Jsou funkce jádra v buňce? Nucleolus: struktura a funkce

Buňka je elementární jednotka živých organismů na Zemi a má složitou chemickou organizaci struktur nazývaných organelles. Tito zahrnují nucleolus, jehož struktura a funkce budeme studovat v tomto článku.

Vlastnosti eukaryotických jader

Jádrové buňky v jejich složení obsahují nemnbrannye organelles se zaobleným tvarem, hustší než karyoplasmus, nazývané nukleoly nebo nukleoly. Byly objeveny v 19. století. Nucleoly byly nyní studovány zcela důkladně díky elektronové mikroskopii. Téměř do 50. let dvacátého století nebyly funkce nukleů určovány a vědci považovali tuto organelu za rezervoár rezervních látek používaných během mitózy.

Moderní studie prokázaly, že organoid zahrnuje granule nukleoproteinové povahy. Navíc biochemické experimenty potvrdily, že organelle obsahuje velké množství bílkovin. Určují také vysokou hustotu. Kromě proteinů obsahuje jádro RNA a malé množství DNA.

Buněčný cyklus

Je zajímavé, že v životě buňky, která se skládá z období odpočinku (interfáze) a rozdělení (meióza - genitální, mitóza - in somatické buňky), jádra zůstávají nestabilní. Takže v mezifázovém jádře s nukleolem, jehož funkce - zachování genomu a tvorba proteinů syntetizujících organel jsou povinné. Na začátku rozdělení buněk, a to v profázi, zmizí a re-formují pouze na konci telofáze, zůstávají v buňce až do dalšího rozdělení nebo až do apoptózy - její smrti.

Organizátor Nucleolus

Ve 30. letech minulého století vědci zjistili, že tvorba nukleí je řízena určitými oblastmi určitých chromozomů. Obsahují geny, které ukládají informace o tom, jakou strukturu a jaké jsou funkce jádra v buňce. Existuje korelace mezi počtem nukleárních organizátorů a samotnými organelly. Například, vysypat žábu obsahuje ve svém karyotypu dva chromozómy tvořící nukleární jádro, a proto jádra jeho somatických buněk obsahují dva nukleony.

Vzhledem k tomu, že funkce jádra, stejně jako jeho přítomnost, jsou úzce spjaty buněčné dělení a tvorba ribosomů samotné organelly chybí ve vysoce specializovaných tkáních mozku, krve a také v blastomerech fragmentované zygoty.

Nukleové zesílení

V syntetické fázi interfáze, spolu se samou duplikační DNA, dochází k nadměrné replikaci počtu genů rRNA. Vzhledem k tomu, že hlavní funkcí jádra je produkce ribozomů, v souvislosti s nadměrnou syntézou lokusů DNA, které obsahují informace o RNA, se počet těchto organel prudce zvyšuje. Nukleoproteiny, které nejsou spojené s chromozomy, začínají autonomně fungovat. Výsledkem je, že v jádru se tvoří jádro, které se distancuje od chromozomů tvořících nukleotidy. Tento jev se nazývá amplifikace genů rRNA. Pokračujeme-li v studiu funkce nucleolus v buňce, poznamenáváme, že jejich nejaktivnější syntéza se vyskytuje v profázi redukčního dělení meiózy, v důsledku čehož oocyty prvního řádu mohou obsahovat několik set nukleů.

Biologický význam tohoto jevu je pochopitelný, pokud se domníváme, že v počátečních fázích embryogeneze: fragmentace a blastulace je potřeba velké množství ribozomů, které syntetizují hlavní stavební materiál - protein. Amplifikace je poměrně běžný proces, objevuje se v ovogenezi rostlin, hmyzu, obojživelníků, kvasinek a také u některých protist.

Histochemické složení organel

Pojďme pokračovat ve studiu eukaryotických buněk a jejich struktury a zvážit jádro, jehož struktura a funkce jsou vzájemně propojeny. Je zjištěno, že obsahuje tři typy prvků:

1. Nukleony (vláknité formace). Jsou heterogenní a obsahují vlákna a hrudky. Být součástí rostlin a rostlin živočišné buňky, nukleony tvoří fibrilární centra. Cytochemická struktura a funkce jádra závisí také na přítomnosti matrice v ní - síti podpůrných proteinových molekul terciární struktury.
2. Vacuoles (lehké plochy).
3. Granulované granule (nukleininy).

Z hlediska chemické analýzy je tento organoid téměř kompletně složen z RNA a bílkovin a DNA je lokalizována pouze na svém okraji a vytváří prstencovou strukturu - perikamerální chromatin.

Takže jsme zjistili, že jádro tvoří pět útvarů: fibrilární a granulární centra, chromatin, proteinové retikulum a hustá vláknitá složka.

Typy nukleí

Biochemická struktura těchto organoidů závisí na typ buněk, ve kterých jsou přítomny, stejně jako charakteristiky jejich metabolismu. Existuje 5 základních strukturních typů nukleů. První je retikulární, nejběžnější a je charakterizována množstvím hustého vláknitého materiálu, nukleoproteinového bloku a nukleonu. Proces přepisu informací z jaderných organizátorů je velmi aktivní, proto jsou fibrilární centra špatně viditelná z pohledu mikroskopu.

Vzhledem k tomu, že hlavní funkce jádra v buňce jsou syntéza ribozomálních podjednotek, ze kterých se vytvářejí organolepy, které syntetizují bílkoviny, retikulární typ organizace je vlastní jak rostlinným, tak zvířecím buňkám. Prstencový typ nukleotidů se vyskytuje v buňkách spojivových tkání: lymfocytech a endoteliocytech, ve kterých se rRNA geny prakticky nepřepisují. Zbytkové nukleoly se nacházejí v buňkách, které zcela ztratily schopnost transkribovat například v normoblastech a enterocytech.

Segregované druhy jsou vlastní buňkám, které zažily intoxikaci s karcinogeny, antibiotiky. Nakonec je kompaktní typ nukleolu charakterizován množstvím fibrilárních center a malým počtem nukleonů.

Protein nucleolar matrix

Pokračujeme v studiu vnitřních struktur jaderných struktur a určujeme, jaké jsou funkce jádra v metabolismu buňky. Je známo, že asi 60% suché hmotnosti tohoto organoidu je tvořeno bílkovinami, které jsou součástí chromatinu, ribosomálními částicemi, stejně jako vlastně nukleovými bílkovinami. Pojďme se na ně podrobněji zabývat. Některé proteiny se podílejí na zpracování - tvorbě zralé ribozomální RNA. Ty zahrnují RNA polymerázu 1 a nukleázu, které odstraňují extra triplety z konců molekuly rRNA. Proteinový fibrillarin je v husté vláknité složce a stejně jako nukleáza provádí zpracování. Dalším proteinem je nukleolin. Spolu s fibrillarinem se vyskytuje v nukleolech PFC a Fc a v nukleolárních organizátorech prozační mitózy chromozomů.

Takový polypeptid jako nukleofosin je umístěn v granulované zóně a husté fibrilářské složce, podílí se na tvorbě ribozomů z podjednotek 40S a 60S.

Jaká je funkce jádra?

Syntéza ribozomální RNA je hlavním úkolem jádra. V této době na svém povrchu (zejména ve fibrilárních centrech) dochází k transkripci za účasti enzymové RNA polymerázy. Tento organizátor nukleotidů syntetizuje stovky pre-ribosomů, nazývaných ribonukleoproteinové globule. Z nich jsou tvořeny ribozomální podjednotky, které přes jaderné póry opouštějí karyoplasmus a jsou v cytoplazma buňky. Malá podjednotka 40S se váže na informační RNA a teprve potom je k ní připojena velká podjednotka 40S. Zformuje se zralý ribozom, schopný provést translaci - syntézu buněčných proteinů.

V tomto článku jsme studovali strukturu a funkce jádra v rostlinných a živočišných buňkách.