Funktioner af nukleare struktur. Struktur og funktion af cellekernen

cellekerne - dens vigtigste organel, oplagringsstedet og reproduktion af genetisk information. Denne membran struktur, som optager 10-40% af cellerne, hvis funktioner er meget vigtige for livet af eukaryoter. Men selv uden tilstedeværelse af genetisk information kernel gennemførelse. Et eksempel på denne proces er evnen til at leve bakterieceller. Ikke desto mindre er de strukturelle træk af kernen og dens formål er meget vigtigt for en flercellet organisme.

Placering af kernen i cellen og dens struktur

Kernen ligger dybt i cytoplasmaet og i direkte kontakt med den ru og glatte endoplasmatiske reticulum. Det er omgivet af to membraner, adskilt af en perinukleære rum. Inde i kernen matrix er til stede, en vis mængde kromatin og nukleoler.

Nogle modne humane celler ikke har kerner, og andre opererer under hårdt undertrykkelse af sine aktiviteter. Generelt er strukturen af kernen (skema) repræsenteret som den nukleare hulrum afgrænset karyotheca fra celler indeholdende chromatin og kernelegemer, fikseret i nukleoplasmaet kernematricen.

struktur karyotheca

Til hjælp for de centrale celler, bør sidstnævnte ses som bobler, begrænset skaller fra de andre bobler. Core - det er en flaske af genetisk information i tykkelsen celle. Fra dens cytoplasma afskærmet han dobbeltlaget lipidmembran. Kerne-kappe struktur svarende til cellemembranen. Faktisk de adskiller sig kun navnet og antallet af lag. Uden alt dette, de er de samme i struktur og funktion.

Struktur karyotheca (kernemembranen) tolags: det er sammensat af to lipidlag. Bilipidny karyotheca ydre lag direkte kontakt den ru endoplasmatisk reticulum celler. Intern karyotheca - med centrale indhold. Mellem det ydre og indre kariomembranoy eksisterer perinukleære rum. Tilsyneladende blev det dannet på grund af elektrostatiske fænomener - frastødning plotter glycerol rester.

Funktionen af kernemembranen er at skabe en mekanisk barriere mellem kernen og cytoplasmaet. Den indre kerne er sted membran fiksering kernematricen - kæde proteinmolekyler, der understøtter den tredimensionale struktur. De to nukleare membraner har særlige porer: gennem dem til ribosomerne i cytoplasmaet messenger RNA blade. Selve kernen tykkelse er flere kernelegemer og chromatin.

Den interne struktur i nukleoplasmaet

Funktioner af nukleare struktur giver os mulighed for at sammenligne det med cellen. Inde i kernen er også til stede et særligt miljø (nukleoplasma) indgivet af sol-gel, en kolloid opløsning proteiner. Inde i det der nucleoskeleton (matrix), ved fibrillære proteiner. Den væsentligste forskel består kun i, at de sure proteiner er til stede hovedsagelig i kernen. Tilsyneladende, sådan reaktion miljø skal bevare de kemiske egenskaber af nukleinsyrer og biokemiske reaktioner.

endosomet

Strukturen af cellekernen ikke kan afsluttes uden nucleoli. Im er den spiralformede ribosomalt RNA, som er beliggende i modningsfasen. Senere, fra hende få et ribosom - et organel nødvendig for proteinsyntesen. Nucleolus isoleres struktur har to komponenter: fibrillær og globulær. De adskiller sig kun ved elektronmikroskopi, og ikke har deres membraner.

Fibrillær komponent er placeret i midten af nucleolus. Den repræsenterer en type af ribosomalt RNA-streng, som vil blive indsamlet fra ribosomale subunit. Hvis vi ser på kernen (struktur og funktion), er det indlysende, at en granulær komponent vil blive dannet senere. Det er de samme modning ribosomale subunit, som er i de senere faser af dets udvikling. Af disse ribosomer dannes snart. De fjernes fra nukleoplasmaet gennem nuklear porer karyotheca og falder på membranen af ru endoplasmatiske reticulum.

Kromatin og Kromosomer

Struktur og funktion af nucleus celler organisk forbundet: det er til stede kun de strukturer, der er nødvendige for opbevaring og reproduktion af genetisk information. Også der karioskelet (matrix kerne), hvis funktion er at opretholde formen organeller. Men den vigtigste komponent er kernen kromatin. Dette kromosom, spiller rollen som kartoteker fra forskellige grupper af gener.

Chromatin er et komplekst protein, som består af den kvaternære struktur af polypeptidet koblet til en nukleinsyre (RNA eller DNA). Plasmiderne chromatin bakterier også er til stede. Næsten en fjerdedel af den samlede vægt op kromatin histoner - proteiner, der er ansvarlige for "emballage" af genetisk information. Denne funktion af studierne i biokemi og biologi. Strukturen af kernen komplekset netop fordi tilstedeværelsen af kromatin og behandler det skifter spiralisering og afvikling.

Tilstedeværelsen af histon gør det muligt at kondensere og supplere streng af DNA i et lille sted - i cellekernen. Dette sker som følger: histoner til dannelse nukleosomer, som er enheder såsom perler. H2B, H3, H4 og H2A - disse er de vigtigste histonproteiner. Nukleosom dannet af fire par af hver præsenterede histoner. Således histon H1 er en linker: den er koblet til DNA ved stedet for indgang e i nukleosom. DNA emballage er resultatet af "winding" lineært molekyle 8 histon proteinstruktur.

Strukturen af kernen, hvis skema er vist ovenfor forudsætter solenoidpodobnoy DNA-struktur udstyret på histoner. Tykkelsen af konglomerat er ca. 30 nm. Strukturen kan kondenseres og yderligere til optager mindre plads og mindre udsat for mekanisk beskadigelse uundgåeligt forekommer under celle levetid.

Fraktionerne af kromatin

Strukturen, struktur og funktion af cellekernen fikseret på at støtte dynamiske processer helix og afvikling af kromatin. Fordi der er to hovedfraktioner deraf: meget spiralformede (heterochromatin) og malospiralizovannaya (eukromatin). De er opdelt både strukturelt og funktionelt. I heterokromatin DNA er godt beskyttet mod enhver påvirkning og ikke kan transkriberes. Eukromatin beskytte de svage, men gener kan fordobles for proteinsyntese. Oftest steder af heterochromatin og euchromatin er vekslede hele længden af kromosomet.

kromosom

Cellekernen, struktur og funktioner som er beskrevet i denne publikation omfatter et kromosom. Dette er en kompleks og tæt pakket kromatin, der kan ses under lysmikroskopi. Men dette er kun muligt, hvis det dias er placeret på cellen i trin mitose eller meiotisk division. En etape er en helix af kromatin til dannelse kromosomer. Deres struktur er meget enkel: kromosom har en telomer og to arme. Hver multicellulær organisme af en art samme struktur af kernen. Tabel kromosomer han også lignende.

Gennemførelsen af de centrale funktioner

De vigtigste elementer i kernen af strukturen i forbindelse med gennemførelsen af visse funktioner og behovet for at kontrollere dem. Kærnen fungerer som opbevaringssted for genetisk information, der er en slags fil med indspillede alle aminosyresekvenserne af proteiner, som er syntetiseret i cellen. Det betyder til udførelse af en funktion, skal cellen syntetisere proteinstruktur kodes i genet.

Til kernen "forstå", specifikt protein der skal syntetiseres på det rigtige tidspunkt, er der en ordning med ekstern (membran) og interne receptorer. Oplysninger om dem leveres til kernen ved hjælp af molekylære sendere. Oftest sker dette gennem adenylatcyclase mekanisme. Eftersom celler udsættes for hormoner (epinephrin, norepinephrin) og visse lægemidler med en hydrofil struktur.

En anden information transmissionsmekanisme er intern. Han er særegne for lipofile molekyler - kortikosteroider. Dette stof bilipidnuyu gennemtrænger cellemembranen og er rettet til kernen, hvor det interagerer med dens receptor. Som et resultat af aktivering af receptoren kompleks beliggende på cellemembranen (adenylatcyclase mekanisme) eller karyotheca, reaktionen starter aktivering af et bestemt gen. Den gentager, messenger-RNA konstrueres på basis deraf. Senere, ifølge den seneste syntetiserede proteinstruktur, der udfører en funktion.

Kernen i flercellede organismer

I multicellulær organisme særlig kernestruktur er de samme som i den encellede. Selv om der er nogle nuancer. For det første flercellede indebærer, at dens egen specifikke funktion (eller flere) vil blive fremhævet i en række celler. Dette betyder, at nogle gener er permanent despiralizovany, mens andre er i en inaktiv tilstand.

For eksempel vil celler fra fedtvæv proteinsyntese gå inaktivt, og derfor det meste af kromatin spiraliserede. Og i celler, for eksempel, exokrine pancreas protein biosyntetiske processer forløber kontinuerligt. På grund af deres kromatin despiralizovan. I de områder, der er generne replikeres oftere. I denne vigtige nøglefunktion: kromosomet sæt af alle celler i kroppen er det samme. Kun på grund af differentieringen af funktioner i væv af nogle af dem fri fra arbejde, og andre dispiralized fleste andre.

Nuklear-frie celler i kroppen

Der er celler, som er de strukturelle træk ved kernen kan ikke betragtes, fordi de er et resultat af deres liv eller hæmme dens funktion, enten helt slippe af med det. Den enkleste eksempel - røde blodlegemer. This blodceller, kernen, hvorfra kun til stede i de tidlige stadier af udvikling, når syntetiseret hæmoglobin. Når dets mængde er tilstrækkelig til overførsel oxygen, kernen fjernet fra cellerne, for at lette transporten ikke interfererer med oxygen.

I sin generelle form er erythrocyt cytoplasmatisk pose fyldt med hæmoglobin. En lignende struktur er også karakteristisk for fedtceller. Struktur adipocyt cellekerne yderst forenklet, det falder, og skifter til membranen, og protein syntese processer er maksimalt inhiberet. Disse celler er også minder om "poser" fyldt med fedt, selvom naturligvis en række biokemiske reaktioner er lidt større end røde blodlegemer. Blodplader har heller ingen kerne, men de bør ikke betragtes som fuldgyldige celler. Denne cellefragmenter nødvendige for gennemførelsen af hæmostase proces.