Funkcije stanične jezgre
Uvod
Stanično jezgro (jezgra) tvori najveću organelu eukariotskih stanica i nalazi se u citoplazmi, odvojenoj dvostrukom membranom (nuklearna ovojnica). Kao nositelj genetske informacije, stanično jezgro sadrži genetsku informaciju u obliku kromosoma (trak DNA) i tako igra bitnu ulogu u nasljeđivanju. Većina stanica sisavaca ima samo jedno jezgro; ovo je okruglo i ima promjer od 5 do 16 mikrometara. S određenim tipovima stanica, npr. Mišićna vlakna ili specijalizirane stanice za kosti mogu imati više jezgara.
Dobijte više informacija o Stanično jezgro
Funkcije stanične jezgre
Stanično jezgro je najvažnija organela u stanici i čini 10-15% volumena stanice. Jezgro sadrži većinu genetskih podataka stanice. U ljudi, pored stanične jezgre, mitohondriji sadrže i DNK ("mitohondrijska DNK"). Međutim, mitohondrijski genom kodira samo nekoliko proteina, koji su uglavnom potrebni u respiratornom lancu za proizvodnju energije.
Više o tome pročitajte na:
- Mitohondriji
- Ćelijsko disanje kod ljudi (respiratorni lanac)
Ilustracija staničnog jezgra
- Stanično jezgro -
Jezgra - Vanjska nuklearna membrana
(Nuklearna omotnica)
Nucleolemma - Unutarnja nuklearna membrana
- Nuklearni corpuscles
nukleolus - Nuklearna plazma
nukleoplazmom - Nit DNA
- Nuklearne pore
- kromosomi
- ćelija
Celulla
A - jezgra
B - stanica
Pregled svih slika tvrtke Dr-Gumpert možete pronaći pod: medicinske slike
Spremanje genetskih podataka
Kao skladište deoksiribonukleinske kiseline (DNA) stanično jezgro je kontrolni centar stanice i regulira mnoge važne procese staničnog metabolizma. Stanično jezgro je bitno da stanica funkcionira. Stanice bez jezgre obično ne mogu preživjeti. Izuzetak su nukleirana crvena krvna zrnca (eritrociti). Pored regulatornih funkcija, zadaci stanične jezgre uključuju skladištenje, umnožavanje i prijenos DNK.
DNK leži u obliku duge niti, nalik žilima, u staničnoj jezgri, gdje se kompaktno pakira u kromosome s jezgrovnim proteinima, histonima. Hromosomi se sastoje od kromatina koji se samo kondenzira da tvori mikroskopski vidljive kromosome tijekom stanične diobe. Svaka ljudska stanica sadrži 23 kromosoma, svaki u duplikatu, koji su naslijeđeni od oba roditelja. Polovina gena u stanici dolazi od majke, druga polovica od oca.
Stanično jezgro kontrolira metaboličke procese unutar stanice koristeći glasnike molekule načinjene od RNA. Genetski podaci kodiraju proteine koji su odgovorni za funkciju i strukturu stanice. Ako je potrebno, određeni se dijelovi DNK, nazvani geni, prepisuju u glasničku tvar (glasnik RNA ili mRNA) .MRNA koja je formirana napušta stanično jezgro i služi kao predložak za sintezu odgovarajućih proteina.
Zamislite DNK kao vrstu šifriranog jezika sastavljenog od četiri slova. To su četiri baze: adenin, timin, gvanin i citozin. Ta slova tvore riječi, svaka od tri baze, nazvane kodon.
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. Cjelovitost ove šifrirane informacije naziva se genetskim kodom. Specifičan slijed baza čini našu DNK jedinstvenom i određuje naše gene.
Ali nisu samo baze uključene u strukturu DNK. DNA je sastavljena od nukleotida u nizu, koji se zauzvrat sastoje od šećera, fosfata i baze. Nukleotidi predstavljaju okosnicu DNK, koja je u obliku spiralne dvostruke spirale. Pored toga, ovaj se niz dodatno kondenzira, tako da se uklapa u malo jezgro stanice. Tada govorimo i o kromosomima kao obliku pakiranja za DNK. Sa svakom staničnom diobom kopira se kompletna DNK, tako da svaka kćerna stanica također sadrži potpuno identične genetske podatke.
Hromosomi koji se koriste za pakiranje DNK
Hromosom je određeni oblik pakiranja našeg genetskog materijala (DNA) koji je vidljiv samo tijekom diobe stanica. DNK je linearna struktura koja je predugo da bi se uklopila u naše stanično jezgro u svom prirodnom stanju. Ovaj problem je riješen raznim spiralama DNA koje štede prostor i ugradnjom malih proteina oko kojih se DNK može dalje omotavati. Najkompaktniji oblik DNA su kromosomi. Pod mikroskopom se pojavljuju kao tijela šipkastog oblika sa središnjim stezanjem. Ovaj oblik DNA može se promatrati samo tijekom diobe stanica, tj. Tijekom mitoze. Podjela stanica se, pak, može podijeliti u nekoliko faza, pri čemu su kromosomi najbolje predstavljeni u metafazi. Stanice normalnih tijela imaju dvostruki skup kromosoma, koji se sastoji od 46 kromosoma.
Daljnje informacije o podjeli ćelija dostupne su na: Mitoza
RNA kao dio staničnog jezgra
RNA opisuje ribonukleinsku kiselinu koja ima strukturu sličnu onoj u DNK. Međutim, ovo je jednolančana struktura, koja se razlikuje od DNA u pojedinim komponentama. Pored toga, RNA je također mnogo kraća od DNK i ima nekoliko različitih zadataka u odnosu na nju. Na taj se način RNA može podijeliti u različite RNA podskupine koje obavljaju različite zadatke. Između ostalog, mRNA ima važnu ulogu tijekom diobe staničnih jezgara. Kao i tRNA, ona se također koristi u proizvodnji proteina i enzima. Druga 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 DNK u mRNA (transkripcija) i odvija se u staničnoj jezgri. Lanac DNA služi kao predložak za komplementarnu RNA sekvencu. Međutim, budući da se proteini ne mogu stvoriti unutar stanične jezgre, formirana mRNA mora se izbaciti u citoplazmu i dovesti u ribosome, gdje se odvija stvarna sinteza proteina. Unutar ribosoma mRNA se pretvara u niz aminokiselina koje se koriste za izgradnju proteina. Taj je postupak poznat kao prijevod.
Prije nego što se glasnica RNA može transportirati iz jezgre, ona se najprije obrađuje u mnogim koracima, tj. Određene sekvence se ili spajaju ili izrezuju i ponovno sastavljaju. To znači da različite inačice proteina mogu nastati iz jednog transkripta. Ovaj postupak omogućuje ljudima da proizvode veliki broj različitih proteina s relativno malo gena.
odgovor
Druga važna funkcija stanice koja se odvija u staničnoj jezgri je umnožavanje DNK (odgovor). U stanici postoji stalan ciklus nakupljanja i raspada: stari proteini, zagađivači i proizvodi metabolizma se razgrađuju, novi proteini se moraju sintetizirati i energija se mora proizvoditi. Pored toga, stanica raste i dijeli se na dvije identične stanice kćeri. Prije nego se stanica može podijeliti, sve se genetske informacije moraju prije umnožiti. To je važno jer je genom svih stanica unutar organizma apsolutno identičan.
Replikacija se odvija u točno određenom trenutku tijekom diobe stanica u staničnoj jezgri; oba su procesa usko povezana i kontrolirana su određenim proteinima (enzimi) regulirano. Prvo se odvaja dvolančana DNA i svaki pojedinačni lanac služi kao predložak za kasnije umnožavanje. Da bi se to postiglo, razni enzimi pristaju na DNK i nadopunjuju jednu cjelinu tako da formiraju novu dvostruku spiralu. Na kraju ovog procesa stvorena je točna kopija DNK koja se može prenijeti u kćernu stanicu kad se podijeli.
Međutim, ako se pojave pogreške u jednoj od faza staničnog ciklusa, mogu se razviti različite mutacije. Postoje različite vrste mutacija koje se mogu pojaviti spontano tijekom različitih faza staničnog ciklusa. Na primjer, ako je gen neispravan, to se naziva mutacija gena. Međutim, ako greška utječe na određene kromosome ili dijelove kromosoma, onda je to mutacija kromosoma. Ako je utjecaj broja kromosoma, to dovodi do mutacije genoma.
Tema bi vas mogla također zanimati: Aberacija kromosoma - što to znači?
Nuklearne pore i signalni putevi
Dvostruka membrana nuklearne ovojnice ima pore koje služe selektivnom transportu proteina, nukleinskih kiselina i signalnih tvari iz i u jezgru.
Određeni metabolički faktori i signalne tvari ulaze u jezgru kroz ove pore i utječu na transkripciju tamo određenih proteina. Pretvorba genetskih podataka u proteine strogo se nadzire i reguliraju je mnogi metabolički faktori i signalne tvari, što govori o ekspresiji gena. Mnogi signalni putevi koji se odvijaju u stanici završavaju se u jezgri, gdje utječu na gensku ekspresiju određenih proteina.
Nuklearno tijelo (nukleolus)
Unutar jezgre eukariotskih stanica je nukleolus, nuklearno tijelo. Stanica može sadržavati jednu ili više nukleola, a stanice koje su vrlo aktivne i često se dijele mogu sadržavati do 10 nukleola.
Jezgro je sferna, gusta struktura koja se jasno vidi pod svjetlosnim mikroskopom i jasno je definirana unutar stanične jezgre. Tvori funkcionalno neovisno područje jezgre, ali nije okruženo vlastitom membranom. Nukleolus se sastoji od DNK, RNA i proteina koji leže zajedno u gustom konglomeratu. Sazrijevanje ribosomskih podjedinica odvija se u jezgri. Što je više proteina sintetiziranih u stanici, to je potrebno više ribosoma i zato metabolički aktivne stanice imaju nekoliko nuklearnih tijela.
Funkcija jezgre u živčanoj stanici
Jezgro u živčanoj stanici ima niz funkcija. Jezgro živčane stanice nalazi se u staničnom tijelu (Soma) zajedno s ostalim staničnim komponentama (organelama), kao što su endoplazmatski retikulum (ER) i Golgijev aparat. Kao i u svim tjelesnim stanicama, stanično jezgro sadrži genetsku informaciju u obliku DNK. Zbog prisutnosti DNK, ostale tjelesne stanice se mogu umnožavati putem mitoze. Međutim, živčane stanice su vrlo specifične i visoko diferencirane stanice koje su dio živčanog sustava. Kao rezultat toga, više se ne mogu udvostručiti. Međutim, stanično jezgro preuzima još jedan važan zadatak. Nervozne stanice između ostalog su odgovorne 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 za održavanje života stvaraju se uz pomoć stanične jezgre. Ne samo stanično jezgro, nego i ostale komponente soma igraju važnu ulogu. Uz to, stanično jezgro kontrolira sve metaboličke putove u svim stanicama, uključujući živčane stanice. Da bismo to učinili, stanično jezgro sadrži sve naše gene koji se, ovisno o upotrebi, mogu čitati i prevesti u potrebne proteine i enzime.
Daljnje informacije o posebnim značajkama živčane stanice dostupne su na: Nervna ćelija
