Ląstelės branduolio funkcijos

įvadas

Ląstelės branduolys (branduolys) sudaro didžiausią eukariotų ląstelių organelę ir yra citoplazmoje, atskirtoje dviguba membrana (branduolinis apvalkalas). Kaip genetinės informacijos nešiotojas, ląstelės branduolys turi genetinę informaciją chromosomų (DNR grandinės) pavidalu ir todėl vaidina svarbų vaidmenį paveldint. Dauguma žinduolių ląstelių turi tik vieną branduolį; tai apvalus ir 5–16 mikrometrų skersmens. Su tam tikrais langelių tipais, pvz. Raumenų skaidulos arba specializuotos kaulų ląstelės gali turėti daugiau nei vieną branduolį.

Gaukite daugiau informacijos apie Ląstelės branduolys

Ląstelės branduolio funkcijos

Ląstelės branduolys yra svarbiausia ląstelės organelė ir sudaro 10–15% ląstelės tūrio. Branduolyje yra dauguma ląstelės genetinės informacijos. Žmonėse, be ląstelės branduolio, mitochondrijose yra ir DNR („mitochondrinė DNR“). Tačiau mitochondrijų genomas koduoja tik keletą baltymų, kurie daugiausia reikalingi kvėpavimo grandinėje energijai gaminti.

Daugiau apie tai skaitykite:

• Mitochondrijos
• Žmonių ląstelių kvėpavimas (kvėpavimo grandinė)

Ląstelės branduolio iliustracija

1. Ląstelės branduolys -
   Branduolys
2. Išorinė branduolinė membrana
   (Branduolinis vokas)
   Nukleolema
3. Vidinė branduolinė membrana
4. Branduoliniai branduoliai
   Branduolys
5. Branduolinė plazma
   Branduolinė plazma
6. DNR siūlas
7. Branduolinės poros
8. Chromosomos
9. ląstelė
   Celulla
   A - branduolys
   B - ląstelė

Visų „Dr-Gumpert“ vaizdų apžvalgą galite rasti skyriuje: medicininiai vaizdai

Genetinės informacijos saugojimas

Kaip dezoksiribonukleorūgšties (DNR) saugykla, 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 branduoliniai raudonieji kraujo kūneliai (Eritrocitai). Be norminių funkcijų, ląstelės branduolio užduotys apima DNR saugojimą, dubliavimą ir perdavimą.

DNR yra ilgos, į stygas panašios dvigubos spiralės, esančios ląstelės branduolyje, forma, kur ji kompaktiškai supakuota į chromosomas su pagrindiniais baltymais - histonais. Chromosomos susideda iš chromatino, kuris kondensuojasi tik sudarydamas mikroskopiškai matomas chromosomas ląstelių dalijimosi metu. Kiekvienoje žmogaus ląstelėje yra 23 chromosomos, kiekviena iš jų sudaryta dviem egzemplioriais, paveldimos iš abiejų tėvų. Pusė ląstelių genų ateina iš motinos, kita pusė - iš tėvo.

Ląstelės branduolys kontroliuoja metabolinius procesus ląstelėje, naudodamas pasiuntinio molekules, pagamintas iš RNR. Baltymų, atsakingų už ląstelės funkciją ir struktūrą, genetinė informacija koduojama. Jei reikia, tam tikri DNR skyriai, vadinami genais, yra perrašomi į pasiuntinį medžiagą (pasiuntinio RNR arba mRNR) .M susidariusi mRNR palieka ląstelės branduolį ir naudojama kaip šablonas atitinkamų baltymų sintezei.

Pagalvokite apie DNR kaip tam tikrą užšifruotą kalbą, sudarytą iš keturių raidžių. Tai yra keturios bazės: adeninas, timinas, guaninas ir citozinas. Šios raidės sudaro žodžius, kiekvienas sudarytas iš trijų pagrindų, vadinamų kodonais.

Kiekvienas kodonas koduoja tam tikrą aminorūgštį ir tokiu būdu sudaro baltymų biosintezės pagrindą, nes genų bazių seka virsta baltymu, susiejant atitinkamas aminorūgštis. Visa šifruota informacija vadinama genetiniu kodu. Konkreti bazių seka daro mūsų DNR unikalią ir lemia mūsų genus.

Bet DNR struktūroje dalyvauja ne tik bazės. DNR sudaro iš eilės nukleotidai, kuriuos savo ruožtu sudaro cukrus, fosfatas ir bazė. Nukleotidai žymi DNR stuburą, kuris yra spiralės formos dvigubos spiralės pavidalu. Be to, ši gija dar labiau kondensuojasi, kad tilptų į mažą ląstelės branduolį. Tada mes taip pat kalbame apie chromosomas kaip DNR pakavimo formą. Su kiekvienu ląstelių padalijimu visa DNR nukopijuojama taip, kad kiekvienoje dukterinėje ląstelėje būtų ir visiškai identiška genetinė informacija.

DNR pakavimui naudojamos chromosomos

Chromosoma yra tam tikra mūsų genetinės medžiagos (DNR) pakavimo forma, kuri matoma tik ląstelių dalijimosi metu. DNR yra tiesinė struktūra, per ilga, kad tilptų į mūsų ląstelės branduolį natūralioje būsenoje. Ši problema išspręsta įvairiomis erdvę taupančiomis DNR spiralėmis ir įtraukiant mažus baltymus, aplink kuriuos DNR gali toliau vyniotis. Pačios kompaktiškiausios DNR formos yra chromosomos. Po mikroskopu jie atrodo kaip maži lazdelės formos kūneliai su centriniu susiaurėjimu.Šią DNR formą galima pastebėti tik ląstelių dalijimosi metu, t. Y. Mitozės metu. Ląstelių dalijimąsi, savo ruožtu, galima padalyti į kelias fazes, kuriose chromosomos geriausiai vaizduojamos metafazėje. Normalios kūno ląstelės turi dvigubą chromosomų rinkinį, kurį sudaro 46 chromosomos.

Daugiau informacijos apie ląstelių branduolio dalijimąsi galima rasti tinklalapyje: Mitozė

RNR kaip ląstelės branduolio dalis

RNR apibūdina ribonukleino rūgštį, kurios struktūra panaši į DNR. Tačiau tai yra vienos grandinės struktūra, kuri skiriasi nuo DNR atskiruose komponentuose. Be to, RNR taip pat yra daug trumpesnė nei DNR ir, palyginti su ja, turi keletą skirtingų užduočių. Tokiu būdu RNR gali būti suskirstyta į skirtingus RNR pogrupius, kurie vykdo skirtingas užduotis. Be kita ko, mRNR vaidina svarbų vaidmenį ląstelių branduolio dalijimosi metu. Kaip ir tRNR, jis taip pat naudojamas baltymų ir fermentų gamyboje. Kitas RNR pogrupis yra rRNR, kuri yra ribosomų dalis ir todėl taip pat dalyvauja baltymų gamyboje.

Baltymų sintezė

Pirmasis baltymų biosintezės žingsnis yra DNR transkripcija į mRNR (transkripcija) ir vyksta ląstelės branduolyje. DNR grandinė tarnauja kaip papildomos RNR sekos šablonas. Kadangi ląstelės branduolyje negali būti gaminami jokie baltymai, susidariusi mRNR turi būti išleista į citoplazmą ir pernešta į ribosomas, kur vyksta tikroji baltymų sintezė. Ribosomose mRNR paverčiama aminorūgščių, naudojamų baltymams kurti, seka. Šis procesas žinomas kaip vertimas.

Prieš perduodant pasiuntinio RNR gali būti pernešta iš branduolio, tačiau ji pirmiausia apdorojama daugeliu etapų, t. Y. Tam tikros sekos arba pridedamos, arba iškirptos, ir vėl sudedamos atgal. Tai reiškia, kad iš vieno nuorašo gali atsirasti skirtingi baltymų variantai. Šis procesas leidžia žmonėms gaminti daugybę skirtingų baltymų, turinčių palyginti nedaug genų.

Replikacija

Kita svarbi ląstelės funkcija, kuri vyksta ląstelės branduolyje, yra DNR dubliavimasis (Replikacija). Ląstelėje vyksta nuolatinis kaupimosi ir skilimo ciklas: senieji baltymai, teršalai ir medžiagų apykaitos produktai yra suskaidomi, reikia sintetinti naujus baltymus ir gaminti energiją. Be to, ląstelė auga ir dalijasi į dvi identiškas dukterines ląsteles. Tačiau prieš ląstelę dalijantis, visa genetinė informacija pirmiausia turi būti dubliuojama. Tai svarbu, nes visų organizmo ląstelių genomas yra absoliučiai identiškas.

Replikacija vyksta tiksliai apibrėžtu momentu, kai ląstelės dalijasi ląstelės branduolyje; abu procesai yra glaudžiai susiję ir kontroliuojami tam tikrų baltymų (Fermentai) reguliuojamas. Pirmiausia atskiriama dvigrandinė DNR ir kiekviena atskira grandinė naudojama kaip šablonas sekančiam dubliavimui. Tam tikslui įvairūs fermentai jungiasi prie DNR ir papildo vieną grandinę, sudarydami naują dvigubą spiralę. Pasibaigus šiam procesui, buvo sukurta tiksli DNR kopija, kuri gali būti perduota dukterinei ląstelei, kai ji pasiskirsto.

Tačiau, jei vienoje iš ląstelių ciklo fazių atsiranda klaidų, gali išsivystyti įvairios mutacijos. Yra įvairių rūšių mutacijos, kurios gali įvykti spontaniškai skirtingose ​​ląstelės ciklo fazėse. Pvz., Jei genas yra sugedęs, jis vadinamas geno mutacija. Tačiau jei klaida paveikia tam tikras chromosomas ar chromosomų dalis, tai yra chromosomų mutacija. Jei paveiktas chromosomų skaičius, tai lemia genomo mutaciją.

Tema taip pat galėtų jus sudominti: Chromosomų aberacija - ką tai reiškia?

Branduolio poros ir signalizacijos keliai

Dviguba branduolinio apvalkalo membrana turi poras, kurios tarnauja selektyviam baltymų, nukleorūgščių ir signalinių medžiagų transportavimui iš branduolio ir į jį.

Tam tikri metaboliniai veiksniai ir signalinės medžiagos patenka į branduolį per šias poras ir daro įtaką tam tikrų baltymų transkripcijai. Genetinės informacijos virsmas baltymais yra griežtai stebimas ir yra reguliuojamas daugelio metabolinių veiksnių bei signalinių medžiagų, kalbant apie genų ekspresiją. Daugybė signalizacijos kelių, vykstančių ląstelėje, baigiasi branduoliu, kur jie daro įtaką tam tikrų baltymų genų ekspresijai.

Branduolinis kūnas (branduolys)

Eukariotų ląstelių branduolio viduje yra branduolys, branduolinis kūnas. Ląstelėje gali būti vienas ar keli branduoliai, o labai aktyviose ir dažnai dalijamosiose ląstelėse gali būti iki 10 branduolių.

Branduolys yra sferinės, tankios struktūros, kurią galima aiškiai pamatyti po šviesos mikroskopu ir aiškiai apibrėžtą ląstelės branduolyje. Tai sudaro funkciškai nepriklausomą šerdies plotą, bet nėra apsuptas savo membranos. Branduolį sudaro DNR, RNR ir baltymai, esantys kartu tankiame konglomerate. Branduolyje vyksta ribosomų subvienetų brendimas. Kuo daugiau baltymų sintetinta ląstelėje, tuo daugiau reikia ribosomų, todėl metaboliškai aktyvios ląstelės turi kelis branduolinius kūnus.

Branduolio funkcija nervinėje ląstelėje

Nervų ląstelėje esantis branduolys atlieka įvairias funkcijas. Nervinės ląstelės branduolys yra ląstelės kūne (Soma) kartu su kitais ląstelių komponentais (organelėmis), tokiais kaip endoplazminis retikulumas (ER) ir Golgi aparatas. Kaip ir visose kūno ląstelėse, ląstelės branduolyje yra genetinė informacija DNR pavidalu. Dėl DNR buvimo kitos kūno ląstelės per mitozę sugeba pasikartoti. Tačiau nervų ląstelės yra labai specifinės ir labai diferencijuotos ląstelės, kurios yra nervų sistemos dalis. Dėl to jie nebegali dvigubai daugiau. Tačiau ląstelės branduolys imasi kitos svarbios užduoties. Nervų ląstelės, be kita ko, yra atsakingos už mūsų raumenų sužadinimą, kuris galiausiai lemia raumenų judėjimą. Ryšys tarp nervų ląstelių ir tarp nervinių ląstelių ir raumenų vyksta per pasiuntines (Siųstuvas). Šios cheminės ir kitos svarbios gyvybę palaikančios medžiagos gaminamos ląstelės branduolio pagalba. Svarbų vaidmenį vaidina ne tik ląstelės branduolys, bet ir kiti somos komponentai. Be to, ląstelės branduolys kontroliuoja visus metabolinius procesus 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.

Išsamesnės informacijos apie ypatingas nervų ląstelių savybes galima rasti: Nervų ląstelė