Funkcije, sestava in sestava celičnih jeder

The celično jedro je temeljni del evkariontskih celic. Je najbolj opazna struktura te celične vrste in ima genetski material. Usmerja vse celične procese: vsebuje vsa navodila, kodirana v DNK, za izvedbo potrebnih reakcij. Vključen je v procese celične delitve.

Vse evkariontske celice imajo jedro, razen nekaterih specifičnih primerov, kot so zrele rdeče krvne celice (eritrociti) pri sesalcih in celice floema v rastlinah. Prav tako obstajajo celice z več kot enim jedrom, kot so nekatere mišične celice, hepatociti in nevroni.

Jedro je leta 1802 odkril Franz Bauer; Vendar je leta 1830 ta struktura opazoval tudi znanstvenik Robert Brown in postal priljubljen kot glavni odkritelj. Zaradi velike velikosti je mogoče opaziti pod mikroskopom. Poleg tega je to enostavno strukturo za obarvanje.

Jedro ni homogena in statična sferična entiteta z razpršeno DNA. Je kompleksna in zapletena struktura z različnimi komponentami in deli znotraj. Poleg tega je dinamičen in se ves čas celičnega cikla stalno spreminja.

Indeks

• 1 Značilnosti
• 2 Funkcije
  • 2.1 Zakonska ureditev genov
  • 2.2 Rezanje in spajanje
• 3 Struktura in sestava
  • 3.1 Jedrska sredstva
  • 3.2 Kompleks jedrskih por
  • 3.3 Kromatin
  • 3.4 Jedra
  • 3,5 korpus Cajal
  • 3.6 Tla PML
• 4 Reference

Funkcije

Jedro je glavna struktura, ki omogoča razlikovanje med evkariontskimi in prokariontskimi celicami. Je največji predel za celice. Na splošno je jedro blizu središča celice, vendar obstajajo izjeme, kot so plazemske celice in epitelijske celice..

To je kroglasta organela, ki ima premer v povprečju približno 5 μm, vendar lahko doseže 12 μm, odvisno od vrste celice. Lahko zasedem približno 10% celotnega celičnega volumna.

Ima jedrsko ovojnico, ki jo tvorita dve membrani, ki ju ločita od citoplazme. Genetski material je organiziran skupaj z beljakovinami znotraj.

Kljub dejstvu, da znotraj jedra ni drugih membranskih pododdelkov, lahko ločimo vrsto komponent ali regij znotraj strukture, ki imajo posebne funkcije..

Funkcije

Jedru je pripisano izredno število funkcij, saj vsebuje zbirko vseh genetskih informacij celice (brez mitohondrijske DNA in kloroplastne DNA) in usmerja procese celične delitve. Če povzamemo, so glavne funkcije jedra naslednje:

Regulacija genov

Obstoj lipidne pregrade med genetskim materialom in ostalimi citoplazmatskimi komponentami pomaga zmanjšati interferenco drugih komponent pri delovanju DNA. To predstavlja evolucijsko inovacijo, ki je zelo pomembna za skupine evkariontov.

Rezanje in spajanje

Proces spajanja selitvene RNA se pojavi v jedru, preden se molekula premakne v citoplazmo.

Cilj tega procesa je izločitev intronov ("kosov" genskega materiala, ki niso kodirani in ki prekinejo eksone, področja, ki kodirajo) RNA. Nato RNA zapusti jedro, kjer se prevede v beljakovine.

Obstajajo druge bolj specifične funkcije vsake temeljne strukture, o katerih bomo razpravljali kasneje.

Struktura in sestava

Jedro je sestavljeno iz treh opredeljenih delov: jedrskega ovoja, kromatina in jedra. V nadaljevanju bomo podrobno opisali vsako strukturo:

Jedrska ovojnica

Jedrna ovojnica je sestavljena iz membran lipidne narave in ločuje jedro od preostalih celičnih komponent. Ta membrana je dvojna in med njimi je majhen prostor, imenovan perinuklearni prostor.

Notranji in zunanji membranski sistem tvorita kontinuirano strukturo z endoplazmatskim retikulumom

Ta membranski sistem prekine vrsta por. Ti jedrski kanali omogočajo izmenjavo materiala s citoplazmo, ker jedro ni popolnoma izolirano od ostalih komponent.

Kompleks jedrskih por

Skozi te pore se izmenjava snovi izvaja na dva načina: pasivno, brez potrebe po porabi energije; ali aktivno, z porabo energije. Pasiven lahko vstopa in izstopa iz majhnih molekul, kot so voda ali soli, manj kot 9 nm ali 30-40 kDa.

To se dogaja v nasprotju z molekulami z visoko molekulsko maso, ki zahtevajo, da se ATP (energijsko-adenozin trifosfat) premika skozi te oddelke. Velike molekule vključujejo koščke RNA (ribonukleinske kisline) ali druge biomolekule proteinske narave.

Pore ​​niso samo luknje, skozi katere prehajajo molekule. Proteini pomembne velikosti so strukture, ki lahko vsebujejo 100 ali 200 proteinov in se imenujejo "kompleks jedrskih por". Strukturno je zelo podoben košarkarski košari. Ti proteini se imenujejo nukleoporini.

Ta kompleks najdemo v številnih organizmih: od kvasovk do ljudi. Poleg funkcije prenosa celic je vključen tudi v regulacijo izražanja genov. So nepogrešljiva struktura za evkarionte.

Glede na velikost in število lahko kompleks prenaša velikost 125 MDa v vretenčarjih, jedro v tej skupini živali pa lahko vsebuje približno 2000 por. Te lastnosti se razlikujejo glede na proučevani takson.

Kromatin

Kromatin najdemo v jedru, vendar ga ne moremo obravnavati kot predel jedra. To ime prejme zaradi odlične barvne sposobnosti in opazovanja pod mikroskopom.

DNA je izredno dolga linearna molekula v evkariontih. Njegovo zbijanje je ključni proces. Genetski material je povezan z vrsto proteinov, imenovanih histoni, ki imajo visoko afiniteto za DNK. Obstajajo tudi druge vrste proteinov, ki lahko medsebojno delujejo z DNK in niso histoni.

V histonih, DNK se tvori in tvori kromosome. To so dinamične strukture in se ne pojavljajo vedno v tipični obliki (Xs in Ys, ki smo jih navajeni v ilustracijah knjig). Ta ureditev se pojavlja le med procesi delitve celic.

V ostalih fazah (ko celica ni v procesu delitve) posameznih kromosomov ni mogoče ločiti. To dejstvo ne nakazuje, da so kromosomi homogeno ali neurejeno razpršeni z jedrom.

Na vmesniku so kromosomi organizirani v specifične domene. V celicah sesalcev vsak kromosom zavzema določeno "ozemlje".

Vrste kromatina

Razlikujemo dve vrsti kromatina: heterochromatin in euchromatin. Prvi je zelo kondenziran in se nahaja na obrobju jedra, zato stroj za transkripcijo nima dostopa do teh genov. Eukromatin je organiziran bolj ohlapno.

Heterokromatin je razdeljen na dva tipa: konstitutivni heterochromatin, ki se nikoli ne izraža; in fakultativni heterochromatin, ki ni prepisan v nekaterih celicah in v drugih.

Najbolj znan primer heterohromatina kot regulatorja genske ekspresije je kondenzacija in inaktivacija kromosoma X. Pri sesalcih imajo ženske XX spolne kromosome, medtem ko so moški XY.

Zaradi odmerka gena ženske ne morejo imeti dvakrat toliko genov kot pri moških. Da bi se izognili temu konfliktu, je kromosom X inaktiviran (postane heterohromatin) naključno v vsaki celici.

Jedra

Jedro je zelo pomembna notranja struktura jedra. To ni predel, omejen z membranskimi strukturami, temnejši del jedra s specifičnimi funkcijami.

Na tem področju so geni, ki kodirajo za ribosomsko RNA, prepisani z RNA-polimerazo I, združeni.V človeški DNA so ti geni najdeni v satelitih naslednjih kromosomov: 13, 14, 15, 21 in 22. To so organizatorji.

Nukleolus je nato razdeljen v tri diskretne regije: fibrilarne centre, fibrilarne komponente in zrnate komponente.

Nedavne študije so zbrale vse več dokazov o možnih dodatnih funkcijah nukleolusa, ki niso omejene le na sintezo in sestavo ribosomske RNA.

Trenutno se verjame, da je lahko nukleolus vključen v montažo in sintezo različnih beljakovin. V tej jedrski coni so bile zabeležene tudi postranscriptijske spremembe.

Nukleolus je vključen tudi v regulativne funkcije. Ena študija je pokazala, kako je bila povezana s tumorskimi supresorskimi beljakovinami.

Korpus Cajal

Tela Cajala (imenovana tudi tuljave) so poimenovani v čast svojega odkritelja, Santiago Ramón y Cajal. Ta raziskovalec je opazil te krvne celice v nevronih leta 1903.

Gre za majhne strukture v obliki kroglic in po 1 do 5 kopij na jedro. Ta telesa so zelo kompleksna s precej velikim številom sestavin, med temi transkripcijskimi faktorji in stroji, povezanimi z spajanje.

Te sferične strukture so bile najdene v različnih delih jedra, saj so mobilne strukture. Običajno jih najdemo v nukleoplazmi, čeprav so v jedru našli rakaste celice.

V jedru sta dve vrsti ohišij zabojev, ki so razvrščeni po velikosti: velika in majhna.

PML telesa

Telo PML (za akronim v angleščini, promielocitna levkemija) so majhne podjedrne sferične cone s kliničnim pomenom, saj so bile povezane z virusnimi okužbami in onkogenezo.

V literaturi so znani po različnih imenih, kot so jedrna domena 10, Kremerjevi telesi in onkogene PML domene..

Jedro ima od 10 do 30 teh področij in ima premer od 0,2 do 1,0 μm. Njegove funkcije vključujejo gensko regulacijo in sintezo RNA.

Reference

1. Adam, S. A. (2001). Kompleks jedrskih por. Biološka genoma, 2(9), pregledi0007.1-pregledi0007.6.
2. Audesirk, T., Audesirk, G., in Byers, B. E. (2003). Biologija: življenje na zemlji. Pearsonovo izobraževanje.
3. Boisvert, F.M., Hendzel, M.J., in Bazett-Jones, D.P. (2000). Jedrska telesa promielocitne levkemije (PML) so proteinske strukture, ki ne kopičijo RNA. Revija celične biologije, 148(2), 283-292.
4. Busch, H. (2012). Celično jedro. Elsevier.
5. Cooper, G. M., & Hausman, R. E. (2000). Celica: molekularni pristop. Sunderland, MA: Sinauer sodelavci.
6. Curtis, H., in Schnek, A. (2008). Curtis. Biologija. Ed Panamericana Medical.
7. Dundr, M., & Misteli, T. (2001). Funkcionalna arhitektura v celičnem jedru. Biokemijski dnevnik, 356(2), 297-310.
8. Eynard, A.R., Valentich, M.A., & Rovasio, R.A. (2008). Histologija in embriologija človeka: celične in molekularne baze. Ed Panamericana Medical.
9. Hetzer, M.W. (2010). Jedrski ovoj. Cold Spring Harbor perspektive v biologiji, 2(3), a000539.
10. Kabachinski, G., & Schwartz, T. U. (2015). Jedrona kompleksna struktura in funkcija na prvi pogled. Journal of Cell Science, 128(3), 423-429.
11. Montaner, A.T. (2002). Dodatno telo Cajala. Rev Esp Patol, 35, (4), 529-532.
12. Newport, J.W., & Forbes, D.J. (1987). Jedro: struktura, funkcija in dinamika. Letni pregled biokemije, 56(1), 535-565.