Ядро

вступ

Ядро або ядро ​​- це найбільша органела в клітині і знаходиться в цитоплазмі еукаріотичних клітин. Ядро округлої клітини, обмежене подвійною мембраною (ядерною оболонкою), містить генетичну інформацію, упаковану в хроматин, дезоксирибонуклеїнову кислоту (ДНК). Як сховище генетичної інформації, клітинне ядро ​​має центральне значення для спадковості.

Функція клітинного ядра

Усі клітини людини, крім еритроцитів, мають ядро, в якому ДНК знаходиться у формі хромосом. Клітинне ядро ​​регулює та контролює всі процеси, що відбуваються в клітині. Наприклад, інструкції щодо синтезу білків, передачі генетичної інформації, поділу клітин та різних обмінних процесів.

Окрім зберігання генетичної інформації, подвоєння (Реплікація) ДНК та синтез рибонуклеїнових кислот (РНК) шляхом транскрипції ДНК (транскрипція), а також модифікація цієї РНК (переробка) до найважливіших функцій клітинного ядра.

Окрім ДНК в клітинному ядрі, у людей також є мітохондріальна ДНК в мітохондріях, реплікація якої повністю не залежить від ядра. Тут зберігається інформація багатьох білків, необхідних для дихального ланцюга.

Дізнайтеся більше про цю тему: Клітинне дихання у людей

Ілюстрація ядра клітини

1. Ядро -
   Ядро
2. Зовнішня ядерна мембрана
   (Ядерна оболонка)
   Нуклеолема
3. Внутрішня ядерна мембрана
4. Ядерні тільця
   Ядерце
5. Ядерна плазма
   Нуклеоплазма
6. ДНК-нитка
7. Ядерна пора
8. Хромосоми
9. клітинку
   Целюла
   А - ядро
   В - клітина

Огляд усіх зображень від Dr-Gumpert можна знайти в розділі: медичні зображення

Що таке речовина ядра?

Ядерна речовина - це генетична інформація, кодована в ядрі. Це також відомо як ДНК (дезоксирибонуклеїнова кислота). Молекула ДНК або РНК, у свою чергу, складається з основних хімічних будівельних блоків, нуклеотидів, і складається з цукру (дезоксирибоза для ДНК або рибоза для РНК), кислого фосфатного залишку та основи. Основи називаються аденін, цитозин, гуанін або тимін (або урацил у випадку РНК). ДНК унікальна завдяки фіксованій послідовності чотирьох основ, яка відрізняється у кожної людини.

ДНК не у формі вільної ланцюга, а обгорнута навколо спеціальних білків (гістонів), які разом відомі як хроматин. Якщо цей хроматин додатково стискається, хромосоми в кінцевому підсумку утворюються, які видно під мікроскопом метафаза мітозу. Таким чином, паличкоподібні тільця є носіями генетичної інформації і беруть участь у поділі ядра. Нормальна клітина людського тіла має 46 хромосом, розташованих попарно (подвійний або диплоїдний набір хромосом). 23 хромосоми походять від матері, а 23 - від батька.

Дізнайтеся більше про ДНК

Крім того, ядро ​​містить ядерце, що особливо помітно як ущільнена зона. Складається з рибосомної РНК (рРНК).

Докладніше про цю тему Рибосоми

Що таке каріоплазма?

Каріоплазма також відома як ядерна плазма або нуклеоплазма. Він описує структури, що лежать в ядерній мембрані. На відміну від них, існує також цитоплазма, яка обмежена зовнішньою клітинною мембраною (плазмалеммою).

Ви також можете прочитати про це: Клітинна плазма в організмі людини

Ці дві кімнати складаються здебільшого з води та різних добавок. Важливою відмінністю між каріоплазмою та цитоплазмою є різні концентрації електролітів, таких як Cl- (хлорид) та Na + (натрій). Це особливе середовище в каріоплазмі являє собою оптимальне середовище для процесів реплікації та транскрипції.Хроматин, який містить генетичний матеріал, і ядерце також зберігаються в каріоплазмі.

Розмір ядра

Ядра клітин еукаріот зазвичай мають округлу форму і діаметр 5 - 16 мкм. Помітне ядерце добре видно в світловому мікроскопі і має діаметр 2 - 6 мкм. Загалом, зовнішній вигляд та розміри клітинного ядра сильно залежать від типу клітини та її виду.

Подвійна мембрана клітинного ядра

Клітинне ядро ​​відокремлене від цитоплазми подвійною мембраною. Ця подвійна мембрана називається ядерною оболонкою і складається з внутрішньої та зовнішньої ядерної мембрани, між ядрами якої є перинуклеарний простір. Обидві мембрани пов'язані між собою порами і, таким чином, утворюють фізіологічну одиницю (див. Наступний розділ).

Загалом, подвійні мембрани завжди складаються з ліпідного бішару, в який вбудовані різні білки. Ці білки можуть бути модифіковані різними залишками цукру і забезпечувати специфічні біологічні функції ядерної мембрани.

Як і всі подвійні мембрани, ядерна оболонка має як водолюб (гідрофільний), а також уникнення води (гідрофобний) Частина і, отже, розчиняється у жирі та воді (амфіфільні). У водних розчинах полярні ліпіди подвійної мембрани утворюють агрегати і розташовані таким чином, що гідрофільна частина звернена до води, тоді як гідрофобні частини подвійного шару прикріплені одна до одної.Ця особлива структура створює передумови для селективної проникності подвійної мембрани, а це означає, що клітинні мембрани проникні лише для певних речовин.

На додаток до регульованого обміну речовин, ядерна оболонка також служить для розмежування (Компартменталізація) клітинного ядра і утворює фізіологічний бар’єр, завдяки чому лише деякі речовини можуть потрапляти в клітинне ядро ​​та виходити з нього.

Детальніше про тему: Клітинна мембрана

Для чого потрібні ядерні пори?

Пори в мембрані - це складні канали діаметром від 60 до 100 нм, які утворюють фізіологічний бар’єр між ядром і цитоплазмою. Вони потрібні для транспорту певних молекул до або з клітинного ядра.

Ці молекули включають, наприклад, мРНК, яка відіграє важливу роль у реплікації та подальшій трансляції. ДНК спочатку копіюється в ядрі клітини, щоб створити мРНК. Ця копія генетичного матеріалу залишає ядро ​​клітини через ядерну пору і надходить до рибосом, де відбувається трансляція.

Функції клітинного ядра

У ядрі клітини відбуваються два елементарні біологічні процеси: з одного боку, реплікація ДНК і, з іншого боку, транскрипція, тобто транскрипція ДНК в РНК.

Під час поділу клітин (мітоз) ДНК подвоюється (реплікація). Тільки після того, як вся генетична інформація подвоїться, клітина може ділитися і тим самим складати основу для росту та оновлення клітин.

Під час транскрипції одна з двох ланцюгів ДНК використовується як шаблон і перетворюється в комплементарну послідовність РНК. Різноманітні фактори транскрипції визначають, які гени транскрибуються. Отримана РНК модифікується на багатьох подальших етапах. Стабільний кінцевий продукт, який можна експортувати в цитоплазму і в кінцевому підсумку перетворити на білкові будівельні блоки, називається РНК-передавач (мРНК).

Дізнайтеся більше про це: Функції клітинного ядра

Що відбувається при поділі клітинного ядра?

Під поділом ядра клітини розуміють поділ ядра клітини, який може відбуватися двома різними способами. Два типи, мітоз та мейоз, відрізняються за своїм процесом, а також за своєю функцією. Залежно від типу поділу ядра клітини отримують різні дочірні клітини.

Після закінчення мітозу у вас з’являються дві дочірні клітини, ідентичні материнській клітині, які також мають диплоїдний набір хромосом. Цей тип поділу ядер клітин переважає в організмі людини. Їх функція полягає в оновленні всіх клітин, таких як клітини шкіри або клітин слизової оболонки. Мітоз відбувається у кілька фаз, але існує лише один реальний поділ хромосом.

На відміну від цього, мейоз складається в цілому з двох основних відділів. Результатом завершеного мейозу є чотири клітини, які містять гаплоїдний набір хромосом. Ці статеві клітини необхідні для статевого розмноження, тому їх можна знайти лише в статевих органах.

У жінок саме яйцеклітини присутні в яєчниках з народження. У чоловічих організмах сперма виробляється в яєчках і готова до запліднення.
Якщо ця тема вас більше цікавить, прочитайте наступну нашу статтю нижче: Мейоз - просто пояснили!

Коли яйцеклітина та сперма зливаються під час запліднення, клітина з одним диплоїдним набором хромосом створюється з двох гаплоїдних наборів хромосом.

Детальніше про тему: Поділ ядра клітини

Що таке перенесення ядра клітини?

Перенесення ядра (синонім: трансплантація ядра) - це введення ядра в яйцеклітину без ядра. Це штучно виготовляли заздалегідь, наприклад, використовуючи УФ-випромінювання. Потім ядерна клітина, яка зараз є, може бути вставлена ​​у статевозрілу особину та перенесена на термін. Таким чином, раніше ядерна клітина отримує генетичну інформацію та в результаті змінюється.

Ця процедура являє собою тип безстатевого запліднення і вперше була застосована в 1968 році. Існують терапевтичні підходи, спрямовані на отримання специфічних тканин із стовбурових клітин, які можна використовувати для трансплантації. Крім того, для клонування можна використовувати перенесення ядерних соматичних клітин. Однак з етичних міркувань це дозволено лише тваринам, хоча тут це також суперечливо, оскільки багато тварин гине під час цього процесу або народжується хворими. Найвідоміший приклад - клонована вівця Доллі. Ця клонована вівця була генетично ідентичною своїй матері.

Ядро нервової клітини

Нервові клітини (нейрони) - це термінально диференційовані клітини. На відміну від інших клітин, вони вже не можуть ділитися. Однак нейрони мають здатність до регенерації, а специфічне повторення завдань («тренування мозку») підвищує пластичність мозку.

Клітинне ядро ​​сидить у клітинному тілі (сомі) нервової клітини. Ядерна оболонка містить мієлін, речовину, яка специфічно зустрічається в нервовій системі, і має лише меншу частку білка, ніж інші подвійні мембрани.

Прийом і передача інформації у вигляді електричних імпульсів (потенціалів дії) є найважливішим завданням нейронів. Нейромедіатори - це хімічні вісники, які дозволяють нервовим клітинам взаємодіяти між собою. Як центр управління нейроном, клітинне ядро ​​в першу чергу регулює вироблення різних речовин, що передають речовини, та експресію відповідних рецепторів.

Зв’язуючи нейромедіатор з відповідним рецептором, відповідний ефект передається нервовій клітині. Дуже важливо, щоб не існувало ефектів, характерних для передавача, а лише ефекти рецепторів. Це означає, що дія речовини, що передає повідомлення, залежить від рецептора.