În biologia celulară, nucleul (nucleul latin) este o organelle celulară găsită în majoritatea celulelor eucariote și conține genele nucleare care alcătuiesc cea mai mare parte a materialului genetic. Miezul are două funcții principale: controlul reacțiilor chimice în cadrul citoplasmei și stocarea informațiilor necesare diviziunii celulare.
În plus față de genomul celular, nucleul conține anumite proteine care reglează citirea informațiilor genetice. Citirea genei la nivelul nuclear implică procese complexe de transcriere, prelucrarea ARNm primar și exportul de ARNm matur la citoplasmă.
Miezul are de obicei o dimensiune de 8-25 micrometri în diametru. Este înconjurată de o dublă membrană numită un plic nuclear. Prin membranele interioare și exterioare, la anumite intervale trec porii nucleari. Plicul nucleu reglează și facilitează transportul între nucleu și citoplasmă, separând reacțiile chimice apărute în citoplasmă de reacțiile apărute în nucleu. Membrana exterioară este continuă cu un reticul granular endoplasmic (RER engleză) și poate avea asociate ribozomi. Spațiul dintre cele două membrane (numit "spațiul perinuclear") este continuu cu Lumen RER. Partea nucleară a anvelopei nucleare este înconjurată de o rețea de filamente intermediare, numită o lamă nucleară.
Partea interioară a nucleului conține unul sau mai mulți nucleoli înconjurați de o matrice numită nucleoplasmă. Nucleoplasma (karyolymph, sucul nuclear, carioplasmul) este un fluid asemănător gelului (similar cu citoplasma), în care se dizolvă multe substanțe. Aceste substanțe includ trifosfati nucleotidici, molecule de semnalizare, ADN, ARN și proteine (enzime și filamente).
Materialul genetic este prezent în nucleu sub formă de cromatină sau un complex de proteine și ADN. ADN-ul este prezent ca o serie întreagă de molecule discrete, cunoscute sub numele de cromozomi. Există două tipuri de cromatină: eucromatin și heterochromatin. Euchromatina este o formă mai puțin compactă de ADN. Zonele de ADN care sunt sub formă de eucromatină conțin gene care sunt adesea citite de celulă.
ADN-ul mai dens ambalate heterochromatin. regiuni de ADN, care sunt sub forma de heterocromatină conțin gene care nu sunt citite de către celulă în acest stadiu de dezvoltare (acest tip de heterocromatinei cunoscut sub numele de heterocromatină facultativa) sau sunt regiuni care cuprind telomerilor si centromere de cromozomi (acest tip de heterocromatinei cunoscut sub numele de heterocromatină constructive). În organismele multicelulare, celulele sunt extrem de specializate pentru a îndeplini funcții specifice, astfel încât sunt necesare diferite seturi de gene și să citească. Prin urmare, zonele de ADN, care sunt sub formă de heterochromatin, depind de tipul de celulă.
Nucleul este o structură densă în nucleul unde sunt asamblate elementele ribozomale. Pot exista unul sau mai mulți nucleoli în nucleu.
Istoria descoperirii
În 1831, naturalistul englez Robert Brown a studiat diferite tipuri de plante, probele pe care le-a strâns în timpul călătoriei sale în Australia. Brown era foarte atent la detalii, iar celulele de plante erau deosebit de interesate de el. Luând în considerare microscopul, a văzut ceva interesant: fiecare celulă conținea un element rotund și opac. El a numit-o nucleul.
Învățând despre observația lui Brown, fiziologul german Theodore Schwann a început să caute elemente similare în celulele tadpole și a găsit. Fiecare celulă conținea un nucleu. Acesta a fost un progres revoluționar - o dovadă a faptului că toate tipurile de viață sunt interconectate. Într-una din cărți, Schwann a descris diferite tipuri de celule luate din diferite organisme și le-a determinat prin prezența nucleului.
Realizarea faptului că există un element comun pentru toate organismele, nu numai pentru plante, ci și pentru animale, a combinat regnul vegetal și animal în ceva în comun, ceva care are puține caracteristici similare.
Structura fină a nucleului celular
Lungimea imensă a moleculelor de ADN ale eucariotelor a determinat apariția unor mecanisme speciale de stocare, replicare și realizare a materialului genetic. Cromatina se referă la molecule ADN cromozomiale în combinație cu proteine specifice necesare pentru realizarea acestor procese. Vracul este alcătuit din "proteine de depozitare", așa-numitele histone. Din aceste proteine, nucleozomii sunt structuri construite pe care sunt înfășurate șiruri de molecule ADN. Nucleozomii sunt localizați destul de regulat, astfel încât o structură seamănă cu margelele. Nucleozomul constă din patru tipuri de proteine: H2A, H2B, H3 și H4. Fiecare nucleozom conține două proteine de fiecare tip, opt proteine în total. Histonul H1, mai mult decât alte histone, se leagă de ADN la locul de intrare pe nucleozom. Nucleosomul împreună cu H1 se numește cromatozom.
O catenă de ADN cu nucleozomi formează o structură neregulată, asemănătoare solenoidului, cu o grosime de aproximativ 30 nanometri, așa numita fibră de 30 nm. Împachetarea suplimentară a acestui fibril poate avea o densitate diferită. Dacă cromatina este împachetată bine, se numește condensată sau heterochromatină, poate fi văzută sub microscop. ADN, este în heterochromatin. În heterofromatina interfazică este localizată de obicei de-a lungul periferiei nucleului (heterochromatin parietal). Condensarea completă a cromozomilor are loc înainte de diviziunea celulară. Dacă cromatina nu este ambalată dens, se numește eu sau interchromatin. Acest tip de cromatină este mult mai puțin dens când este observat sub microscop și este caracterizat, de obicei, prin prezența activității transcripționale. Densitatea de ambalare a cromatinei face parte din controlul epigenetic al expresiei genei și este parțial determinată de modificările de histonă a coastei - acetilarea și deacetilarea și metilarea.
Se crede că în miez sunt așa-numitele domenii funcționale cromatinei (ADN singur domeniu conține aproximativ 30.000 de perechi de baze), adică, fiecare cromozom are propriul „teritoriu“. Din păcate, problema distribuției spațiale a cromatinei în nucleu nu a fost încă studiată suficient. Este cunoscut faptul că porțiunile telomerilor (final) și centromerică (responsabil pentru legarea cromatidă sora in mitoza) proteine cromozomiale securizate la laminei nucleare.
Valoarea evolutivă a nucleului celular
Principalele diferențe funcționale Celulele eucariote din celule procariote este separarea spațială a procesului de transcriere (sinteza de ARN mesager) și translație (sinteza proteinelor, ribozomului), care pune la dispoziția celula eucariotă, noile instrumente de reglementare și control al biosintezei ARNm al calității.
In timp ce ambele procariotelor ARNm începe să fie difuzate înainte de finalizarea polimerazelor ARN sale de sinteză, ARNm eucariotic suferă modificări semnificative (așa-numita prelucrare), iar apoi exportate prin porii nucleare în citoplasmă, și numai atunci poate începe transmisiunea. mARN de prelucrare a include mai multe elemente.
C precursor ARNm (pre-ARNm) într-un proces numit intronii despicare sunt tăiate - porțiuni mici, și porțiuni semnificative - exonilor sunt îmbinate unele cu altele. mRNA Mai mult exonilor aceeași pre- pot fi conectate în mai multe moduri diferite (alternativa despicare), astfel încât un precursor poate fi convertit la mai multe ARNm matur diferit. Astfel, o genă poate codifica mai multe proteine deodată.
Modificările termină molecula mRNA. Atașat la capătul 5 'al moleculei este 7-metilguanina (așa-numitul capac). La capătul 3 ', se adaugă câteva zeci de reziduuri de adenină (poliadenilare). De asemenea, folosind poliadenilare alternative pot fi controlate în urma soarta ARNm, de exemplu în timpul interferenta ARN - pentru 5'i 3'netransliruemye zone sunt locuri compus Mirna.
Imagini asemănătoare
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: