Funkcije celičnega jedra

Predstavitev

Jedro celice je največja organela evkariontskih celic in se nahaja v citoplazmi, ločena z dvojno membrano (jedrno ovojnico). Kot nosilec genskih informacij celično jedro vsebuje genetske informacije v obliki kromosomi (DNA veriga) in ima tako pomembno vlogo pri dednosti. Večina celic sesalcev ima samo eno jedro; ta je okrogla in ima premer od 5 do 16 mikrometrov. Nekatere vrste celic, kot so mišična vlakna ali specializirane celice v kosti, imajo lahko več jeder.

Funkcije celičnega jedra

Jedro celice je najpomembnejši organel celice in predstavlja 10 -15% prostornine celice. Celično jedro vsebuje večino genetskih informacij o celici. Pri ljudeh je poleg celičnega jedra tudi mitohondriji vsebujejo tudi DNA ("mitohondrijska DNA").

Vendar mitohondrijski genom kodira le nekaj beljakovin, ki so večinoma potrebne v dihalni verigi za proizvodnjo energije. Kot zaloga deoksiribonukleinske kisline (DNA) celično jedro velja za nadzorno središče celice in uravnava številne pomembne procese celičnega metabolizma. Jedro celice je bistvenega pomena za delovanje celice.

Celice brez celičnega jedra običajno ne morejo preživeti. Izjema pri tem je rdeča brez jedra kri celice (eritrocitov). Naloge celičnega jedra poleg regulativnih funkcij vključujejo shranjevanje, podvajanje in prenos DNK.

DNA se nahaja v celičnem jedru v obliki dolge, verigi podobne dvojne vijačnice in je kompaktno zapakirana v jedro beljakovin, histone, da nastanejo kromosomi. kromosomi je sestavljeno iz kromatin, ki se med delitvijo celic zgosti le v mikroskopsko vidne kromosome. Vsaka človeška celica vsebuje 23 kromosomov, od katerih se vsak podvoji in podeduje od obeh staršev.

Polovica genov v celici torej prihaja od matere, druga od očeta. Celično jedro nadzira presnovne procese v celici s pomočjo molekul RNA. Kode genetskih informacij za beljakovin ki so odgovorni za delovanje in zgradbo celice.

Po potrebi se določeni odseki DNK, znani kot geni, prepišejo v selno snov (messenger RNA ali mRNA). Nastala mRNA zapusti celično jedro in služi kot predloga za sintezo ustreznih proteinov. Lahko si predstavljamo, da je DNK nekakšen kodiran jezik, sestavljen iz štirih črk.

To so štiri osnove: adenin, timin, gvanin in citozin. Te črke tvorijo besede, od katerih je vsaka sestavljena iz treh osnov, imenovanih kodoni. Vsak kodon kodira določeno aminokislino in tako tvori osnovo za biosintezo beljakovin, ker se zaporedje baz genov s povezovanjem ustreznih aminokislin pretvori v protein.

Vse te kodirane informacije se imenujejo genetska koda. Specifično zaporedje baz naredi našo DNK edinstveno in določa naše gene. Toda v gradnjo DNK niso vključene samo baze.

DNA je sestavljen iz nukleotidov, ki so nanizani, ti pa so sestavljeni iz sladkorja, fosfata in baze. Nukleotidi tvorijo hrbtenico DNA, ki je v obliki vijačne dvojne vijačnice. Poleg tega se ta veriga še zgosti, tako da se prilega jedru majhnih celic.

To se imenuje tudi kromosomi kot embalažna oblika DNA. Z vsako delitvijo celic se kopira celotna DNA, tako da vsaka hčerinska celica vsebuje popolne enake genetske informacije. Kromosom je posebna oblika embalaže našega genskega materiala (DNA), ki je vidna le med delitvijo celic.

DNA je linearna struktura, ki je predolga, da bi se v naravnem stanju prilegala našemu celičnemu jedru. Ta problem rešujejo različne spirale DNA, ki prihranijo prostor, in vključitev majhnih beljakovin, okoli katerih se DNA lahko še bolj ovije. Najbolj kompaktna oblika DNA so kromosomi.

Pod mikroskopom so ta videti kot paličasta telesa z osrednjo zožitvijo. To obliko DNA lahko opazimo le med delitvijo celic, torej med mitozo. Delitev celic pa lahko razdelimo na več faz, pri čemer so kromosomi najbolje zastopani v metafazi.

Običajne somatske celice imajo dvojni nabor kromosomov, sestavljen iz 46 kromosomov. RNA opisuje ribonukleinsko kislino, ki ima podobno strukturo kot DNA. Vendar pa gre za enojno strukturo, ki se v posameznih gradnikih razlikuje od DNA.

Poleg tega je RNA tudi veliko krajša od DNA in ima več različnih nalog v primerjavi z DNA. RNA lahko nadalje razdelimo na različne podskupine RNA, ki opravljajo različne naloge. Med drugim ima mRNA pomembno vlogo med delitvijo celičnega jedra.

Tako kot tRNA se uporablja tudi pri proizvodnji beljakovin in encimi. Druga podskupina RNA je rRNA, ki je sestavni del ribosomi in je zato vključen tudi v proizvodnjo beljakovin. Prvi korak v biosintezi beljakovin je transkripcija DNA v mRNA (transkripcija) in poteka v celičnem jedru.

Med tem postopkom ena veriga DNA služi kot predloga za komplementarno zaporedje RNA. Ker pa znotraj celičnega jedra ne morejo nastati nobeni proteini, je treba nastalo mRNA izpustiti v citoplazmo in jo transportirati v ribosomi, kjer dejansko poteka dejanska sinteza beljakovin. Znotraj ribosomise mRNA pretvori v zaporedje aminokislin, ki se uporabljajo za gradnjo beljakovin.

Ta postopek se imenuje prevajanje. Preden pa se prenosno RNA prenese iz jedra, se najprej obdela v več korakih, tj. Določena zaporedja se pritrdijo ali izrežejo in ponovno sestavijo. Na ta način lahko iz enega prepisa dobimo različne variante beljakovin.

Ta postopek omogoča človeku, da proizvede veliko različnih beljakovin z razmeroma malo genov. Druga pomembna funkcija celice, ki poteka v celičnem jedru, je podvajanje DNA (replikacija). V celici obstaja stalen krog gradnje in razgradnje: stare beljakovine, onesnaževala in presnovni produkti se razgrajujejo, nove beljakovine je treba sintetizirati in proizvesti energijo.

Poleg tega celica raste in se deli na dve enaki hčerinski celici. Preden se celica lahko razdeli, je treba najprej podvojiti celotno gensko informacijo. To je pomembno, ker je genski material vseh celic v organizmu popolnoma enak.

Replikacija poteka v točno določenem času celične delitve v celičnem jedru; oba procesa sta tesno povezana in ju urejata določena beljakovina (encimi). Najprej se loči dvoverižna DNA in vsaka posamezna veriga služi kot predloga za nadaljnje podvajanje. V ta namen različne encimi pripnite se na DNA in dokončajte posamezno verigo, da tvorite novo dvojno vijačnico.

Na koncu tega postopka je nastala natančna kopija DNK, ki jo lahko med delitvijo posreduje hčerinski celici. Če pa se v eni od faz celičnega cikla pojavijo napake, se lahko razvijejo različne mutacije. Obstaja več vrst mutacij, ki se lahko pojavijo spontano v različnih fazah celičnega cikla.

Na primer, če je gen okvarjen, se to imenuje genska mutacija. Če pa napaka prizadene določene kromosome ali dele kromosomov, potem se imenuje kromosomska mutacija. Če to vpliva na število kromosomov, to vodi do genske mutacije.

Tema bi vas lahko zanimala tudi: Kromosomska aberacija - kaj to pomeni? Dvojna membrana jedrne ovojnice ima pore, ki služijo selektivnemu prenosu beljakovin, nukleinskih kislin in signalnih snovi iz jedra ali v njega. Skozi te pore nekateri presnovni dejavniki in signalne snovi vstopijo v jedro, kjer vplivajo na transkripcijo nekaterih beljakovin.

Pretvorbo genskih informacij v beljakovine strogo spremljamo in jo urejajo številni presnovni dejavniki in signalne snovi, kar imenujemo izražanje genov. Številne signalne poti, ki se pojavijo v celici, se končajo v jedru, kjer vplivajo na gensko ekspresijo nekaterih proteinov. Znotraj jedra evkariontskih celic je jedro, nukleinsko telo.

Celica lahko vsebuje eno ali več jedrc, medtem ko celice, ki so zelo aktivne in se pogosto delijo, lahko vsebujejo do 10 nukleolov. Nukleolus je sferična, gosta struktura, ki je dobro vidna pod svetlobnim mikroskopom in je jasno začrtana znotraj celičnega jedra. Tvori funkcionalno neodvisno območje jedra, ni pa obdano z lastno membrano.

Nukleolus je sestavljen iz DNA, RNA in beljakovin, ki ležijo skupaj v gostem konglomeratu. Zorenje ribosomskih podenot poteka v jedru. Več kot se v celici sintetizira beljakovin, več ribosomov je potrebnih, zato imajo presnovno aktivne celice več jedrc.

Jedro v a živčne celice ima različne funkcije. Jedro a živčne celice se nahaja v telesu celice (soma) skupaj z drugimi celičnimi komponentami (organeli), kot sta endoplazemski retikulum (ER) in Golgijev aparat. Kot v vseh telesnih celicah tudi celično jedro vsebuje genetske informacije v obliki DNK.

Zaradi prisotnosti DNK se druge telesne celice lahko podvojijo z mitozo. Živčne celice pa so zelo specifične in zelo diferencirane celice, ki tvorijo del živčni sistem. Posledično se ne morejo več podvajati.

Vendar celično jedro opravlja še eno pomembno nalogo. Med drugim so živčne celice odgovorne za vzbujanje naših mišic, kar na koncu vodi do gibanja mišic. Komunikacija med živčnimi celicami med seboj ter med živčnimi celicami in mišicami poteka prek sporočilnih snovi (oddajnikov).

Te kemične snovi in ​​tudi druge pomembne snovi, ki ohranjajo življenje, nastajajo s pomočjo celičnega jedra. V tem procesu igrajo pomembno vlogo ne samo celično jedro, temveč tudi druge sestavine some. Poleg tega celično jedro nadzoruje vse presnovne poti v vseh celicah, vključno z živčnimi celicami. V ta namen celično jedro vsebuje vse naše gene, ki jih je mogoče prebrati in prevesti v zahtevane beljakovine in encime, odvisno od njihove uporabe. Nadaljnje informacije o posebnosti živčne celice najdete na strani Živčne celice