Vlastnosti struktury jádra. Struktura a funkce buněčného jádra

Jádro buňky je nejdůležitější organelle, místo skladování a reprodukce dědičných informací. Jedná se o membránovou strukturu, která zaujímá 10-40% buňky, funkce

Umístění jádra v buňce a její struktura

Jádro se nachází v tloušťce cytoplazmy a přímo se dotýká drsného a hladkého endoplazmatické retikulum. Je obklopen dvěma membránami, mezi kterými je perinukleární prostor. Uvnitř jádra je matrice, chromatin a množství nukleí.

Některé zralé lidské buňky nemají jádro, zatímco jiné fungují v podmínkách těžkého potlačení své činnosti. Obecně platí, že struktura jádra (schéma) je reprezentován jako nukleární dutina ohraničená karyotheca z buněk, které obsahují chromatin a jadérka, opravené nucleoplasm jaderné matrix.

Struktura karyolemmy

Pro usnadnění studia nukleových buněk by měly být tyto buňky vnímány jako bubliny omezené na skořápky z jiných vezikul. Jádro je bublina s dědičnými informacemi, která se nachází v tloušťce buňky. Z jeho cytoplazmy je chráněna dvouvrstvým lipidovým povlakem. Struktura jádra jádra je podobná struktuře buněčné membrány. Ve skutečnosti se vyznačují pouze názvem a počtem vrstev. Bez toho všeho jsou stejné ve struktuře a funkci.

Struktura karyolemma (jaderná membrána) je dvouvrstvá: skládá se ze dvou lipidových vrstev. Vnější bilipidová vrstva karyolemmy se přímo dotýká zdrsněného retikulu endoplazmy buňky. Vnitřní karyolma - s obsahem jádra. Mezi vnější a vnitřní karyomembrynou je perinukleární prostor. Zjevně vznikla díky elektrostatickým jevům - odpuzování oblastí glycerinových zbytků.

Funkce jaderné membrány je vytvořit mechanickou bariéru, která odděluje jádro a cytoplasmus. Vnitřní membrána jádra slouží jako fixační místo pro nukleární matrici, řetězec proteinových molekul, které podporují trojrozměrnou strukturu. Ve dvou nukleárních membránách jsou speciální póry: prostřednictvím nich informace RNA opouští cytoplazmus k ribosomům. V samotném jádru existuje několik nukleí a chromatin.

Vnitřní struktura nukleoplasmu

Funkce struktury jádra vám umožní srovnávat ji se samotnou buňkou. Uvnitř jádra je také speciální médium (nukleoplasmus), reprezentované gelovým solem, koloidním roztokem bílkovin. Uvnitř je nukleoskeleton (matrice), reprezentovaný vláknitými bílkovinami. Hlavní rozdíl spočívá v tom, že jádro obsahuje převážně kyselé proteiny. Zjevně je taková reakce média nezbytná pro zachování chemických vlastností nukleových kyselin a průběhu biochemických reakcí.

Nucleolus

Struktura jádra buňky nemůže být dokončena bez jádra. Je to spiralizovaná ribosomální RNA, která je ve stádiu dozrávání. Později vytvoří ribozom - organelu nezbytnou pro syntézu bílkovin. Ve struktuře nukleolu jsou rozlišeny dvě složky: fibrilární a kulovité. Odlišují se pouze v elektronové mikroskopii a nemají membrány.

Fibrilální složka je umístěna ve středu jádra. Jedná se o typ ribozomální RNA řetězce, které budou shromažďovány z ribozomální podjednotky. Pokud budeme zvažovat jádro (struktura a funkce), pak je zřejmé, že z nich bude následně vytvořena granulovaná složka. Jsou to stejné zralé ribozomální podjednotky, které se nacházejí v pozdějších fázích jejich vývoje. Z nich brzy vznikly ribozomy. Jsou odstraněny z nucleoplasm jadernými póry karyotheca a spadnout na membránu hrubého endoplazmatického retikula.

Chromatin a chromozomy

Struktura a jádrové funkce buňky jsou organicky vázány: existují pouze takové struktury, které jsou potřebné k ukládání a reprodukci dědičných informací. K dispozici je také kiosk (základní matrice), jehož funkcí je udržovat tvar organel. Nejdůležitější složkou jádra je však chromatin. Jedná se o chromozomy, které hrají roli kartových souborů různých skupin genů.

Chromatinu je proteinový komplex, který se skládá z kvartérní struktury polypeptidu navázaného na nukleovou kyselinu (RNA nebo DNA). V plazmidech bakterií je také přítomen chromatin. Téměř čtvrtina z celkové hmotnosti chromatinu histonů - proteiny odpovědné za „obal“ genetické informace. Tento rys struktury je studován biochemií a biologií. Struktura jádra komplexu právě proto, že přítomnost chromatinu a zpracovává jej střídá spiralization a odvíjení.

Přítomnost histonů umožňuje kompaktní a dokončovací řetězec DNA na malém místě - v jádře buňky. To se děje následovně: histony tvoří nukleosomy, což je struktura jako korálky. H2B, H3, H2A a H4 jsou hlavní histonové proteiny. Nukleosom je tvořen čtyřmi páry každého reprezentovaného histonu. V tomto případě je histon H1 linker: je spojen s DNA v místě vstupu do nukleozomu. Balení DNA nastává v důsledku "navíjení" lineární molekuly na 8 proteinů histonové struktury.

Struktura jádra, jejíž schéma je uvedeno výše, předpokládá přítomnost solenoidové struktury DNA, doplněné histony. Tloušťka tohoto konglomerátu je asi 30 nm. V tomto případě může být konstrukce dále zhutněna tak, aby zabíralo méně místa a méně podstupovala mechanické poškození, které se nevyhnutelně vyskytují během životnosti buňky.

Chromatinové frakce

Struktura, struktura a funkce jádra buňky jsou smyčkovány pro podporu dynamických procesů spiralizace a despiralizace chromatinu. Proto existují dvě hlavní frakce: vysoce spirálovité (heterochromatin) a řídké (euchromatin). Jsou rozděleny strukturálně i funkčně. V heterochromatinu je DNA dobře chráněna před jakýmikoli vlivy a nemůže být přepisována. Euchromatin je méně dobře chráněn, ale pro syntézu proteinů se mohou dvojité geny zdvojnásobit. Nejčastěji se heterochromatinové a euchromatinové oblasti střídají po celé délce celého chromozomu.

Chromozomy

Jádro jádra, jejíž struktura a funkce jsou popsány v této publikaci, obsahuje chromozomy. Jedná se o komplexní a kompaktně zabalený chromatin, který lze pozorovat světelnou mikroskopií. To je však možné pouze tehdy, když je buňka umístěna na sklíčku ve fázi mitotického nebo meiotického dělení. Jedním ze stupňů je spiralizace chromatinového chromatinu. Jejich struktura je velmi jednoduchá: chromozom má telomer a dvě ramena. Každý mnohobuněčný organismus stejného druhu má stejnou základní strukturu. Tabulka chromozomů je také podobná.

Implementace funkcí jádra

Hlavní rysy struktury jádra jsou spojeny s výkonem určitých funkcí a potřebou jejich ovládání. Jádro hraje roli skladu dědičných informací, to znamená, že je to jakýsi kartový soubor se zaznamenanými aminokyselinovými sekvencemi všech proteinů, které mohou být syntetizovány v buňce. Aby tedy mohla funkce vykonávat, buňka musí syntetizovat protein, struktura který je kódován v genu.

Aby jádro "pochopilo", který specifický protein by měl být syntetizován ve správnou dobu, existuje systém vnějších (membránových) a interních receptorů. Informace z nich přicházejí do jádra pomocí molekulárních vysílačů. To je nejčastěji realizováno mechanismem adenylátové cyklázy. Takže buňka ovlivňuje hormony (adrenalin, norepinefrin) a některé léky s hydrofilní strukturou.

Druhý mechanismus přenosu informací je interní. Je charakteristická pro lipofilní molekuly - kortikosteroidy. Tato látka proniká do bilipidové membrány buňky a směřuje do jádra, kde interaguje s jeho receptorem. V důsledku aktivace receptorového komplexu se nachází na buněčné membráně (adenylátcyklázy mechanismus) nebo karyotheca, reakce se spustí aktivaci konkrétního genu. Replikuje, je založen na informační RNA. Později struktura posledně jmenované syntetizuje protein, který vykonává určitou funkci.

Jádro mnohobuněčných organismů

V mnohobuněném organismu jsou vlastnosti struktury jádra stejné jako v jednobuněčném organismu. Ačkoli existují určité nuance. Za prvé, multicelularita znamená, že řada buněk bude mít svou vlastní specifickou funkci (nebo několik). To znamená, že některé geny budou vždy despiralizovány, zatímco jiné jsou v neaktivním stavu.

Například v tukových buňkách tkáňová syntéza proteinů zůstane neaktivní, a proto většina chromatinu je helikální. A v buňkách, například v exokrinní části pankreatu, probíhají procesy biosyntézy proteinů neustále. Proto je jejich chromatin despiralizován. Na těch místech, jejichž geny jsou replikovány nejčastěji. Současně je důležitý klíčový rys: chromozomální soubor všech buněk stejného organismu je stejný. Pouze kvůli diferenciaci funkcí v tkáních jsou některé z nich vypnuty z práce, zatímco jiné jsou despiralizovány častěji než jiné.

Jaderných buněk těla

Existují buňky, charakteristiky struktury jádra, které nemusí být zváženy, neboť buď snižují svou funkci v důsledku své životaschopné aktivity, nebo se úplně zbavují. Nejjednodušším příkladem jsou erytrocyty. Jedná se o krevní buňky, jejichž jádro je přítomno teprve v raných stádiích vývoje, kdy se syntetizuje hemoglobin. Jakmile je jeho množství dostatečné k přenosu kyslíku, jádro se vyjme z buňky, aby se usnadnilo, že nebude narušovat transport kyslíku.

Obecně je erytrocyt cytoplazmatický vak, naplněný hemoglobinem. Podobná struktura je charakteristická pro tukové buňky. Struktura adipocytů buněčné jádro velmi zjednodušené, snižuje a posouvá do membrány, a syntéza proteinů procesy jsou maximálně inhibována. Tyto buňky jsou rovněž připomínají „pytle“ naplněných tukem, i když samozřejmě různé biochemické reakce jsou o něco větší než červené krvinky. Trombocyty také nemají jádro, ale neměly by být považovány za plné buňky. Jedná se o fragmenty buněk nezbytných pro realizaci procesů hemostázy.