Функције ћелијског језгра

увод

Језгро (језгро) формира највећу органелу еукариотских ћелија и налази се у цитоплазми, одвојена двоструком мембраном (нуклеарном овојницом). Као носилац генетске информације, ћелијско језгро садржи генетске информације у облику хромозома (ДНК ланац) и стога игра битну улогу у наслеђивању. Већина ћелија сисара има само једно језгро; ово је округло и има пречник од 5 до 16 микрометара. Одређени типови ћелија, попут мишићних влакана или специјализованих ћелија у кости, могу имати више језгара.

Сазнајте више информација о Једро ћелије

Функције ћелијског језгра

Ћелијско језгро је најважнији органел у ћелији и чини 10-15% запремине ћелије. Језгро садржи већину генетичких информација о ћелији. Код људи, поред ћелијског језгра, митохондрији садрже и ДНК („митохондријска ДНК“). Међутим, геном митохондрија кодира само неколико протеина, који су углавном потребни у респираторном ланцу за производњу енергије.

Прочитајте више о овоме на:

• Митохондрије
• Ћелијско дисање код људи (респираторни ланац)

Илустрација ћелијског језгра

1. Језгро -
   Језгро
2. Спољна нуклеарна мембрана
   (Нуклеарна коверта)
   Нуклеолема
3. Унутрашња нуклеарна мембрана
4. Нуклеарна тела
   Нуклеолуси
5. Нуклеарна плазма
   Нуклеоплазма
6. ДНК нит
7. Нуклеарна пора
8. Хромозоми
9. ћелија
   Целулла
   А - језгро
   Б - ћелија

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

Чување генетичких информација

Као складиште деоксирибонуклеинске киселине (ДНК), ћелијско језгро је контролни центар ћелије и регулише многе важне процесе ћелијског метаболизма. Једро ћелије је неопходно за функционисање ћелије. Ћелије без језгра обично не могу да преживе. Изузетак су црвене крвне ћелије са језгром (Еритроцити). Поред регулаторних функција, задаци ћелијског језгра укључују складиштење, умножавање и пренос ДНК.

ДНК лежи у облику дуге двоструке завојнице сличне ланцу у ћелијском језгру, где је компактно упакована у хромозоме са језгреним протеинима, хистонима. Хромозоми се састоје од хроматина, који се само кондензује у микроскопски видљиве хромозоме током дељења ћелија. Свака људска ћелија садржи 23 хромозома у дупликату, који су наслеђени од оба родитеља. Половина гена у ћелији потиче од мајке, друга половина од оца.

Ћелијско језгро контролише метаболичке процесе у ћелији користећи молекуле месинџера направљене од РНК. Генетске информације кодирају протеине који су одговорни за функцију и структуру ћелије. Ако је потребно, одређени делови ДНК, који се називају гени, преписују се у мессенгер супстанцу (мессенгер РНА или мРНА) .МРНА која се формира напушта језгро ћелије и служи као образац за синтезу одговарајућих протеина.

Замислите ДНК као неку врсту шифрованог језика који се састоји од четири слова. То су четири базе: аденин, тимин, гванин и цитозин. Ова слова чине речи, од којих се свака састоји од три основе, назване кодонима.

Сваки кодон кодира одређену аминокиселину и на тај начин чини основу за биосинтезу протеина, јер се секвенца база гена преводи у протеин повезивањем одговарајућих аминокиселина. Цјелина ових шифрираних информација назива се генетски код. Специфична секвенца база чини нашу ДНК јединственом и одређује наше гене.

Али у структуру ДНК нису укључене само базе. ДНК се састоји од нуклеотида у низу, који се пак састоје од шећера, фосфата и базе. Нуклеотиди представљају окосницу ДНК која је у облику спиралне двоструке завојнице. Поред тога, овај прамен се даље кондензује тако да се уклапа у мало језгро ћелије. Тада се такође говори о хромозомима као облику паковања за ДНК. Са сваком поделом ћелије копира се комплетна ДНК тако да свака ћерка-ћелија садржи и потпуно идентичне генетске информације.

Хромозоми који 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 уграђивањем малих протеина око којих ДНК може да се омотава. Најкомпактнији облик ДНК су хромозоми. Под микроскопом се ово појављују као тела у облику штапића са централним сужењем. Овај облик ДНК може се посматрати само током деобе ћелија, тј. Током митозе. Подјела ћелија, пак, може се подијелити у неколико фаза, при чему су хромозоми најбоље заступљени у метафази. Нормалне ћелије тела имају двоструки сет хромозома, који се састоји од 46 хромозома.

Додатне информације о подели ћелијског језгра доступне су на: Митоза

РНК као део ћелијског језгра

РНК описује рибонуклеинску киселину, која има структуру сличну структури ДНК. Међутим, ово је једноланчана структура која се разликује од ДНК у погледу појединачних компоненти. Поред тога, РНК је такође много краћа од ДНК и има неколико различитих задатака у поређењу са њом. На овај начин, РНК се може поделити у различите подгрупе РНК које обављају различите задатке. Између осталог, мРНК игра важну улогу током деобе ћелијског језгра. Попут тРНК, користи се и у производњи протеина и ензима. Друга подгрупа РНК је рРНК, која је део рибозома и због тога је такође укључена у производњу протеина.

Синтезу протеина

Први корак у биосинтези протеина је транскрипција ДНК у мРНК (транскрипција) и одвија се у ћелијском језгру. Ланац ДНК служи као образац за комплементарну секвенцу РНК. Међутим, с обзиром да се у ћелијском језгру не могу произвести протеини, формирана мРНК мора се испустити у цитоплазму и довести до рибосома, где се на крају и одвија стварна синтеза протеина. Унутар рибозома, мРНК се претвара у низ аминокиселина који се користе за изградњу протеина. Овај процес је познат као превод.

Пре него што мессенгер РНА може да се транспортује из језгра, међутим, прво се обрађује у многим корацима, то јест, одређене секвенце се или додају или исеку и поново саставе. То значи да из једног транскрипта могу настати различите варијанте протеина. 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 стални циклус накупљања и разградње: стари протеини, загађивачи и метаболички производи се разграђују, нови протеини морају да се синтетишу и да се производи енергија. Поред тога, ћелија расте и дели се на две идентичне ћерке ћелије. Међутим, пре него што ћелија може да се подели, све генетске информације морају се прво дуплирати.Ово је важно јер је геном свих ћелија у организму апсолутно идентичан.

Репликација се одвија у тачно дефинисаном тренутку током деобе ћелије у ћелијском језгру; оба процеса су уско повезана и њима управљају одређени протеини (Ензими) регулисана. Прво се раздваја дволанчана ДНК и сваки појединачни ланац служи као образац за накнадно умножавање. Да би то учинили, различити ензими пристају на ДНК и допуњују једну нит која формира нову двоструку спиралу. На крају овог процеса створена је тачна копија ДНК, која се може проследити ћерки ћелији када се подели.

Међутим, ако се грешке појаве у некој од фаза ћелијског циклуса, могу се развити разне мутације. Постоје разне врсте мутација које се могу спонтано јавити током различитих фаза ћелијског циклуса. На пример, ако је ген оштећен, то се назива генска мутација. Међутим, ако грешка утиче на одређене хромозоме или делове хромозома, онда је реч о мутацији хромозома. Ако се утиче на број хромозома, то доводи до мутације генома.

Тема би такође могла да вас занима: Аберација хромозома - шта то значи?

Нуклеарне поре и сигнални путеви

Двострука мембрана нуклеарног омотача има поре које служе селективном транспорту протеина, нуклеинских киселина и сигналних супстанци из и у језгро.

Одређени метаболички фактори и сигналне супстанце доспевају до језгра кроз ове поре и утичу на транскрипцију одређених протеина тамо. Конверзија генетичких информација у протеине строго се прати и регулише се многим метаболичким факторима и сигналним супстанцама, говори се о експресији гена. Многи сигнални путеви који се одвијају у ћелији завршавају се у језгру и утичу на експресију гена тамо одређених протеина.

Нуклеарно тело (нуклеолус)

Унутар језгра еукариотских ћелија налази се језгро, нуклеарно тело. Ћелија може садржати једно или више језгара, а ћелије које су врло активне и често се деле могу садржати до 10 нуклеолија.

Језгро је сферична, густа структура која се јасно види под светлосним микроскопом и јасно је разграничена унутар ћелијског језгра. Формира функционално неовисно подручје језгра, али није окружено сопственом мембраном. Нуклеолус се састоји од ДНК, РНК и протеина који леже заједно у густом конгломерату. Сазревање рибосомских подјединица одвија се у нуклеолусу. Што се више протеина синтетише у ћелији, потребно је више рибозома и зато метаболички активне ћелије имају неколико нуклеарних тела.

Функција језгра у нервној ћелији

Језгро у нервној ћелији има различите функције. Језгро нервне ћелије налази се у телу ћелије (Сома), заједно са осталим ћелијским компонентама (органеле), као што су ендоплазматски ретикулум (ЕР) и Голгијев апарат. Као и у свим телесним ћелијама, и ћелијско језгро садржи генетске информације у облику ДНК. Због присуства ДНК, друге ћелије тела могу да се дуплирају митозом. Међутим, нервне ћелије су врло специфичне и високо диференциране ћелије које су део нервног система. Као резултат, више нису у могућности да се удвоструче. Међутим, ћелијско језгро преузима још један важан задатак. Између осталог, нервне ћелије су одговорне за побуђивање наших мишића, што на крају доводи до кретања мишића. Комуникација између нервних ћелија и између нервних ћелија и мишића одвија се путем мессенгер супстанци (Предајник). Ове хемијске супстанце и друге важне супстанце које одржавају живот производе се уз помоћ ћелијског језгра. Важну улогу играју не само ћелијско језгро, већ и остале компоненте соме. Поред тога, ћелијско језгро контролише све метаболичке путеве у свим ћелијама, укључујући нервне ћелије. Да би то учинили, ћелијско језгро садржи све наше гене, који се, у зависности од употребе, могу читати и превести у потребне протеине и ензиме.

Више информација о посебности нервне ћелије можете пронаћи на: Нервних ћелија