Функције ћелијског језгра

увод

Ћелијско језгро (језгро) формира највећу органелу еукариотских ћелија и налази се у цитоплазми, раздвојена двоструком мембраном (нуклеарна овојница). Као носилац генетске информације, ћелијско језгро садржи генетску информацију у облику хромозома (ланац ДНК) и тако игра суштинску улогу у наслеђивању. Већина ћелија сисара има само једно језгро; ово је округло и има пречник од 5 до 16 микрометара. Са одређеним типовима ћелија, нпр. Мишићна влакна или специјализоване ћелије у костима могу да имају више језгара.

Добијте више информација о Ћелијско језгро

Функције ћелијског језгра

Ћелијско језгро је најважнија органела у ћелији и чини 10-15% ћелијске запремине. Језгро садржи већину генетских информација ћелије. Код људи, поред ћелијског језгра, митохондрији садрже и ДНК ("митохондријска ДНК"). Међутим, митохондријски геном кодира само неколико протеина, који су углавном потребни у респираторном ланцу за производњу енергије.

Више о томе прочитајте на:

• Митохондрије
• Ћелијско дисање код људи (респираторни ланац)

Илустрација ћелијског језгра

1. Ћелијско језгро -
   Језгро
2. Спољна нуклеарна мембрана
   (Нуклеарна коверта)
   Нуцлеолемма
3. Унутрашња нуклеарна мембрана
4. Нуклеарни трупли
   Нуцлеолус
5. Нуклеарна плазма
   Нуклеоплазма
6. ДНК нит
7. Нуклеарне поре
8. Хромосоми
9. ћелија
   Целулла
   А - језгро
   Б - ћелија

Преглед свих Др-Гумперт слика можете наћи под: медицинске слике

Складиштење генетских информација

Као складиште деоксирибонуклеинске киселине (ДНК) ћелијско језгро је контролни центар ћелије и регулише многе важне процесе ћелијског метаболизма. Ћелијско језгро је неопходно за ћелију да функционише. Ћелије без језгра обично не могу преживети. Изузетак су нуклеирана црвена крвна зрнца (Еритроцити). Поред регулаторних функција, задаци ћелијског језгра укључују и складиштење, умножавање и пренос ДНК.

ДНК лежи у облику дуге дупле спиралне спирале у ћелијском језгру, где је компактно упакован у хромозоме са основним протеинима, хистонима. Хромосоми се састоје од хроматина који се само кондензује да би се формирао микроскопски видљив хромозом током деобе ћелија. Свака људска ћелија садржи 23 хромозома, сваки у дупликату, који су наслеђени од оба родитеља. Половина гена у ћелији долази од мајке, друга половина од оца.

Ћелијско језгро контролише метаболичке процесе у ћелији користећи гласнике молекуле направљене од РНК. Генетски подаци кодирају протеине који су одговорни за функцију и структуру ћелије. Ако је потребно, одређени одсеци ДНК, названи гени, преписују се у мессенгер супстанцу (мессенгер РНА или мРНА) .МРНА која је формирана напушта ћелијско језгро и служи као образац за синтезу одговарајућих протеина.

Замислите ДНК као врсту шифрованог језика који чине четири слова. Ово су четири базе: аденин, тимин, гванин и цитозин. Ова слова чине речи, свако од три базе, које се зову кодони.

Сваки кодон кодира специфичну аминокиселину и на тај начин чини основу за биосинтезу протеина, јер се низ база гена преводи у протеин повезивањем одговарајућих аминокиселина. Целокупност ове шифроване информације назива се генетским кодом. Специфична секвенца база чини наш ДНК јединственим и одређује наше гене.

Али нису само базе укључене у структуру ДНК. ДНК је састављен од нуклеотида у низу, који се састоје од шећера, фосфата и базе. Нуклеотиди представљају кичму ДНК која је у облику спиралне двоструке спирале. Поред тога, овај прамен је додатно кондензован тако да се уклапа у мало језгро ћелије. Тада говоримо и о хромозомима као облику паковања ДНК. Сваком делом ћелије копира се целокупна ДНК тако да свака ћелијска ћерка такође садржи потпуно идентичне генетске информације.

Хромосоми се користе за паковање ДНК

Хромозом је одређени облик паковања нашег генетског материјала (ДНК) који је видљив само током деобе ћелија. ДНК је линеарна структура која је предуго да би се уклопила у наше ћелијско језгро у свом природном стању. Овај проблем се решава различитим спиралама ДНК које штеде простор и уградњом малих протеина око којих се ДНК може наставити савијати. Најкомпактнији облик ДНК су хромозоми. Под микроскопом се појављују као мала тијела у облику штапа са централним стезањем. Овај облик ДНК се може приметити само током деобе ћелија, тј. Током митозе. Подела ћелије се, с друге стране, може поделити у неколико фаза, при чему су хромозоми најбоље представљени у метафази. Нормалне ћелије тела имају двоструки скуп хромозома, који се састоји од 46 хромозома.

Даљње информације о подели ћелијског језгра доступне су на: Митоза

РНА као део ћелијског језгра

РНА описује рибонуклеинску киселину која има структуру сличну оној ДНК. Међутим, ово је једноланчана структура која се разликује од ДНК у појединим компонентама. Поред тога, РНА је такође много краћа од ДНК и има неколико различитих задатака у поређењу с њом. На тај се начин РНА може поделити у различите подгрупе РНА које обављају различите задатке. Између осталог, мРНА има важну улогу током деобе ћелијског језгра. Као и тРНА, она се такође користи у производњи протеина и ензима. Друга подгрупа РНА је рРНА, која је део рибосома и због тога је такође укључена у производњу протеина.

Синтезу протеина

Први корак у биосинтези протеина је транскрипција ДНК у мРНА (транскрипција) и одвија се у ћелијском језгру. Ланац ДНА служи као образац за комплементарну РНА секвенцу. Међутим, пошто се протеини не могу произвести у ћелијском језгру, формирана мРНА мора се избацити у цитоплазму и донети у рибосоме, где се одвија стварна синтеза протеина. Унутар рибосома мРНА се претвара у низ аминокиселина које се користе за изградњу протеина. Овај поступак је познат и као превод.

Пре него што се месна РНА може превести из нуклеуса, она се прво обрађује у многим корацима, односно, одређене секвенце се или додају или изрезују и поново састављају. То значи да различите варијанте протеина могу настати из једног транскрипта. Овај процес омогућава људима да производе велики број различитих протеина са релативно мало гена.

Репликација

Друга важна функција ћелије, која се одвија у ћелијском језгру, је умножавање ДНК (Репликација). У ћелији постоји сталан циклус накупљања и распада: стари протеини, загађивачи и производи метаболизма се разграђују, нови протеини се морају синтетизовати и стварати енергију. Поред тога, ћелија расте и дели се на две идентичне ћелије кћери. Пре него што ћелија може да се дели, међутим, све генетске информације морају се прво умножити. Ово је важно јер је геном свих ћелија унутар организма апсолутно идентичан.

Репликација се одвија у тачно дефинисаном тренутку током дељења ћелије у ћелијском језгру; оба процеса су уско повезана и контролишу их одређени протеини (Ензими) регулисано. Прво се одваја дволанчана ДНК и сваки појединачни ланац служи као образац за наредно дуплирање. Да би се то постигло, разни ензими пристају на ДНК и допуњују појединачни ланац да би формирали нову двоструку спиралу. На крају овог процеса створена је тачна копија ДНК која се може проследити кћеркој ћелији када се подели.

Међутим, ако се појаве грешке у једној од фаза ћелијског циклуса, могу се развити различите мутације. Постоје различите врсте мутација које могу настати спонтано током различитих фаза ћелијског циклуса. На пример, ако је ген неисправан, то се назива мутација гена. Међутим, ако грешка погађа одређене хромозоме или делове хромосома, онда је то мутација хромосома. Ако је погођен број хромозома, то доводи до мутације генома.

Тема би вас могла такође занимати: Аберација хромосома - шта то значи?

Нуклеарне поре и сигнални путеви

Двострука мембрана нуклеарне овојнице има поре које служе селективном транспорту протеина, нуклеинских киселина и сигналних материја из и у језгро.

Одређени метаболички фактори и сигналне супстанце улазе у језгро кроз ове поре и утичу на транскрипцију тамо неких протеина. Конверзија генетских информација у протеине строго се надзире и регулише је многим метаболичким факторима и сигналним супстанцама, што говори о експресији гена. Многи сигнални путеви који се одвијају у ћелијском крају у језгру, где утичу на експресију гена одређених протеина.

Нуклеарно тело (нуклеолус)

Унутар језгра еукариотских ћелија је нуклеолус, нуклеарно тело. Ћелија може да садржи један или више нуклеола, а ћелије које су веома активне и често се деле, могу да садрже до 10 нуклеола.

Језгро је сферна, густа структура која се јасно види под светлосним микроскопом и јасно је дефинисана унутар ћелијског језгра. Он формира функционално независно подручје језгре, али није окружено његовом мембраном. Нуклеолус је састављен од ДНК, РНК и протеина који леже заједно у густом конгломерату. Сазревање рибосомалних подјединица одвија се у нуклеолу. Што више протеина који се синтетишу у ћелији то је потребно више рибосома и зато метаболички активне ћелије имају неколико нуклеарних тела.

Функција језгра у нервној ћелији

Језгро у нервној ћелији има различите функције. Једро нервне ћелије налази се у ћелијском телу (Сома) заједно са осталим ћелијским компонентама (органелама), као што су ендоплазматски ретикулум (ЕР) и Голгијев апарат. Као и у свим ћелијама тела, ћелијско језгро садржи генетску информацију у облику ДНК. Због присуства ДНК, друге телесне ћелије су у стању да се умножавају путем митозе. Међутим, нервне ћелије су веома специфичне и високо диференциране ћелије које су део нервног система. Као резултат тога, више нису у могућности да се удвоструче. Међутим, ћелијско језгро преузима још један важан задатак. Нервне ћелије су, између осталог, одговорне за побуђивање наших мишића, што на крају доводи до кретања мишића. Комуникација између нервних ћелија и између нервних ћелија и мишића се одвија путем гласника (Предајник). Ове хемијске материје и друге важне супстанције које се одржавају у животу стварају се уз помоћ ћелијског језгра. Не само ћелијско језгро, већ и остале компоненте сома играју важну улогу. Поред тога, ћелијско језгро контролише све метаболичке путеве у свим ћелијама, укључујући нервне ћелије. Да бисмо то постигли, ћелијско језгро садржи све наше гене који се могу очитати у зависности од употребе и превести у потребне протеине и ензиме.

Даљње информације о посебним карактеристикама нервне ћелије доступне су на: Нервних ћелија