Ядро

введение

Ядро клетки или ядро ​​является самой большой органеллой в клетке и расположено в цитоплазме эукариотических клеток. Округленное ядро ​​клетки, ограниченное двойной мембраной (ядерной оболочкой), содержит генетическую информацию, упакованную в хроматин, дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК). Как хранилище генетической информации ядро ​​клетки имеет центральное значение для наследственности.

Функция ядра клетки

Все клетки человека, кроме эритроцитов, имеют ядра, в которых ДНК находится в форме хромосом. Ядро клетки регулирует и контролирует все процессы, происходящие в клетке. Например, инструкции по синтезу белков, передаче генетической информации, делению клеток и различным метаболическим процессам.

Помимо хранения генетической информации, удвоение (копирование) ДНК и синтез рибонуклеиновых кислот (РНК) путем транскрипции ДНК (транскрипция), а также модификацию этой РНК (процессинг) для наиболее важных функций ядра клетки.

Помимо ДНК в ядре клетки, у человека также есть митохондриальная ДНК в митохондриях, репликация которой полностью не зависит от ядра. Здесь хранится информация о многих белках, необходимых для дыхательной цепи.

Узнайте больше по этой теме: Клеточное дыхание у человека

Иллюстрация ядра клетки

1. Ядро клетки -
   ядро
2. Наружная ядерная мембрана
   (Ядерная оболочка)
   Nucleolemma
3. Внутренняя ядерная мембрана
4. Ядерные тельца
   Ядрышка
5. Ядерная плазма
   нуклеоплазма
6. Нить ДНК
7. Ядерная пора
8. Хромосомы
9. клетка
   Celulla
   А - ядро
   B - клетка

Вы можете найти обзор всех изображений Dr-Gumpert в разделе: медицинские изображения

Что такое ядерное вещество?

Ядерное вещество - это генетическая информация, закодированная в ядре. Это также известно как ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота). Молекула ДНК или РНК, в свою очередь, состоит из основных химических строительных блоков, нуклеотидов, и состоит из сахара (дезоксирибоза для ДНК или рибоза для РНК), кислого фосфатного остатка и основания. Основания называются аденином, цитозином, гуанином или тимином (или урацилом в случае РНК). ДНК уникальна из-за фиксированной последовательности четырех оснований, которая отличается у каждого человека.

ДНК не имеет форму свободной цепи, а обернута вокруг специальных белков (гистонов), которые в совокупности известны как хроматин. Если этот хроматин подвергается дальнейшему сжатию, в конечном итоге образуются хромосомы, которые видны под микроскопом в метафазе митоза. Таким образом, стержневидные тельца являются носителями генетической информации и участвуют в делении ядра. Нормальная клетка человеческого тела имеет 46 хромосом, которые расположены попарно (двойной или диплоидный набор хромосом). 23 хромосомы происходят от матери и 23 хромосомы от отца.

Узнать больше о ДНК

Кроме того, в ядре находится ядрышко, которое особенно заметно в виде уплотненной зоны. Он состоит из рибосомальной РНК (рРНК).

Подробнее по теме Рибосомы

Что такое кариоплазма?

Кариоплазма также известна как ядерная плазма или нуклеоплазма. Он описывает структуры, лежащие внутри ядерной мембраны. Напротив, есть также цитоплазма, которая ограничена внешней клеточной мембраной (плазмалеммой).

Читайте также: Клеточная плазма в организме человека

Эти две комнаты состоят в основном из воды и различных добавок. Важное различие между кариоплазмой и цитоплазмой - это разные концентрации электролитов, таких как Cl- (хлорид) и Na + (натрий). Эта особая среда в кариоплазме представляет собой оптимальную среду для процессов репликации и транскрипции.Хроматин, содержащий генетический материал, и ядрышко также хранятся в кариоплазме.

Размер ядра

Ядра эукариотических клеток обычно имеют округлую форму и диаметр 5-16 мкм. Заметное ядрышко хорошо видно в световой микроскоп и имеет диаметр 2–6 мкм. В целом, внешний вид и размер ядра клетки сильно зависят от типа и вида клетки.

Двойная мембрана ядра клетки

Ядро клетки отделено от цитоплазмы двойной мембраной. Эта двойная мембрана называется ядерной оболочкой и состоит из внутренней и внешней ядерной мембраны с перинуклеарным пространством между ними. Обе мембраны связаны друг с другом порами и, таким образом, образуют физиологическую единицу (см. Следующий раздел).

В общем, двойные мембраны всегда состоят из липидного бислоя, в который встроены различные белки.Эти белки могут быть модифицированы различными сахарными остатками и обеспечивают определенные биологические функции ядерной мембраны.

Как и все двойные мембраны, ядерная оболочка имеет водолюбивые (гидрофильный), а также водоотталкивающий (гидрофобный) Порция, поэтому она растворима в жирах и воде (амфифильная). В водных растворах полярные липиды двойной мембраны образуют агрегаты и расположены таким образом, что гидрофильная часть обращена к воде, тогда как гидрофобные части двойного слоя прикреплены друг к другу. Эта особая структура создает условия для избирательной проницаемости двойной мембраны, а это означает, что клеточные мембраны проницаемы только для определенных веществ.

Помимо регулируемого обмена веществ, ядерная оболочка также служит для разграничения (Обособление) ядра клетки и образует физиологический барьер, так что только определенные вещества могут попадать в ядро ​​клетки и выходить из него.

Подробнее по теме: Клеточная мембрана

Для чего нужны ядерные поры?

Поры в мембране представляют собой сложные каналы диаметром от 60 до 100 нм, которые образуют физиологический барьер между ядром и цитоплазмой. Они необходимы для транспорта определенных молекул к ядру клетки или от него.

Эти молекулы включают, например, мРНК, которая имеет большое значение для репликации и последующей трансляции. ДНК сначала копируется в ядро ​​клетки, так что создается мРНК. Эта копия генетического материала покидает ядро ​​клетки через ядерную пору и достигает рибосом, где происходит трансляция.

Функции ядра клетки

В ядре клетки происходят два элементарных биологических процесса: с одной стороны, репликация ДНК, а с другой - транскрипция, то есть транскрипция ДНК в РНК.

Во время деления клетки (митоза) ДНК удваивается (репликация). Только после того, как вся генетическая информация будет удвоена, клетка может делиться и тем самым сформировать основу для роста и обновления клеток.

Во время транскрипции одна из двух цепей ДНК используется в качестве матрицы и преобразуется в комплементарную последовательность РНК. Различные факторы транскрипции определяют, какие гены транскрибируются. Полученная РНК модифицируется на многих дальнейших этапах. Стабильный конечный продукт, который можно экспортировать в цитоплазму и в конечном итоге транслировать в строительные блоки белка, называется матричной РНК (мРНК).

Узнайте больше об этом: Задачи клеточного ядра

Что происходит при делении ядра клетки?

Под делением ядра клетки понимается деление ядра клетки, которое может происходить двумя разными способами. Эти два типа, митоз и мейоз, различаются по своему процессу, а также по своей функции. В зависимости от типа произошедшего деления ядра получаются разные дочерние клетки.

После окончания митоза у вас есть две дочерние клетки, которые идентичны материнской клетке и также имеют диплоидный набор хромосом. Этот тип деления ядра клетки преобладает в организме человека. Их функция заключается в обновлении всех клеток, таких как клетки кожи или клетки слизистой оболочки. Митоз проходит в несколько фаз, но реальное деление хромосом только одно.

В отличие от этого мейоз состоит всего из двух основных подразделений. Результатом завершенного мейоза являются четыре клетки, содержащие гаплоидный набор хромосом. Эти половые клетки необходимы для полового размножения и поэтому находятся только в половых органах.

У женщин яйцеклетки присутствуют в яичниках с рождения. У мужских организмов сперма вырабатывается в семенниках и готова к оплодотворению.
Если вас интересует эта тема, то прочтите нашу следующую статью ниже: Мейоз - просто объяснил!

Когда яйцеклетка и сперматозоид сливаются во время оплодотворения, два гаплоидных набора хромосом образуют клетку с одним набором диплоидов.

Подробнее по теме: Деление ядра клетки

Что такое перенос ядра клетки?

Перенос ядра (синоним: трансплантация ядра) - это введение ядра в яйцеклетку без ядра. Это было сделано заранее искусственно, например, с использованием УФ-излучения. Теперь зародышевую яйцеклетку можно вставить в половозрелую особь и перенести в срок. Таким образом, ранее зародившаяся клетка получает генетическую информацию и в результате изменяется.

Эта процедура представляет собой разновидность бесполого оплодотворения и впервые была использована в 1968 году. Существуют терапевтические подходы, направленные на получение из стволовых клеток определенных тканей, которые можно использовать для трансплантации. Кроме того, для клонирования можно использовать перенос ядра соматической клетки. Однако по этическим причинам это разрешено только для животных, хотя здесь это также вызывает споры, поскольку многие животные умирают во время этого процесса или рождаются больными. Самый известный пример - клонированная овца Долли. Эта клонированная овца была генетически идентична своему материнскому животному.

Ядро нервной клетки

Нервные клетки (нейроны) - это окончательно дифференцированные клетки. В отличие от других клеток, они больше не могут делиться. Однако нейроны обладают способностью к регенерации, и конкретное повторение задач («тренировка мозга») увеличивает пластичность мозга.

Ядро клетки находится в теле клетки (соме) нервной клетки. Ядерная оболочка содержит миелин, вещество, которое встречается конкретно в нервной системе и имеет только меньшее содержание белка, чем другие двойные мембраны.

Прием и передача информации в виде электрических импульсов (потенциалов действия) - важнейшая задача нейронов. Нейротрансмиттеры - это химические мессенджеры, которые позволяют нервным клеткам общаться друг с другом. Как центр управления нейроном, ядро ​​клетки в первую очередь регулирует производство различных веществ-посредников и экспрессию соответствующих рецепторов.

При связывании нейромедиатора с соответствующим рецептором соответствующий эффект передается нервной клетке. Крайне важно, чтобы не было эффектов, специфичных для передатчиков, а были только эффекты, специфичные для рецепторов. Это означает, что действие вещества-мессенджера зависит от рецептора.