Funkcije stanične jezgre

Uvod

Jezgra (jezgra) tvori najveću organelu eukariotskih stanica i nalazi se u citoplazmi, odvojena dvostrukom membranom (nuklearnom ovojnicom). Kao nosilac genetske informacije, stanična jezgra sadrži genetske informacije u obliku kromosoma (DNA lanac) i stoga igra bitnu ulogu u nasljeđivanju. Većina stanica sisavaca ima samo jednu jezgru; ovo je okruglo i ima promjer od 5 do 16 mikrometara. Određene vrste stanica, poput mišićnih vlakana ili specijaliziranih stanica u kosti, mogu imati više jezgri.

Doznajte više o Jezgra stanice

Funkcije stanične jezgre

Stanična jezgra je najvažnija organela u stanici i čini 10-15% staničnog volumena. Jezgra sadrži većinu genetičkih informacija stanice. U ljudima, osim jezgre stanice, mitohondriji sadrže i DNA ("mitohondrijska DNA"). Međutim, genom mitohondrija kodira samo nekoliko proteina, koji su uglavnom potrebni u respiratornom lancu za proizvodnju energije.

Pročitajte više o ovome na:

• Mitohondrije
• Stanično disanje kod ljudi (dišni lanac)

Prikaz stanične jezgre

1. Jezgra -
   Jezgra
2. Vanjska nuklearna membrana
   (Nuklearna ovojnica)
   Nukleolema
3. Unutarnja nuklearna membrana
4. Nuklearna tijela
   Nukleolus
5. Nuklearna plazma
   Nukleoplazma
6. DNA nit
7. Nuklearna pora
8. Kromosomi
9. stanica
   Celulla
   A - jezgra
   B - stanica

Pregled svih slika tvrtke Dr-Gumpert možete pronaći pod: medicinske slike

Pohrana genetskih podataka

Kao zaliha deoksiribonukleinske kiseline (DNA), stanična jezgra je kontrolno središte stanice i regulira mnoge važne procese staničnog metabolizma. Stanična jezgra je bitna da bi stanica mogla funkcionirati. Stanice bez jezgre obično ne mogu preživjeti. Iznimka su crvene krvne stanice s jezgrom (Eritrociti). Uz regulatorne funkcije, zadaće stanične jezgre uključuju pohranu, umnožavanje i prijenos DNA.

DNA leži u obliku duge dvostruke zavojnice nalik nitima u staničnoj jezgri, gdje je kompaktno upakirana u kromosome s jezgrenim proteinima, histonima. Kromosomi se sastoje od kromatina, koji se samo kondenzira u mikroskopski vidljive kromosome tijekom diobe stanica. Svaka ljudska stanica sadrži 23 kromosoma u duplikatu, koji se nasljeđuju od oba roditelja. Polovica gena u stanici dolazi od majke, druga polovica od oca.

Stanična jezgra kontrolira metaboličke procese unutar stanice pomoću molekula glasnika napravljenih od RNA. Genetske informacije kodiraju proteine ​​koji su odgovorni za funkciju i strukturu stanice. Ako je potrebno, određeni dijelovi DNA, koji se nazivaju geni, transkribiraju se u glasničku supstancu (messenger RNA ili mRNA) .MRNA koja nastane napušta staničnu jezgru i služi kao predložak za sintezu odgovarajućih proteina.

Zamislite DNK kao neku vrstu šifriranog jezika koji se sastoji od četiri slova. To su četiri baze: adenin, timin, gvanin i citozin. Ta slova čine riječi, od kojih se svaka sastoji od tri baze, koje se nazivaju kodonima.

Svaki kodon kodira određenu aminokiselinu i na taj način čini osnovu za biosintezu proteina, jer se slijed baza gena prevodi u protein povezivanjem odgovarajućih aminokiselina. Cjelina ovih šifriranih podataka naziva se genetski kod. Određeni slijed baza čini našu DNK jedinstvenom i određuje naše gene.

Ali u strukturu DNK nisu uključene samo baze. DNA se sastoji od nukleotida u nizu, koji se pak sastoje od šećera, fosfata i baze. Nukleotidi predstavljaju okosnicu DNA koja je u obliku spiralne dvostruke zavojnice. Uz to, ovaj se lanac dodatno zgusne tako da stane u malu jezgru stanice. Tada se govori i o kromosomima kao obliku pakiranja za DNA. Svakom diobom stanice kopira se kompletna DNA tako da svaka stanica kćer sadrži i potpuno identične genetske informacije.

Kromosomi koji se koriste za pakiranje DNA

Kromosom je određeni oblik pakiranja našeg genetskog materijala (DNA) koji je vidljiv samo tijekom diobe stanica. DNA je linearna struktura koja je predugačka da bi se uklopila u našu staničnu jezgru u svom prirodnom stanju. Taj se problem rješava raznim spiralama DNA koje štede prostor i ugrađivanjem malih proteina oko kojih se DNA može i dalje omotati. Najkompaktniji oblik DNA su kromosomi. Pod mikroskopom se pojavljuju kao tijela u obliku štapića sa središnjim suženjem. Ovaj oblik DNA može se primijetiti samo tijekom diobe stanica, tj. Tijekom mitoze. Podjela stanica, pak, može se podijeliti u nekoliko faza, pri čemu su kromosomi najbolje zastupljeni u metafazi. Normalne tjelesne stanice imaju dvostruki set kromosoma, koji se sastoji od 46 kromosoma.

Daljnje informacije o diobi stanične jezgre dostupne su na: Mitoza

RNA kao dio stanične jezgre

RNA opisuje ribonukleinsku kiselinu, koja ima strukturu sličnu strukturi DNA. Međutim, ovo je jednolančana struktura koja se razlikuje od DNA u pogledu pojedinih komponenata. Uz to, RNA je također puno kraća od DNA i ima nekoliko različitih zadataka u usporedbi s njom. Na taj se način RNA može podijeliti u različite podskupine RNA koje obavljaju različite zadatke. Između ostalog, mRNA igra važnu ulogu tijekom diobe stanične jezgre. Poput tRNA, koristi se i u proizvodnji proteina i enzima. Sljedeća podskupina RNA je rRNA, koja je dio ribosoma i zbog toga je također uključena u proizvodnju proteina.

Sinteza proteina

Prvi korak u biosintezi proteina je transkripcija DNA u mRNA (transkripcija) i odvija se u staničnoj jezgri. Lanac DNA služi kao predložak za komplementarni RNA slijed. Međutim, budući da se unutar stanične jezgre ne mogu proizvesti proteini, nastala mRNA mora se ispustiti u citoplazmu i dovesti do ribosoma, gdje se na kraju odvija stvarna sinteza proteina. Unutar ribosoma, mRNA se pretvara u niz aminokiselina koji se koriste za izgradnju proteina. Taj je postupak poznat kao prijevod.

Prije nego što se glasnička RNA može transportirati iz jezgre, ona se prvo obrađuje u mnogim koracima, tj. Određene se sekvence dodaju ili izrezuju i ponovno sastavljaju. To znači da iz jednog prijepisa mogu nastati različite varijante proteina. Ovaj postupak omogućuje ljudima da proizvode veliki broj različitih bjelančevina s relativno malo gena.

Replikacija

Druga važna funkcija stanice koja se odvija u staničnoj jezgri je umnožavanje DNA (Replikacija). U stanici postoji stalni ciklus nakupljanja i razgradnje: stari se proteini, zagađivači i metabolički proizvodi razgrađuju, novi se proteini moraju sintetizirati i proizvesti energija. Uz to, stanica raste i dijeli se u dvije identične stanice kćeri. Prije nego što se stanica može podijeliti, sve genetske informacije moraju se prvo duplicirati.To je važno jer je genom svih stanica u organizmu apsolutno identičan.

Replikacija se odvija u točno određenom trenutku tijekom diobe stanice u staničnoj jezgri; oba su procesa usko povezana i njima upravljaju određeni proteini (Enzimi) regulirano. Prvo se odvaja dvolančana DNA i svaki pojedinačni lanac služi kao predložak za naknadno umnožavanje. Da bi to učinili, različiti enzimi pristaju na DNK i nadopunjuju pojedinačni lanac formirajući novu dvostruku zavojnicu. Na kraju ovog postupka stvorena je točna kopija DNA koja se može podijeliti kćerkoj ćeliji kad se podijeli.

Međutim, ako se pogreške pojave u nekoj od faza staničnog ciklusa, mogu se razviti razne mutacije. Postoje razne vrste mutacija koje se mogu spontano pojaviti tijekom različitih faza staničnog ciklusa. Na primjer, ako je gen neispravan, naziva se genska mutacija. Međutim, ako pogreška utječe na određene kromosome ili dijelove kromosoma, onda se radi o mutaciji kromosoma. Ako se utječe na broj kromosoma, to dovodi do mutacije genoma.

Tema bi vas također mogla zanimati: Aberacija kromosoma - što to znači?

Nuklearne pore i signalni putovi

Dvostruka membrana nuklearne ovojnice ima pore koje služe selektivnom transportu proteina, nukleinskih kiselina i signalnih tvari iz i u jezgru.

Određeni metabolički čimbenici i signalne tvari dopiru do jezgre kroz te pore i utječu na transkripciju tamo određenih proteina. Pretvorba genetičkih informacija u proteine ​​strogo se prati i regulirana je mnogim metaboličkim čimbenicima i signalnim tvarima, govori se o ekspresiji gena. Mnogi signalni putovi koji se odvijaju u stanici završavaju u jezgri i utječu na ekspresiju gena tamo određenih proteina.

Nuklearno tijelo (nukleolus)

Unutar jezgre eukariotskih stanica nalazi se nukleolus, nuklearno tijelo. Stanica može sadržavati jednu ili više nukleolula, a stanice koje su vrlo aktivne i često se dijele mogu sadržavati do 10 nukleolula.

Jezgra je sferna, gusta struktura koja se jasno vidi pod svjetlosnim mikroskopom i jasno je razgraničena unutar stanične jezgre. Tvori funkcionalno neovisno područje jezgre, ali nije okruženo vlastitom membranom. Nukleolus se sastoji od DNA, RNA i proteina koji leže zajedno u gustom konglomeratu. Sazrijevanje ribosomskih podjedinica odvija se u nukleolusu. Što se više proteina sintetizira u stanici, to je potrebno više ribosoma i stoga metabolički aktivne stanice imaju nekoliko nuklearnih tijela.

Funkcija jezgre u živčanoj stanici

Jezgra živčane stanice ima razne funkcije. Jezgra živčane stanice nalazi se u staničnom tijelu (Soma) zajedno s ostalim staničnim komponentama (organele), poput endoplazmatskog retikuluma (ER) i Golgijevog aparata. Kao i u svim tjelesnim stanicama, i stanična jezgra sadrži genetske informacije u obliku DNA. Zbog prisutnosti DNA, druge tjelesne stanice mogu se umnožiti mitozom. Međutim, živčane stanice su vrlo specifične i visoko diferencirane stanice koje su dio živčanog sustava. Kao rezultat toga, više se ne mogu udvostručiti. Međutim, stanična jezgra preuzima još jedan važan zadatak. Između ostalog, živčane stanice odgovorne su za pobuđivanje naših mišića, što u konačnici dovodi do kretanja mišića. Komunikacija između živčanih stanica i između živčanih stanica i mišića odvija se putem glasničkih tvari (Odašiljač). Te kemijske tvari i druge važne tvari koje održavaju život proizvode se uz pomoć stanične jezgre. Ne samo stanična jezgra već i ostale komponente some igraju važnu ulogu. Uz to, stanična jezgra kontrolira sve metaboličke putove u svim stanicama, uključujući živčane stanice. Da bi to učinili, stanična jezgra sadrži sve naše gene, koji se, ovisno o upotrebi, mogu čitati i prevesti u potrebne proteine ​​i enzime.

Više informacija o posebnosti živčane stanice možete pronaći na: Živčana stanica