Cellen er den elementære enheten av levende organismer på jorden og har en kompleks kjemisk organisering av strukturer k alt organeller. Disse inkluderer kjernen, strukturen og funksjonene som vi vil studere i denne artikkelen.
Funksjoner ved eukaryote kjerner
Kjerneceller inneholder ikke-membran avrundede organeller, tettere enn karyoplasma, og k alt nukleoler eller nukleoler. De ble oppdaget på 1800-tallet. Nå er nukleoler ganske fullstendig studert takket være elektronmikroskopi. Nesten frem til 50-tallet av 1900-tallet ble ikke funksjonene til nukleolene bestemt, og forskerne betraktet denne organellen snarere som et reservoar av reservestoffer brukt under mitose.
Moderne forskning har slått fast at organoidet inkluderer granuler av nukleoproteinkarakter. Dessuten har biokjemiske eksperimenter bekreftet at organellen inneholder en stor mengde proteiner. Det er de som bestemmer dens høye tetthet. I tillegg til proteiner inneholder kjernen RNA og en liten mengde DNA.
cellesyklus
Det er interessant at i livet til en celle, som består avhvileperiode (interfase) og deling (meiose - i sex, mitose - i somatiske celler), nukleolene er ikke permanent bevart. Så i interfasen er kjernen med nukleolus, hvis funksjoner er bevaring av genomet og dannelsen av proteinsyntetiserende organeller, nødvendigvis til stede. Ved begynnelsen av celledeling, nemlig i profase, forsvinner de og omdannes først ved slutten av telofasen, forblir i cellen til neste deling eller til apoptose - dens død.
Atomarrangør
På 30-tallet av forrige århundre fant forskere at dannelsen av nukleoler kontrolleres av visse deler av enkelte kromosomer. De inneholder gener som lagrer informasjon om strukturen og funksjonene til kjernen i cellen. Det er en sammenheng mellom antall nukleolære arrangører og selve organellene. For eksempel inneholder klofrosken i sin karyotype to kjernedannende kromosomer, og følgelig er det to nukleoler i kjernene til dens somatiske celler.
Siden funksjonene til nukleolen, så vel som dens tilstedeværelse, er nært knyttet til celledeling og dannelsen av ribosomer, er selve organellene fraværende i høyt spesialisert hjernevev, blod og også i blastomerene til en knusende zygote.
Nucleol Amplification
I det syntetiske stadiet av interfase, sammen med DNA-selvduplikasjon, er det en overdreven replikasjon av antall rRNA-gener. Siden hovedfunksjonene til nukleolen er produksjonen av ribosomer, øker antallet av disse organellene kraftig på grunn av oversyntesen av DNA-loki som bærer informasjon om RNA. Nukleoproteiner ikke assosiert medkromosomer begynner å fungere autonomt. Som et resultat dannes mange nukleoler i kjernen, og distanserer seg fra de nukleolusdannende kromosomene. Dette fenomenet kalles rRNA-genamplifikasjon. Fortsetter å studere funksjonene til nukleolus i cellen, merker vi at deres mest aktive syntese skjer i profasen av reduksjonsdeling av meiose, som et resultat av at første-ordens oocytter kan inneholde flere hundre nukleoler.
Den biologiske betydningen av dette fenomenet blir tydelig, gitt at i de tidlige stadiene av embryogenese: knusing og blastulering, er det nødvendig med et stort antall ribosomer for å syntetisere hovedbyggematerialet - protein. Amplifikasjon er en ganske vanlig prosess, den forekommer i oogenesen til planter, insekter, amfibier, gjærsopp og også hos noen protister.
Histokjemisk sammensetning av organellen
La oss fortsette studiet av eukaryote celler og deres strukturer, og vurdere kjernen, hvis struktur og funksjoner er sammenkoblet. Det er fastslått at den inneholder tre typer elementer:
- Nukleonema (filamentøse formasjoner). De er heterogene og inneholder fibriller og klumper. Som en del av både plante- og dyreceller, danner nukleonemer fibrillære sentre. Den cytokjemiske strukturen og funksjonene til nukleolen avhenger også av tilstedeværelsen av en matrise i den - et nettverk av støttende proteinmolekyler av tertiær struktur.
- Vakuoler (lyse områder).
- Kornet granulat (nukleoliner).
Fra et kjemisk analysesynspunkt er denne organellen nesten utelukkende sammensatt av RNA og protein, ogDNA er kun lokalisert i periferien, og danner en ringformet struktur - perinukleolært kromatin.
Så vi har slått fast at nukleolus består av fem formasjoner: fibrillære og granulære sentre, kromatin, proteinretikulum og en tett fibrillær komponent.
Typer nukleoler
Den biokjemiske strukturen til disse organellene avhenger av hvilken type celler de er tilstede i, så vel som av egenskapene til deres metabolisme. Det er 5 hovedstrukturelle typer nukleolus. Den første - retikulær, er den vanligste og er preget av en overflod av tett fibrillært materiale, klumper av nukleoproteiner og nukleon. Prosessen med å omskrive informasjon fra de nukleolære arrangørene er veldig aktiv, så fibrillærsentrene er dårlig synlige i mikroskopets synsfelt.
Siden hovedfunksjonene til nukleolen i cellen er syntesen av ribosomale underenheter, hvorfra proteinsyntetiserende organeller dannes, er den retikulære typen organisasjon iboende i både plante- og dyreceller. Den ringformede typen nukleoler finnes i bindevevsceller: lymfocytter og endoteliocytter, hvor rRNA-gener praktisk t alt ikke blir transkribert. Resterende nukleoler forekommer i celler som fullstendig har mistet evnen til å transkribere, for eksempel normoblaster og enterocytter.
Segregerte arter er iboende i celler som har opplevd rus med kreftfremkallende stoffer, antibiotika. Og til slutt er den kompakte typen av nukleolus preget av mange fibrillære sentre og en liten mengdenukleonem.
Protein nukleolær matrise
La oss fortsette studiet av den indre strukturen til strukturene til kjernen og bestemme hva som er funksjonene til kjernen i cellemetabolismen. Det er kjent at omtrent 60 % av den tørre massen til denne organellen står for av proteinene som utgjør kromatinet, ribosomale partiklene, og også av de nukleolære proteinene selv. La oss dvele ved dem mer detaljert. Noen av proteinene er involvert i prosessering - dannelsen av modent ribosom alt RNA. Disse inkluderer RNA-polymerase 1 og nuklease, som fjerner ekstra tripletter fra endene av rRNA-molekylet. Fibrillarinproteinet er lokalisert i den tette fibrillære komponenten og utfører i likhet med nukleasen prosessering. Et annet protein er nukleolin. Sammen med fibrillarin finnes det i PFC og FC i nukleolene og i nukleolarorganisatorene av kromosomene til mitoseprofasen.
Et polypeptid som nukleofosin er lokalisert i den granulære sonen og den tette fibrillære komponenten, det er involvert i dannelsen av ribosomer fra 40 S og 60 S underenheter.
Hva er funksjonen til nukleolen
Syntesen av ribosom alt RNA er hovedoppgaven som kjernen må utføre. På dette tidspunktet skjer transkripsjon på overflaten (nemlig i fibrillære sentre) med deltakelse av RNA-polymerase-enzymet. På denne nukleolære organisatoren syntetiseres hundrevis av pre-ribosomer, k alt ribonukleoproteinkuler. De danner ribosomale underenheter, som forlater karyoplasmaet gjennom kjerneporene og havner i cellens cytoplasma. Den lille 40S-underenheten binder seg til messenger-RNA og først da til demden store underenheten 40S er festet. Det dannes et modent ribosom som er i stand til å utføre translasjon - syntese av cellulære proteiner.
I denne artikkelen studerte vi strukturen og funksjonene til kjernen i plante- og dyreceller.
