Ядрото

Въведение

Клетъчното ядро ​​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 хранилище на генетична информация, клетъчното ядро ​​е от централно 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, които протичат 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, удвояване (копиране) на ДНК и синтеза на рибонуклеинови киселини (РНК) чрез преписване на ДНК (транскрипция), както и модификацията на тази РНК (обработка) към 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: Клетъчното дишане при хората

Илюстрация на клетъчно ядро

1. Клетъчно ядро ​​-
   ядро
2. Външна ядрена мембрана
   (Ядрен плик)
   Nucleolemma
3. Вътрешна ядрена мембрана
4. Ядрени корпускули
   ядърце
5. Ядрена плазма
   нуклеоплазма
6. ДНК нишка
7. Ядрена пора
8. Хромозомите
9. клетка
   Celulla
   А - ядро
   В - клетка

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

Какво е ядреното вещество?

Ядреното вещество е генетичната информация, кодирана в ядрото. Това е известно също 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 на 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 познати като хроматин. Ако този хроматин се компресира допълнително, хромозомите в крайна сметка се образуват, които се виждат под микроскопа в метафазата на митозата. Следователно пръчковидните корпускули са носители на генетичната информация и участват в разделянето на ядрото. Нормалната клетка на човешкото тяло има 46 хромозоми, които са подредени по двойки (двоен или диплоиден хромозомен набор). 23 хромозоми идват от майката и 23 хромозоми от бащата.

Научете повече за ДНК

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

Прочетете повече по темата Рибозомите

Какво е кариоплазма?

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

Прочетете също: Клетъчна плазма в човешкото тяло

Тези две стаи се състоят предимно от вода и различни добавки. Важна разлика между кариоплазма и цитоплазма 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.Хроматин, който съдържа генетичния материал и нуклеолът също се съхраняват в кариоплазмата.

Размер на нуклеуса

Еукариотичните клетъчни ядра обикновено имат закръглена форма и диаметър 5-16 цт. Забележимият нуклеол може ясно да се види в светлинния микроскоп и има диаметър 2–6 µm. По принцип външният вид и размерът на клетъчното ядро ​​силно зависят от типа и вида на клетката.

Двойната мембрана на клетъчното ядро

Клетъчното ядро ​​се отделя от цитоплазмата с двойна мембрана. Тази двойна мембрана се нарича ядрена обвивка и се състои от вътрешна и външна ядрена мембрана, като между нея има перинуклеарното пространство. 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 дават възможност за специфичните биологични функции на ядрената мембрана.

Както всички двойни мембрани, ядрената обвивка има едновременно водолюбиви (хидрофилен) както и избягване на вода (хидрофобен) Порция и следователно е разтворима в мазнини и във вода (амфифилната). Във водни разтвори полярните липиди на двойната мембрана образуват агрегати и са подредени 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 условия за селективна 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 разграничаване (раздробяване) на клетъчното ядро ​​и образува физиологична бариера, така че само определени вещества могат да влизат и излизат от клетъчното ядро.

Прочетете повече по темата: Клетъчната мембрана

За какво са 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 транспортирането на определени молекули до или от клетъчното ядро.

Тези молекули включват, например, иРНК, което е от голямо значение за репликацията и последващата транслация. ДНК първо се копира в клетъчното ядро, така че тРНК се създава. Това копие на генетичния материал напуска клетъчното ядро ​​през ядрена пора и достига до рибозомите, където се извършва 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 се удвои цялата генетична информация, клетката може да се дели и по този начин да се основава за растежа и обновяването на клетките.

По време на транскрипцията, една от двете нишки на ДНК се използва като шаблон и се превръща в допълваща РНК последователност. Различни фактори на транскрипция определят кои гени се преписват. Получената РНК е модифицирана в много други стъпки. Стабилният краен продукт, който може да бъде експортиран в цитоплазмата и в крайна сметка да се трансформира в протеинови градивни елементи, се нарича месинджна РНК (mRNA).

Научете повече за това: Задачи на клетъчното ядро

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

Разделянето на клетъчното ядро ​​е разбиването на клетъчно ядро, което може да се извърши по два различни начина. Двата типа, митоза и мейоза, се различават по своя процес, а също и по своята функция. В зависимост от вида на деленето на ядрото, което се е състояло, се получават различни дъщерни клетки.

След приключване на митозата имате две дъщерни клетки, които са идентични с майчината клетка и които също имат диплоиден набор от хромозоми. Този вид деление на клетъчното ядро ​​преобладава в човешкия организъм. Тяхната функция е обновяването на всички клетки, като тези на клетките на кожата или тези на клетките на лигавицата. Митозата протича в няколко фази, но има само едно реално разделение на хромозомите.

За разлика от това мейозата се състои от общо две основни отделения. Резултатът от завършена мейоза са четири клетки, които съдържат хаплоиден набор от хромозоми. Тези зародишни клетки са необходими за сексуално възпроизвеждане и затова се намират само в половите органи.

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

Когато яйцеклетката и спермата се сливат по време на оплождането, два хаплоидни набора от хромозоми образуват клетка с един набор от диплоиди.

Прочетете повече по темата: Клетъчно делене на ядро

Какво е пренос на клетъчно ядро?

Ядрен трансфер (синоним: трансплантация на ядро) е въвеждането на ядро ​​в яйцеклетка без ядро. Това е изкуствено произведено предварително, например с помощта на UV лъчение. Вече нуклеираната яйцеклетка може след това да бъде вкарана в полово зрял индивид и пренесена до термин. По този начин бившата ядрена клетка получава генетична информация и в резултат на това се променя.

Тази процедура представлява вид асексуално оплождане и е използвана за първи път през 1968 г. Има терапевтични подходи, които имат за цел да произвеждат специфични тъкани от стволови клетки, които могат да бъдат използвани за трансплантации. В допълнение, соматичните клетъчни ядрени трансфери могат да бъдат използвани за клониране. По етични причини обаче това е разрешено само за животни, въпреки че и тук е спорно, тъй като много животни умират по време на този процес или се раждат болни. Най-известният пример е клонираната овца Доли. Тази клонирана овца била генетично идентична с майчиното си животно.

Ядрото на нервна клетка

Нервните клетки (неврони) са крайно диференцирани клетки. За разлика от другите клетки, те вече не могат да се делят. Въпреки това, невроните имат способността да регенерират и специфичното повторение на задачите („тренировка на мозъка“) увеличава пластичността на мозъка.

Клетъчното ядро ​​седи в клетъчното тяло (сома) на нервната клетка. Ядрената обвивка съдържа миелин, вещество, което се среща конкретно в нервната система и има само по-ниско съдържание 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 ​​регулира предимно производството на различни пратеници и експресията на съответните рецептори.

Чрез свързване на невротрансмитер с подходящия рецептор, съответният ефект се прехвърля върху нервната клетка. Важно е да няма специфични за предавателя ефекти, а само специфични за рецептора ефекти. Това означава, че ефектът на пратеното вещество зависи от рецептора.