Nucleul

introducere

Nucleul sau nucleul este cel mai mare organit al unei celule și este situat în citoplasma celulelor eucariote. Nucleul celular rotunjit, delimitat de o membrană dublă (înveliș nuclear), conține informațiile genetice ambalate în cromatină, acidul dezoxiribonucleic (ADN). Ca depozit de informații genetice, nucleul celular are o importanță centrală pentru ereditate.

Funcția nucleului celular

Toate celulele umane, cu excepția eritrocitelor, au un nucleu în care ADN-ul este sub formă de cromozomi. Nucleul celular reglează și controlează toate procesele care au loc într-o celulă. De exemplu, instrucțiunile pentru sinteza proteinelor, transmiterea informațiilor genetice, diviziunea celulară și diverse procese metabolice.

Pe lângă stocarea informațiilor genetice, dublarea (Replicare) de ADN și sinteza acizilor ribonucleici (ARN) prin transcrierea ADN-ului (transcriere), precum și modificarea acestui ARN (procesare) la cele mai importante funcții ale nucleului celular.

Pe lângă ADN-ul din nucleul celulei, oamenii au și ADN mitocondrial în mitocondrii, a căror replicare este complet independentă de nucleu. Informațiile multor proteine ​​care sunt necesare pentru lanțul respirator sunt stocate aici.

Aflați mai multe despre acest subiect: Respirația celulară la om

Ilustrarea unui nucleu celular

1. Nucleul -
   Nucleu
2. Membrana nucleară exterioară
   (Plic nuclear)
   Nucleolemă
3. Membrană nucleară interioară
4. Corpusculi nucleari
   Nucleol
5. Plasma nucleară
   Nucleoplasma
6. Fir ADN
7. Porul nuclear
8. Cromozomi
9. celulă
   Celulla
   A - nucleu
   Celula B

Puteți găsi o prezentare generală a tuturor imaginilor de la Dr-Gumpert în: imagini medicale

Care este substanța nucleului?

Substanța nucleară este informația genetică codificată în nucleu. Acest lucru este, de asemenea, cunoscut sub numele de ADN (acid dezoxiribonucleic). O moleculă de ADN sau ARN este la rândul său alcătuită din elemente chimice de bază, nucleotidele, și constă dintr-un zahăr (dezoxiriboză pentru ADN sau riboză pentru ARN), un reziduu de fosfat acid și o bază. Bazele se numesc adenină, citozină, guanină sau timină (sau uracil în cazul ARN). ADN-ul este unic datorită secvenței fixe a celor patru baze, care diferă în fiecare persoană.

ADN-ul nu se prezintă sub formă de catenă liberă, ci este înfășurat în jurul unor proteine ​​speciale (histone), care sunt cunoscute în mod colectiv sub numele de cromatină. metafaza mitozei. Corpusculii în formă de tijă sunt astfel purtătorii informațiilor genetice și sunt implicați în diviziunea nucleului. O celulă normală a corpului uman are 46 de cromozomi care sunt dispuși în perechi (set dublu sau diploid de cromozomi). 23 de cromozomi provin de la mamă și 23 de cromozomi de la tată.

Aflați mai multe despre ADN

În plus, nucleul conține nucleolul, care este deosebit de vizibil ca zonă compactată. Este format din ARN ribozomal (ARNr).

Citiți mai multe despre acest subiect Ribozomi

Ce este carioplasma?

Carioplasma este, de asemenea, cunoscută sub numele de plasmă nucleară sau nucleoplasmă. Descrie structurile care se află în membrana nucleară. În contrast, există și citoplasma, care este delimitată de membrana celulară exterioară (plasmalemm).

De asemenea, puteți citi despre acest lucru: Plasma celulară din corpul uman

Aceste două camere constau în mare parte din apă și diverși aditivi. O diferență importantă între carioplasmă și citoplasmă sunt diferitele concentrații de electroliți, cum ar fi Cl- (clorură) și Na + (sodiu). Acest mediu special din carioplasmă reprezintă mediul optim pentru procesele de replicare și transcripție.Cromatina, care conține materialul genetic, și nucleolul sunt, de asemenea, stocate în carioplasmă.

Dimensiunea nucleului

Nucleii celulelor eucariote au de obicei o formă rotunjită și un diametru de 5 - 16 µm. Nucleolul vizibil poate fi văzut clar la microscopul cu lumină și are un diametru de 2 - 6 µm. În general, aspectul și dimensiunea nucleului celulei depind puternic de tipul și specia celulei.

Membrana dublă a nucleului celular

Nucleul celular este separat de citoplasmă printr-o membrană dublă. Această membrană dublă se numește anvelopă nucleară și constă dintr-o membrană nucleară interioară și exterioară, cu spațiul perinuclear între ele. Ambele membrane sunt conectate între ele prin pori și formează astfel o unitate fiziologică (vezi secțiunea următoare).

În general, membranele duble constau întotdeauna dintr-un strat strat lipidic în care sunt încorporate diverse proteine. Aceste proteine ​​pot fi modificate cu diferite reziduuri de zahăr și permit funcțiile biologice specifice ale membranei nucleare.

La fel ca toate membranele duble, învelișul nuclear are atât un aspect iubitor de apă (hidrofil), precum și un sistem de evitare a apei (hidrofob) Porție și, prin urmare, este solubil în grăsimi și apă (amfifilic). În soluții apoase, lipidele polare ale membranei duble formează agregate și sunt aranjate în așa fel încât partea hidrofilă să fie orientată spre apă, în timp ce părțile hidrofobe ale stratului dublu sunt atașate una la alta.Această structură specială creează premisa pentru permeabilitatea selectivă a membranei duble, ceea ce înseamnă că membranele celulare sunt permeabile doar anumitor substanțe.

Pe lângă schimbul reglementat de substanțe, anvelopa nucleară servește și la delimitarea (Compartimentare) a nucleului celular și formează o barieră fiziologică, astfel încât numai anumite substanțe pot intra și ieși din nucleul celular.

Citiți mai multe despre acest subiect: Membrana celulara

Pentru ce ai nevoie de porii nucleari?

Porii din membrană sunt canale complexe cu un diametru de 60 până la 100 nm care formează o barieră fiziologică între nucleu și citoplasmă. Sunt necesare pentru transportul anumitor molecule către sau din nucleul celular.

Aceste molecule includ, de exemplu, ARNm, care joacă un rol major în replicare și traducere ulterioară. ADN-ul este copiat mai întâi în nucleul celulei, astfel încât ARNm este creat. Această copie a materialului genetic părăsește nucleul celulei printr-un por nuclear și ajunge la ribozomi, unde are loc traducerea.

Funcțiile nucleului celular

Două procese biologice elementare au loc în nucleul celulei: pe de o parte, replicarea ADN-ului și, pe de altă parte, transcrierea, adică transcrierea ADN-ului în ARN.

În timpul diviziunii celulare (mitoză), ADN-ul se dublează (replicare). Numai după ce întreaga informație genetică a fost dublată, celula se poate împărți și astfel poate forma baza pentru creștere și reînnoire celulară.

În timpul transcrierii, una dintre cele două catene de ADN este utilizată ca șablon și transformată într-o secvență complementară de ARN. O varietate de factori de transcripție determină ce gene sunt transcrise. ARN-ul rezultat este modificat în multe etape suplimentare. Produsul final stabil, care poate fi exportat în citoplasmă și în cele din urmă tradus în blocuri proteice, se numește ARN mesager (ARNm).

Aflați mai multe despre acest lucru: Funcțiile nucleului celular

Ce se întâmplă atunci când nucleul celular se divide?

Diviziunea nucleului celular este înțeleasă a fi diviziunea unui nucleu celular, care poate avea loc în două moduri diferite. Cele două tipuri, mitoza și meioza, diferă prin procesul lor și, de asemenea, prin funcția lor. În funcție de tipul diviziunii nucleului celular, se obțin diferite celule fiice.

După ce mitoza sa încheiat, aveți două celule fiice care sunt identice cu celula mamă și care au, de asemenea, un set diploid de cromozomi. Acest tip de diviziune a nucleului celular predomină în organismul uman. Funcția lor este reînnoirea tuturor celulelor, cum ar fi cele ale celulelor pielii sau cele ale celulelor membranei mucoase. Mitoza are loc în mai multe faze, dar există o singură diviziune reală a cromozomilor.

Spre deosebire de aceasta, meioza constă dintr-un total de două diviziuni de bază. Rezultatul unei meioze completate sunt patru celule care conțin un set haploid de cromozomi. Aceste celule germinale sunt necesare reproducerii sexuale și, prin urmare, pot fi găsite numai în organele genitale.

La femei, celulele ovulelor sunt prezente în ovare încă de la naștere. La organismele masculine, spermatozoizii sunt produși în testicule și sunt pregătiți pentru fertilizare.
Dacă sunteți interesat în continuare de acest subiect, citiți următorul nostru articol de mai jos: Meioză - explicată simplu!

Când celula de ou și sperma se fuzionează în timpul fertilizării, o celulă cu un set de cromozomi diploizi este creată din două seturi de cromozomi haploizi.

Citiți mai multe despre acest subiect: Diviziunea nucleului celular

Ce este un transfer de nucleu celular?

Un transfer de nucleu (sinonim: transplant de nucleu) este introducerea unui nucleu într-o celulă de ou fără nucleu. Aceasta a fost produsă artificial în avans, de exemplu folosind radiații UV. Celula ovulată acum nucleată poate fi apoi introdusă într-un individ matur sexual și dusă la termen. În acest fel, celula anterior nucleată primește informații genetice și se modifică ca urmare.

Această procedură reprezintă un tip de fertilizare asexuată și a fost folosită pentru prima dată în 1968. Există abordări terapeutice care urmăresc să producă țesuturi specifice din celule stem care pot fi utilizate pentru transplanturi. În plus, transferul nuclear cu celule somatice poate fi utilizat pentru clonare. Din motive etice, totuși, acest lucru este permis doar pentru animale, deși este controversat și aici, deoarece multe animale mor în timpul acestui proces sau se nasc bolnavi. Cel mai cunoscut exemplu este oaia clonată Dolly. Această oaie clonată era genetic identică cu mama sa.

Nucleul unei celule nervoase

Celulele nervoase (neuroni) sunt celule diferențiate terminal. Spre deosebire de alte celule, acestea nu se mai pot diviza. Cu toate acestea, neuronii au capacitatea de a se regenera și repetarea specifică a sarcinilor („antrenamentul creierului”) crește plasticitatea creierului.

Nucleul celular se află în corpul celular (soma) al celulei nervoase. Învelișul nuclear conține mielină, o substanță care apare în mod specific în sistemul nervos și are doar o proporție mai mică de proteine ​​decât alte membrane duble.

Recepția și transmiterea informațiilor sub formă de impulsuri electrice (potențiale de acțiune) este cea mai importantă sarcină a neuronilor. Neurotransmițătorii sunt mesageri chimici care permit celulelor nervoase să comunice între ele. Ca centru de control al neuronului, nucleul celular reglează în primul rând producția diferitelor substanțe mesager și expresia receptorilor respectivi.

Legând un neurotransmițător de receptorul corespunzător, efectul corespunzător este transferat celulei nervoase. Este crucial să nu existe efecte specifice emițătorului, ci doar efecte specifice receptorilor. Aceasta înseamnă că efectul substanței mesager depinde de receptor.