ЋЕЛИЈСКО ЈЕЗГРО: КАРАКТЕРИСТИКЕ, ФУНКЦИЈЕ, СТРУКТУРА - БИОЛОГИЈА - 2025

Језгра ћелија представља основни одељак еукариотских ћелија. То је највидљивија структура овог типа ћелија и има генетски материјал. Усмерава све ћелијске процесе: садржи сва упутства кодирана у ДНК за спровођење потребних реакција. Укључује се у процесе дељења ћелија.

Све еукариотске ћелије имају језгро, осим неколико специфичних примера као што су зрела црвена крвна зрнца (еритроцити) код сисара и флоемске ћелије у биљкама. Слично томе, постоје ћелије са више језгара, као што су неке мишићне ћелије, хепатоцити и неурони.

Нуклеус је открио Франз Бауер 1802. године; Међутим, 1830. године научник Роберт Бровн такође је приметио ову структуру и постао популаран као њен главни откривач. Због велике величине може се јасно видети под микроскопом. Поред тога, структура је лагана за бојење.

Језгро није хомогена и статична сферна целина са диспергованом ДНК. То је сложена и замршена структура са различитим компонентама и деловима унутра. Поред тога, динамичан је и стално се мења током целијског циклуса.

карактеристике

Језгро је главна структура која омогућава разликовање између еукариотских и прокариотских ћелија. То је највеће одељење ћелија. Генерално, језгро је близу центра ћелије, али постоје изузеци, попут плазма ћелија и епителијских ћелија.

То је органела у облику сфере у пречнику од око 5 µм, али може достићи 12 µм, зависно од врсте ћелије. Могу да заузмем отприлике 10% укупне запремине ћелија.

Има нуклеарну овојницу коју формирају две мембране које га раздвајају од цитоплазме. Генетски материјал је организован заједно са протеинима у њему.

Иако у језгру нема других мембранских подкомпонената, може се разликовати низ компоненти или региона унутар структуре који имају специфичне функције.

Карактеристике

Језусу се приписује изванредан број функција, јер садржи прикупљање свих генетских информација ћелије (искључујући митохондријску ДНК и хлоропласт ДНК) и усмерава процесе ћелијске деобе. Укратко, главне функције кернела су следеће:

Регулација гена

Постојање липидне баријере између генетског материјала и осталих цитоплазматских компоненти помаже да се смањи сметња других компоненти у функционисању ДНК. Ово представља еволуцијску иновацију од великог значаја за групе еукариота.

Сечење и спајање

Процес спајања мессенгер РНА се одвија у језгру, пре него што молекул путује до цитоплазме.

Циљ овог процеса је елиминација интрона („комада“ генетског материјала који се не кодирају и који прекидају егзоне, подручја која се кодирају) из РНК. Касније РНА напушта језгро, где се преводи у протеине.

Постоје и друге конкретније функције сваке структуре језгре о којима ће бити речи касније.

Структура и састав

Језгро се састоји од три дефинисана дела: нуклеарне овојнице, хроматина и нуклеола. У наставку ћемо детаљно описати сваку структуру:

Нуклеарна коверта

Нуклеарна овојница је састављена од мембрана липидне природе и одваја језгро од осталих ћелијских компоненти. Ова мембрана је двострука, а између њих постоји мали простор који се назива перинуклеарни простор.

Систем унутрашње и спољне мембране формира континуирану структуру са ендоплазматским ретикулумом

Овај систем мембране прекида низ пора. Ови нуклеарни канали омогућавају размену материјала са цитоплазмом јер језгро није потпуно изолирано од осталих компоненти.

Комплекс нуклеарних пора

Кроз ове поре долази до размене супстанци на два начина: пасивно, без потребе за трошењем енергије; или активни, са потрошњом енергије. Пасивно, мали молекули попут воде или соли, мањих од 9 нм или 30-40 кДа, могу ући и отићи.

Ово се догађа за разлику од молекула велике молекулске тежине, којима је потребно да се АТП (енергетско-аденосин трифосфат) креће кроз ове коморе. Велики молекули укључују комаде РНА (рибонуклеинска киселина) или друге биомолекуле протеинске природе.

Поре нису само рупе кроз које молекули пролазе. То су велике протеинске структуре, које могу да садрже 100 или 200 протеина и називају се "нуклеарни комплекс". У структуралном смислу много личи на кошаркашки обруч. Ови протеини се називају нуклеопорини.

Овај комплекс пронађен је у великом броју организама: од квасца до људи. Поред ћелијске транспортне функције, такође је укључен у регулацију експресије гена. Они су незамјењива структура за еукариоте.

У погледу величине и броја, комплекс код кичмењака може достићи величину од 125 МДа, а језгро у овој животињској групи може имати око 2000 пора. Ове карактеристике варирају у зависности од проученог таксона.

Хроматин

Хроматин се налази у језгру, али га не можемо сматрати његовим делом. Име је названо по одличној способности бојења и посматрања под микроскопом.

ДНК је изузетно дуг линеарни молекул у еукариотама. Његово сабијање је кључни процес. Генетски материјал повезан је са низом протеина званих хистони који имају високи афинитет према ДНК. Постоје и друге врсте протеина који могу комуницирати са ДНК и нису хистони.

У хистонима се ДНК накупља и формира хромозоме. То су динамичне структуре и не налазе се константно у свом типичном облику (Ксс и Ис на које смо навикли да видимо на илустрацијама у књигама). Овај распоред се појављује само током процеса дељења ћелија.

У осталим фазама (када ћелија није у процесу дељења) појединачни хромозоми се не могу разликовати. Ова чињеница не сугерише да су хромозоми хомогено или нередовито дисперговани по језгру.

На интерфејсу су хромозоми организовани у специфичне домене. У ћелијама сисара сваки хромозом заузима специфичну „територију“.

Хроматински типови

Могу се разликовати две врсте хроматина: хетерохроматин и еухроматин. Први је високо кондензован и налази се на периферији језгра, тако да транскрипциони машинерији немају приступ тим генима. Еухроматин је организован слободније.

Хетерохроматин је подељен на две врсте: конститутивни хетерохроматин који се никада не изражава; и факултативни хетерохроматин, који се у неким ћелијама не преписује, а у другим.

Најпознатији пример хетерохроматина као регулатора експресије гена је кондензација и инактивација Кс хромозома. Код сисара женке имају КСКС пол хромозоме, док су мушкарци КСИ.

Из разлога дозе гена, женке не могу имати двоструко више гена у Кс него мушкарци. Да би се избегао овај сукоб, Кс хромозом је насумично инактивиран (постаје хетерохроматин) у свакој ћелији.

Нуцлеолус

Нуклеолус је веома релевантна унутрашња структура језгра. То није одјељак омеђен мембранским структурама, то је тамније подручје језгра са специфичним функцијама.

У овом подручју су гени који кодирају рибосомалну РНК груписани, преписани РНА полимеразом И. У људској ДНК ови гени се налазе у сателитима следећих хромозома: 13, 14, 15, 21 и 22. То су нуклеоларни организатори.

Заузврат, нуклеол је раздвојен у три дискретна подручја: фибриларни центри, фибриларне компоненте и грануларне компоненте.

Недавне студије су сакупиле све више доказа о могућим додатним функцијама нуклеола, које нису ограничене само на синтезу и склапање рибосомалне РНА.

Тренутно се верује да нуклеолус може бити укључен у састављање и синтезу различитих протеина. Пост-транскрипцијске модификације су такође примећене у овој нуклеарној зони.

Нуклеолус је такође укључен у регулаторне функције. Једно истраживање показало је како је то повезано са протеинима супресорских тумора.

Цајалова тела

Тела Цајал (која се такође називају завојна тела) носе ово име у част свог откривача, Сантиаго Рамон и Цајал. Овај истраживач је опажао ове телеске код неурона 1903. године.

Они су мале структуре у облику сфера и постоје од 1 до 5 примерака по језгри. Ова тела су веома сложена са прилично великим бројем компоненти, укључујући ове факторе транскрипције и машине повезане са спајањем.

Те сферне структуре пронађене су у различитим деловима језгра, пошто су покретне структуре. Обично се налазе у нуклеоплазми, мада се у ћелијама рака налазе у нуклеолусу.

Постоје два типа тела кутије у језгру, класификована према њиховој величини: велика и мала.

Тела ПМЛ

Тела ПМЛ (промеелоцитна леукемија) су мала сферна субнуклеарна подручја клиничког значаја, пошто су повезана са вирусним инфекцијама и онкогенезом.

Позната су по разним именима у литератури, као што су нуклеарни домен 10, Кремерова тела и онкогени домени ПМЛ.

Једро има 10 до 30 ових домена и има пречник од 0,2 до 1,0 ум. Између његових функција истиче се регулација гена и синтеза РНА.

Референце

1. Адам, СА (2001). Комплекс нуклеарних пора. Биологија генома, 2 (9), критике0007.1-критике0007.6.
2. Аудесирк, Т., Аудесирк, Г., & Биерс, БЕ (2003). Биологија: живот на земљи. Пеарсоново образовање.
3. Боисверт, ФМ, Хендзел, МЈ, и Базетт-Јонес, ДП (2000). Нуклеарна тела Промиелоцитиц леукемије (ПМЛ) су протеинске структуре које не накупљају РНК. Часопис за ћелијску биологију, 148 (2), 283-292.
4. Бусцх, Х. (2012). Ћелијско језгро. Елсевиер.
5. Цоопер, ГМ и Хаусман, РЕ (2000). Ћелија: молекуларни приступ. Сандерланд, МА: Синауерови сарадници.
6. Цуртис, Х., Сцхнек, А. (2008). Цуртис. Биологија. Панамерицан Медицал Ед.
7. Дундр, М., и Мистели, Т. (2001). Функционална архитектура у ћелијском језгру. Биоцхемицал Јоурнал, 356 (2), 297-310.
8. Еинард, АР, Валентицх, МА, и Ровасио, РА (2008). Хистологија и ембриологија човека: ћелијске и молекуларне базе. Панамерицан Медицал Ед.
9. Хетзер, МВ (2010). Нуклеарна коверта. Перспективе Цолд Спринг Харбор из биологије, 2 (3), а000539.
10. Кабацхински, Г., Сцхвартз, ТУ (2015). Комплекс нуклеарних пора - структура и функција на први поглед. Јоурнал оф Целл Сциенце, 128 (3), 423-429.
11. Монтанер, АТ (2002). Цајалово тело са додатком. Рев есп патол, 35, (4), 529-532.
12. Невпорт, ЈВ, & Форбес, ДЈ (1987). Језгро: структура, функција и динамика. Годишњи преглед биохемије, 56 (1), 535-565.