Celično jedro in njegove funkcije

Struktura in funkcije celice so se spreminjale v času evolucije. Pred pojavom novih organelov so bile pretvorbe v atmosferi in litosferi mladega planeta. Ena od pomembnih pridobitev je bilo celično jedro. Eukariotski organizmi so zaradi prisotnosti izoliranih organelov imeli pomembne prednosti pred prokariotami in so hitro začeli prevladovati.

Celično jedro, katerega struktura in funkcije so v različnih tkivih in organih nekoliko drugačne, je omogočila izboljšanje kakovosti biosinteze RNA in prenosa dednih informacij.

Izvor

Do danes obstaja dve glavni hipotezi o nastanku evkariontske celice. Po simbiozni teoriji so organeli (npr. Zastave ali mitohondriji) nekoč ločeni prokariotski organizmi. Predniki modernih eukariot so jih absorbirali. Posledično je nastal simbiozni organizem.

Jedro je nastalo kot posledica izstopanja v citoplazemsko regijo membrana. To je je bila nujna pridobitev na poti razvoja novega načina hranjenja, fagocitoze. Zaseg živil je spremljalo povečanje stopnje mobilnosti citoplazme. Genoforji, ki so bili genetski material prokariotske celice in so bili pritrjeni na stene, so pali v območje močnega "toka" in potrebovali zaščito. Posledično je nastala globoka invaginacija površine membrane, ki vsebuje priložene genofore. V korist te hipoteze je dejstvo, da je lupina jedra neločljivo povezana z citoplazemsko membrano celice.

Obstaja še ena različica razvoja dogodkov. Glede na virusno hipotezo o izvoru jedra, je nastala kot posledica okužbe celice antične arheale. Bila je okužena z virusom DNA in postopoma pridobila popoln nadzor nad življenjskimi procesi. Znanstveniki, ki teorijo menijo, pravilnejši, vodijo veliko argumentov v svojo korist. Vendar do zdaj ni nobenega celovitega dokaza za nobeno od obstoječih hipotez.

Eno ali več

Večina celic sodobnih eukariot ima jedro. Ogromno število jih vsebuje le eno podobno organelle. Obstajajo pa celice, ki so izgubile jedro zaradi nekaterih funkcionalnih lastnosti. Te vključujejo, na primer, rdeče krvne celice. Obstajajo tudi celice z dvema (infusoria) in celo več jedri.

Struktura celičnega jedra

Ne glede na značilnosti organizma je za strukturo jedra značilna vrsta tipičnih organelov. Iz notranjega prostora celice je ograjena z dvojno membrano. Njene notranje in zunanje plasti na nekaterih mestih se združijo in tvorijo pore. Njihova funkcija je izmenjava snovi med citoplazmo in jedrom.

Prostor organelle je napolnjen s karioplazmo, imenovano tudi jedrski sok ali nukleoplazma. Vsebuje kromatin in nukleol. Včasih zadnji od imenovanih organelov v celičnem jedru ni prisoten v enem samem vzorcu. V nekaterih organizmih pa so nukleole odsotne.

Membrana

Jedrsko ovojnico sestavljajo lipidi in sestavljajo dve plasti: zunanji in notranji. Dejansko je to ista celična membrana. Jedro komunicira s kanaloma endoplazmatskega retikuluma skozi perinuklearni prostor, votlino, ki ga sestavljata dva sloja ovojnice.

Zunanja in notranja membrana imajo lastne posebnosti v strukturi, vendar so v celoti podobne.

Najbližje do citoplazme

Zunanji sloj prehaja v membrano endoplazmatskega retikuluma. Njegova glavna razlika od slednje je veliko večja koncentracija beljakovin v strukturi. Membrana, ki je neposredno v stiku z citoplazem celice, je prekrita s plastjo ribosomov od zunaj. Z notranjo membrano se mu pridružijo številne pore, ki so precej velike proteinske komplekse.

Notranja plast

Membrana se je spremenila v celično jedro, za razliko od zunanjega, je gladka, ni prekrita z ribosomi. Omejuje karioplazmo. Značilna lastnost notranje membrane je plast jedrske lamine, ki jo obdaja s strani v stiku z nukleoplazmo. Ta specifična proteinska struktura podpira obliko membrane, sodeluje pri regulaciji ekspresije genov in tudi spodbuja pritrditev kromatina na jedrno membrano.

Presnova

Interakcija jedra in citoplazme poteka preko jedrskih pore. So precej zapletene strukture, ki jih tvori 30 beljakovin. Število por na enem jedru je lahko drugačno. Odvisno od tega vrste celic, telo in organizem. Tako ima lahko celično jedro osebe od 3 do 5 tisoč pore, v nekaterih žabih pa doseže 50.000.

Glavna funkcija pore je metabolizem med jedrom in ostalim celičnim prostorom. Nekatere molekule prodrejo skozi pore pasivno, brez dodatnih stroškov energije. Majhni so. Prevoz velikih molekul in supramolekularnih kompleksov zahteva porabo določene količine energije.

Iz karioplazme se molekule RNK, sintetizirane v jedro, padejo v celico. V nasprotni smeri se prevažajo proteini, potrebni za intranuklearne procese.

Nukleoplazma

Jedrski sok je koloidna raztopina beljakovin. Omejuje ga lupina jedra in obkroža kromatin in nukleol. Nukleoplazma je viskozna tekočina, v kateri se različne snovi raztopijo. Ti vključujejo nukleotide in encime. Prvi so potrebni za sintezo DNA. Encimi vključeni v transkripcijo, kot tudi reparacijo in Podvajanje DNA.

Struktura jedrskega soka je odvisna od stanja celice. Oba sta stacionarna in se pojavita med fisijsko dobo. Prvi je značilen za medfazno (čas med delitvami). V tem primeru je za jedrski sok značilna enotna porazdelitev nukleinskih kislin in nestrukturiranih molekul DNA. V tem obdobju dedno gradivo obstaja v obliki kromatina. Delitev celičnega jedra spremlja preoblikovanje kromatina v kromosome. V tem času se spremeni struktura karioplazme: genetski material pridobi določeno strukturo, jedrska ovojnica se zruši in karioplazma se zmeša s citoplazmo.

Kromosomi

Glavne funkcije strukture nukleotropinov v kromatinu, ki so preoblikovane v času delitve, so shranjevanje, izvedba in prenos dednih informacij, ki vsebujejo celično jedro. Za kromosome je značilna določena oblika: delijo ali rameni delijo s primarno zožitvijo, imenovano celo število. S svojim razporeditvijo se razlikujejo tri vrste kromosomov:

• paličaste ali akrocentrične: za njih je postavitev celih številk skoraj na koncu, ena roka se izkaže za zelo majhna;
• raznopchie ali submetacentric imajo ramena neenakomerne dolžine;
• enostranski ali metacentrični.

Komplet kromosomov v celici se imenuje kariotip. V vsaki vrsti je določen. V tem primeru lahko različne celice istega organizma vsebujejo diploidni (dvojni) ali haploidni (enojni) set. Prva varianta je značilna za somatske celice, ki v glavnem tvorijo telo. Haploidni set je privilegij spolnih celic. Človeške somatske celice vsebujejo 46 kromosomov, spolno - 23.

Kromosomi diploidnega sklopa so pari. Enake strukture nukleotropinov v paru imenujemo alelna. Imajo enako strukturo in opravljajo enake funkcije.

Strukturna enota kromosomov je gen. Je regija molekule DNA, ki kodira specifično beljakovino.

Nucleolus

Celično jedro ima še eno organoidno jedro. Od membrane se ne ločuje od karioplazma, vendar je med študijo celice z mikroskopom enostavno videti. Nekatera jedra imajo lahko več jedkalk. Obstajajo tudi tiste, v katerih so taki organeli v celoti odsotni.

V obliki, je nukleolus podoben krogi, je precej majhen. Vsebuje različne proteine. Glavna naloga nukleolusa je sinteza ribosomske RNK in samih ribosomov. Potrebni so za oblikovanje polipeptidnih verig. Nukleole so oblikovane okoli posebnih delov genomov. Imenovani so bili organizatorji jedrske energije. Tu so geni ribosomske RNK. Nukleol, med drugim, je mesto z najvišjo koncentracijo beljakovin v celici. Nekatere proteine ​​so potrebne za izvajanje funkcij organoidov.

Nukleol je sestavljen iz dveh komponent: granularnih in fibrilarnih. Prvo je zrela podenota ribosomov. V fibrilarnem središču, sinteza ribosomske RNK. Granulirana komponenta obkroža fibrilarno komponento, ki se nahaja v središču jedra.

Celično jedro in njegove funkcije

Vloga jedra je neločljivo povezana s svojo strukturo. Notranje strukture organoidov skupaj uresničujejo najpomembnejše procese v celici. Vsebuje genetske informacije, ki določajo strukturo in funkcije celice. Jedro je odgovorno za shranjevanje in prenos dednih informacij, ki se pojavljajo med mitozo in mejozo. V prvem primeru hčerka prejme identični niz genov, ki so enaki matični celici. Zaradi mejoze se oblikujejo spolne celice s haploidnim nizom kromosomov.

Druga, nič manj pomembna funkcija jedra je regulacija znotrajceličnih procesov. Izvaja se kot posledica nadzora sinteze proteinov, odgovornih za strukturo in delovanje celičnih elementov.

Učinek na sintezo beljakovin ima še en izraz. Jedro, ki nadzoruje procese znotraj celice, združuje vse svoje organoide v enoten sistem z dobro delujočim mehanizmom dela. Napake v njej vodijo, praviloma, k smrti celice.

Nazadnje, jedro je mesto sinteze ribosomskih podenot, ki so odgovorni za nastanek istega proteina iz aminokislin. Ribosomi so nepogrešljivi v procesu transkripcije.

Evkariontskih celic je bolj popolna struktura kot prokariontska. Pojav organelov z lastno membrano povečala učinkovitost znotrajceličnih procesov. Oblikovanje jedra obdan z lipidno membrano, igra zelo pomembno vlogo pri tem razvoju. Zaščita genetske informacije membrane dovoliti, da bi obvladali starodavne enoceličnih organizmov do novih načinov življenja. Med njimi je bil fagocitozo, ki je ena od različic je privedlo do simbiotično organizem, ki je kasneje postal prednik modernega evkariontske celice z vsemi svojimi značilnimi organel. Celičnem jedru, struktura in funkcija nekaterih novih struktur, ki lahko uporabljajo kisik v presnovi. Rezultat je bil radikalno spremembo v zemeljski biosferi, je postavil temelje za nastanek in razvoj večceličnih organizmov. Danes na planetu prevladujejo eukariotski organizmi, ki jim pripada človek, in nič ne kaže na spremembe v tem načrtu.