Функциите на ядрото в клетката са какво? Nucleolus: структура и функция

Клетката е елементарна единица на живите организми на Земята и има сложна химическа организация на структури, наречени органели. Те включват ядрото, чиято структура и функции ще изследваме в тази статия.

Характеристики на еукариотните ядра

Ядрените клетки в състава им съдържат нембранични органели с кръгла форма, по-плътни от кариоплазмата, наречени нуклеоли или нуклеоли. Те са открити през 19 век. Нуклеолите са изследвани съвсем задълбочено благодарение на електронната микроскопия. Почти до 50-те години на ХХ век функциите на нуклеолите не се определят, а учените считат този органел за резервоар на резервните вещества, използвани по време на митозата.

Съвременните изследвания установяват, че органоидът включва гранули от природата на нуклеопротеините. Освен това, биохимичните експерименти потвърждават, че органелът съдържа голям брой протеини. Те определят и неговата висока плътност. В допълнение към протеините, ядрото съдържа РНК и малко количество ДНК.

Клетъчен цикъл

Интересно е, че в живота на клетката, който се състои от период на почивка (интерфаза) и разделение (мейоза - в генитала, митоза - в соматични клетки), ядрените оръжия остават нестабилни. Така, в интерфазното ядро ​​с ядро, чиито функции - запазването на генома и образуването на протеинови синтезиращи органели, са задължителни. В началото на клетъчното деление, а именно в профазата, те изчезват и реформират само в края на телофазата, оставайки в клетката до следващото деление или до апоптозата - нейната смърт.

Организатор на нуклеолите

През 30-те години на миналия век учените установили, че образуването на нуклеоли се контролира от определени области на определени хромозоми. Те съдържат гени, които съхраняват информация за това какво структура и какви са функциите на ядрото в клетката. Съществува връзка между броя на нуклеоларните организатори и самите органели. Например, Шпионирайте жабата съдържа в своя кариотип две нуклеолар-образуващи хромозоми и съответно в ядрата на неговите соматични клетки съществуват два нуклеола.

Тъй като функциите на ядрото, както и неговото присъствие, са тясно свързани клетъчно делене и образуването на рибозоми, самите органели липсват във високо специализирани тъкани на мозъка, кръвта, както и на бластомери Mace зиготата.

Амплификация с нуклеол

В синтетичната фаза на интерфазата, заедно със самодипликиращата се ДНК, има прекомерна репликация на броя на гРНК гени. Тъй като основната функция на ядърце - производството на рибозоми, във връзка с свръхекспресията на локуси на ДНК, които носят информация за РНК драматично увеличаване на броя на тези органели. Нуклеопротеините, които не са свързани с хромозоми, започват да функционират автономно. В резултат на това в ядрото се образува ядро, което се отдалечава от хромозомите, образуващи ядрото. Това явление се нарича амплификация на гРНК гени. Продължавайки да се изследва функцията на ядърце в клетката, ние се отбележи, че най-активните на синтез се среща в мейотичен профаза на мейоза, при което първите яйцеклетките ред могат да съдържат няколко стотин нуклеоли.

Биологичното значение на това явление става ясно, като се има предвид, че в ранните етапи на ембриогенезата: трошене и blastulation, имате нужда от огромно количество рибозоми, синтезиращи основният строителен материал - протеин. Амплификацията е сравнително често срещан процес, който се случва в овогенезата на растения, насекоми, земноводни, дрожди, а също и в някои протисти.

Хистохимичен състав на органели

Нека да продължим своето проучване еукариотни клетки и техните структури и разглеждат ядрото, чиято структура и функции са взаимосвързани. Установено е, че то съдържа три типа елементи:

1. Нуклеономи (филаментови образувания). Те са хетерогенни и съдържат фибрили и бучки. Като част от растението и животински клетки, нуклеономите формират фибриларни центрове. Цитохимичната структура и функциите на ядрото също зависят от наличието на матрица в него - мрежа от подкрепящи протеинови молекули на третичната структура.
2. Вакуоли (светли площи).
3. Гранулирани гранули (нуклеолини).

От гледна точка на химическия анализ този органоид е почти изцяло съставен от РНК и протеини, а ДНК се намира само на периферията му, образувайки пръстеновидна структура - перипарамичен хроматин.

Така че установихме, че ядрото се състои от пет образувания: фибриларни и гранулирани центрове, хроматин, протеинов ретикулум и плътен фибриларен компонент.

Видове нуклеоли

Биохимичната структура на тези органоиди зависи от тип клетки, в които те са налице, както и характеристиките на техния метаболизъм. Има 5 основни структурни вида нуклеоли. Първата е ретикуларна, най-често срещана и се характеризира с изобилие от плътен фибриларен материал, блок от нуклеопротеини и нуклон. Процесът на пренаписване на информацията от нуклеоларните организатори е много активен, поради което фибриларните центрове са слабо видими в зрителното поле на микроскопа.

Тъй като основната функция на ядърце в клетката - синтеза на рибозомни субединици, от които образуват органели протеин синтезиране, вида ретикуларната на организация, присъщи на двете растителни и животински клетки. Пръстенният тип нуклеоли се намира в клетките на съединителната тъкан: лимфоцити и ендотелиоцити, в които гРНК гени практически не се транскрибват. Остатъчните нуклеоли се откриват в клетки, които напълно са загубили способността си да транскрибират, например, в нормаболасти и ентероцити.

Сегрегираният вид е присъщ на клетките, които са изпитали интоксикация с канцерогени, антибиотици. И накрая, компактният тип ядро ​​се характеризира с множество фибриларни центрове и малък брой нуклеони.

Протеин нуклеоларна матрица

Нека продължим да изследваме вътрешната структура на структурите на ядрото и да определим какви са функциите на ядрото в метаболизма на клетката. Известно е, че около 60% от сухата маса на този органоид се дължи на протеини, които са част от хроматина, рибозомални частици, както и реално нуклеоларни протеини. Нека да ги разгледаме по-подробно. Някои от протеините участват в преработката - образуването на зряла рибозомна РНК. Те включват РНК полимераза 1 и нуклеаза, които отстраняват допълнителните триплети от краищата на rRNA молекулата. Протеиновият фибриларин е в плътен фибриларен компонент и, подобно на нуклеаза, извършва обработка. Друг протеин е нуклеолин. Заедно с фибриларин той се намира в нуклеотиите на PFC и Fc и в промозната митоза в хромозомите на ядрото на организаторите на хромозомите.

Такъв полипептид като нуклеофозин се намира в грануларната зона и плътния фибриларен компонент, участва в образуването на рибозоми от 40S и 60S субединици.

Каква е функцията на ядрото

Синтезът на рибозомна РНК е основната задача, която трябва да изпълнява нуклеола. По това време на повърхността му (а именно във фибриларните центрове) се извършва транскрипция с участието на ензимната РНК полимераза. Този организатор на ядрото синтезира стотици пре-рибозоми, наречени рибонуклеопротеинови глобули. От тях се формират рибозомни субединици, които чрез ядрените пори напускат кариоплазмата и са в цитоплазмата на клетката. Малка подединица от 40S се свързва с информационната РНК и едва тогава е свързана с нея голяма подединица 40S. Създава се зрял рибозом, способен да извършва транслация - синтез на клетъчни протеини.

В тази статия изследвахме структурата и функциите на ядрото в растителните и животинските клетки.