Co je to jádro v biologii? Struktura a funkce jádra

V každé živé buňce dochází k mnoha biochemickým reakcím a procesům. K jejich ovládání ak regulaci mnoha životně důležitých faktorů je zapotřebí zvláštní struktura. Co je to jádro v biologii? Proč se s tímto úkolem účinně vyrovnává?

Co je jádro v biologii? Definice

Jádro je nezbytnou strukturou jakékoli buňky v těle. Co je jádro? V biologii je to nejdůležitější složka každého organismu. Jádro může být nalezeno v jednobuněčných prvostech, stejně jako ve vysoce organizovaných představitelích eukaryotického světa. Hlavním úkolem této struktury je uchovávání a přenos genetických informací, které jsou zde obsaženy.

Po oplodnění vajíčka spermatem se dvě haploidní jádra fúzují. Po vytvoření spojení gamet zygoty, jádro, které již má diploidní sadu chromozomů. To znamená, že karyotyp (genetická informace jádra) již obsahuje kopie genů matky i otce.

Diploidní jádro je přítomno téměř ve všech eukaryotických buněk. Haploidní jádro má nejen gamety, ale také mnoho zástupců nejjednodušší organismy. To zahrnuje některé jednobuněčné parazity, řasy, volně žijící jednobuněčné formy. Je třeba poznamenat, že většina z uvedených zástupců má haploidní jádro pouze v určité fázi životního cyklu.

Složení jádra

Jaká je charakteristika jádra? Biologie pečlivě zkoumá složení jaderného aparátu, protože může dát impuls vývoji genetiky, chovu a molekulární biologie.

Jádro je struktura dvou membrán. Membrány jsou pokračováním endoplazmatické retikulum, který je nezbytný pro dopravu vytvořených látek z buňky. Obsah jádra se nazývá nukleoplasm.

Chromatin je základní látkou nukleoplasmy. Chromatinová kompozice je různorodá: zde jsou primárně nukleové kyseliny (DNA a RNA), stejně jako proteiny a mnoho kovových iontů. DNA v nukleoplasmu je uspořádána ve formě chromozomů. Jedná se o dvojnásobné chromozomy v dělení, po kterém každý z jejich souborů přechází do dceřinných buněk.

RNA v nukleoplasmu se nejčastěji vyskytuje ve dvou typech: mRNA a rRNA. Matrice RNA vzniká během procesu transkripce - čtení informací z DNA. Molekula této ribonukleové kyseliny později opouští jádro a dále slouží jako matrice pro tvorbu nových proteinů.

Ribosomální RNA je tvořena ve speciálních strukturách nazývaných nukleoly. Nucleolus je konstruován z koncových oblastí chromozomů tvořených sekundárními konstrikcemi. Tato struktura je viditelná ve světelném mikroskopu ve formě kondenzovaných skvrn na jádru. Ribosomální RNA, která je zde syntetizována, také vstupuje do cytoplazmy a poté tvoří spolu s bílkovinami ribozomy.

Jádro má přímý vliv na funkce. Biologie jako věda studuje vlastnosti chromatinu pro lepší pochopení procesů transkripce a buněčného dělení.

Funkce jádra. Biologie procesů v jádře

První a nejdůležitější jádro funkce je uchovávání a předávání dědičných informací. Jádro je jedinečná struktura buňky, protože obsahuje většinu lidských genů. Karyotyp může být haploidní, diploidní, triploidní a tak dále. Ploidie jedu závisí na funkci samotné buňky: gamety jsou haploidní a somatické buňky jsou diploidní. Endospermové buňky rostlin angiospermu jsou triploidní a nakonec mnoho druhů kultur secí obsahuje polyploidní soubor chromozomů.

Přenos dědičných informací do cytoplazmy z jádra nastává, když se vytvoří mRNA. Během transkripce se čtou potřebné karyotypové geny a nakonec se syntetizují molekuly matrice nebo informační RNA.

Také se dědičnost projevuje v buněčném dělení mitózou, meiózou nebo amitózou. V každém případě jádro provádí svou specifickou funkci. Například v profáze mitózy se skořápka jádra zhroutí a vysoce zhutněné chromozomy vstupují do cytoplazmy. Nicméně, v meióze dochází k přechodu chromozomů před destrukcí membrány v jádře. A v amitóze je jádro úplně zničeno a málo přispívá k procesu rozdělení.

Kromě toho se jádro nepřímo podílí na přepravě látek z buňky v důsledku přímého propojení membrány s EPS. To je to, co jádro je v biologii.

Forma jader

Jádro, jeho struktura a funkce mohou záviset na tvaru membrány. Jaderný přístroj může být zaoblený, protáhlý, ve formě čepelí atd. Často je tvar jádra specifický pro jednotlivé tkáně a buňky. Jednobuněčné organismy se liší typem výživy, životním cyklem a současně se mění i tvar membrány jader.

Varianty ve tvaru a velikosti jádra lze vysledovat na příklad leukocytů.

• Jádro neutrofilů může být segmentováno a není segmentováno. V prvním případě hovoříme o jádře ve tvaru podkovy a tato forma je charakteristická pro mladé buňky. Segmentované jádro je výsledkem vytvoření několika přepážek v membráně, v důsledku čehož jsou vytvořeny několik částí, spojených dohromady.
• V eozinofilech má jádro charakteristický tvar činky. V tomto případě se jaderný přístroj skládá ze dvou segmentů spojených septou.
• Téměř celý objem lymfocytů je obsazen obrovským jádrem. Pouze malá část cytoplazmy zůstává kolem obvodu buňky.
• V jaderných buňkách jader může jádro mít rozvětvenou strukturu.

Počet jader v jedné buňce se může lišit

Ne vždy v buňce těla je jen jedno jádro. Někdy je nutné, aby dvě nebo více jaderných zařízení prováděla několik funkcí současně. Naopak, některé buňky mohou bez jádra vůbec. Zde jsou některé příklady neobvyklých buněk, ve kterých je více než jedno jádro nebo je úplně chybějící.

1. Erytrocyty a krevní destičky. Tyto krevní prvky transportují hemoglobin a fibrinogen. Aby jedna buňka udržovala maximální množství hmoty, ztratila jádro. Tato funkce není typická pro všechny představitele zvířecího světa: žáby v krvi jsou obrovské velikosti červených krvinek s výrazným jádrem. To ukazuje primitivitu této třídy ve srovnání s rozvinutějšími taxony.

2. Hepatocyty jater. Tyto buňky obsahují dvě jádra. Jedna z nich reguluje čištění krve z toxinů a druhá je odpovědná za tvorbu drahokamů, které budou v budoucnu součástí hemoglobinu krve.

3. Myocyty z příčné pruhované skeletální tkáně. Svalové buňky jsou mnohojádrové. To je způsobeno skutečností, že se aktivně podstupují syntéza a rozklad ATP, stejně jako shromažďování bílkovin.

Vlastnosti jaderného aparátu v prvoku

Zvažte například dva typy prvoků: infusoria a améba.

1. Infúzní boty. Tento zástupce jednobuněčných organismů má dvě jádra: vegetativní a generativní. Protože se liší v obou funkcích i velikostech, tato funkce se nazývá jaderný dualismus.

Vegetativní jádro je zodpovědné za každodenní život buňky. Regulace procesů jeho metabolismu. Generativní jádro se účastní buněčného dělení a konjugace, sexuálního procesu, ve kterém se genetická informace vyměňuje s jedinci stejného druhu.

2. Améba. Jasní zástupci - dysenterická a střevní améba. První se týká agresivních lidských parazitů a druhá je obyčejná symbiotika, která žije ve střevě a neškodí. Protože dysenterická améba parasitizuje příliš ve střevě, je důležité rozlišovat tyto dva druhy mezi sebou. Chcete-li to udělat, použijte funkci jaderného přístroje: dyzentrická améba může mít až 4 jádra a ve střevní améze od 0 do 8.

Nemoci

Mnoho genetických onemocnění je spojeno s poruchami při náboru chromozomů. Zde je seznam nejznámějších odchylek v genetickém aparátu jádra:

• Downův syndrom;
• Siddrum Patau;
• Edwardsův syndrom;
• Klinefelterův syndrom;
• Syndrom Shereshevského-Turnerova syndromu.

Seznam může pokračovat a každá z těchto onemocnění se liší podle pořadového čísla dvojice chromozomů. Taková onemocnění často postihují i ​​chromozomy pohlaví X a Y.

Závěr

Jádro hraje důležitou roli proces buněčné aktivity. Řídí biochemické procesy, je skladem dědičných informací. Přeprava látek z buňky, syntéza bílkovin jsou také spojena s fungováním této centrální buněčné struktury. To je to, co jádro je v biologii.