomima) i transportuje proteine. Negranularna mreža sintetizira lipide i ugljikohidrate i sudjeluje u njihovom metabolizmu (na primjer, steroidni hormoni u korteksu nadbubrežne žlijezde i Leydigovim stanicama (sustenociti) testisa; glikogen u stanicama jetre). Jedna od najvažnijih funkcija endoplazmatskog retikuluma je sinteza membranskih proteina i lipida za sve ćelijske organele.

golgi kompleks je skup vrećica, vezikula, cisterni, cijevi, ploča, omeđenih biološkom membranom. Elementi Golgijevog kompleksa međusobno su povezani uskim kanalima. U strukturama Golgijevog kompleksa dolazi do sinteze i akumulacije polisaharida, proteinsko-ugljikohidratnih kompleksa, koji se izlučuju iz stanica. Tako nastaju sekretorne granule. Golgijev kompleks je prisutan u svim ljudskim ćelijama, osim u eritrocitima i rožnatim ljuskama epiderme. U većini ćelija Golgijev kompleks se nalazi oko ili blizu jezgra, u egzokrinim ćelijama - iznad jezgra, u apikalnom delu ćelije. Unutrašnja konveksna površina struktura Golgijevog kompleksa okrenuta je prema endoplazmatskom retikulumu, a vanjska, konkavna površina, okrenuta je prema citoplazmi.

Membrane Golgijevog kompleksa formiraju granularni endoplazmatski retikulum i nose ih transportni vezikuli. Sekretorne vezikule stalno pupaju sa vanjske strane Golgijevog kompleksa, a membrane njegovih cisterni se stalno ažuriraju. Sekretorne vezikule opskrbljuju membranski materijal za ćelijsku membranu i glikokaliks. Time se osigurava obnavljanje plazma membrane.

Lizozomi su vezikule prečnika 0,2-0,5 mikrona, koje sadrže oko 50 vrsta različitih hidrolitičkih enzima (proteaze, lipaze, fosfolipaze, nukleaze, glikozidaze, fosfataze). Lizozomalni enzimi se sintetiziraju na ribosomima granularnog endoplazmatskog retikuluma, odakle se transportnim vezikulama transportuju do Golgijevog kompleksa. Primarni lizozomi pupaju iz vezikula Golgijevog kompleksa. Lizozomi održavaju kiselu sredinu, pH im se kreće od 3,5 do 5,0. Membrane lizosoma su otporne na enzime sadržane u njima i štite citoplazmu od njihovog djelovanja. Povreda propusnosti lizosomske membrane dovodi do aktivacije enzima i teškog oštećenja ćelije do njene smrti.

U sekundarnim (zrelim) lizosomima (fagolizosomima), biopolimeri se digestiraju do monomera. Potonji se transportuju kroz lizozomalnu membranu u hijaloplazmu ćelije. Nesvarene tvari ostaju u lizozomu, zbog čega se lizosom pretvara u takozvano zaostalo tijelo visoke elektronske gustoće.

Mitohondrije(mitohondriji), koji su "energetske stanice ćelije", uključeni su u procese ćelijskog disanja i pretvaranja energije u forme dostupne ćeliji. Njihove glavne funkcije su oksidacija organskih tvari i sinteza adenozin trifosforne kiseline (ATP). Mnogo velikih mitohondrija u kardiomiocitima, mišićnim vlaknima dijafragme. Smješteni su u grupama između miofibrila, okruženi granulama glikogena i elementima negranularnog endoplazmatskog retikuluma. Mitohondrije su organele sa dvostrukom membranom (svaka debljine oko 7 nm). Između vanjske i unutrašnje membrane mitohondrija nalazi se međumembranski prostor širine 10-20 nm.

Na nemembranski organele uključuju ćelijski centar eukariotskih ćelija i ribozome prisutne u citoplazmi i eu- i prokariotskih ćelija.

Ribosom je zaobljena ribonukleoproteinska čestica prečnika 20-30 nm. Sastoji se od malih i velikih podjedinica, čija se kombinacija javlja u prisustvu glasničke (messenger) RNK (mRNA). Jedna molekula mRNA obično kombinuje nekoliko ribozoma poput niza perli. Takva struktura se zove polizom. Polizomi su slobodno locirani u osnovnoj tvari citoplazme ili su pričvršćeni za membrane grubog citoplazmatskog retikuluma. U oba slučaja služe kao mjesto za aktivnu sintezu proteina.

70S ribozomi se nalaze u prokariotima i u eukariotskim hloroplastima i mitohondrijima. 8OS ribozomi, nešto veći, nalaze se u citoplazmi eukariota. Tokom sinteze proteina, ribozomi se kreću duž mRNA. Proces je efikasniji ako se ne kreće jedan, već nekoliko ribozoma duž mRNA. Takvi lanci ribozoma na mRNA se nazivaju poliribozomi, ili polizomi.

MEMBRANE:

sve membrane formiraju lipoproteinske filmove; imaju lipidni dvosloj.

Membrane sadrže do 20% vode. lipida.

membrane sastoji se od tri klase lipida: fosfolipidi, glikolipidi i holesterol. Fosfolipidi i glikolipidi se sastoje od dva duga hidrofobna ugljikovodična "repa" koja su povezana s nabijenom hidrofilnom "glavom". Kolesterol učvršćuje membranu tako što zauzima slobodan prostor između hidrofobnih lipidnih repova i sprječava njihovo savijanje. Zbog toga su membrane sa niskim sadržajem holesterola fleksibilnije, a one sa visokim sadržajem holesterola krutije i lomljivije.

Stanične membrane su često asimetrične, odnosno slojevi se razlikuju po sastavu lipida, prijelazu pojedinog molekula iz jednog sloja u drugi (tzv. japanke) je teško. Sastav i orijentacija membranskih proteina se razlikuju.

Jedan od najvažnijih funkcije biomembrane - barijera. Na primjer, peroksizomska membrana štiti citoplazmu od peroksida koji su opasni za ćeliju.

Još jedno važno svojstvo biomembrane je selektivna permeabilnost.

U procesu evolucije, doživjeli su niz promjena. Pojavi novih organela prethodile su transformacije u atmosferi i litosferi mlade planete. Jedna od značajnih akvizicija bila je ćelijska jezgra. Eukariotski organizmi dobili su, zbog prisutnosti odvojenih organela, značajne prednosti u odnosu na prokariote i brzo su počeli dominirati.

Ćelijsko jezgro, čija se struktura i funkcije donekle razlikuju u različitim tkivima i organima, omogućilo je poboljšanje kvalitete biosinteze RNK i prijenosa nasljednih informacija.

Porijeklo

Do danas postoje dvije glavne hipoteze o formiranju eukariotske ćelije. Prema simbiotičkoj teoriji, organele (kao što su flagele ili mitohondrije) su nekada bili zasebni prokariotski organizmi. Preci modernih eukariota su ih proždirali. Rezultat je bio simbiotski organizam.

Istovremeno, jezgro je nastalo kao rezultat protruzije u citoplazmatsko područje, što je bila neophodna akvizicija na putu stanice da razvije novi način ishrane, fagocitozu. Hvatanje hrane je praćeno povećanjem stepena pokretljivosti citoplazme. Genofori, koji su bili genetski materijal prokariotske ćelije i pričvršćeni za zidove, pali su u zonu jakog "protoka" i njima je bila potrebna zaštita. Kao rezultat, nastala je duboka invaginacija dijela membrane koji sadrži pričvršćene genofore. Ovu hipotezu podržava činjenica da je ljuska jezgra neraskidivo povezana sa citoplazmatskom membranom ćelije.

Postoji još jedna verzija razvoja događaja. Prema virusnoj hipotezi o poreklu jezgra, ono je nastalo kao rezultat infekcije drevne arhejske ćelije. U njega se infiltrirao DNK virus i postepeno stekao potpunu kontrolu nad životnim procesima. Naučnici koji ovu teoriju smatraju ispravnijom, daju mnogo argumenata u njenu korist. Međutim, do danas ne postoje sveobuhvatni dokazi ni za jednu od postojećih hipoteza.

Jedan ili više

Većina ćelija modernih eukariota ima jezgro. Velika većina njih sadrži samo jednu takvu organelu. Međutim, postoje ćelije koje su izgubile jezgro zbog nekih funkcionalnih karakteristika. To uključuje, na primjer, eritrocite. Postoje i ćelije sa dva (cilijati) pa čak i nekoliko jezgara.

Struktura ćelijskog jezgra

Bez obzira na karakteristike organizma, strukturu jezgra karakteriše skup tipičnih organela. Od unutrašnjeg prostora ćelije odvojena je dvostrukom membranom. Na nekim mjestima se njeni unutrašnji i vanjski slojevi spajaju, formirajući pore. Njihova funkcija je izmjena tvari između citoplazme i jezgra.

Prostor organele je ispunjen karioplazmom, koja se naziva i nuklearni sok ili nukleoplazma. Sadrži hromatin i nukleolus. Ponekad posljednja od navedenih organela ćelijskog jezgra nije prisutna ni u jednoj kopiji. U nekim organizmima jezgre, naprotiv, izostaju.

Membrane

Nuklearni omotač formiran je od lipida i sastoji se od dva sloja: vanjskog i unutrašnjeg. U stvari, ovo je ista ćelijska membrana. Jezgro komunicira sa kanalima endoplazmatskog retikuluma kroz perinuklearni prostor, šupljinu koju čine dva sloja membrane.

Vanjska i unutrašnja membrana imaju svoje strukturne karakteristike, ali općenito su prilično slične.

najbliže citoplazmi

Vanjski sloj prelazi u membranu endoplazmatskog retikuluma. Njegova glavna razlika od potonjeg je znatno veća koncentracija proteina u strukturi. Membrana u direktnom kontaktu sa citoplazmom ćelije prekrivena je slojem ribozoma izvana. Povezan je sa unutrašnjom membranom brojnim porama, koje su prilično veliki proteinski kompleksi.

Unutrašnji sloj

Membrana okrenuta prema ćelijskom jezgru, za razliku od vanjske, je glatka i nije prekrivena ribozomima. Ograničava karioplazmu. Karakteristična karakteristika unutrašnje membrane je sloj nuklearne lamine koji je oblaže sa strane koja je u kontaktu sa nukleoplazmom. Ova specifična proteinska struktura održava oblik omotača, uključena je u regulaciju ekspresije gena, a također olakšava vezivanje hromatina za nuklearnu membranu.

Metabolizam

Interakcija jezgra i citoplazme odvija se kroz prilično složene strukture formirane od 30 proteina. Broj pora na jednom jezgru može biti različit. Zavisi od vrste ćelije, organa i organizma. Dakle, kod ljudi jezgro ćelije može imati od 3 do 5 hiljada pora, kod nekih žaba dostiže i 50.000.

Glavna funkcija pora je izmjena tvari između jezgre i ostatka ćelijskog prostora. Neki molekuli prolaze kroz pore pasivno, bez dodatnog utroška energije. Male su veličine. Transport velikih molekula i supramolekularnih kompleksa zahtijeva potrošnju određene količine energije.

Molekuli RNK sintetizirani u jezgru ulaze u ćeliju iz karioplazme. Proteini neophodni za intranuklearne procese transportuju se u suprotnom smjeru.

Nukleoplazma

Struktura nuklearnog soka varira u zavisnosti od stanja ćelije. Postoje dva od njih - stacionarni i koji nastaju tokom perioda podjele. Prvi je karakterističan za interfazu (vrijeme između podjela). Istovremeno, nuklearni sok se odlikuje ravnomjernom raspodjelom nukleinskih kiselina i nestrukturiranih molekula DNK. Tokom ovog perioda, nasljedni materijal postoji u obliku hromatina. Podjela ćelijskog jezgra je praćena transformacijom hromatina u hromozome. U ovom trenutku, struktura karioplazme se mijenja: genetski materijal dobiva određenu strukturu, nuklearna membrana se uništava, a karioplazma se miješa s citoplazmom.

hromozomi

Glavne funkcije nukleoproteinskih struktura kromatina transformiranih u vrijeme diobe su skladištenje, implementacija i prijenos nasljednih informacija sadržanih u ćelijskom jezgru. Kromozomi se odlikuju određenim oblikom: podijeljeni su na dijelove ili krakove primarnom suženjem, koje se naziva i celimerom. Prema svojoj lokaciji razlikuju se tri tipa hromozoma:

• štapićasti ili akrocentrični: karakterizira ih postavljanje celimera gotovo na kraju, jedno rame ispada vrlo malo;
• raznoliki ili submetacentrični imaju ramena nejednake dužine;
• jednakostranični ili metacentrični.

Skup hromozoma u ćeliji naziva se kariotip. Svaka vrsta je fiksna. U ovom slučaju različite ćelije istog organizma mogu sadržavati diploidni (dvostruki) ili haploidni (jednostruki) skup. Prva opcija je tipična za somatske ćelije, koje uglavnom čine tijelo. Haploidni skup je privilegija zametnih ćelija. Somatske ljudske ćelije sadrže 46 hromozoma, polne ćelije - 23.

Kromosomi diploidnog skupa formiraju parove. Identične nukleoproteinske strukture uključene u par nazivaju se alelne. Imaju istu strukturu i obavljaju iste funkcije.

Strukturna jedinica hromozoma je gen. To je segment molekule DNK koji kodira određeni protein.

nucleolus

Ćelijsko jezgro ima još jednu organelu - ovo je nukleolus. Nije odvojen membranom od karioplazme, ali se lako uočava kada se ćelija pregleda mikroskopom. Neka jezgra mogu imati više jezgara. Postoje i oni u kojima takve organele potpuno nedostaju.

Oblik nukleola podsjeća na sferu, ima prilično malu veličinu. Sadrži različite proteine. Glavna funkcija nukleola je sinteza ribosomske RNK i samih ribozoma. Oni su neophodni za stvaranje polipeptidnih lanaca. Nukleoli se formiraju oko posebnih regija genoma. Zovu se nukleolarni organizatori. Sadrži gene ribosomske RNK. Nukleolus je, između ostalog, mjesto s najvećom koncentracijom proteina u ćeliji. Dio proteina je neophodan za obavljanje funkcije organoida.

Nukleolus se sastoji od dvije komponente: granularne i fibrilarne. Prva je sazrevanje podjedinica ribosoma. U fibrilarnom centru, granularna komponenta okružuje fibrilar, koji se nalazi u centru nukleola.

Ćelijsko jezgro i njegove funkcije

Uloga koju igra jezgro je neraskidivo povezana sa njegovom strukturom. Unutrašnje strukture organoida zajednički provode najvažnije procese u ćeliji. U njemu se nalaze genetske informacije koje određuju strukturu i funkciju ćelije. Jezgro je odgovorno za skladištenje i prijenos nasljednih informacija tokom mitoze i mejoze. U prvom slučaju ćelija kćerka prima skup gena identičnih roditeljskoj. Kao rezultat mejoze, formiraju se zametne stanice s haploidnim skupom kromosoma.

Još jedna ne manje važna funkcija jezgre je regulacija intracelularnih procesa. Provodi se kao rezultat kontrole sinteze proteina odgovornih za strukturu i funkcioniranje ćelijskih elemenata.

Učinak na sintezu proteina ima još jedan izraz. Jezgro, koje kontroliše procese unutar ćelije, ujedinjuje sve njene organele u jedinstven sistem sa dobro funkcionalnim mehanizmom rada. Neuspjesi u tome dovode, po pravilu, do smrti ćelije.

Konačno, jezgro je mjesto sinteze podjedinica ribosoma, koje su odgovorne za stvaranje istog proteina iz aminokiselina. Ribosomi su neophodni u procesu transkripcije.

To je savršenija struktura od prokariotske. Pojava organela sa sopstvenom membranom omogućila je povećanje efikasnosti intracelularnih procesa. Formiranje jezgra okruženog dvostrukom lipidnom membranom odigralo je vrlo važnu ulogu u ovoj evoluciji. Zaštita nasljednih informacija membranom omogućila je drevnim jednoćelijskim organizmima da ovladaju novim načinima života. Među njima je bila i fagocitoza, koja je, prema jednoj verziji, dovela do pojave simbiotskog organizma, koji je kasnije postao rodonačelnik moderne eukariotske ćelije sa svim svojim karakterističnim organelama. Ćelijsko jezgro, struktura i funkcije nekih novih struktura omogućile su korištenje kisika u metabolizmu. Posljedica toga bila je kardinalna promjena u Zemljinoj biosferi, postavljeni su temelji za formiranje i razvoj višećelijskih organizama. Danas eukariotski organizmi, koji uključuju ljude, dominiraju planetom i ništa ne nagoveštava promjene u tom pogledu.

nuklearne strukture

Najjednostavniji sintaktički modeli koji su osnova govorne aktivnosti, budući da se koriste za različite transformacije prema zahtjevima konteksta.

Rječnik-priručnik lingvističkih pojmova. Ed. 2nd. - M.: Prosvetljenje. Rosenthal D. E., Telenkova M. A.. 1976 .

Pogledajte šta su "nuklearne strukture" u drugim rječnicima:

nuklearne strukture- najjednostavniji sintaksički modeli datog jezika, koji su osnova govorne aktivnosti u smislu da korisnici datog jezika te modele podvrgavaju različitim transformacijama u zavisnosti od njegovog konteksta. sri nuklearni ... ...

Transformations at. jezgra pri udaru sa česticama, uključujući g kvanta, ili međusobno. Za implementaciju Ya. potrebno je prići h c (dva jezgra, jezgro i nukleon itd.) na udaljenosti od 10 13 cm Energija upada pozitivno nabijena. h ts bi trebao ... ... Physical Encyclopedia

nuklearnih fibrila- Filamentne intranuklearne strukture, koje su fragmenti nuklearnog skeleta [Arefiev V.A., Lisovenko L.A. Engleski ruski eksplanatorni rječnik genetskih pojmova 1995. 407.] Teme genetika EN nuklearna vlakna ... Priručnik tehničkog prevodioca

Transformacije atomskih jezgara tokom interakcije sa elementarnim česticama, γ kvantima ili međusobno. Za implementaciju Ya. potrebno je da se čestice (dva jezgra, jezgro i nukleon itd.) približe na daljinu. Nuklearne reakcije 10 13 cm. Energija ... ...

Razmjena tvari između jezgre i citoplazme stanice odvija se kroz nuklearne pore transportnih kanala koji prodiru u dvoslojni nuklearni omotač. Prijelaz molekula iz jezgra u citoplazmu i obrnuto naziva se nuklearnim ... ... Wikipedia

Jaka interakcija (interakcija boja, nuklearna interakcija) jedna je od četiri fundamentalne interakcije u fizici. Snažna interakcija djeluje na skali atomskih jezgara i manje, odgovorna je za privlačenje između nukleona u jezgrima i ... Wikipedia

Nuklearna vlakna Nuklearna vlakna. Filamentne intranuklearne strukture koje su fragmenti nuklearnog skeleta . (Izvor: "Engleski ruski eksplanatorni rečnik genetskih pojmova". Arefiev V.A., Lisovenko L.A., Moskva: Izdavačka kuća ... ... Molekularna biologija i genetika. Rječnik.

nuklearni prijedlozi- najjednostavnije sintaktičke konstrukcije datog jezika, u kojima se objekti označavaju imenicama, procesi glagolima, a znakovi pridjevima i prilozima, od kojih se nizom transformacija formiraju površinske strukture... Eksplanatorni prijevodni rječnik

nuklearne reakcije- transformacija atoma jezgara pri sudaru sa drugim jezgrima, elementarnim česticama ili gama kvantima. Kada se teška jezgra bombarduju lakšim, dobijaju se svi transuranijumski elementi. Skraćena nuklearna reakcija, na primjer, kao ... ... Enciklopedijski rečnik metalurgije

Nuklearni procesi u kojima se energija unesena u atomsko jezgro prenosi pretežno na jedan ili malu grupu nukleona. P. i. R. različite, uzrokovane su svim vrstama upadnih čestica (od γ kvanta do ... ... Velika sovjetska enciklopedija

Knjige

• Inovativna aktivnost u nuklearnoj industriji (na primjeru strategije razvoja ciklusa nuklearnog goriva, uključujući i inovativne). Knjiga 1. Osnovni principi inovacijske politike, A. V. Putilov, A. G. Vorobyov, M. N. Strikhanov. Udžbenik otkriva ulogu i mjesto inovacija u društvenom razvoju na primjeru nuklearne industrije; ciljevi i zadaci nacionalne inovacione politike. Razmatrani alati...
• Uvod u fiziku mikrokosmosa. Fizika čestica i jezgara, L. I. Sarycheva. Ova knjiga predstavlja glavne karakteristike osnovnih i elementarnih čestica i procese koji se s njima odvijaju u različitim vrstama interakcija. Opisana moderna...

NUKLEARNA STRUKTURA ATOMA

alfa čestice. 1896. godine francuski fizičar Becquerel otkrio je fenomen radioaktivnosti. Nakon toga je počeo brz napredak u proučavanju strukture atoma. To je, prije svega, bilo olakšano činjenicom da je u rukama fizičara bilo vrlo efikasno sredstvo za proučavanje strukture atoma - α -čestica. Korišćenjem α -čestice koje emituju prirodne radioaktivne supstance, napravljena su najvažnija otkrića: ustanovljena je nuklearna struktura atoma, dobijene su prve nuklearne reakcije, otkriven je fenomen veštačke radioaktivnosti i, konačno, pronađen neutron koji je odigrao važnu ulogu kako u objašnjavanju strukture atomskog jezgra tako i u otkrivanju teških jezgara u procesu fisije.

Alfa čestice su jezgre helijuma koje se kreću velikom brzinom. Mjerenje brzine α- čestice prirodnih emitera skretanjem u električnim i magnetnim poljima dale su vrijednost brzine od (1,5-2).10 7 m/s, što odgovara kinetičkoj energiji od 4,5-8 MeV (1 MeV=1,6,10 -13 J) . Takve se čestice kreću pravolinijski u materiji, brzo gube energiju za ionizaciju atoma i nakon zaustavljanja pretvaraju se u neutralne atome helija.

Rasipanje alfa čestica. Rutherfordovi eksperimenti. Proučavajući prolazak kolimiranog snopa alfa čestica kroz tanku metalnu foliju, engleski fizičar Rutherford skrenuo je pažnju na zamućenje slike snopa čestica na rekorderu - fotografskoj ploči. Rutherford je ovo zamućenje pripisao rasipanju alfa čestica. Detaljno proučavanje raspršenja alfa čestica pokazalo je da se u rijetkim slučajevima one raspršuju pod velikim uglovima, koji ponekad prelaze 90 0 , što odgovara izbacivanju čestica koje se brzo kreću u suprotnom smjeru. Takvi slučajevi raspršenja ne mogu se objasniti u okviru Thompsonovog modela.

Teška alfa čestica u jednom slučaju sudara može biti odbačena samo kada dođe u interakciju s česticom veće mase koja premašuje masu alfa čestice. Elektroni ne mogu biti takve čestice. Osim toga, povratno raspršenje podrazumijeva snažno usporavanje alfa čestice, tj. energija interakcije mora biti reda kinetičke energije alfa čestice. Energija elektrostatičke interakcije alfa čestice s Thompsonovim atomom, koja ima pozitivan naboj raspoređen u volumenu ili na površini atoma poluprečnika 10-8 cm i jednak je u jedinicama elementarnog naboja oko polovine atomska masa, mnogo je manja od ove vrijednosti. Rezultati eksperimenta se mogu objasniti ako je udaljenost od alfa čestice do centra pozitivnog električnog naboja oko 10 -12 cm.Takva udaljenost je 10.000 puta manja od polumjera atoma, a polumjera pozitivnog naboja naplata bi trebala biti još manja. Pretpostavka o malom volumenu centra raspršenja je u skladu s vrlo malim brojem slučajeva raspršenja pod velikim kutom.

Da bi objasnio rezultate svojih zapažanja o rasejanju alfa čestica, Rutherford je predložio nuklearni model atoma. Prema ovom modelu, u središtu atoma nalazi se jezgro, koje zauzima vrlo mali volumen, sadrži gotovo cijelu masu atoma i nosi pozitivan električni naboj. Glavni volumen atoma zauzimaju elektroni koji se kreću, čiji je broj jednak broju elementarnih pozitivnih naboja jezgra, jer atom kao celina je neutralan.

Teorija raspršenja alfa čestica. Kako bi potkrijepio pretpostavku o nuklearnoj strukturi atoma i dokazao da do raspršivanja alfa čestica dolazi kao rezultat Coulombove interakcije s jezgrom, Rutherford je razvio teoriju raspršenja alfa čestica tačkastim električnim nabojem velike mase. i dobio odnos između ugla raspršenja θ i broj čestica rasutih kroz ugao θ . Ako se alfa čestica kreće u smjeru točkastog naboja Ze, gdje Z je broj elementarnih naboja, a istovremeno je njegova početna putanja odvojena od ose koja prolazi kroz centar raspršenja na udaljenosti a(Sl. 1.1), onda na osnovu Coulombovog zakona, koristeći metode klasične mehanike, možete izračunati ugao θ , do koje će alfa čestica odstupiti zbog elektrostatičkog odbijanja sličnih električnih naboja:

gdje M i v su masa i brzina alfa čestice; 2 e- njegovu naplatu; ε 0 - električna konstanta, jednaka 8.85.10 -12 F/m.

Sl.1.1. Rasipanje alfa čestice električnim poljem atomskog jezgra:

a) - šema rasejanja u ravni putanje čestice; b) je prsten iz kojeg dolazi do raspršivanja pod uglom θ ; c) - šema rasipanja u konusni čvrsti ugao pod uglom θ do ose.

Frakcija čestica dn/n 0 imaju parametar uticaja a, od ukupnog broja n 0 pad na metu jednak je udjelu elementarne površine 2pada u punoj oblasti F poprečni presjek zraka alfa čestica (slika 1.1, b). Ako na trgu F ne postoji jedan, ali N F centara raspršenja, tada će se odgovarajući razlomak povećati N F puta i po jedinici a, bice:

, (1.2)

gdje N 1 je broj centara raspršenja po jedinici površine mete.

S obzirom na to dΩ=2π sinθ dθ, može se dobiti udio čestica raspršenih po jedinici konusnog čvrstog ugla pod uglom θ na osu kao:

(1.3)

Eksperimentalna provjera u potpunosti je potvrdila posljednju ovisnost u raspršenju alfa čestica materijom. Strogo sprovođenje zakona 1/sin4 pokazuje da su samo električne sile odgovorne za raspršenje i da su geometrijske dimenzije električnih naboja oba tijela najmanje manje od najmanje udaljenosti u događaju raspršenja r min. Razdaljina r minšto je manji, veći je ugao raspršenja θ . At θ =π () je najmanji i određen je uslovom , što odgovara slučaju konverzije cjelokupne kinetičke energije alfa čestice u potencijalnu energiju odbijanja sličnih naboja.

Prema rezultatima obrade rezultata eksperimenata, na osnovu različitih procjena nuklearnog naboja u to vrijeme Z, Rutherford je procijenio da je radijus jezgra reda veličine 10 -12 cm.

Rutherford-Bohr atom. Sa otkrićem atomskog jezgra, postalo je neophodno objasniti stabilnost atoma. Sa stanovišta klasične elektrodinamike, Rutherfordov atom ne može postojati dugo vremena. Budući da se suprotni naboji privlače, elektroni mogu biti na određenoj udaljenosti od jezgre samo ako se kreću oko jezgre. Međutim, kretanje po zatvorenoj putanji je kretanje s ubrzanjem, a električni naboj koji se kreće ubrzano zrači energiju u okolni prostor. Za zanemarivo vrijeme, svaki atom mora zračiti energiju kretanja elektrona i smanjiti se na veličinu jezgra.

Prvi stacionarni model atoma predložio je danski fizičar Niels Bohr 1913. godine. Bohr je povezao stabilnost atoma s kvantnom prirodom zračenja. Hipoteza o energetskim kvantima, koju je izneo nemački fizičar Planck 1900. godine da objasni spektar zračenja potpuno crnog tela, tvrdila je da su mikroskopski sistemi sposobni da emituju energiju samo u određenim delovima - kvanti sa frekvencijom. v, proporcionalno kvantnoj energiji E:

gdje h- Plankova univerzalna konstanta, jednaka 6.62.10 -24 J.s.

Bohr je sugerirao da se energija atomskog elektrona u Kulonovom polju jezgra ne mijenja kontinuirano, već poprima niz stabilnih diskretnih vrijednosti, koje odgovaraju stacionarnim orbitama elektrona. Kada se kreće duž takvih orbita, elektron ne zrači energiju. Emisija atoma nastaje samo kada se elektron kreće iz orbite s višom vrijednošću energije u drugu stacionarnu orbitu. Ovo zračenje karakterizira jedna frekvencijska vrijednost proporcionalna razlici energije između orbita:

hv \u003d E početak - E kraj

Uvjet stacionarnosti orbite je jednakost mehaničkog momenta količine gibanja elektrona cijelom višekratniku od h/2π:

mvr n = n ,

gdje mv je modul impulsa elektrona;

rn- radijus n-ta stacionarna orbita;

n je bilo koji cijeli broj.

Uslov kvantizacije kružnih orbita koji je uveo Bohr omogućio je izračunavanje spektra atoma vodika i izračunavanje spektroskopske Rydbergove konstante za atom vodika. Sistem nivoa atoma sa jednim elektronom i radijusi stacionarnih orbita mogu se odrediti iz poslednje relacije i Coulombovog zakona:

; (1.4)

Izračunavanje prema ovim formulama za n=1 i Z=1 daje polumjer najmanje stacionarne orbite elektrona u atomu vodika, ili prvi Bohrov radijus:

. (1.6)

Kretanje elektrona u orbiti može se predstaviti kao zatvorena električna struja i može se izračunati magnetski moment koji njome stvara. Za prvu orbitu vodika, naziva se Borov magneton i jednak je:

(1.7)

Magnetski moment je obrnuto proporcionalan masi čestice, ali za čestice date vrste, kao što su elektroni, ima značenje jedinice. Karakteristično je da je upravo ova jedinica jednaka intrinzičnom momentu elektrona koji je povezan sa njegovim spinom.

Nuklearni model atoma s elektronima u stabilnim orbitama naziva se Rutherford-Bohr planetarni model. Ne dovodi do ispravnih kvantitativnih rezultata kada se primjenjuje na atome s više od jednog elektrona, ali je vrlo pogodan za kvalitativnu interpretaciju atomskih fenomena. Tačnu teoriju atoma daje kvantna mehanika.

Diskretna priroda mikrosvijeta. Otkriće atomske strukture materije pokazalo se kao prvi korak ka otkriću diskretne prirode mikrosvijeta. Ne samo da su mase i električni naboji mikro-objekata diskretni, već su i dinamičke veličine koje opisuju stanja mikrosistema, kao što su energija, ugaoni moment, također diskretne i karakteriziraju ih skokovitom promjenom njihovih numeričkih vrijednosti.

1

Koncept jedinstva materijalnih struktura i ontološkog bezmasnog talasnog medija omogućava razumevanje prirode svih vrsta interakcija i sistemske organizacije strukture nukleona, jezgara i atoma. Neutroni igraju ključnu ulogu u formiranju i održavanju stabilnosti jezgara, koju osiguravaju dvije bozonske izmjenjivačke veze između protona i neutrona. Alfa čestice su glavne "cigle" u strukturi. Strukture jezgara, po obliku bliske sfernim, formirane su u skladu sa periodima u periodičnom sistemu D.I. Mendeljejeva sukcesivnim dodavanjem n-p-n kompleksa, alfa čestica i neutrona. Razlog radioaktivnog raspada atoma nije optimalna struktura jezgra: višak broja protona ili neutrona, asimetrija. Alfa struktura jezgara objašnjava uzroke i energetski bilans svih vrsta radioaktivnog raspada.

nukleonska struktura

alfa čestice

snage "razmjene bozona".

stabilnost

radioaktivnost

1. Vernadsky V.I. Biosfera i noosfera. – M.: Rolf. 2002. - 576 str.

2. Dmitriev I.V. Rotacija duž jedne, dvije ili tri vlastite unutrašnje ose je neophodan uslov i oblik za postojanje čestica fizičkog svijeta. - Samara: Samarska knjiga. izdavačka kuća, 2001. - 225 str.

3. Polyakov V.I. Ispit za "Homo sapiens" (Od ekologije i makroekologije... do SVIJETA). - Saransk: izdavačka kuća Mordovskog univerziteta, 2004. - 496 str.

4. Polyakov V.I. DUH SVIJETA umjesto haosa i vakuuma (Fizička struktura Univerzuma) // "Moderne visoke tehnologije" - -2004. br. 4. - P.17-20.

5. Polyakov V.I. Elektron = pozitron?! //Savremene naučno-intenzivne tehnologije. - 2005. - br. 11. - S. 71-72.

6. Polyakov V.I. Rađanje materije // Fundamentalna istraživanja 2007. br. 12. - P.46-58.

7. Polyakov V.I. Ispit za "Homo sapiens - II". Od koncepata prirodnih nauka dvadesetog veka do prirodnog razumevanja. - Izdavačka kuća "Akademija prirodnih nauka". - 2008. - 596 str.

8. Polyakov V.I. Zašto su protoni stabilni, a neutroni radioaktivni? // "Radioaktivnost i radioaktivni elementi u ljudskom okruženju": IV Međunarodna konferencija, Tomsk, 5-7. lipnja 2013. - Tomsk, 2013. - P. 415-419.

9. Polyakov V.I. Osnove prirodnog razumijevanja strukture nukleona, jezgri, stabilnosti i radioaktivnosti atoma // Ibid. - S. 419-423.

10. Polyakov V.I. Strukture atoma - model orbitalnog talasa// Uspesi savremenih prirodnih nauka. - 2014. br. 3. - P.108-114.

12. Fizičke veličine: Priručnik // A.P. Babičev, N.A. Babuškina, A.M. Bratkovsky i drugi; Ed. I.S. Grigorieva, E.Z. Melikhova. – M.: Energoatomizdat, 1991. – 1232 str.

Moderna fizika nudi modele pada, školjke, generalizirane i druge modele za opisivanje strukture jezgara. Vezivanje nukleona u jezgrima objašnjava se energijom vezivanja zbog "posebnih specifičnih nuklearnih sila". Svojstva ovih sila (privlačenje, kratak domet, nezavisnost naelektrisanja, itd.) se prihvataju kao aksiom. Pitanje "zašto tako?" javlja se za skoro svaku tezu. “Prihvaćeno je (?) da su ove sile iste za nukleone... (?). Za laka jezgra, specifična energija vezivanja naglo raste, prolazeći kroz niz skokova (?), zatim raste sporije (?), a zatim postepeno opada. “Najstabilnije su takozvane “magične jezgre” u kojima je broj protona ili neutrona jednak jednom od magičnih brojeva: 2, 8, 20, 28, 50, 82, 126... (?) Posebno su stabilna dvostruko magična jezgra: 2He2, 8O8, 20Ca20, 20Ca28, 82Pb126" (lijevi i desni indeks odgovaraju broju protona i neutrona u jezgru, respektivno). Zašto postoje "čarobna" jezgra, a magični izotop 28Ni28 sa maksimalnom specifičnom energijom vezivanja od 8,7 MeV kratko traje
(T1 / 2 = 6,1 dana)? "Jezgra se odlikuju gotovo konstantnom energijom vezivanja i konstantnom gustinom, nezavisno od broja nukleona" (?!). To znači da energija vezivanja ništa ne karakteriše, kao ni tabelarne vrijednosti defekta mase (za 20Sa20 je manja nego za 21Sc24, za 28Ni30 je manja nego za 27Co32 i 29Cu34, itd.). Fizika priznaje da "složena priroda nuklearnih sila i poteškoće u rješavanju jednadžbi... nisu dozvolile razvoj jedinstvene konzistentne teorije atomskog jezgra do danas". Nauka 20. vijeka, izgrađena na postulatima teorije relativnosti, ukinula je logiku i kauzalnost, a matematičke fantome proglasila stvarnošću. Bez poznavanja strukture jezgara i atoma, naučnici su stvorili atomske bombe i pokušavaju da imitiraju Veliki prasak svemira u sudaračima...

„Revolucija u prirodnim naukama A. Ajnštajna“ zamenila je radove desetina istaknutih naučnika (Huygens, Hooke, Jung, Navier, Stokes, Hertz, Faraday, Maxwell, Lorentz, Thomson, Tesla, itd.) jednačinama. "prostorno-vremenski kontinuum" koji je razvio teorije elektromagnetizma i atomizma u "etarskom" mediju. Trebalo bi da se vrati vek unazad...

Svrha i način rada. Izlaz iz ćorsokaka nauke moguć je na osnovu razumijevanja suštine "etarskog" medija. IN AND. Vernadsky je pisao: „Zračenja NEMATERIJALNE sredine pokrivaju sav raspoloživi, ​​sav zamislivi prostor... Oko nas, u nama samima, svuda i svuda, bez prekida, zauvek se menjaju, poklapaju se i sudaraju, postoje zračenja različitih talasnih dužina – od valovi čija se dužina računa u desetmilionitim dijelovima milimetra, do dugih mjerenih u kilometrima... Sav prostor je ispunjen njima...“. Sve materijalno formira se ovim ontološkim, nematerijalnim, talasnim medijem i postoji u interakciji s njim. "Eter" nije gas i ne haos vrtloga, već "Action Ordering Haos - DUH". U okruženju DUHA od jedne elementarne čestice - masona (elektron/pozitron), strukture od nukleona, jezgara i atoma do Univerzuma se redovno i sistematski organizuju.

U radu je razvijen model strukture jezgara koji objašnjava njihova svojstva, razloge vezivanja nukleona u jezgrima, posebnu stabilnost i radioaktivnost.

Struktura i svojstva nukleona

Nukleonski model prihvaćen u fizici je izgrađen od desetina hipotetičkih čestica sa fantastičnim imenom "kvark" i fantastičnim razlikama, uključujući: boju, šarm, neobičnost, šarm. Ovaj model je previše komplikovan, nema dokaza, a ne može čak ni objasniti masu čestica. Model strukture nukleona, koji objašnjava sva njihova svojstva, razvio je I.V. Dmitriev (Samara) na osnovu principa maksimalne konfiguracijske entropije koji je otkrio (jednakost strukturnih elemenata na površini i u zapremini primarnih čestica) i teze da čestice postoje samo za vrijeme rotacije „duž jedne, dvije ili tri pravilne unutrašnje ose”. Nukleon je formiran od 6 heksagonalnih struktura π+(-)-mezona koji okružuju plus-mion μ+, a njihova struktura se gradi odabirom broja kuglica: elektrona i pozitrona dva tipa. Takva struktura je potkrijepljena na osnovu interakcije materijalnih čestica masona i SPIRIT medija u radu, a zatim rafinirana i dokazana na osnovu konstruiranja strukture mezona u skladu sa konstantom fine strukture
1/α = 2h(ε0/μ0)1/2/e2 = 137,036 . Fizičari V. Pauli, R. Feynman zbunili su se oko fizičkog značenja ove konstante, ali u mediju SPIRIT je očigledno: samo na relativnoj udaljenosti 1/α od naboja postoji talasna interakcija materije i medija.

Izračunati broj masona (me) u mionskoj strukturi trebao bi biti 3/2α = 205,6, a masa miona 206,768 me. U svojoj strukturi od 207 masona, centralni određuje naboj ±e i spin ±1/2, a 206 se međusobno poništavaju. Pioni, kako je pretpostavio I. Dmitriev, nastaju od "biaksijalnih" elektrona i pozitrona (spin = 0, naelektrisanje +/-, masa me). U medijumu SPIRIT trebalo bi da se formiraju bozoni mase 2/3 me kao prva faza u formiranju materije od kvanta pozadinskog zračenja Univerzuma u atmosferi Sunca. Takvih čestica u gustoj strukturi treba biti 3/α = 411, a njihova masa treba biti 3/α · 2/3 me = 274 me, što odgovara pi-mezonima (mπ = 273,210 me). Njihova struktura je slična mionima: čestica u centru određuje naboj ± 2/3e i spin 0, a 205 čestica su međusobno uravnotežene.

Struktura protona iz centralnog miona i 6 piona, uzimajući u obzir gubitak mase za razmjensku („nuklearnu“) vezu 6 masona (mion-pion veza) i 6 bozona (pion-to-pion veza, 4 me ), objašnjava njegovu masu.

MP = 6mp + mm - 10me = 6 273,210 me + +206,768 me - 10me = 1836,028 me.

Ova vrijednost, sa tačnošću od 0,007%, odgovara masi protona Mr = 1836,153me. Protonski naboj +e i spin ±1/2 određuju se centralnim masonom+ u centralnom mionu+. Protonski model objašnjava sva njegova svojstva, uključujući stabilnost. U mediju SPIRIT interakcija materijalnih čestica nastaje kao rezultat rezonancije "oblaka" medija koji je s njima povezan (podudarnost oblika i frekvencije). Proton je stabilan, jer je zaštićen od materijalnih čestica i kvanta školjkom piona koji imaju različito valno polje.

Masa protona je 1836,153 me, a masa neutrona je 1838,683 me. Kompenzacija za naelektrisanje protona, po analogiji sa atomom vodika, obezbediće elektron u talasnoj orbiti u njegovoj ekvatorijalnoj ravni („jedna os rotacije“), a njegova „dvoosna rotacija“ se ispostavlja „svojom“ u oblaku piona. Dodajmo 2 bozona u suprotne pione neutrona; oni kompenzuju orbitalni moment, a masa neutrona će biti 1838,486 me. Ova struktura objašnjava masu neutrona (razlika od 0,01%), odsustvo naboja i, što je najvažnije, "nuklearne" sile. “Dodatni” bozon je slabo vezan u strukturi i pruža “razmjensku” vezu, zauzimajući “prazno mjesto” u susjednom pionu protona s nuklearnom frekvencijom, istiskuje drugi bozon koji se vraća neutronu. "Dodatni" bozoni u neutronu su njegova "dva kraka" koja drže jezgra zajedno.

Neutron u jezgrama elemenata osigurava stabilnost jezgara, a sam se u jezgru "spašava" od raspada (T1 / 2 = 11,7 min.), razlog za to su njegove "slabe tačke": orbita elektron i prisustvo u "pionskom omotaču" dva od šest piona prema "ekstra" bozonu.

Naučnici 20. veka došli su do desetina teorija i stotina "elementarnih" čestica, ali nisu mogli da objasne strukturu atoma, a prirodi su bile potrebne samo dve takve čestice da stvori dva nukleona, a od njih 92 elementa i izgradi ceo materijal SVIJET!!!

Alfa struktura atomskih jezgara

Izotopi svih elemenata koji su najčešći u prirodi imaju paran broj neutrona (s izuzetkom 4Be5 i 7N7). Ukupno, od 291 stabilnog izotopa, 75% ima paran broj neutrona, a samo 3% ima parno-neparna jezgra. Ovo ukazuje na preferenciju za vezu protona sa dva neutrona, odsustvo proton-protonskih veza i "nezavisnost naelektrisanja nuklearnih sila". Okvir jezgara formiraju neutron-protonske veze, gdje svaki neutron može zadržati 2 protona razmjenom dva bozona (na primjer, 2He1). U teškim jezgrima, relativni broj neutrona se povećava, jačajući okvir jezgra.

Gore navedeni argumenti i princip sistematske organizacije materije u nematerijalnom okruženju omogućavaju nam da predložimo model „blokovske konstrukcije“ strukture jezgara elemenata, u kojoj je „blok“ jezgro atoma helijuma. - alfa čestica. Helijum je glavni element kosmološke nukleosinteze, a po zastupljenosti u Univerzumu je drugi element nakon vodonika. Alfa čestice su optimalna struktura čvrsto vezanih dva para nukleona. Ovo je vrlo kompaktna, čvrsto povezana sferna struktura, koja se geometrijski može predstaviti kao sfera u koju je upisana kocka sa čvorovima u suprotnim dijagonalama od 2 protona i 2 neutrona. Svaki neutron ima dvije veze "nuklearne izmjene" sa dva protona. Elektromagnetsko spajanje pristupa neutrona s protonima osigurava orbitalni elektron u njegovoj strukturi (potvrda: magnetni momenti: μ (p) = 2,793 μN, μ (n) = -1,913 μN, gdje je μN Bohr nuklearni magneton).

Navodno "kulonovo" odbijanje protona nije u suprotnosti sa njihovim pristupom. Objašnjenje za ovo, kao i u strukturama miona od masona, leži u shvatanju "naboja" kao integralnog svojstva mase čestice - kretanja medija DUHA, povezanog sa talasnim kretanjem masa, izražena kao sila u ovom mediju (jedinica naboja može biti kulon2 - sila pomnožena sa površinom). Dvije vrste +/- naboja su lijevi i desni smjer rotacije. Kada se dva protona približavaju u ekvatorijalnoj ravni, kretanje „zarobljenog” medija biće suprotno, a kada se približava „sa polova” dešava se u jednom pravcu, što doprinosi približavanju. Pristup česticama je ograničen interakcijom njihovih "poljskih" ljuski koje odgovaraju "Compton" talasnoj dužini: λK(r) = 1,3214 10-15 m, i λK(n) = 1,3196 10-15 m neutrona, sile razmjene bozona ("nuklearne") između njih djeluju na takvoj udaljenosti.

Strukture jezgara od alfa čestica formiraju se minimalnog volumena i oblika bliskog sfernom. Struktura alfa čestica omogućava im da se kombinuju tako što prekidaju jednu n-p vezu izmene bozona i formiraju dve n-p i p-n veze sa susednom alfa česticom. Sa bilo kojim brojem protona u jezgri, formira se jedno sferno polje, čiji je intenzitet isti kao da je naboj koncentrisan u centru (pravilo Ostrogradskog-Gaussa). Formiranje jednog polja jezgra potvrđuje orbitalno-valna struktura atoma, gdje sve s, p, d, f orbite formiraju sferne ljuske.

Konstrukcija jezgara elemenata iz alfa čestica odvija se sistematski, uzastopno u svakom periodu na osnovu jezgra prethodnog elementa. U jezgrima s parnim brojem protona veze su uravnotežene, pojava dodatnog protona u strukturi sljedećeg atoma nije moguća. U jezgrima atoma nakon kisika dolazi do dodavanja protona prema shemi (n-p-n). Jasan redoslijed formiranja struktura u skladu s periodima i serijama u tabeli D.I. Mendeljejev - potvrda valjanosti predloženog modela jezgara i služi kao potvrda misli V.I. Vernadsky o „sukcesiji atoma“: „Proces pravilne nestalnosti atoma se neizbežno i neodoljivo dešava... Uzimajući istoriju bilo kog atoma u kosmičkom vremenu, vidimo da u određenim vremenskim intervalima, odmah, u jednakim skokovima, u smjeru polarnog vektora vremena, prelazi u drugi atom, drugi kemijski element. Dijagrami jezgara prvih perioda atoma prikazani su u tabeli. jedan.

Tabela 1

Procijenjena struktura jezgara (ravna projekcija) glavnih izotopa stabilnih atoma iz alfa čestica (α), protona (p) i neutrona (n): pAn

							nnαααααααnn

	nnαααααααnn		nnαααnnααααnn nnααnαααnααnn naααααnnαααn	nnαααααααnn naααnnααααnnααn naααααnnαααn

Naredni 5. i 6. period elemenata mogu se modelirati na sličan način, uzimajući u obzir činjenicu da će povećanje broja protona zahtijevati povećanje broja neutrona kako u unutrašnjem okviru jezgra tako i u površinskom sloju, prema n-n šemi.

Prikazana vizuelna ravna projekcija strukture jezgara može se dopuniti orbitalnom šemom koja odgovara periodima u periodnom sistemu
(Tabela 2).

tabela 2

Nuklearne ljuske elemenata i perioda u tabeli D.I. Mendeljejev

Nuklearni omotač - tačka	Početni i završni element u nizu	Broj elemenata	Odnos n/p
			Osnovno	Konačan
	55Cs78 -82Pb126 (83Bi126… 86Rn136)
	(87Fr136 - 92U146...).

Školjke su građene poput strukture atoma, gdje se sferne ljuske orbita elektrona u svakom periodu formiraju na većem polumjeru nego u prethodnom periodu.

Elementi nakon 82Pb126 (83Bi126 T1/2 ≈1018 godina) nisu stabilni (dati u zagradama u tabeli 2). 41 alfa čestica u strukturi olova formira električni naboj, koji zahtijeva dodatnih 40-44 neutrona za održavanje stabilnosti jezgara. Odnos broja neutrona i protona n/p> (1,5÷1,6) je granica stabilnosti za teška jezgra. Vrijeme poluraspada jezgara nakon 103 "elementa" je sekunde. Ovi "elementi" ne mogu sačuvati strukturu jezgra i formirati elektronsku ljusku atoma. Teško da se isplati trošiti novac i vrijeme naučnika na njihovu umjetnu proizvodnju. "Ostrva stabilnosti" ne mogu biti!

Model alfa strukture jezgara objašnjava sile međusobnog povezivanja, stabilnosti i sva svojstva elemenata (potpunost strukture inertnih gasova, obilje u prirodi i posebna stabilnost elemenata sa simetričnom strukturom: O , C, Si, Mg, Ca, sličnost sa Cu, Ag, Au ...) .

Uzroci "nespontanog" propadanja

Strukture radioaktivnih izotopa nisu simetrične, imaju neuravnotežen n-p par. Vrijeme poluraspada izotopa je kraće, što se njihova struktura više razlikuje od optimalne. Radioaktivnost izotopa s velikim brojem protona objašnjava se činjenicom da sile "razmjene" neutrona nisu u stanju zadržati njihov ukupni naboj, a raspad izotopa s viškom neutrona objašnjava se njihovim viškom za optimalno struktura. Alfa struktura jezgara omogućava objašnjenje uzroka svih vrsta radioaktivnog raspada.

Alfa raspad. U nuklearnoj fizici, "prema modernim konceptima, alfa čestice nastaju u trenutku radioaktivnog raspada kada se sretnu dva protona i dva neutrona koji se kreću unutar jezgra... odlazak alfa čestice iz jezgra je moguć zbog tunelskog efekta kroz potencijalnu barijeru visine najmanje 8,8 MeV". Sve se dešava slučajno: kretanje, susret, formiranje, skup energije i odlazak kroz određenu barijeru. U jezgrima sa alfa strukturom, nema prepreka za bijeg. Kada jačina ukupnog naboja svih protona premašuje sile razmjene bozona zadržavanja svih neutrona, jezgro odbacuje alfa česticu, najmanje vezanu u strukturi, i "podmlađuje" se za 2 naboja. Pojava mogućnosti alfa raspada zavisi od strukture jezgara. Pojavljuje se na 31 alfa čestici u jezgru 62Sm84 (n/p = 1,31), a postaje neophodan od 84Po (n/p = 1,48).

β+ raspad. U nuklearnoj fizici, „proces β + raspada se odvija kao da se jedan od protona jezgra pretvara u neutron, emitujući pozitron i neutrino: 11p→ 01n + +10e + 00νe... takve reakcije se ne mogu uočiti za slobodan proton. Međutim, za proton vezan u jezgri, zbog nuklearne interakcije čestica, ispostavlja se da su ove reakcije energetski moguće. Objašnjenja procesa reakcije, pojave pozitrona u jezgru i povećanja mase za 2,5 me za transformaciju protona u neutron, fizika je zamijenila postulat: "proces je moguć". Ova mogućnost se objašnjava alfa strukturom. Razmotrimo klasičnu šemu raspada: 15P15 → 14Si16 + +10e + 00νe. U skladu sa tabelom 1, struktura stabilnog izotopa 15R16 (7α-npn). Izotopska struktura
15P15 - (7α-np), ali je veza (n-p) u strukturi slaba, pa je poluživot 2,5 minuta. Shema raspadanja može se predstaviti u nekoliko faza. Slabo vezan proton izbacuje nuklearni naboj, ali "hvata" neutron alfa čestice i uništava ga oslobađanjem 4 bozona veza. "Biaksijalni" bozoni ne mogu postojati u SPIRIT okruženju i pretvaraju se u "triaksijalne" masone sa različitim momentima (+ i -; elektron i pozitron) emisijom neutrina i antineutrina prema shemama
β-: (e--- + e+++ → e- -++ + ν0-) i β+: (e--- + e+++ → e+ --+ + ν0+). Pozitron je istisnut iz jezgra, a elektron u orbiti oko bivšeg protona kompenzira njegov naboj, pretvarajući ga u neutron. Predložena shema reakcije: (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+ . Shema objašnjava uzrok i proces raspadanja, promjenu mase čestica i pretpostavlja emisiju 2 impulsa: neutrina i antineutrina.

β- -raspad. “Budući da elektron ne izleti iz jezgra i ne izbija iz ljuske atoma, pretpostavljalo se da je β-elektron nastao kao rezultat procesa koji se odvijaju unutar jezgra...” . Postoji objašnjenje! Takav proces je tipičan za jezgre koje u svojoj strukturi imaju veći broj neutrona od broja stabilnih izotopa ovog elementa. Struktura jezgra sljedećeg izotopa nakon jezgra sa formiranom parno-parnom strukturom raste u "bloku" n-p-n, a izotop sljedeći po masi nakon njega sadrži još jedan "ne baš suvišan" neutron. Neutron može brzo "ispustiti" orbitalni elektron, postajući proton, i formirati alfa strukturu: npn + (n→p) = npnp = α. Elektron i antineutrino odnose višak mase i energije, a naboj jezgra se povećava za jedan.

ε-hvatanje. Uz nedostatak neutrona za stabilnu strukturu, višak naboja protona privlači i hvata elektron iz jedne od unutrašnjih ljuski atoma, emitujući neutrine. Proton u jezgru se pretvara u neutron.

Zaključak

Prikazani model alfa strukture jezgara elemenata omogućava objašnjenje obrazaca nastanka jezgara, njihovu stabilnost, uzroke, faze i energetski bilans svih vrsta radioaktivnog raspada. Strukture protona, neutrona, jezgara i atoma elemenata, potvrđene korespondencijom sa univerzalnim konstantama, koje su fizičke karakteristike SPIRIT medija, objašnjavaju sva svojstva i sve interakcije. Moderna nuklearna i atomska fizika nisu sposobne za to. Potrebno je revidirati osnovne koncepte: od postulata do razumijevanja.

Bibliografska veza

Polyakov V.I. STRUKTURA JEZGRA ATOMA I UZROCI RADIOAKTIVNOSTI // Uspjesi modernih prirodnih znanosti. - 2014. - br. 5-2. - str. 125-130;
URL: http://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=33938 (datum pristupa: 27.02.2019.). Predstavljamo Vam časopise koje izdaje izdavačka kuća "Akademija prirodne istorije"