Jezgra

Uvod

Stanično jezgro ili nukleus je najveća organela u stanici i nalazi se u citoplazmi eukariotskih stanica. Zaobljeno stanično jezgro, omeđeno dvostrukom membranom (nuklearna ovojnica), sadrži genetske informacije upakirane u kromatin, deoksiribonukleinsku kiselinu (DNK). Kao skladište genetskih informacija, stanično jezgro je od središnjeg značaja za nasljednost.

Funkcija stanične jezgre

Sve ljudske stanice osim eritrocita imaju jezgru u kojoj je DNK u obliku kromosoma. Stanično jezgro regulira i kontrolira sve procese koji se odvijaju u stanici. Na primjer, upute za sintezu proteina, prijenos genetskih informacija, staničnu diobu i različite metaboličke procese.

Pored pohrane genetskih podataka, udvostručenje (odgovor) DNA i sintezu ribonukleinske kiseline (RNA) prepisivanjem DNK (transkripcija), kao i modifikaciju ove RNK (obrade) na najvažnije funkcije stanične jezgre.

Pored DNK u staničnoj jezgri, ljudi imaju i mitohondrijsku DNK u mitohondrijima, čija je replikacija potpuno neovisna o jezgri. Ovdje se pohranjuju podaci o mnogim proteinima koji su potrebni za dišni lanac.

Saznajte više o ovoj temi: Stanično disanje kod ljudi

Ilustracija staničnog jezgra

1. Stanično jezgro -
   Jezgra
2. Vanjska nuklearna membrana
   (Nuklearna omotnica)
   Nucleolemma
3. Unutarnja nuklearna membrana
4. Nuklearni corpuscles
   nukleolus
5. Nuklearna plazma
   nukleoplazmom
6. Nit DNA
7. Nuklearne pore
8. kromosomi
9. ćelija
   Celulla
   A - jezgra
   B - stanica

Pregled svih slika tvrtke Dr-Gumpert možete pronaći pod: medicinske slike

Što je nuklearna tvar?

Nuklearna tvar je genetska informacija kodirana u jezgri. To je također poznato kao DNK (deoksiribonukleinska kiselina). Molekula DNA ili RNA sačinjavaju se od osnovnih kemijskih gradivnih blokova, nukleotida, a sastoje se od šećera (deoksiriboza za DNK ili riboza za RNK), kiselog ostatka fosfata i baze. Baze se nazivaju adenin, citozin, gvanin ili timin (ili uracil u slučaju RNA). DNK je jedinstvena zbog fiksnog slijeda četiri baze, koji se razlikuje kod svake osobe.

DNK nije u obliku slobodnog lanca, već je omotana posebnim proteinima (histonima), koji su zajednički poznati kao kromatin. Ako se ovaj kromatin komprimira dalje, nastaju kromosomi koji su pod mikroskopom vidljivi u metafazi mitoze. Korpusi u obliku šipke su stoga nositelji genetskih informacija i uključeni su u diobu jezgre. Normalna stanica ljudskog tijela ima 46 kromosoma koji su raspoređeni u parovima (dvostruki ili diploidni kromosomski skup). 23 kromosoma potiču od majke i 23 kromosoma od oca.

Saznajte više o DNA

Nadalje, u jezgri se nalazi nukleolus, što je posebno uočljivo kao zbijena zona. Sastoji se od ribosomalne RNA (rRNA).

Pročitajte više o temi ribosoma

Što je karioplazma?

Karioplazma je poznata i kao nuklearna plazma ili nukleoplazma. Opisuje strukture koje se nalaze unutar nuklearne membrane. Suprotno tome, postoji i citoplazma koja je omeđena vanjskom staničnom membranom (plazmalem).

Pročitajte i: Stanična plazma u ljudskom tijelu

Ove dvije prostorije uglavnom se sastoje od vode i raznih aditiva. Važna razlika između karioplazme i citoplazme su različite koncentracije elektrolita, kao što su Cl- (klorid) i Na + (natrij). Ova posebna sredina u karioplazmi predstavlja optimalno okruženje za procese replikacije i transkripcije.Kromatin, koji sadrži genetski materijal, i nukleolus su također pohranjeni u karioplazmi.

Veličina nukleusa

Jezgre eukariotske stanice obično imaju zaobljeni oblik i promjer od 5-16 um. Vidljivi nukleolus se jasno vidi na svjetlosnom mikroskopu i ima promjer od 2 do 6 µm. Općenito, izgled i veličina stanične jezgre snažno ovise o vrsti i vrsti stanice.

Dvostruka membrana stanične jezgre

Stanično jezgro je odvojeno od citoplazme dvostrukom membranom. Ta se dvostruka membrana naziva nuklearna ovojnica i sastoji se od unutarnje i vanjske nuklearne membrane, s perinuklearnim prostorom između. Obje membrane su međusobno povezane pore i na taj način tvore fiziološku jedinicu (vidjeti sljedeći odjeljak).

Općenito, dvostruke membrane uvijek se sastoje od lipidnog dvosloja u koji su ugrađeni različiti proteini.Ti se proteini mogu modificirati s različitim ostacima šećera i omogućavaju specifične biološke funkcije nuklearne membrane.

Kao i sve dvostruke membrane, nuklearna ovojnica ima istovremeno i vodenu ljubav (hidrofilna) kao i izbjegavanje vode (hidrofobni) Dio i zbog toga topiv u vodi i masti (amfifilnog). U vodenim otopinama polarni lipidi dvostruke membrane formiraju agregate i raspoređeni su tako da je hidrofilni dio okrenut prema vodi, dok su hidrofobni dijelovi dvostrukog sloja međusobno povezani. Ova posebna struktura stvara uvjete za selektivnu propusnost dvostruke membrane, što znači da su stanične membrane propusne samo za određene tvari.

Pored regulirane razmjene tvari, nuklearna ovojnica služi i za razgraničenje (kompartmentalizacija) stanične jezgre i tvori fiziološku barijeru tako da samo određene tvari mogu ući i izaći iz jezgre stanice.

Pročitajte više o temi: Stanična membrana

Za što su potrebne nuklearne pore?

Pore ​​u membrani su složeni kanali promjera 60 do 100 nm koji tvore fiziološku barijeru između jezgre i citoplazme. Potrebne su za transport određenih molekula do ili iz stanične jezgre.

Te molekule uključuju, na primjer, mRNA, koja je od velike važnosti u replikaciji i kasnijoj translaciji. DNA se najprije kopira u stanično jezgro, tako da se stvara mRNA. Ta kopija genetskog materijala napušta staničnu jezgru kroz nuklearne pore i dopire do ribosoma, gdje se vrši prevođenje.

Funkcije stanične jezgre

U staničnoj jezgri odvijaju se dva osnovna biološka procesa: s jedne strane replikacija DNK i s druge strane transkripcija, tj. Transkripcija DNK u RNK.

Tijekom diobe stanica (mitoza), udvostručuje se DNA (replikacija). Tek nakon što se udvostruče cjelokupna genetska informacija, stanica se može podijeliti i time biti osnova za rast i obnovu stanica.

Tijekom transkripcije jedan se od dva lanca DNA koristi kao predložak i pretvara u komplementarni RNA slijed. Razni transkripcijski faktori određuju koji se geni prepisuju. Rezultirajuća RNA je modificirana u mnogim daljnjim koracima. Stabilan krajnji proizvod koji se može izvoziti u citoplazmu i na kraju pretvoriti u bjelančevine gradivne dijelove naziva se mesna RNA (mRNA).

Saznajte više o tome: Zadaci stanične jezgre

Što se događa kad se stanično jezgro podijeli?

Podjela ćelijskog jezgra podrazumijeva se podjela staničnog jezgra, koja se može odvijati na dva različita načina. Dvije vrste, mitoza i mejoza, razlikuju se po svom procesu i funkciji. Ovisno o vrsti podjele jezgra koji se dogodio dobivaju se različite kćerne stanice.

Nakon završetka mitoze imate dvije kćeri koje su identične matičnoj stanici i imaju diploidni skup kromosoma. Ova vrsta podjela staničnih jezgara dominira u ljudskom organizmu. Njihova funkcija je obnova svih stanica, poput stanica kože ili stanica sluznice. Mitoza se odvija u nekoliko faza, ali postoji samo jedna stvarna podjela kromosoma.

Suprotno ovome, mejoza se sastoji od ukupno dvije temeljne podjele. Rezultat dovršene mejoze su četiri stanice koje sadrže haploidni skup kromosoma. Te zametne stanice su neophodne za spolnu reprodukciju i zato se nalaze samo u genitalnim organima.

U žena su jajne stanice prisutne u jajnicima od rođenja. U muškim organizmima spermatozoidi se stvaraju u testisima i spremni su za oplodnju.
Ako vas ova tema dodatno zanima, pročitajte naš sljedeći članak u nastavku: Mejoza - jednostavno objašnjeno!

Kad se jajna stanica i sperma spajaju tijekom oplodnje, dva haploidna skupa kromosoma tvore stanicu s jednim setom diploida.

Pročitajte više o temi: Podjela ćelijskog jezgra

Što je prijenos stanične jezgre?

Prijenos jezgre (sinonim: transplantacija jezgre) je uvođenje jezgre u jajnu ćeliju bez jezgre. To je umjetno proizvedeno unaprijed, na primjer pomoću UV zračenja. Sada nukleiranu jajnu stanicu tada se može umetnuti u spolno zrelu jedinku i prevesti na vrijeme. Na taj način, prethodno nukleirana stanica prima genetske informacije i kao rezultat toga se mijenja.

Ovaj postupak predstavlja vrstu aseksualne oplodnje i prvi put je korišten 1968. godine. Postoje terapijski pristupi koji imaju za cilj stvoriti specifična tkiva iz matičnih stanica koja se mogu koristiti za transplantaciju. Pored toga, somatski ćelijski nuklearni prijenos može se koristiti za kloniranje. Međutim, iz etičkih je razloga to dopušteno samo životinjama, mada je i ovdje sporno, jer mnoge životinje umiru tijekom ovog procesa ili se rađaju bolesne. Najpoznatiji primjer je klonirana ovca Dolly. Ova klonirana ovca bila je genetski identična svojoj majci.

Jezgro živčane stanice

Živčane stanice (neuroni) su vremenski diferencirane stanice. Za razliku od ostalih stanica, one se više ne mogu podijeliti. Međutim, neuroni imaju sposobnost regeneracije i specifično ponavljanje zadataka („trening mozga“) povećava plastičnost mozga.

Stanično jezgro sjedi u staničnom tijelu (soma) živčane stanice. Nuklearna ovojnica sadrži mijelin, tvar koja se pojavljuje specifično u živčanom sustavu, a ima samo niži sadržaj proteina od ostalih dvostrukih membrana.

Prijem i prijenos informacija u obliku električnih impulsa (akcijskih potencijala) najvažniji je neuronski zadatak. Neurotransmiteri su kemijski glasnici koji omogućuju živčanim stanicama da međusobno komuniciraju. Kao kontrolni centar neurona, stanično jezgro prvenstveno regulira proizvodnju različitih glasničkih tvari i ekspresiju odgovarajućih receptora.

Vezivanjem neurotransmitera na odgovarajući receptor odgovarajući učinak prenosi se na živčanu stanicu. Ključno je da nema učinaka specifičnih za odašiljača, već samo efekte specifične za receptore. To znači da učinak glasničke tvari ovisi o receptoru.