Funkcije celičnega jedra

uvod

Jedro (jedro) tvori največjo organelo evkariontskih celic in se nahaja v citoplazmi, ločena z dvojno membrano (jedrno ovojnico). Kot nosilec genetske informacije vsebuje celično jedro genetske informacije v obliki kromosomov (veriga DNA) in ima tako pomembno vlogo pri dedovanju. Večina celic sesalcev ima samo eno jedro; ta je okrogla in ima premer od 5 do 16 mikrometrov. Nekatere vrste celic, kot so mišična vlakna ali specializirane celice v kosti, imajo lahko več jeder.

Pridobite več informacij o Jedro celice

Funkcije celičnega jedra

Jedro celice je najpomembnejši organel v celici in predstavlja 10-15% prostornine celice. Jedro vsebuje večino genskih informacij o celici. Pri človeku mitohondriji poleg celičnega jedra vsebujejo tudi DNA ("mitohondrijska DNA"). Vendar mitohondrijski genom kodira le nekaj beljakovin, ki so v glavnem potrebne v dihalni verigi za proizvodnjo energije.

Več o tem preberite na:

• Mitohondrije
• Dihanje celic pri ljudeh (dihalna veriga)

Prikaz celičnega jedra

1. Jedro -
   Jedro
2. Zunanja jedrska membrana
   (Jedrska ovojnica)
   Nukleolema
3. Notranja jedrska membrana
4. Jedrske celice
   Nukleoli
5. Jedrska plazma
   Nukleoplazma
6. Nit DNA
7. Jedrske pore
8. Kromosomi
9. celica
   Celulla
   A - jedro
   B - celica

Pregled vseh slik podjetja Dr-Gumpert najdete pod: medicinske slike

Shranjevanje genskih informacij

Kot zaloga deoksiribonukleinske kisline (DNA) je celično jedro nadzorno središče celice in uravnava številne pomembne procese celičnega metabolizma. Jedro celice je bistvenega pomena za delovanje celice. Celice brez jedra običajno ne morejo preživeti. Izjema pri tem so jedrne rdeče krvne celice (Eritrociti). Naloge celičnega jedra poleg regulativnih funkcij vključujejo shranjevanje, podvajanje in prenos DNK.

DNA leži v obliki dolge, verigi podobne dvojne vijačnice v celičnem jedru, kjer je kompaktno zapakirana v kromosome z jedrnimi beljakovinami, histoni. Kromosomi so sestavljeni iz kromatina, ki se med delitvijo celic zgosti le v mikroskopsko vidne kromosome. Vsaka človeška celica vsebuje 23 kromosomov v dvojniku, ki jih podeduje oba starša. Polovica genov v celici prihaja od matere, druga polovica od očeta.

Celično jedro nadzira metabolične procese v celici z uporabo molekul za selitev, izdelanih iz RNA. Genetske informacije kodirajo beljakovine, ki so odgovorne za delovanje in strukturo celice. Po potrebi se določeni odseki DNA, imenovani geni, prepišejo v selno snov (messenger RNA ali mRNA) .MRNA, ki nastane, zapusti celično jedro in služi kot predloga za sintezo ustreznih proteinov.

DNK si predstavljajte kot nekakšen šifriran jezik, sestavljen iz štirih črk. To so štiri osnove: adenin, timin, gvanin in citozin. Te črke sestavljajo besede, ki jih sestavljajo tri osnove, imenovane kodoni.

Vsak kodon kodira določeno aminokislino in tako tvori osnovo za biosintezo beljakovin, saj se zaporedje baz genov s povezovanjem ustreznih aminokislin pretvori v protein. Celotna šifrirana informacija se imenuje genetska koda. Specifično zaporedje baz naredi našo DNK edinstveno in določa naše gene.

V strukturo DNK pa niso vključene samo baze. DNA je sestavljena iz nukleotidov v vrsti, ki pa so sestavljeni iz sladkorja, fosfata in baze. Nukleotidi predstavljajo hrbtenico DNA, ki je v obliki vijačne dvojne vijačnice. Poleg tega se ta veriga še zgosti, tako da se prilega majhnemu jedru celice. Potem se govori tudi o kromosomih kot obliki embalaže za DNA. Z vsako delitvijo celic se kopira celotna DNK, tako da vsaka hčerinska celica vsebuje tudi popolnoma enake genetske podatke.

Kromosomi, ki se uporabljajo za pakiranje DNA

Kromosom je določena oblika embalaže našega genskega materiala (DNA), ki je vidna le med delitvijo celic. DNA je linearna struktura, ki je predolga, da bi se v naravnem stanju našla v našem celičnem jedru. Ta problem rešujejo različne spirale DNA, ki prihranijo prostor, in vključitev majhnih beljakovin, okoli katerih se lahko DNA še naprej ovija. Najbolj kompaktna oblika DNK so kromosomi. Pod mikroskopom so ta videti kot paličasta telesa z osrednjo zožitvijo.To obliko DNA lahko opazimo le med delitvijo celic, torej med mitozo. Delitev celic pa lahko razdelimo na več faz, pri čemer so kromosomi najbolje predstavljeni v metafazi. Običajne telesne celice imajo dvojni nabor kromosomov, ki je sestavljen iz 46 kromosomov.

Nadaljnje informacije o delitvi celičnega jedra so na voljo na: Mitoza

RNA kot del celičnega jedra

RNA opisuje ribonukleinsko kislino, ki ima strukturo, podobno strukturi DNA. Vendar je to enoverižna struktura, ki se od DNA razlikuje po posameznih komponentah. Poleg tega je RNA tudi veliko krajša od DNA in ima v primerjavi z njo več različnih nalog. Na ta način lahko RNA razdelimo na različne podskupine RNA, ki opravljajo različne naloge. Med drugim ima mRNA pomembno vlogo med delitvijo celičnega jedra. Tako kot tRNA se uporablja tudi pri proizvodnji beljakovin in encimov. Druga podskupina RNA je rRNA, ki je del ribosomov in je zato vključena tudi v proizvodnjo beljakovin.

Sinteza beljakovin

Prvi korak v biosintezi beljakovin je transkripcija DNA v mRNA (prepis) in poteka v celičnem jedru. Veriga DNA služi kot predloga za komplementarno zaporedje RNA. Ker pa znotraj celičnega jedra ne more nastati nobena beljakovina, je treba nastalo mRNA izprazniti v citoplazmo in jo pripeljati do ribosomov, kjer na koncu pride do dejanske sinteze proteinov. V ribosomih se mRNA pretvori v zaporedje aminokislin, ki se uporabljajo za gradnjo beljakovin. Ta postopek je znan kot prevajanje.

Pred prenosom RNA iz jedra pa se najprej obdela v več korakih, to pomeni, da se določena zaporedja dodajo ali izrežejo in ponovno sestavijo. To pomeni, da iz enega prepisa lahko nastanejo različne variante beljakovin. Ta postopek človeku omogoča, da proizvede veliko različnih beljakovin z razmeroma malo genov.

Replikacija

Druga pomembna funkcija celice, ki poteka v celičnem jedru, je podvajanje DNA (Replikacija). V celici obstaja stalen krog kopičenja in razgradnje: stare beljakovine, onesnaževala in presnovni produkti se razgrajujejo, nove beljakovine je treba sintetizirati in proizvesti energijo. Poleg tega celica raste in se deli na dve enaki hčerinski celici. Preden se celica lahko razdeli, je treba vse genske informacije najprej podvojiti.To je pomembno, ker je genom vseh celic v organizmu popolnoma enak.

Replikacija poteka v točno določenem trenutku med delitvijo celic v celičnem jedru; oba procesa sta tesno povezana in sta pod nadzorom nekaterih beljakovin (Encimi) urejena. Najprej se loči dvoverižna DNA in vsaka posamezna veriga služi kot predloga za nadaljnje podvajanje. Da bi to naredili, različni encimi pristajajo na DNA in dopolnjujejo posamezno verigo, da tvorijo novo dvojno vijačnico. Na koncu tega postopka je bila ustvarjena natančna kopija DNK, ki se lahko posreduje hčerinski celici, ko se razdeli.

Če pa se v eni od faz celičnega cikla pojavijo napake, se lahko razvijejo različne mutacije. Obstajajo različne vrste mutacij, ki se lahko spontano pojavijo v različnih fazah celičnega cikla. Na primer, če je gen okvarjen, se imenuje genska mutacija. Če pa napaka vpliva na določene kromosome ali dele kromosomov, potem gre za mutacijo kromosoma. Če vpliva na število kromosomov, to vodi do mutacije genoma.

Tema bi vas lahko tudi zanimala: Kromosomska aberacija - kaj to pomeni?

Jedrske pore in signalne poti

Dvojna membrana jedrne ovojnice ima pore, ki služijo selektivnemu prenosu beljakovin, nukleinskih kislin in signalnih snovi iz in v jedro.

Nekateri presnovni dejavniki in signalne snovi dosežejo jedro skozi te pore in vplivajo na transkripcijo nekaterih beljakovin tam. Pretvorbo genskih informacij v beljakovine strogo spremljamo in jo urejajo številni presnovni dejavniki in signalne snovi, eden govori o izražanju genov. Številne signalne poti, ki potekajo v celici, se končajo v jedru in vplivajo na gensko ekspresijo nekaterih proteinov tam.

Jedrsko telo (jedro)

Znotraj jedra evkariontskih celic je jedro, jedrsko telo. Celica lahko vsebuje eno ali več jedrc, celice, ki so zelo aktivne in se pogosto delijo, lahko vsebujejo do 10 nukleolov.

Jedro je sferična, gosta struktura, ki jo je mogoče jasno videti pod svetlobnim mikroskopom in je jasno razmejena znotraj celičnega jedra. Tvori funkcionalno neodvisno območje jedra, vendar ni obdano z lastno membrano. Nukleolus je sestavljen iz DNA, RNA in beljakovin, ki ležijo skupaj v gostem konglomeratu. Zorenje ribosomskih podenot poteka v jedru. Več kot se v celici sintetizira beljakovin, več ribosomov je potrebnih in zato imajo presnovno aktivne celice več jedrskih teles.

Delovanje jedra v živčni celici

Jedro v živčni celici ima različne funkcije. Jedro živčne celice se nahaja v telesu celice (Soma) skupaj z drugimi celičnimi komponentami (organeli), kot sta endoplazemski retikulum (ER) in Golgijev aparat. Kot v vseh telesnih celicah tudi celično jedro vsebuje genetske informacije v obliki DNK. Zaradi prisotnosti DNK se druge telesne celice lahko podvojijo z mitozo. Vendar so živčne celice zelo specifične in zelo diferencirane celice, ki so del živčnega sistema. Posledično se ne morejo več podvojiti. Vendar celično jedro prevzame še eno pomembno nalogo. Med drugim so živčne celice odgovorne za vzbujanje naših mišic, kar na koncu vodi do gibanja mišic. Komunikacija med živčnimi celicami ter med živčnimi celicami in mišicami poteka prek sporočil (Oddajnik). Te kemične snovi in ​​druge pomembne snovi, ki ohranjajo življenje, nastajajo s pomočjo celičnega jedra. Ne samo celično jedro, ampak tudi druge sestavine some igrajo pomembno vlogo. Poleg tega celično jedro nadzoruje vse presnovne poti v vseh celicah, vključno z živčnimi celicami. V ta namen celično jedro vsebuje vse naše gene, ki jih je odvisno od uporabe mogoče prebrati in prevesti v zahtevane beljakovine in encime.

Več informacij o posebnosti živčne celice najdete na: Živčna celica