Ang istraktura at paggana ng cell ay sumailalim sa ilang pagbabago sa kurso ng ebolusyon. Ang hitsura ng mga bagong organelles ay nauna sa mga pagbabago sa kapaligiran at lithosphere ng batang planeta. Isa sa mga makabuluhang acquisition ay ang cell nucleus. Ang mga eukaryotic na organismo ay nakatanggap, dahil sa pagkakaroon ng magkahiwalay na organelles, ng mga makabuluhang pakinabang sa mga prokaryote at mabilis na nagsimulang mangibabaw.
Ang cell nucleus, ang istraktura at mga function nito ay medyo naiiba sa iba't ibang mga tissue at organ, ay nagpabuti ng kalidad ng RNA biosynthesis at ang paghahatid ng namamana na impormasyon.
Origin
Sa ngayon, mayroong dalawang pangunahing hypotheses tungkol sa pagbuo ng isang eukaryotic cell. Ayon sa symbiotic theory, ang mga organelles (tulad ng flagella o mitochondria) ay dating magkahiwalay na prokaryotic organism. Kinain sila ng mga ninuno ng modernong eukaryote. Ang resulta ay isang symbiotic na organismo.
Nabuo ang core bilang resulta ng pagusli papasokseksyon ng cytoplasmic membrane. Ito ay isang kinakailangang pagkuha sa paraan upang makabisado ang isang bagong paraan ng nutrisyon, phagocytosis, sa pamamagitan ng cell. Ang pagkuha ng pagkain ay sinamahan ng isang pagtaas sa antas ng cytoplasmic mobility. Ang mga genophores, na siyang genetic na materyal ng isang prokaryotic cell at nakakabit sa mga dingding, ay nahulog sa isang zone ng malakas na "daloy" at nangangailangan ng proteksyon. Bilang isang resulta, isang malalim na invagination ng isang seksyon ng lamad na naglalaman ng mga nakakabit na genophores ay nabuo. Ang hypothesis na ito ay sinusuportahan ng katotohanan na ang shell ng nucleus ay hindi mapaghihiwalay na nauugnay sa cytoplasmic membrane ng cell.
May isa pang bersyon ng pagbuo ng mga kaganapan. Ayon sa viral hypothesis ng pinagmulan ng nucleus, nabuo ito bilang resulta ng impeksyon ng isang sinaunang archaean cell. Isang DNA virus ang pumasok dito at unti-unting nakakuha ng kumpletong kontrol sa mga proseso ng buhay. Ang mga siyentipiko na itinuturing na mas tama ang teoryang ito, ay nagbibigay ng maraming mga argumento sa pabor nito. Gayunpaman, hanggang ngayon, walang tiyak na katibayan para sa alinman sa mga umiiral na hypotheses.
Isa o higit pa
Karamihan sa mga selula ng modernong eukaryote ay may nucleus. Ang karamihan sa mga ito ay naglalaman lamang ng isang tulad na organelle. Gayunpaman, mayroong mga cell na nawalan ng nucleus dahil sa ilang mga functional na tampok. Kabilang dito, halimbawa, ang mga erythrocytes. Mayroon ding mga cell na may dalawa (ciliates) at kahit ilang nuclei.
Istruktura ng cell nucleus
Anuman ang mga katangian ng organismo, ang istraktura ng nucleus ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang hanay ng mga tipikal naorganelles. Ito ay pinaghihiwalay mula sa panloob na espasyo ng selula ng isang dobleng lamad. Sa ilang mga lugar, ang panloob at panlabas na mga layer nito ay nagsasama, na bumubuo ng mga pores. Ang kanilang tungkulin ay ang pagpapalitan ng mga sangkap sa pagitan ng cytoplasm at ng nucleus.
Ang espasyo ng organelle ay puno ng karyoplasm, tinatawag ding nuclear sap o nucleoplasm. Naglalaman ito ng chromatin at nucleolus. Minsan ang huli sa mga pinangalanang organelles ng cell nucleus ay wala sa isang kopya. Sa ilang mga organismo, ang nucleoli, sa kabilang banda, ay wala.
Membrane
Ang nuclear membrane ay nabuo sa pamamagitan ng mga lipid at binubuo ng dalawang layer: panlabas at panloob. Sa katunayan, ito ay ang parehong lamad ng cell. Nakikipag-ugnayan ang nucleus sa mga channel ng endoplasmic reticulum sa pamamagitan ng perinuclear space, isang cavity na nabuo ng dalawang layer ng membrane.
Ang panlabas at panloob na lamad ay may kani-kanilang mga tampok na istruktura, ngunit sa pangkalahatan ay halos magkapareho.
Pinakamalapit sa cytoplasm
Ang panlabas na layer ay pumapasok sa lamad ng endoplasmic reticulum. Ang pangunahing pagkakaiba nito mula sa huli ay isang makabuluhang mas mataas na konsentrasyon ng mga protina sa istraktura. Ang lamad sa direktang pakikipag-ugnay sa cytoplasm ng cell ay natatakpan ng isang layer ng ribosome mula sa labas. Ito ay konektado sa panloob na lamad sa pamamagitan ng maraming pores, na medyo malalaking protina complex.
Inner layer
Ang lamad na nakaharap sa cell nucleus, hindi katulad ng panlabas, ay makinis, hindi natatakpan ng mga ribosome. Nililimitahan nito ang karyoplasm. Ang isang tampok na katangian ng panloob na lamad ay isang layer ng nuclear lamina na lining nito mula sa gilid,sa pakikipag-ugnay sa nucleoplasm. Ang partikular na istruktura ng protina na ito ay nagpapanatili ng hugis ng sobre, ay kasangkot sa regulasyon ng pagpapahayag ng gene, at nagtataguyod din ng pagkakabit ng chromatin sa nuclear membrane.
Metabolismo
Ang interaksyon ng nucleus at cytoplasm ay isinasagawa sa pamamagitan ng mga nuclear pores. Ang mga ito ay medyo kumplikadong mga istraktura na nabuo ng 30 mga protina. Maaaring iba ang bilang ng mga pores sa isang core. Depende ito sa uri ng cell, organ at organismo. Kaya, sa mga tao, ang cell nucleus ay maaaring magkaroon ng 3 hanggang 5 thousand pores, sa ilang mga palaka umabot ito sa 50,000.
Ang pangunahing tungkulin ng mga pores ay ang pagpapalitan ng mga sangkap sa pagitan ng nucleus at ng natitirang bahagi ng espasyo ng cell. Ang ilang mga molekula ay dumaan sa mga pores nang pasibo, nang walang karagdagang paggasta ng enerhiya. Maliit sila sa laki. Ang transportasyon ng malalaking molekula at supramolecular complex ay nangangailangan ng pagkonsumo ng isang tiyak na halaga ng enerhiya.
Ang
RNA molecules na na-synthesize sa nucleus ay pumapasok sa cell mula sa karyoplasm. Ang mga protina na kailangan para sa intranuclear na proseso ay dinadala sa kabilang direksyon.
Nucleoplasma
Ang nuclear juice ay isang colloidal solution ng mga protina. Ito ay napapaligiran ng nuclear envelope at pumapalibot sa chromatin at nucleolus. Ang nucleoplasm ay isang malapot na likido kung saan natutunaw ang iba't ibang mga sangkap. Kabilang dito ang mga nucleotides at enzymes. Ang una ay mahalaga para sa synthesis ng DNA. Ang mga enzyme ay kasangkot sa transkripsyon gayundin sa pag-aayos at pagtitiklop ng DNA.
Ang istraktura ng nuclear juice ay nagbabago depende sa estado ng cell. Mayroong dalawa sa kanila - nakatigil atnagaganap sa panahon ng paghahati. Ang una ay katangian ng interphase (ang oras sa pagitan ng mga dibisyon). Kasabay nito, ang nuclear juice ay nakikilala sa pamamagitan ng isang pare-parehong pamamahagi ng mga nucleic acid at hindi nakaayos na mga molekula ng DNA. Sa panahong ito, ang namamana na materyal ay umiiral sa anyo ng chromatin. Ang dibisyon ng cell nucleus ay sinamahan ng pagbabago ng chromatin sa mga chromosome. Sa oras na ito, nagbabago ang istraktura ng karyoplasm: ang genetic na materyal ay nakakakuha ng isang tiyak na istraktura, ang nuclear envelope ay nawasak, at ang karyoplasm ay nahahalo sa cytoplasm.
Chromosomes
Ang mga pangunahing pag-andar ng mga istruktura ng nucleoprotein ng chromatin na binago sa oras ng paghahati ay ang pag-iimbak, pagpapatupad at paghahatid ng namamana na impormasyong nakapaloob sa cell nucleus. Ang mga chromosome ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang tiyak na hugis: nahahati sila sa mga bahagi o mga braso sa pamamagitan ng isang pangunahing paghihigpit, na tinatawag ding coelomere. Ayon sa lokasyon nito, tatlong uri ng chromosome ang nakikilala:
- hugis baras o acrocentric: nailalarawan ang mga ito sa pagkakalagay ng coelomere halos sa dulo, napakaliit ng isang braso;
- diversified o submetacentric ay may mga braso na hindi pantay ang haba;
- equilateral o metacentric.
Ang
Ang hanay ng mga chromosome sa isang cell ay tinatawag na karyotype. Ang bawat uri ay naayos. Sa kasong ito, ang iba't ibang mga cell ng parehong organismo ay maaaring maglaman ng isang diploid (double) o haploid (solong) set. Ang unang opsyon ay tipikal para sa mga somatic cell, na pangunahing bumubuo sa katawan. Ang haploid set ay isang pribilehiyo ng mga cell ng mikrobyo. mga somatic cells ng taonaglalaman ng 46 chromosome, kasarian - 23.
Ang mga chromosome ng diploid set ay gumagawa ng mga pares. Ang magkaparehong istruktura ng nucleoprotein na kasama sa isang pares ay tinatawag na allelic. Mayroon silang parehong istraktura at gumaganap ng parehong mga function.
Ang istrukturang yunit ng mga kromosom ay ang gene. Ito ay isang seksyon ng molekula ng DNA na nagko-code para sa isang partikular na protina.
Nucleolus
Ang cell nucleus ay may isa pang organelle - ang nucleolus. Hindi ito nahihiwalay sa karyoplasm ng isang lamad, ngunit madaling mapansin kapag sinusuri ang cell gamit ang isang mikroskopyo. Ang ilang nuclei ay maaaring magkaroon ng maramihang nucleoli. Mayroon ding mga kung saan ang mga naturang organelle ay ganap na wala.
Ang hugis ng nucleolus ay kahawig ng isang globo, may medyo maliit na sukat. Naglalaman ito ng iba't ibang mga protina. Ang pangunahing pag-andar ng nucleolus ay ang synthesis ng ribosomal RNA at ang mga ribosome mismo. Ang mga ito ay kinakailangan para sa paglikha ng mga polypeptide chain. Nabubuo ang nucleoli sa paligid ng mga espesyal na rehiyon ng genome. Tinatawag silang mga nucleolar organizer. Naglalaman ito ng ribosomal RNA genes. Ang nucleolus, bukod sa iba pang mga bagay, ay ang lugar na may pinakamataas na konsentrasyon ng protina sa cell. Ang bahagi ng mga protina ay kinakailangan upang maisagawa ang mga function ng organoid.
Ang nucleolus ay binubuo ng dalawang bahagi: butil-butil at fibrillar. Ang una ay ang maturing ribosome subunits. Sa sentro ng fibrillar, ang synthesis ng ribosomal RNA ay isinasagawa. Ang butil na bahagi ay pumapalibot sa fibrillar component na matatagpuan sa gitna ng nucleolus.
Cell nucleus at mga function nito
Ang papel nagumaganap ang core, ay inextricably naka-link sa istraktura nito. Ang mga panloob na istruktura ng organoid ay magkakasamang nagpapatupad ng pinakamahalagang proseso sa cell. Naglalaman ito ng genetic na impormasyon na tumutukoy sa istraktura at paggana ng cell. Ang nucleus ay responsable para sa pag-iimbak at paghahatid ng namamana na impormasyon sa panahon ng mitosis at meiosis. Sa unang kaso, ang cell ng anak na babae ay tumatanggap ng isang set ng mga gene na kapareho ng magulang. Bilang resulta ng meiosis, nabuo ang mga germ cell na may haploid set ng mga chromosome.
Ang isa pang hindi gaanong mahalagang function ng nucleus ay ang regulasyon ng mga intracellular na proseso. Isinasagawa ito bilang resulta ng pagkontrol sa synthesis ng mga protina na responsable para sa istruktura at paggana ng mga elemento ng cellular.
May ibang ekspresyon ang impluwensya sa synthesis ng protina. Ang nucleus, na kumokontrol sa mga proseso sa loob ng cell, ay pinagsasama ang lahat ng mga organelles nito sa isang solong sistema na may isang mahusay na gumaganang mekanismo ng trabaho. Ang mga pagkabigo dito ay humahantong, bilang panuntunan, sa cell death.
Sa wakas, ang nucleus ay ang lugar ng synthesis ng ribosome subunits, na responsable para sa pagbuo ng parehong protina mula sa mga amino acid. Ang mga ribosome ay kailangang-kailangan sa proseso ng transkripsyon.
Ang eukaryotic cell ay isang mas perpektong istraktura kaysa sa prokaryotic. Ang hitsura ng mga organelles na may sariling lamad ay naging posible upang madagdagan ang kahusayan ng mga proseso ng intracellular. Ang pagbuo ng isang nucleus na napapalibutan ng isang double lipid membrane ay may napakahalagang papel sa ebolusyon na ito. Ang proteksyon ng namamana na impormasyon ng lamad ay naging posible para sa mga sinaunang unicellular na organismo na makabisadomga organismo sa mga bagong paraan ng pamumuhay. Kabilang sa mga ito ang phagocytosis, na, ayon sa isang bersyon, ay humantong sa paglitaw ng isang symbiotic na organismo, na kalaunan ay naging ninuno ng modernong eukaryotic cell kasama ang lahat ng mga katangian ng organelles nito. Ang cell nucleus, ang istraktura at mga pag-andar ng ilang mga bagong istraktura ay naging posible na gumamit ng oxygen sa metabolismo. Ang kinahinatnan nito ay isang kardinal na pagbabago sa biosphere ng Earth, ang pundasyon ay inilatag para sa pagbuo at pag-unlad ng mga multicellular na organismo. Sa ngayon, ang mga eukaryotic organism, na kinabibilangan ng mga tao, ay nangingibabaw sa planeta, at walang nagbabadya ng mga pagbabago sa bagay na ito.
