Celulele tuturor organismelor au un singur plan de structură, în care se manifestă în mod clar comunitatea tuturor proceselor vieții. Fiecare celulă include în componența sa două părți inseparabil legate: citoplasma și nucleul. Atât citoplasma, cât și nucleul se caracterizează prin complexitatea și ordonarea strictă a structurii și, la rândul lor, compoziția lor include o varietate de unități structurale diferite care îndeplinesc funcții perfect definite.
Termenul "nucleu" (nucleul latin) a fost folosit pentru prima oară de către R. Brown în 1833, când a descris structurile sferice observate de el în celulele de plante.
Plicul nuclear. Spațiul interior al nucleului celular este separat de citoplasmă printr-un înveliș nuclear constând din două membrane. Membranele coajă de miez cu structură similară cu alte componente ale membranei celulare și sunt construite pe același principiu: peliculele subțiri lipoproteinelor alcătuite din două straturi de molecule de lipide în care sunt încorporate moleculele proteice. Spațiul dintre membranele nucleare interioare și exterioare este denumit perinuclear. un număr mare de ribozomi și, uneori, posibil să se observe tranziția directă a membranei în sistemul de conducte al granulari celulelor rețelei endoplasmatic pe suprafața exterioară a membranei nucleare este de obicei localizat. Membrana nucleară internă este conectată cu un strat proteic fibros subțire - o lamă nucleară constând din proteine de lamină. Rețeaua densă de fibrile lamins nucleare poate asigura integritatea de bază chiar și după dizolvarea membranelor shell miez lipidic în experiment. Din interior spre lamina, buclele cromatinei care umple miezul sunt atașate.
Plicul nuclear are găuri cu diametrul de aproximativ 90 nm, formate prin fuziunea membranelor nucleare externe și interne. Astfel de găuri în coaja nucleului sunt înconjurate de structuri complexe de proteine, numite complexul de pori nucleare. Opt subunități de proteine care alcatuiesc porii nucleari, perforațiile sunt aranjate în jurul membranei nucleare sub formă de inele cu un diametru de okolo120 nm observate la microscop electronic cu ambele părți ale învelișului nuclear. Pore subunități proteice complexe au protuberante îndreptate spre centrul porilor, unde uneori vizibile „pellet centrală“ diametru de 10-40 nm. Dimensiunea porilor nucleari și structura lor sunt standard pentru toate celulele eucariote. Numărul porilor nucleare depinde de activitatea metabolică a celulelor: cu cât nivelul proceselor de sinteză în celulă, mai mulți pori per unitate de suprafață de pe suprafața nucleului celulei. În procesul de transport nuclear funcției nucleare citoplasmatice porii ca un fel de sită moleculară, lăsând ionii și moleculele mici (zaharuri, nucleotide, ATP etc.). Gradientului pasiv, concentrarea și care transportă un transport selectiv activ de molecule mari de proteine și ribonucleoproteine, adică complecși ribonucleic acizi (ARN) cu proteine. De exemplu, proteinele sunt transportate din citoplasmă la nucleu, unde ele sunt sintetizate, trebuie să aibă o anumită secvență de aproximativ 50 de aminoacizi, (t. Chemat. Secvențele NLS), „recunoscut“ complex porilor nuclear. În acest caz, complexul de pori nucleari, care exprima energia sub formă de ATP, traduce activ proteina din citoplasmă în nucleu.
Cromatinei. Nucleul celulei este depozitul de informații genetice practic toate celulele, astfel încât conținutul principal al nucleului celulei - un cromatinei: un set de acid dezoxiribonucleic (ADN) și proteine diferite. In nucleu, si mai ales in cromozomi mitotici, ADN-ul cromatinei pliat în mod repetat, ambalate într-un mod special de a atinge un grad ridicat de compactare. La urma urmelor, catenele lungi ale ADN-ului, o lungime totală, de exemplu, o persoană care aproximativ 164 cm, trebuie pus în nucleul celulei, al cărui diametru este de numai câteva micrometri. Această problemă este rezolvată prin ambalarea ADN secvențială în cromatină cu ajutorul proteinelor speciale. Cea mai mare parte a proteinelor cromatinei sunt proteinele histonilor, care fac parte din subunitățile globulare ale cromatinei, numite nucleozomi. Există 5 tipuri de proteine histone în total. Nucleozomul constă dintr-o particulă cilindric format din 8 molecule de histone, aproximativ 10 nm în diametru, care „rană“ ușor mai puțin de două rotații ale ADN-ului. Într-un microscop electronic, un astfel de cromatină decodificată artificial arata ca "margele pe un șir". In vivo celulele core nucleozomilor strâns combinate între ele printr-o altă proteină de legătură histone, formând un așa numit elementar diametru cromatinei fibrilă de 30 nm. Alte proteine, natura non-histonă, care fac parte din cromatină, asigură o compactare suplimentară, adică styling, cromatina fibrilă, care atinge valorile maxime atunci când împarte celulele în cromozomi mitotic sau meiotic. Nucleul celulei cromatinei este prezent sub forma unui cromatinei condensat dens în care 30 fibrile elementare nm sunt ambalate ermetic, sau ca o cromatinei difuză omogenă. Raportul cantitativ dintre aceste două tipuri de cromatină depinde de natura activității metabolice a celulei, de gradul de diferențiere. De exemplu, aviare nucleu eritrocite în care nu există nici un proces de replicare și transcriere activă conțin cromatină substanțial doar condensat dens. O parte din cromatinei își păstrează starea sa compactă, condensat pe tot parcursul ciclului celular - un cromatinei numit heterocromatinei și eucromatină este diferit de un număr de proprietăți.
Replicarea și transcripția. Celulele eucariote conțin în mod tipic mai multe cromozomi (doi la câteva sute) care pierd în miez (la interfața, adică între diviziunile mitotic) celule de formă compactă, slăbit și umple volumul nucleului în formă de cromatină. In ciuda stat decondensed, fiecare cromozom în nucleu ocupă o poziție bine definită și este asociată cu pachetul nuclear prin lamina. Strict fixate pe suprafața interioară a cochiliei nucleului sunt structuri de cromozomi precum centromerele și telomerele. Într-o anumită etapă a ciclului de viață al celulei, în perioada sintetică, are loc replicarea, adică dublând întregul ADN al nucleului, iar cromatina devine de două ori mai mare. Proteinele necesare pentru acest proces vin, bineînțeles, din citoplasmă prin porii nucleari. Astfel, celula se pregătește pentru diviziunea celulară viitoare - mitoză, când cantitatea totală de ADN din nucleu revine la nivelul inițial.
Implementarea informațiilor genetice, încapsulate în ADN sub formă de gene, începe cu transcripția, adică cu sinteza ARN-ului de informare (ARN-i) - copii exacte ale genelor, care vor fi apoi construite în citoplasmă pe ribozomii de proteine. Acest proces are loc în diferite puncte din volumul nucleului, diferit morfologic de cromatina din jur. Cel mai adesea este posibil să se observe transcripția difuză, adică cromatină decondensată.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: