Branduolys

įvadas

Ląstelės branduolys arba branduolys yra didžiausia ląstelės organelė ir yra eukariotų ląstelių citoplazmoje. Suapvalintame ląstelės branduolyje, kurį riboja dviguba membrana (branduolinis apvalkalas), yra genetinė informacija, supakuota į chromatiną, dezoksiribonukleorūgštį (DNR). Kaip genetinės informacijos kaupiklis, ląstelės branduolys yra ypač svarbus paveldimumui.

Ląstelės branduolio funkcija

Visos žmogaus ląstelės, išskyrus eritrocitus, turi branduolį, kuriame DNR yra chromosomų pavidalu. Ląstelės branduolys reguliuoja ir kontroliuoja visus procesus, vykstančius ląstelėje. Pavyzdžiui, baltymų sintezės, genetinės informacijos perdavimo, ląstelių dalijimosi ir įvairių medžiagų apykaitos procesų instrukcijos.

Be genetinės informacijos kaupimo,Replikacija) DNR ir ribonukleorūgščių (RNR) sintezė, perrašant DNR (transkripcija), taip pat šios RNR modifikavimas (perdirbimas) į svarbiausias ląstelės branduolio funkcijas.

Be DNR ląstelės branduolyje, žmonės taip pat turi mitochondrijų DNR mitochondrijose, kurių replikacija visiškai nepriklauso nuo branduolio. Čia kaupiama informacija apie daugelį baltymų, reikalingų kvėpavimo grandinei.

Sužinokite daugiau šia tema: Ląstelių kvėpavimas žmonėms

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

Kas yra branduolinė medžiaga?

Branduolinė medžiaga yra genetinė informacija, užkoduota branduolyje. Tai taip pat žinoma kaip DNR (dezoksiribonukleino rūgštis). DNR arba RNR molekulę savo ruožtu sudaro pagrindiniai cheminiai elementai, nukleotidai, ir ją sudaro cukrus (dezoksiribozė DNR arba ribozė RNR), rūgštus fosfato likučiai ir bazė. Bazės vadinamos adeninu, citozinu, guaninu ar timinu (o RNR atveju - uracilu). DNR yra unikali dėl fiksuotos keturių bazių sekos, kuri kiekvienam skiriasi.

DNR nėra laisvos stygos pavidalu, bet apvyniojama specialiais baltymais (histonais), kurie bendrai vadinami chromatinu.Jei šis chromatinas suspaustas toliau, galiausiai susidaro chromosomos, kurios matomos po mikroskopu mitozės metafazėje. Taigi lazdelės formos kūneliai yra genetinės informacijos nešiotojai ir dalyvauja branduolio dalijime. Normali žmogaus kūno ląstelė turi 46 chromosomas, išdėstytas poromis (dviguba arba diploidinė chromosomų rinkinys). 23 chromosomos gaunamos iš motinos ir 23 chromosomos - iš tėvo.

Sužinokite daugiau apie DNR

Be to, branduolyje yra branduolys, kuris ypač pastebimas kaip sutankinta zona. Jį sudaro ribosominė RNR (rRNR).

Skaitykite daugiau šia tema Ribosomos

Kas yra karioplazma?

Karioplazma taip pat žinoma kaip branduolinė plazma arba nukleoplazma. Tai apibūdina struktūras, esančias branduolinės membranos viduje. Priešingai, taip pat yra citoplazma, kurią riboja išorinė ląstelės membrana (plazmalemma).

Taip pat skaitykite: Ląstelių plazma žmogaus kūne

Šie du kambariai daugiausia sudaryti iš vandens ir įvairių priedų. Svarbus skirtumas tarp karioplazmos ir citoplazmos yra skirtingos elektrolitų, pvz., Cl- (chlorido) ir Na + (natrio), koncentracijos. Ši ypatinga karioplazmos aplinka atspindi optimalią aplinką replikacijos ir transkripcijos procesams. Chromatinas, kuriame yra genetinė medžiaga, ir branduolys taip pat saugomi karioplazmoje.

Branduolio dydis

Eukariotų ląstelių branduoliai paprastai būna suapvalintos formos ir 5–16 µm skersmens. Aiškiai matomą branduolį galima aiškiai pamatyti šviesos mikroskopu, jo skersmuo yra 2–6 μm. Apskritai, ląstelės branduolio išvaizda ir dydis labai priklauso nuo ląstelės tipo ir rūšies.

Dviguba ląstelės branduolio membrana

Ląstelės branduolys nuo citoplazmos yra atskirtas dviguba membrana. Ši dviguba membrana vadinama branduoliniu apvalkalu ir susideda iš vidinės ir išorinės branduolinės membranos, tarp kurių yra branduolio branduolys. Abi membranos yra sujungtos viena su kita poromis ir taip sudaro fiziologinį vienetą (žr. Kitą skyrių).

Paprastai dvigubos membranos visada susideda iš lipidų dvisluoksnio, į kurį įterpiami įvairūs baltymai.Šie baltymai gali būti modifikuoti įvairiais cukraus likučiais ir įgalina specifines biologines branduolinės membranos funkcijas.

Kaip ir visos dvigubos membranos, branduolinis apvalkalas turi ir vandenį mylinčią (hidrofilinis), taip pat vandens vengiančio (hidrofobiškas) Dalis, todėl tirpsta riebaluose ir vandenyje (amfifilinis). Vandeniniuose tirpaluose dvigubos membranos poliniai lipidai sudaro agregatus ir yra išdėstyti taip, kad hidrofilinė dalis būtų nukreipta į vandenį, o hidrofobinės dvigubo sluoksnio dalys yra sujungtos viena su kita. Ši ypatinga struktūra sukuria sąlygas selektyviam dvigubos membranos pralaidumui, o tai reiškia, kad ląstelių membranos yra pralaidžios tik tam tikroms medžiagoms.

Be reguliuojamo keitimosi medžiagomis, branduolinis paketas taip pat yra skirtas (Skirstymas į segmentus) ląstelės branduolio ir sudaro fiziologinį barjerą, kad tik tam tikros medžiagos galėtų patekti į ląstelės branduolį ir iš jo išeiti.

Skaitykite daugiau šia tema: Ląstelės membrana

Kam reikalingos branduolinės poros?

Poros membranoje yra sudėtingi kanalai, kurių skersmuo nuo 60 iki 100 nm, sudaro fiziologinį barjerą tarp branduolio ir citoplazmos. Jie reikalingi tam tikroms molekulėms pernešti į arba iš ląstelės branduolio.

Šios molekulės apima, pavyzdžiui, mRNR, kuri turi didelę reikšmę replikacijai ir vėlesniam vertimui. DNR pirmiausia nukopijuojama ląstelės branduolyje, kad būtų sukurta mRNR. Ši genetinės medžiagos kopija palieka ląstelės branduolį per branduolio poras ir pasiekia ribosomas, kur vyksta vertimas.

Ląstelės branduolio funkcijos

Ląstelės branduolyje vyksta du elementarūs biologiniai procesai: viena vertus, DNR replikacija ir, kita vertus, transkripcija, t.y., DNR transkripcija į RNR.

Ląstelių dalijimosi metu (mitozė) DNR padvigubėja (replikacija). Tik padvigubinus visą genetinę informaciją, ląstelės gali pasidalyti ir tokiu būdu sudaryti augimo bei ląstelių atsinaujinimo pagrindą.

Transkripcijos metu viena iš dviejų DNR grandžių naudojama kaip šablonas ir paverčiama komplementuojančia RNR seka. Transkripcijos veiksniai lemia tai, kurie genai yra perrašomi. Gauta RNR modifikuojama dar keliais etapais. Stabilus galutinis produktas, kurį galima eksportuoti į citoplazmą ir galiausiai paversti baltymų statybiniais blokais, vadinamas messenger RNR (mRNR).

Sužinokite daugiau apie tai: Ląstelės branduolio užduotys

Kas nutinka, kai ląstelės branduolys dalijasi?

Ląstelės branduolio dalijimasis suprantamas kaip ląstelės branduolio dalijimasis, kuris gali vykti dviem skirtingais būdais. Dvi rūšys, mitozė ir mejozė, skiriasi savo procesu ir funkcija. Atsižvelgiant į įvykusį branduolio dalijimąsi, gaunamos skirtingos dukterinės ląstelės.

Pasibaigus mitozei, turite dvi dukterines ląsteles, tapačias motinos ląstelėms, turinčias diploidinį chromosomų rinkinį. Šio tipo ląstelių branduolių dalijimasis vyrauja žmogaus organizme. Jų funkcija yra atsinaujinti visos ląstelės, tokios kaip odos ląstelės ar gleivinės ląstelės. Mitozė vyksta keliomis fazėmis, tačiau yra tik vienas tikras chromosomų pasidalijimas.

Priešingai, mejozė susideda iš dviejų pagrindinių skyrių. Užbaigtos mejozės rezultatas yra keturios ląstelės, kuriose yra haploidinis chromosomų rinkinys. Šios lytinės ląstelės yra būtinos lytiniam dauginimuisi, todėl randamos tik lytiniuose organuose.

Moterims kiaušidės yra kiaušidėse nuo gimimo. Vyriškuose organizmuose sperma gaminasi sėklidėse ir yra paruošta tręšimui.
Jei jus labiau domina ši tema, tada skaitykite kitą mūsų straipsnį žemiau: Mejozė - paprasčiausiai paaiškinta!

Kai apvaisinimo metu sulieja kiaušinio ląstelė ir sperma, du haploidiniai chromosomų rinkiniai sudaro ląstelę su vienu diploidų rinkiniu.

Skaitykite daugiau šia tema: Ląstelės branduolio dalijimasis

Kas yra ląstelės branduolio perkėlimas?

Branduolio perkėlimas (sinonimas: branduolio transplantacija) yra branduolio įvedimas į kiaušialąstelę be branduolio. Tai buvo dirbtinai pagaminta iš anksto, pavyzdžiui, naudojant UV spinduliuotę. Tuomet kiaušialąstelę, kurioje yra branduolys, galima įterpti į lytiškai subrendusį asmenį ir nešti iki galo. Tokiu būdu anksčiau nuklevuota ląstelė gauna genetinę informaciją ir dėl to pasikeičia.

Ši procedūra atspindi nelytinio apvaisinimo tipą ir pirmą kartą buvo panaudota 1968 m. Yra terapinių metodų, kuriais siekiama iš kamieninių ląstelių gaminti specifinius audinius, kurie gali būti naudojami transplantacijai. Be to, klonavimui gali būti naudojamas somatinių ląstelių branduolio perdavimas. Tačiau dėl etinių priežasčių tai leidžiama tik gyvūnams, nors čia taip pat ginčijamasi, nes daugelis gyvūnų miršta šio proceso metu arba gimsta sergantys. Garsiausias pavyzdys yra klonuota avis Dolly. Ši klonuota avis buvo genetiškai tapati savo motinai.

Nervinės ląstelės branduolys

Nervų ląstelės (neuronai) yra galutinai diferencijuotos ląstelės. Priešingai nei kitos ląstelės, jos nebegali dalintis. Tačiau neuronai turi galimybę atsinaujinti ir specifinis užduočių kartojimas („smegenų treniruotės“) padidina smegenų plastiškumą.

Ląstelės branduolys sėdi nervinės ląstelės kūne (soma). Branduoliniame apvalkale yra mielinas - medžiaga, kuri konkrečiai atsiranda nervų sistemoje ir turi tik mažesnį baltymų kiekį nei kitos dvigubos membranos.

Informacijos priėmimas ir perdavimas elektrinių impulsų (veikimo potencialų) pavidalu yra svarbiausia neuronų užduotis. Neurotransmiteriai yra cheminiai pasiuntiniai, leidžiantys nervų ląstelėms susisiekti tarpusavyje. Būdamas neurono valdymo centru, ląstelės branduolys pirmiausia reguliuoja įvairių pasiuntinių medžiagų gamybą ir atitinkamų receptorių ekspresiją.

Pririšant neurotransmiterį prie atitinkamo receptoriaus, atitinkamas poveikis perduodamas nervinei ląstelei. Labai svarbu, kad nebūtų konkretaus siųstuvo poveikio, o tik specifinis receptoriaus poveikis. Tai reiškia, kad pasiuntinės medžiagos poveikis priklauso nuo receptoriaus.