Карактеристике ћелијских језгра, функције, структура и састав



Тхе ћелијско језгро то је основни део еукариотских ћелија. То је највидљивија структура овог типа ћелије и има генетски материјал. Она усмерава све ћелијске процесе: садржи све инструкције кодиране у ДНК да би се извршиле неопходне реакције. Укључен је у процесе дељења ћелија.

Све еукариотске ћелије имају нуклеус, са изузетком неких специфичних примера као што су зреле црвене крвне ћелије (еритроцити) код сисара и ћелије флоема у биљкама. Исто тако, постоје ћелије са више од једног језгра, као што су неке мишићне ћелије, хепатоцити и неурони.

Нуклеус је 1802. године открио Франз Бауер; Међутим, 1830. године научник Роберт Браун је такође посматрао ову структуру и постао популаран као главни проналазач. Због своје велике величине, може се јасно уочити под микроскопом. Поред тога, то је једноставна структура за бојење.

Језгро није хомогена и статична сферна целина са дисперзованом ДНК. То је сложена и замршена структура са различитим компонентама и деловима у њој. Поред тога, она је динамична и стално се мења током целог циклуса.

Индек

  • 1 Карактеристике
  • 2 Функције
    • 2.1 Регулација гена
    • 2.2 Сечење и спајање
  • 3 Структура и састав
    • 3.1 Нуклеарна омотница
    • 3.2 Комплекс нуклеарних пора
    • 3.3 Хроматин
    • 3.4 Нуклеолус
    • 3.5 корпус Цајала
    • 3.6 ПМЛ тијела
  • 4 Референце

Феатурес

Језгро је главна структура која омогућава диференцијацију између еукариотских и прокариотских ћелија. То је највећи ћелијски одељак. Генерално, нуклеус је близу центра ћелије, али постоје изузеци, као што су плазма ћелије и епителне ћелије..

То је органела у облику кугле пречника око 5 μм у просеку, али може достићи 12 μм, у зависности од типа ћелије. Могу заузети око 10% укупног волумена ћелија.

Има нуклеарну овојницу коју формирају две мембране које га раздвајају од цитоплазме. Генетски материјал је организован заједно са протеинима унутра.

Упркос чињеници да унутар језгра нема других мембранских подкомпоненти, ако се може разликовати низ компоненти или региона унутар структуре које имају специфичне функције..

Функције

Нуклеусу се приписује изузетан број функција, јер садржи збир свих генетичких информација о ћелији (искључујући митохондријску ДНК и хлоропластну ДНК) и усмјерава процесе станичне диобе. Укратко, главне функције језгра су следеће:

Регулација гена

Постојање липидне баријере између генетског материјала и остатка цитоплазматских компоненти помаже да се смањи интерференција других компоненти у функционисању ДНК. Ово представља еволуцијску иновацију од велике важности за групе еукариота.

Сечење и спајање

Процес спајања курирске РНК настаје у језгру, прије него се молекул помакне у цитоплазму.

Циљ овог процеса је елиминација интрона ("комада" генетског материјала који не кодирају и који прекидају ексоне, подручја која кодирају) РНК. Након тога РНК напушта нуклеус, где се преводи у протеине.

Постоје и друге специфичније функције сваке језгрене структуре о којима ће касније бити ријечи.

Структура и састав

Језгро се састоји од три дефинисана дела: нуклеарне овојнице, хроматина и језгра. Затим ћемо детаљно описати сваку структуру:

Нуклеарна омотница

Нуклеарна овојница је састављена од мембрана липидне природе и раздваја језгро од осталих ћелијских компоненти. Ова мембрана је двострука и између њих је мали простор назван перинуклеарни простор.

Систем унутрашње и спољашње мембране формира континуирану структуру са ендоплазматским ретикулумом

Овај мембрански систем прекида серија пора. Ови нуклеарни канали омогућавају размену материјала са цитоплазмом, јер нуклеус није потпуно изолован од осталих компоненти.

Комплекс нуклеарних пора

Кроз ове поре, размена супстанци се одвија на два начина: пасивно, без потребе за трошењем енергије; или активни, са утрошком енергије. Пасивни могу ући и изаћи из малих молекула као што су вода или соли, мање од 9 нм или 30-40 кДа.

Ово се дешава за разлику од молекула високе молекуларне тежине, који захтевају да се АТП (енергија-аденозин трифосфат) креће кроз ове преграде. Велики молекули укључују комаде РНК (рибонуклеинске киселине) или друге биомолекуле протеинске природе.

Поре нису само рупе кроз које пролазе молекули. Протеини важне величине су структуре које могу да садрже 100 или 200 протеина и називају се "комплекс нуклеарних пора". Структурно гледано, веома сличи кошаркашком кошу. Ови протеини се називају нуклеопорини.

Овај комплекс је пронађен у великом броју организама: од квасаца до људи. Поред функције преноса ћелија, она је такође укључена у регулацију експресије гена. Оне су неопходна структура за еукариоте.

У погледу величине и броја, комплекс може носити величину од 125 МДа код кичмењака, а језгро ове животињске групе може садржати око 2000 пора. Ове карактеристике варирају у складу са проучаваним таксоном.

Цхроматин

Хроматин се налази у језгру, али га не можемо сматрати преградом језгра. То име добија због одличне способности да обоји и посматра се под микроскопом.

ДНК је екстремно дуги линеарни молекул код еукариота. Његово збијање је кључни процес. Генетски материјал је повезан са низом протеина званих хистони, који имају висок афинитет за ДНК. Постоје и други типови протеина који могу да интерагују са ДНК и нису хистони.

У хистонима, ДНК се намотава и формира хромозоме. То су динамичке структуре и не налазе се стално у њиховом типичном облику (Ксс и Ис које смо навикли да посматрамо у илустрацијама књига). Овај аранжман се појављује само током процеса дељења ћелија.

У осталим фазама (када ћелија није у процесу поделе), појединачни хромозоми се не могу разликовати. Ова чињеница не указује на то да су хромозоми хомогено или неуређено распршени нуклеусом.

На интерфејсу, хромозоми су организовани у специфичне домене. У ћелијама сисара, сваки хромозом заузима одређену "територију".

Врсте хроматина

Разликују се два типа хроматина: хетерохроматин и еухроматин. Први је високо кондензован и лоциран на периферији језгра, тако да механизам транскрипције нема приступ тим генима. Еукроматин је организован лабаво.

Хетерокроматин је подељен на два типа: конститутивни хетерохроматин, који никада није експримиран; и факултативни хетерохроматин, који није транскрибован у неким ћелијама иу другима.

Најпознатији пример хетерохроматина као регулатора експресије гена је кондензација и инактивација хромозома Кс. Код сисара женке имају КСКС полних хромозома, док су мушкарци КСИ.

Из разлога дозирања гена, женке не могу имати двоструко више гена у Кс него мушкарци. Да би се избегао овај конфликт, Кс хромозом је инактивиран (постаје хетерохроматин) насумично у свакој ћелији.

Нуцлеолус

Нуклеолус је веома релевантна унутрашња језгра. То није простор који је ограничен мембранским структурама, то је тамнија област језгра са специфичним функцијама.

У овој области, гени који кодирају за рибосомалну РНК, транскрибовани са РНА полимеразом И, су груписани.У људској ДНК, ови гени се налазе у сателитима следећих хромозома: 13, 14, 15, 21 и 22. нуклеоларним организаторима.

С друге стране, нуклеолус је подељен у три дискретна региона: фибриларне центре, фибриларне компоненте и грануларне компоненте.

Недавне студије су прикупиле све више доказа о могућим додатним функцијама нуклеолуса, не само ограничених на синтезу и монтажу рибозомалне РНК..

Тренутно се верује да нуклеолус може бити укључен у монтажу и синтезу различитих протеина. Постконскрипционе модификације су такође доказане у овој нуклеарној зони.

Нуклеолус је такође укључен у регулаторне функције. Једна студија је показала како је то повезано са туморским супресорским протеинима.

Цорпс оф Цајал

Тела Цајала (такође се зову цоилед бодиес) су именовани у част његовог проналазача, Сантиага Рамона и Цајала. Овај истраживач је уочио ове ћелије у неуронима 1903. године.

То су мале структуре у сферним облицима и има 1 до 5 копија по језгру. Ова тела су веома комплексна са прилично великим бројем компоненти, међу овим транскрипционим факторима и машинама које се односе на спајање.

Ове сферне структуре нађене су у различитим деловима језгра, јер су покретне структуре. Обично се налазе у нуклеоплазми, иако су станице рака пронађене у нуклеолусу.

У језгру постоје два типа тела кутија, класификованих по величини: велика и мала.

ПМЛ тијела

ПМЛ тела (за акроним на енглеском језику), промиелоцитиц леукемиа) су мале субнуклеарне сферне зоне са клиничким значајем, јер су повезане са вирусним инфекцијама и онкогенезом.

У литератури су познати по разним именима, као што су нуклеарна домена 10, Кремер тела и онкогени ПМЛ домени..

Језгро поседује 10 до 30 ових домена и има пречник од 0,2 до 1,0 μм. Његове функције укључују регулацију гена и синтезу РНК.

Референце

  1. Адам, С.А. (2001). Комплекс нуклеарних пора. Биологија генома, 2(9), ревиевс0007.1-ревиевс0007.6.
  2. Аудесирк, Т., Аудесирк, Г., & Биерс, Б.Е. (2003). Биологија: живот на земљи. Пеарсон едуцатион.
  3. Боисверт, Ф.М., Хендзел, М.Ј., & Базетт-Јонес, Д.П. (2000). Нуклеарна тела промијелоцитне леукемије (ПМЛ) су протеинске структуре које не акумулирају РНК. Часопис биологије ћелија, 148(2), 283-292.
  4. Бусцх, Х. (2012). Нуклеус ћелије. Елсевиер.
  5. Цоопер, Г. М., & Хаусман, Р. Е. (2000). Ћелија: молекуларни приступ. Сандерленд, МА: Синауер сарадници.
  6. Цуртис, Х., & Сцхнек, А. (2008). Цуртис. Биологи. Ед Панамерицана Медицал.
  7. Дундр, М., & Мистели, Т. (2001). Функционална архитектура у ћелијском језгру. Биоцхемицал Јоурнал, 356(2), 297-310.
  8. Еинард, А.Р., Валентицх, М.А., & Ровасио, Р.А. (2008). Хистологија и ембриологија људског бића: ћелијске и молекуларне базе. Ед Панамерицана Медицал.
  9. Хетзер, М.В. (2010). Нуклеарна омотница. Цолд Спринг Харбор перспективе у биологији, 2(3), а000539.
  10. Кабацхински, Г., & Сцхвартз, Т. У. (2015). Структура и функција нуклеарних пора на први поглед. Јоурнал оф Целл Сциенце, 128(3), 423-429.
  11. Монтанер, А.Т. (2002). Помоћно тело Цајала. Рев Есп Патол, 35, (4), 529-532.
  12. Невпорт, Ј.В., & Форбес, Д.Ј. (1987). Језгро: структура, функција и динамика. Годишњи преглед биохемије, 56(1), 535-565.