Ląstelės branduolio funkcijos
įvadas
Branduolys (branduolys) sudaro didžiausią eukariotinių ląstelių organelę ir yra citoplazmoje, atskirta dviguba membrana (branduolio apvalkalu). Kaip genetinės informacijos nešėjas, ląstelės branduolyje yra genetinė informacija chromosomų (DNR grandinės) pavidalu ir todėl vaidina esminį vaidmenį paveldint. Dauguma žinduolių ląstelių turi tik vieną branduolį; jis yra apvalus ir jo skersmuo yra nuo 5 iki 16 mikrometrų. Tam tikri ląstelių tipai, pavyzdžiui, raumenų skaidulos ar specializuotos kaulų ląstelės, gali turėti daugiau nei vieną branduolį.
Gaukite daugiau informacijos apie Ląstelės branduolys
Ląstelės branduolio funkcijos
Ląstelės branduolys yra svarbiausias ląstelės organelis ir sudaro 10-15% ląstelės tūrio. Branduolyje yra didžioji ląstelės genetinės informacijos dalis. Žmonėse, be ląstelės branduolio, mitochondrijose yra ir DNR („mitochondrijų DNR“). Tačiau mitochondrijų genomas koduoja tik kelis baltymus, kurių energijos gamybai daugiausia reikia kvėpavimo grandinėje.
Skaitykite daugiau apie tai:
- Mitochondrijos
- Ląstelių kvėpavimas žmonėms (kvėpavimo grandinė)
Ląstelės branduolio iliustracija
- Branduolys -
Branduolys - Išorinė branduolio membrana
(Branduolinis vokas)
Nucleolemma - Vidinė branduolio membrana
- Branduoliniai korpusai
Branduolys - Branduolinė plazma
Nukleoplazma - DNR gija
- Branduolio poros
- Chromosomos
- ląstelė
Celulla
A - branduolys
B - ląstelė
Visų „Dr-Gumpert“ vaizdų apžvalgą galite rasti: medicininiai vaizdai
Genetinės informacijos saugojimas
Būdamas dezoksiribonukleino rūgšties (DNR) sandėliu, ląstelės branduolys yra ląstelės valdymo centras ir reguliuoja daugelį svarbių ląstelių metabolizmo procesų. Ląstelės branduolys yra būtinas ląstelės funkcionavimui. Ląstelės be branduolio paprastai negali išgyventi. Išimtis yra branduolyje esantys raudonieji kraujo kūneliai (Eritrocitai). Be reguliavimo funkcijų, ląstelės branduolio užduotys apima DNR saugojimą, dubliavimą ir perdavimą.
DNR yra ilgos, į pluoštą panašios dvigubos spiralės formos ląstelės branduolyje, kur ji yra kompaktiškai supakuota į chromosomas su pagrindiniais baltymais - histonais. Chromosomos susideda iš chromatino, kuris kondensuojasi į mikroskopiškai matomas chromosomas tik dalijant ląsteles. Kiekvienoje žmogaus ląstelėje yra 23 chromosomos dviem egzemplioriais, kurios yra paveldimos iš abiejų tėvų. Pusė ląstelės genų yra motinos, kita pusė - tėvo.
Ląstelės branduolys kontroliuoja medžiagų apykaitos procesus ląstelėje, naudodamas iš RNR pagamintas pranešėjų molekules. Genetinė informacija koduoja baltymus, atsakingus už ląstelės funkciją ir struktūrą. Jei reikia, tam tikros DNR atkarpos, vadinamos genais, perrašomos į pasiuntinio medžiagą (pasiuntinio RNR arba iRNR) .Susiformavusi iRNR palieka ląstelės branduolį ir yra šablonas atitinkamų baltymų sintezei.
Pagalvokite apie DNR kaip užkoduotą kalbą, susidedančią iš keturių raidžių. Tai yra keturios bazės: adeninas, timinas, guaninas ir citozinas. Šios raidės sudaro žodžius, kuriuos sudaro trys pagrindai, vadinami kodonais.
Kiekvienas kodonas koduoja tam tikrą aminorūgštį ir taip sudaro baltymų biosintezės pagrindą, nes genų bazių seka virsta baltymu susiejant atitinkamas aminorūgštis. Šios užšifruotos informacijos visuma vadinama genetiniu kodu. Specifinė bazių seka daro mūsų DNR unikali ir nulemia mūsų genus.
Tačiau DNR struktūroje dalyvauja ne tik bazės. DNR susideda iš eilės nukleotidų, kurie savo ruožtu susideda iš cukraus, fosfato ir bazės. Nukleotidai yra DNR stuburas, kuris yra spiralės formos dvigubos spiralės pavidalu. Be to, ši grandinė toliau kondensuojama, kad ji tilptų į mažą ląstelės branduolį. Tada kalbama ir apie chromosomas kaip apie DNR pakuotės formą. Kiekvieno ląstelės dalijimosi metu nukopijuojama visa DNR, kad kiekvienoje dukterinėje ląstelėje būtų ir visiškai identiška genetinė informacija.
Chromosomos, naudojamos DNR supakuoti
Chromosoma yra tam tikra mūsų genetinės medžiagos (DNR) pakuotės forma, kuri matoma tik dalijantis ląstelėms. DNR yra linijinė struktūra, kuri yra per ilga, kad tilptų į mūsų ląstelės branduolį natūralioje būsenoje. Šią problemą išsprendžia įvairios erdvę taupančios DNR spiralės ir mažų baltymų įtraukimas, aplink kuriuos DNR gali toliau vyniotis. Kompaktiškiausia DNR forma yra chromosomos. Po mikroskopu jie atrodo kaip lazdelės formos kūnai su centriniu susiaurėjimu.Šią DNR formą galima pastebėti tik dalijant ląsteles, t. Y. Mitozės metu. Savo ruožtu ląstelių dalijimąsi galima suskirstyti į kelias fazes, pagal kurias chromosomos geriausiai vaizduojamos metafazėje. Normaliose kūno ląstelėse yra dvigubas chromosomų rinkinys, kurį sudaro 46 chromosomos.
Daugiau informacijos apie ląstelių branduolio dalijimąsi rasite: Mitozė
RNR kaip ląstelės branduolio dalis
RNR apibūdina ribonukleino rūgštį, kurios struktūra panaši į DNR. Tačiau tai yra vienos grandies struktūra, kuri nuo DNR skiriasi atskirais komponentais. Be to, RNR taip pat yra daug trumpesnė nei DNR ir turi keletą skirtingų užduočių, palyginti su ja. Tokiu būdu RNR galima suskirstyti į skirtingus RNR pogrupius, atliekančius skirtingas užduotis. Be kita ko, MRNR vaidina svarbų vaidmenį ląstelės branduolio dalijimosi metu. Kaip ir tRNR, ji taip pat naudojama gaminant baltymus ir fermentus. Kitas RNR pogrupis yra rRNR, kuri yra ribosomų dalis, todėl taip pat dalyvauja gaminant baltymus.
Baltymų sintezė
Pirmasis baltymų biosintezės etapas yra DNR transkripcija į mRNR (transkripcija) ir vyksta ląstelės branduolyje. DNR grandinė tarnauja kaip papildomos RNR sekos šablonas. Tačiau kadangi ląstelės branduolyje negali būti gaminami jokie baltymai, susidariusi mRNR turi būti išleista į citoplazmą ir patekti į ribosomas, kur galiausiai vyksta tikroji baltymų sintezė. Ribosomose mRNR paverčiama aminorūgščių seka, kuri naudojama baltymams kurti. Šis procesas yra žinomas kaip vertimas.
Prieš pradedant pasiuntinio RNR išvežti iš šerdies, ji pirmiausia apdorojama keliais etapais, tai yra, tam tikros sekos arba pridedamos, arba išpjaunamos ir vėl sujungiamos. Tai reiškia, kad iš vieno nuorašo gali atsirasti skirtingi baltymų variantai. Šis procesas leidžia žmonėms gaminti daug skirtingų baltymų, turintiems palyginti nedaug genų.
Replikacija
Kita svarbi ląstelės funkcija, vykstanti ląstelės branduolyje, yra DNR dubliavimasis (Replikacija). Ląstelėje vyksta nuolatinis kaupimosi ir skaidymo ciklas: suskaidomi seni baltymai, teršalai ir medžiagų apykaitos produktai, tenka sintetinti naujus baltymus ir gaminti energiją. Be to, ląstelė auga ir dalijasi į dvi identiškas dukterines ląsteles. Vis dėlto, kol ląstelė gali dalytis, pirmiausia reikia dubliuoti visą genetinę informaciją.Tai svarbu, nes visų organizmo ląstelių genomas yra visiškai identiškas.
Replikacija vyksta tiksliai apibrėžtu laiko momentu ląstelės dalijimosi metu ląstelės branduolyje; abu procesai yra glaudžiai susiję ir yra kontroliuojami tam tikrų baltymų (Fermentai) reguliuojamas. Pirma, dvigubos grandinės DNR atskiriama ir kiekviena viela naudojama kaip vėlesnio dubliavimo šablonas. Norėdami tai padaryti, įvairūs fermentai jungiasi prie DNR ir papildo vieną grandinę, kad susidarytų nauja dviguba spiralė. Šio proceso pabaigoje buvo sukurta tiksli DNR kopija, kuri gali būti perduota dukterinei ląstelei, jai dalijantis.
Tačiau jei vienoje iš ląstelių ciklo fazių įvyksta klaidų, gali išsivystyti įvairios mutacijos. Skirtingų ląstelių ciklo fazių metu spontaniškai gali atsirasti įvairių tipų mutacijų. Pavyzdžiui, jei genas yra sugedęs, jis vadinamas geno mutacija. Tačiau jei klaida veikia tam tikras chromosomas ar chromosomų dalis, tai yra chromosomų mutacija. Jei paveikiamas chromosomų skaičius, tai lemia genomo mutaciją.
Tema taip pat gali jus dominti: Chromosomų aberacija - ką tai reiškia?
Branduolio poros ir signaliniai keliai
Dviguba branduolio apvalkalo membrana turi poras, kurios tarnauja selektyviam baltymų, nukleino rūgščių ir signalinių medžiagų pernešimui iš branduolio ir į jį.
Tam tikri metaboliniai veiksniai ir signalinės medžiagos per šias poras pasiekia branduolį ir daro įtaką tam tikrų baltymų transkripcijai. Genetinės informacijos pavertimas baltymais yra griežtai stebimas ir yra reguliuojamas daugelio medžiagų apykaitos faktorių ir signalinių medžiagų, kalbama apie genų ekspresiją. Daugybė signalinių takų, vykstančių ląstelėje, baigiasi branduoliu ir daro įtaką tam tikrų baltymų genų ekspresijai.
Branduolinis kūnas (branduolys)
Eukariotų ląstelių branduolio viduje yra branduolys, branduolio kūnas. Ląstelėje gali būti vienas ar keli branduoliai, o labai aktyviose ir dažnai besidalijančiose - iki 10 branduolių.
Branduolys yra sferinė, tanki struktūra, kuri aiškiai matoma šviesos mikroskopu ir yra aiškiai apibrėžta ląstelės branduolyje. Jis sudaro funkciškai nepriklausomą šerdies plotą, tačiau nėra apsuptas savo membrana. Branduolį sudaro DNR, RNR ir baltymai, esantys kartu tankiame konglomerate. Ribosominių subvienetų brendimas vyksta branduolyje. Kuo daugiau baltymų sintetinama ląstelėje, tuo daugiau reikia ribosomų, todėl metaboliškai aktyvios ląstelės turi kelis branduolio kūnus.
Branduolio funkcija nervinėje ląstelėje
Nervų ląstelės branduolys atlieka įvairias funkcijas. Nervinės ląstelės branduolys yra ląstelės kūne (Soma) kartu su kitais ląstelių komponentais (organeliais), tokiais kaip endoplazminis tinklas (ER) ir „Golgi“ aparatas. Kaip ir visose kūno ląstelėse, taip ir ląstelės branduolyje yra genetinė informacija DNR pavidalu. Dėl DNR buvimo kitos kūno ląstelės gali pasikartoti per mitozę. Tačiau nervinės ląstelės yra labai specifinės ir labai diferencijuotos ląstelės, kurios yra nervų sistemos dalis. Todėl jie nebesugeba padvigubėti. Tačiau ląstelės branduolys imasi dar vienos svarbios užduoties. Be kita ko, nervinės ląstelės yra atsakingos už mūsų raumenų sužadinimą, kuris galiausiai sukelia raumenų judėjimą. Ryšys tarp nervų ląstelių ir tarp nervų ląstelių ir raumenų vyksta per pasiuntinius (Siųstuvas). Šios cheminės medžiagos ir kitos svarbios gyvybę palaikančios medžiagos yra gaminamos pasitelkus ląstelės branduolį. Svarbų vaidmenį vaidina ne tik ląstelės branduolys, bet ir kiti somos komponentai. Be to, ląstelės branduolys kontroliuoja visus medžiagų apykaitos kelius visose ląstelėse, įskaitant nervų ląsteles. Norėdami tai padaryti, ląstelės branduolyje yra visi mūsų genai, kuriuos, atsižvelgiant į naudojimą, galima perskaityti ir paversti reikalingais baltymais ir fermentais.
Daugiau informacijos apie nervų ląstelių ypatumus galite rasti: Nervų ląstelė
