Ядрото

Въведение

Ядрото или ядрото е най-голямата органела в клетката и се намира в цитоплазмата на еукариотните клетки. Закръгленото клетъчно ядро, ограничено от двойна мембрана (ядрена обвивка), съдържа генетичната информация, опакована в хроматин, дезоксирибонуклеиновата киселина (ДНК). Като запас от генетична информация, клетъчното ядро ​​е от основно значение за наследствеността.

Функция на клетъчното ядро

Всички човешки клетки с изключение на еритроцитите имат ядро, в което ДНК е под формата на хромозоми. Клетъчното ядро ​​регулира и контролира всички процеси, протичащи в клетката. Например инструкциите за синтеза на протеини, предаването на генетична информация, клетъчното делене и различни метаболитни процеси.

В допълнение към съхраняването на генетичната информация, удвояването (Репликация) на ДНК и синтеза на рибонуклеинови киселини (РНК) чрез транскрипция на ДНК (транскрипция), както и модификацията на тази РНК (обработка) до най-важните функции на клетъчното ядро.

В допълнение към ДНК в клетъчното ядро, хората имат и митохондриална ДНК в митохондриите, чиято репликация е напълно независима от ядрото. Тук се съхранява информацията за много протеини, необходими за дихателната верига.

Научете повече за тази тема: Клетъчно дишане при хората

Илюстрация на клетъчно ядро

1. Nucleus -
   Ядро
2. Външна ядрена мембрана
   (Ядрена обвивка)
   Нуклеолема
3. Вътрешна ядрена мембрана
4. Ядрени корпускули
   Нуклеол
5. Ядрена плазма
   Нуклеоплазма
6. ДНК нишка
7. Ядрена пора
8. Хромозоми
9. клетка
   Целула
   А - ядро
   В - клетка

Можете да намерите преглед на всички изображения от Dr-Gumpert в: медицински изображения

Какво е ядреното вещество?

Ядреното вещество е генетичната информация, кодирана в ядрото. Това е известно още като ДНК (дезоксирибонуклеинова киселина). Молекула на ДНК или РНК от своя страна се състои от основни химически градивни елементи, нуклеотидите, и се състои от захар (дезоксирибоза за ДНК или рибоза за РНК), киселинен фосфатен остатък и основа. Основите се наричат ​​аденин, цитозин, гуанин или тимин (или урацил в случая на РНК). ДНК е уникална поради фиксираната последователност от четирите основи, която се различава при всеки човек.

ДНК не е под формата на свободна верига, а е обвита около специални протеини (хистони), които са общо известни като хроматин. Ако този хроматин се компресира допълнително, хромозомите в крайна сметка се образуват, които се виждат под микроскопа в метафаза на митоза. По този начин пръчковидните корпускули са носители на генетичната информация и участват в деленето на ядрото. Нормалната човешка телесна клетка има 46 хромозоми, които са подредени по двойки (двоен или диплоиден набор от хромозоми). 23 хромозоми идват от майката и 23 хромозоми от бащата.

Научете повече за ДНК

Освен това ядрото съдържа ядрото, което е особено забележимо като уплътнена зона. Състои се от рибозомна РНК (rRNA).

Прочетете повече по темата Рибозоми

Какво представлява кариоплазмата?

Кариоплазмата е известна още като ядрена плазма или нуклеоплазма. Той описва структурите, които се намират в ядрената мембрана. За разлика от това съществува и цитоплазмата, която е ограничена от външната клетъчна мембрана (плазмалема).

Можете да прочетете и за това: Клетъчна плазма в човешкото тяло

Тези две стаи се състоят предимно от вода и различни добавки. Важна разлика между кариоплазмата и цитоплазмата са различните концентрации на електролити, като Cl- (хлорид) и Na + (натрий). Тази специална среда в кариоплазмата представлява оптималната среда за процесите на репликация и транскрипция.Хроматинът, който съдържа генетичния материал, и ядрото също се съхраняват в кариоплазмата.

Размер на ядрото

Ядрата на еукариотните клетки обикновено имат заоблена форма и диаметър 5 - 16 µm. Видното ядро ​​се вижда ясно в светлинния микроскоп и има диаметър 2 - 6 µm. Като цяло външният вид и размерът на клетъчното ядро ​​силно зависят от клетъчния тип и видове.

Двойната мембрана на клетъчното ядро

Клетъчното ядро ​​е отделено от цитоплазмата с двойна мембрана. Тази двойна мембрана се нарича ядрена обвивка и се състои от вътрешна и външна ядрена мембрана, като перинуклеарното пространство е между тях. И двете мембрани са свързани помежду си чрез пори и по този начин образуват физиологична единица (виж следващия раздел).

По принцип двойните мембрани винаги се състоят от липиден бислой, в който са вградени различни протеини. Тези протеини могат да бъдат модифицирани с различни остатъци от захар и да позволят специфичните биологични функции на ядрената мембрана.

Подобно на всички двойни мембрани, ядрената обвивка има както водолюбива (хидрофилен), както и избягване на вода (хидрофобни) Част и следователно е разтворим в мазнини и във вода (амфифилен). Във водните разтвори полярните липиди на двойната мембрана образуват агрегати и са разположени по такъв начин, че хидрофилната част да е обърната към водата, докато хидрофобните части на двойния слой са прикрепени една към друга.Тази специална структура създава предпоставката за селективната пропускливост на двойната мембрана, което означава, че клетъчните мембрани са пропускливи само за определени вещества.

В допълнение към регулирания обмен на вещества, ядрената обвивка служи и за ограничаване (Разделяне) на клетъчното ядро ​​и образува физиологична бариера, така че само определени вещества да могат да влизат и излизат от клетъчното ядро.

Прочетете повече по темата: Клетъчната мембрана

За какво са ви нужни ядрените пори?

Порите в мембраната са сложни канали с диаметър от 60 до 100 nm, които образуват физиологична бариера между ядрото и цитоплазмата. Те са необходими за транспорта на определени молекули до или от клетъчното ядро.

Тези молекули включват например иРНК, която играе основна роля в репликацията и последващия транслация. ДНК се копира първо в клетъчното ядро, така че да се създаде иРНК. Това копие на генетичния материал напуска клетъчното ядро ​​през ядрена пора и достига до рибозомите, където се осъществява транслацията.

Функции на клетъчното ядро

В клетъчното ядро ​​протичат два елементарни биологични процеса: от една страна, репликацията на ДНК и, от друга страна, транскрипцията, т.е. транскрипцията на ДНК в РНК.

По време на клетъчното делене (митоза) ДНК се удвоява (репликация). Едва след като цялата генетична информация е удвоена, клетката може да се раздели и по този начин да формира основата за растеж и обновяване на клетките.

По време на транскрипцията една от двете вериги на ДНК се използва като шаблон и се превръща в комплементарна РНК последователност. Разнообразие от транскрипционни фактори определят кои гени се транскрибират. Получената РНК се модифицира в много други стъпки. Стабилният краен продукт, който може да се експортира в цитоплазмата и в крайна сметка да се превърне в градивни протеинови блокове, се нарича пратеник РНК (тРНК).

Научете повече за това: Функции на клетъчното ядро

Какво се случва, когато клетъчното ядро ​​се раздели?

Разделянето на клетъчното ядро ​​се разбира като разделяне на клетъчно ядро, което може да се осъществи по два различни начина. Двата вида, митоза и мейоза, се различават по своя процес, а също и по своята функция. В зависимост от вида на делене на клетъчното ядро ​​се получават различни дъщерни клетки.

След като митозата приключи, имате две дъщерни клетки, които са идентични с майчините клетки и които също имат диплоиден набор от хромозоми. Този тип делене на клетъчно ядро ​​преобладава в човешкия организъм. Тяхната функция е обновяване на всички клетки, като тези на кожните клетки или тези на клетките на лигавицата. Митозата протича в няколко фази, но има само едно истинско разделение на хромозомите.

За разлика от това, мейозата се състои от общо два основни отдела. Резултатът от завършена мейоза са четири клетки, които съдържат хаплоиден набор от хромозоми. Тези зародишни клетки са необходими за сексуално размножаване и следователно могат да бъдат намерени само в гениталните органи.

При жените именно яйчните клетки присъстват в яйчниците от раждането. При мъжките организми сперматозоидите се произвеждат в тестисите и са готови за оплождане.
Ако допълнително се интересувате от тази тема, прочетете следващата ни статия по-долу: Мейоза - просто обяснено!

Когато яйцеклетката и спермата се сливат по време на оплождането, клетка с един диплоиден хромозомен набор се създава от два хаплоидни хромозомни комплекта.

Прочетете повече по темата: Деление на клетъчното ядро

Какво е трансфер на клетъчно ядро?

Трансфер на ядро ​​(синоним: трансплантация на ядро) е въвеждането на ядро ​​в яйцеклетка без ядро. Това е изкуствено произведено предварително, например с помощта на UV лъчение. След това ядрената клетка, която вече е с ядро, може да бъде вмъкната в полово зрял индивид и да бъде пренесена в срок. По този начин предишната ядрена клетка получава генетична информация и се променя в резултат на това.

Тази процедура представлява вид безполово оплождане и за първи път се използва през 1968 г. Има терапевтични подходи, които имат за цел да произведат специфични тъкани от стволови клетки, които могат да се използват за трансплантации. В допълнение, ядреният трансфер на соматични клетки може да се използва за клониране. По етични причини обаче това е разрешено само за животни, въпреки че тук също е противоречиво, тъй като много животни умират по време на този процес или се раждат болни. Най-известният пример е клонираната овца Доли. Тази клонирана овца е генетично идентична с майка си.

Ядрото на нервна клетка

Нервните клетки (неврони) са окончателно диференцирани клетки. За разлика от други клетки, те вече не могат да се делят. Невроните обаче имат способността да се регенерират и специфичното повторение на задачите („мозъчно обучение“) увеличава пластичността на мозъка.

Клетъчното ядро ​​седи в клетъчното тяло (сома) на нервната клетка. Ядрената обвивка съдържа миелин, вещество, което се среща специфично в нервната система и има само по-нисък дял на протеини от другите двойни мембрани.

Приемането и предаването на информация под формата на електрически импулси (потенциали за действие) е най-важната задача на невроните. Невротрансмитерите са химически пратеници, които позволяват на нервните клетки да комуникират помежду си. Като контролен център на неврона, клетъчното ядро ​​основно регулира производството на различните пратеници и експресията на съответните рецептори.

Чрез свързване на невротрансмитер с подходящия рецептор, съответният ефект се пренася върху нервната клетка. От решаващо значение е да няма специфични за предавателя ефекти, а само специфични за рецептора ефекти. Това означава, че ефектът на пратеника зависи от рецептора.