Ang cell nucleus ang pinakamahalagang organelle nito, ang lugar ng imbakan at pagpaparami ng namamana na impormasyon. Ito ay isang istraktura ng lamad na sumasakop sa 10-40% ng cell, ang mga pag-andar nito ay napakahalaga para sa buhay ng mga eukaryote. Gayunpaman, kahit na walang pagkakaroon ng isang nucleus, ang pagsasakatuparan ng namamana na impormasyon ay posible. Ang isang halimbawa ng prosesong ito ay ang mahahalagang aktibidad ng bacterial cells. Gayunpaman, ang mga tampok na istruktura ng nucleus at ang layunin nito ay napakahalaga para sa isang multicellular na organismo.
Lokasyon ng nucleus sa cell at istraktura nito
Ang nucleus ay matatagpuan sa kapal ng cytoplasm at direktang nakikipag-ugnayan sa magaspang at makinis na endoplasmic reticulum. Napapaligiran ito ng dalawang lamad, sa pagitan nito ay ang perinuclear space. Sa loob ng nucleus ay mayroong matrix, chromatin at ilang nucleoli.
Ang ilang mga mature na selula ng tao ay walang nucleus, habang ang iba ay gumagana sa ilalim ng mga kondisyon ng matinding pagsugpo sa aktibidad nito. Sa pangkalahatan, ang istraktura ng nucleus (scheme) ay ipinakita bilang isang nuclear cavity, na limitado ng isang karyolemma mula sa cell, na naglalaman ng chromatin at nucleoli na naayos sa nucleoplasm.nuclear matrix.
Istruktura ng karyolemma
Para sa kaginhawahan ng pag-aaral ng nucleus cell, ang huli ay dapat na makita bilang mga bula, na nililimitahan ng mga shell mula sa iba pang mga bula. Ang nucleus ay isang bubble na may namamana na impormasyon na matatagpuan sa kapal ng cell. Ito ay protektado mula sa cytoplasm nito ng isang bilayer lipid membrane. Ang istraktura ng shell ng nucleus ay katulad ng cell membrane. Sa katunayan, ang mga ito ay nakikilala lamang sa pamamagitan ng pangalan at bilang ng mga layer. Kung wala ang lahat ng ito, magkapareho sila sa istraktura at paggana.
Ang istraktura ng karyolemma (nuclear membrane) ay dalawang-layer: ito ay binubuo ng dalawang lipid layer. Ang panlabas na bilipid layer ng karyolemma ay direktang nakikipag-ugnayan sa magaspang na reticulum ng cell endoplasm. Panloob na karyolemma - kasama ang mga nilalaman ng nucleus. Mayroong isang perinuclear space sa pagitan ng panlabas at panloob na karyomembrane. Tila, ito ay nabuo dahil sa electrostatic phenomena - pagtataboy ng mga bahagi ng glycerol residues.
Ang function ng nuclear membrane ay lumikha ng mechanical barrier na naghihiwalay sa nucleus mula sa cytoplasm. Ang panloob na lamad ng nucleus ay nagsisilbing isang lugar ng pag-aayos para sa nuclear matrix - isang kadena ng mga molekula ng protina na sumusuporta sa bulk na istraktura. Mayroong mga espesyal na pores sa dalawang nuclear membrane: ang messenger RNA ay pumapasok sa cytoplasm sa pamamagitan ng mga ito hanggang sa ribosomes. Sa mismong kapal ng nucleus mayroong ilang nucleoli at chromatin.
Internal na istraktura ng nucleoplasm
Ang mga tampok ng istraktura ng nucleus ay nagbibigay-daan sa amin na ihambing ito sa cell mismo. Sa loob ng nucleus mayroon ding isang espesyal na kapaligiran (nucleoplasm),kinakatawan ng isang gel-sol, isang koloidal na solusyon ng mga protina. Sa loob nito ay may isang nucleoskeleton (matrix), na kinakatawan ng mga fibrillar protein. Ang pangunahing pagkakaiba ay nakasalalay lamang sa katotohanan na ang karamihan sa mga acidic na protina ay naroroon sa nucleus. Tila, ang gayong reaksyon ng kapaligiran ay kailangan upang mapanatili ang mga kemikal na katangian ng mga nucleic acid at ang paglitaw ng mga biochemical reaction.
Nucleolus
Hindi makukumpleto ang istruktura ng cell nucleus kung wala ang nucleolus. Ito ay isang spiralized ribosomal RNA, na nasa yugto ng pagkahinog. Sa ibang pagkakataon, ang isang ribosome ay makukuha mula dito - isang organelle na kinakailangan para sa synthesis ng protina. Sa istraktura ng nucleolus, dalawang bahagi ang nakikilala: fibrillar at globular. Naiiba lamang sila sa pamamagitan ng electron microscopy at walang sariling lamad.
Ang bahagi ng fibrillar ay nasa gitna ng nucleolus. Ito ay isang strand ng ribosomal-type na RNA kung saan bubuuin ang mga ribosomal subunits. Kung isasaalang-alang natin ang core (istraktura at pag-andar), kung gayon malinaw na ang isang butil na bahagi ay kasunod na mabubuo mula sa kanila. Ang mga ito ay ang parehong maturing ribosomal subunits na nasa mga huling yugto ng kanilang pag-unlad. Sa lalong madaling panahon sila ay bumubuo ng mga ribosom. Inaalis ang mga ito mula sa nucleoplasm sa pamamagitan ng mga nuclear pores ng karyolemma at pumapasok sa lamad ng magaspang na endoplasmic reticulum.
Chromatin at chromosomes
Ang istraktura at mga function ng cell nucleus ay organikong naka-link: may mga istruktura lamang na kailangan upang mag-imbak at magparami ng namamana na impormasyon. Mayroon ding karyoskeleton(nucleus matrix), ang tungkulin nito ay upang mapanatili ang hugis ng organelle. Gayunpaman, ang pinakamahalagang bahagi ng nucleus ay chromatin. Ito ang mga chromosome na gumaganap ng papel ng mga file cabinet ng iba't ibang grupo ng mga gene.
Ang
Chromatin ay isang kumplikadong protina na binubuo ng polypeptide ng quaternary structure na konektado sa isang nucleic acid (RNA o DNA). Ang Chromatin ay naroroon din sa bacterial plasmids. Halos isang-kapat ng kabuuang timbang ng chromatin ay binubuo ng mga histones - mga protina na responsable para sa "packaging" ng namamana na impormasyon. Ang tampok na ito ng istraktura ay pinag-aralan ng biochemistry at biology. Ang istraktura ng nucleus ay tiyak na kumplikado dahil sa chromatin at ang pagkakaroon ng mga proseso na nagpapalit sa spiralization at despiralization nito.
Ang pagkakaroon ng mga histone ay ginagawang posible na paikliin at kumpletuhin ang DNA strand sa isang maliit na lugar - sa cell nucleus. Nangyayari ito bilang mga sumusunod: ang mga histone ay bumubuo ng mga nucleosome, na isang istraktura tulad ng mga kuwintas. Ang H2B, H3, H2A at H4 ay ang mga pangunahing protina ng histone. Ang nucleosome ay nabuo ng apat na pares ng bawat isa sa mga ipinakitang histones. Kasabay nito, ang histone H1 ay isang linker: ito ay nauugnay sa DNA sa lugar ng pagpasok sa nucleosome. Nangyayari ang packaging ng DNA bilang resulta ng "pag-ikot" ng isang linear na molekula sa paligid ng 8 histone structure na protina.
Ang istraktura ng nucleus, ang scheme na ipinakita sa itaas, ay nagmumungkahi ng pagkakaroon ng isang solenoid-like structure ng DNA na nakumpleto sa mga histones. Ang kapal ng conglomerate na ito ay humigit-kumulang 30 nm. Kasabay nito, ang istraktura ay maaaring higit pang siksikin upang kumuha ng mas kaunting espasyo at hindi gaanong malantadmekanikal na pinsala na hindi maiiwasang mangyari sa panahon ng buhay ng cell.
Chromatin fractions
Ang istraktura, istraktura at mga function ng cell nucleus ay naayos sa pagpapanatili ng mga dinamikong proseso ng chromatin spiralization at despiralization. Samakatuwid, mayroong dalawang pangunahing bahagi nito: malakas na spiralized (heterochromatin) at bahagyang spiralized (euchromatin). Ang mga ito ay pinaghihiwalay sa parehong istruktura at functional. Sa heterochromatin, ang DNA ay mahusay na protektado mula sa anumang mga impluwensya at hindi maaaring i-transcribe. Ang Euchromatin ay hindi gaanong protektado, ngunit ang mga gene ay maaaring madoble para sa synthesis ng protina. Kadalasan, ang mga seksyon ng heterochromatin at euchromatin ay kahalili sa buong haba ng buong chromosome.
Chromosomes
Ang cell nucleus, ang istraktura at mga function na inilalarawan sa publikasyong ito, ay naglalaman ng mga chromosome. Ito ay isang kumplikado at compactly packed na chromatin na makikita sa ilalim ng light microscopy. Gayunpaman, ito ay posible lamang kung ang isang cell ay matatagpuan sa glass slide sa yugto ng mitotic o meiotic division. Ang isa sa mga yugto ay ang spiralization ng chromatin na may pagbuo ng mga chromosome. Ang kanilang istraktura ay napakasimple: ang chromosome ay may telomere at dalawang braso. Ang bawat multicellular organism ng parehong species ay may parehong istraktura ng nucleus. Magkatulad din ang kanyang chromosome set table.
Pagpapatupad ng mga kernel function
Ang mga pangunahing tampok ng istraktura ng nucleus ay nauugnay sa pagganap ng ilang mga function at ang pangangailangan na kontrolin ang mga ito. Ang nucleus ay gumaganap ng papel ng isang imbakan ng namamana na impormasyon, iyon ay, ito ay isang uri ng file cabinet na maynakasulat na mga pagkakasunud-sunod ng mga amino acid ng lahat ng mga protina na maaaring synthesize sa cell. Nangangahulugan ito na upang maisagawa ang anumang function, ang isang cell ay dapat mag-synthesize ng isang protina, ang istraktura nito ay naka-encode sa gene.
Upang "maunawaan" ng nucleus kung aling partikular na protina ang kailangang ma-synthesize sa tamang oras, mayroong isang sistema ng panlabas (membrane) at panloob na mga receptor. Ang impormasyon mula sa kanila ay dumarating sa nucleus sa pamamagitan ng mga molecular transmitters. Kadalasan ito ay natanto sa pamamagitan ng mekanismo ng adenylate cyclase. Ganito ang pagkilos ng mga hormone (adrenaline, norepinephrine) at ilang gamot na may hydrophilic structure sa cell.
Ang pangalawang mekanismo ng paglilipat ng impormasyon ay panloob. Ito ay katangian ng lipophilic molecules - corticosteroids. Ang sangkap na ito ay tumagos sa bilipid membrane ng cell at napupunta sa nucleus, kung saan ito nakikipag-ugnayan sa receptor nito. Bilang resulta ng pag-activate ng mga receptor complex na matatagpuan sa lamad ng cell (adenylate cyclase mechanism) o sa karyolemma, ang reaksyon ng activation ng isang tiyak na gene ay na-trigger. Ito ay umuulit, batay sa messenger RNA ay binuo. Sa ibang pagkakataon, ayon sa istruktura ng huli, isang protina ang na-synthesize na gumaganap ng isang partikular na function.
Ang nucleus ng mga multicellular organism
Sa isang multicellular na organismo, ang mga tampok na istruktura ng nucleus ay kapareho ng sa isang unicellular. Bagaman mayroong ilang mga nuances. Una, ang multicellularity ay nagpapahiwatig na ang isang bilang ng mga cell ay magkakaroon ng kanilang sariling partikular na function (o ilang). Nangangahulugan ito na ang ilang mga gene ay palaging magigingdespiralized habang ang iba ay hindi aktibo.
Halimbawa, sa mga selula ng adipose tissue, ang synthesis ng protina ay magiging hindi aktibo, at samakatuwid ang karamihan sa mga chromatin ay spiralized. At sa mga selula, halimbawa, ang exocrine na bahagi ng pancreas, ang mga proseso ng biosynthesis ng protina ay nagpapatuloy. Samakatuwid, ang kanilang chromatin ay despiralized. Sa mga lugar na ang mga gene ay madalas na ginagaya. Kasabay nito, ang isang pangunahing tampok ay mahalaga: ang chromosome set ng lahat ng mga cell ng isang organismo ay pareho. Dahil lamang sa pagkakaiba-iba ng mga pag-andar sa mga tisyu, ang ilan sa mga ito ay naka-off sa trabaho, habang ang iba ay mas madalas na na-despiralisa kaysa sa iba.
Nuclear cells ng katawan
May mga cell, ang mga tampok na istruktura ng nucleus na maaaring hindi isaalang-alang, dahil bilang resulta ng kanilang mahahalagang aktibidad ay pinipigilan nila ang paggana nito o ganap na inaalis ito. Ang pinakasimpleng halimbawa ay ang mga pulang selula ng dugo. Ang mga ito ay mga selula ng dugo, ang nucleus na kung saan ay naroroon lamang sa mga unang yugto ng pag-unlad, kapag ang hemoglobin ay na-synthesize. Sa sandaling sapat na ito upang magdala ng oxygen, ang nucleus ay aalisin mula sa cell upang mapadali ito nang hindi nakakasagabal sa transportasyon ng oxygen.
Sa pangkalahatan, ang erythrocyte ay isang cytoplasmic sac na puno ng hemoglobin. Ang isang katulad na istraktura ay katangian ng mga fat cells. Ang istraktura ng cell nucleus ng adipocytes ay lubos na pinasimple, bumababa ito at lumilipat sa lamad, at ang mga proseso ng synthesis ng protina ay lubos na pinipigilan. Ang mga cell na ito ay kahawig din ng "mga bag" na puno ng taba, bagaman, siyempre, ang iba't-ibangmayroong bahagyang mas maraming biochemical na reaksyon sa kanila kaysa sa mga erythrocytes. Ang mga platelet ay wala ring nucleus, ngunit hindi sila dapat ituring na ganap na mga selula. Ito ay mga fragment ng mga cell na kinakailangan para sa pagpapatupad ng mga proseso ng hemostasis.
