Κυτταρικός πυρήνας

Ο πυρήνας (πυρήνας, s. Karyon) υπάρχει σε όλα τα ανθρώπινα κύτταρα, εκτός από τα ερυθροκύτταρα και τα αιμοπετάλια. Λειτουργίες του πυρήνα - αποθήκευση και μεταφορά των κληρονομικών πληροφοριών στα νέα (παιδικά) κελιά. Αυτές οι λειτουργίες σχετίζονται με την παρουσία DNA στον πυρήνα. Στον πυρήνα υπάρχει επίσης σύνθεση πρωτεϊνών - RNA ριβονουκλεϊκού οξέος και ριβοσωμικά υλικά.

Οι περισσότεροι πυρήνα του κυττάρου σφαιρικά ή ωοειδή, αλλά υπάρχουν επίσης και άλλες μορφές του πυρήνα (σχήμα δακτυλίου, ραβδόμορφο, ατρακτοειδή, γλυφές, σχήμα φασολιού, κατά διαστήματα, σε σχήμα αχλαδιού, πολυμορφικές). Οι διαστάσεις του πυρήνα κυμαίνονται ευρέως, από 3 έως 25 μm. Ο μεγαλύτερος πυρήνας είναι ένα ωάριο. Τα περισσότερα ανθρώπινα κύτταρα είναι μονοπυρηνικά, αλλά υπάρχουν κύτταρα διπλού πυρήνα (μερικοί νευρώνες, ηπατοκύτταρα, καρδιομυοκύτταρα). Ορισμένες δομές είναι πολυπυρηνικές (μυϊκές ίνες). Ο πυρήνας διακρίνει μεταξύ του πυρηνικού περιβλήματος, της χρωματίνης, του πυρήνα και του νουκλεοτλάσματος.

Ο πυρηνικός φάκελος ή η καρυοθήκη, που διαχωρίζει το περιεχόμενο του πυρήνα από το κυτταρόπλασμα, αποτελείται από εσωτερικές και εξωτερικές πυρηνικές μεμβράνες πάχους 8 nm η καθεμία. Οι μεμβράνες διαχωρίζονται από ένα περιπυρηνικό χώρο (λεκάνη καρυόττας) πλάτους 20-50 nm, που περιέχει λεπτόκοκκο υλικό μέτριας πυκνότητας ηλεκτρονίων. Η εξωτερική πυρηνική μεμβράνη διέρχεται σε ένα κοκκώδες ενδοπλασματικό δίκτυο. Επομένως, ο περιπυρηνικός χώρος σχηματίζει μια ενιαία κοιλότητα με ένα ενδοπλασματικό δίκτυο. Η εσωτερική πυρηνική μεμβράνη είναι εσωτερικά συνδεδεμένη με ένα διακλαδισμένο δίκτυο ινιδίων πρωτεΐνης που αποτελείται από επιμέρους υπομονάδες.

Στο πυρηνικό κέλυφος, υπάρχουν πολλοί στρογγυλευμένοι πυρηνικοί πόροι με διάμετρο 50-70 nm το καθένα. Οι πυρηνικοί πόροι καταλαμβάνουν το 25% της επιφάνειας του πυρήνα γενικά. Η ποσότητα πόρων ανά πυρήνα φθάνει τα 3000-4000. Στις άκρες των πόρων, οι εξωτερικές και οι εσωτερικές μεμβράνες ενώνονται μεταξύ τους και σχηματίζουν ένα λεγόμενο δακτύλιο πόρου. Κάθε πόρος κλείνεται από ένα διάφραγμα, το οποίο ονομάζεται επίσης σύμπλεγμα πόρων. Τα ανοίγματα πόρων έχουν σύνθετη δομή, σχηματίζονται από διασυνδεδεμένους κόκκους πρωτεΐνης. Μέσα από τους πυρηνικούς πόρους επιλεκτική μεταφορά μεγάλων σωματιδίων, καθώς και την ανταλλαγή ουσιών μεταξύ του πυρήνα και του κυτοσόπου του κυττάρου.

Κάτω από το πυρηνικό περίβλημα είναι πυρήνα (καρυόπλασμα) (νουκλεοπλάσμα, S. καρυόπλασμα), το οποίο έχει μια ομοιογενή δομή και πυρήνα. Στο νουκλεοπλάσμα ενός μη σχάσιμου πυρήνα, στην πυρηνική πρωτεϊνική μήτρα του, εντοπίζονται κόκκοι οσμιόφιλου (θρόμβους) της επονομαζόμενης ετεροχρωματίνης. Οι περιοχές πιο χαλαρής χρωματίνης τοποθετημένες μεταξύ των κόκκων ονομάζονται ευχρωματίνη. Η χαλαρωμένη χρωματίνη ονομάζεται επίσης και αποσυντεθειμένη χρωματίνη, στην οποία εμφανίζονται οι συνθετικές διεργασίες. Κατά τη διάρκεια της κυτταρικής διαίρεσης, η χρωματίνη παχύνεται, συμπυκνώνεται, σχηματίζει χρωμοσώματα.

Χρωματίνης (chromatinum) σχάσιμου πυρήνες και τα χρωμοσώματα σχάσιμα σχηματίζονται μόρια δεοξυριβονουκλεϊκού οξέος (DNA) που συνδέεται με ριβονουκλεϊνικό οξύ (RNA) και πρωτεϊνών - ιστόνες και negistonami. Πρέπει να τονιστεί η χημική ταυτότητα της χρωματίνης και των χρωμοσωμάτων.

Κάθε μόριο ϋΝΑ αποτελείται από δύο μακριές δεξιόστροφα πολυνουκλεοτιδικές αλυσίδες (διπλές έλικες) και κάθε νουκλεοτίδιο αποτελείται από μια αζωτούχο βάση, γλυκόζη και ένα υπόλειμμα φωσφορικού οξέος. Η βάση βρίσκεται εντός της διπλής έλικας και ο σκελετός σακχάρου-φωσφορικού άλατος είναι έξω.

Η κληρονομική πληροφορία στα μόρια DNA καταγράφεται σε μια γραμμική ακολουθία των νουκλεοτιδίων της. Ένα βασικό μέρος της κληρονομικότητας είναι το γονίδιο. Ένα γονίδιο είναι μια περιοχή DNA που έχει μια ειδική αλληλουχία νουκλεοτιδίων που είναι υπεύθυνη για τη σύνθεση μιας συγκεκριμένης συγκεκριμένης πρωτεΐνης.

Το μόριο ϋΝΑ στον πυρήνα συσκευάζεται συμπαγώς. Έτσι, ένα μόριο ϋΝΑ που περιέχει 1 εκατομμύριο νουκλεοτίδια, με τη γραμμική τους διάταξη, θα καταλαμβάνει μήκος μόνο 0,34 mm. Το μήκος ενός ανθρώπινου χρωμοσώματος σε τεντωμένη μορφή είναι περίπου 5 cm, αλλά σε συμπιεσμένη κατάσταση χρωμόσωμα έχει όγκο περίπου 10 ^-15 cm ³.

Μόρια ϋΝΑ που σχετίζονται με πρωτεΐνες ιστόνης σχηματίζουν νουκλεοσώματα, τα οποία είναι οι δομικές μονάδες της χρωματίνης. Το νουκλεοσώματος έχει τη μορφή ενός σφαιριδίου με διάμετρο 10 nm. Κάθε νουκλεοσώματος αποτελείται από γυμναστήρια, γύρω από τα οποία τυλίγεται ένα τμήμα DNA, που περιλαμβάνει 146 ζεύγη νουκλεοτιδίων. Μεταξύ των νουκλεοσωμάτων εντοπίζονται γραμμικά τμήματα του DNA, που αποτελούνται από 60 ζεύγη νουκλεοτιδίων.

Η χρωματοτίνη αντιπροσωπεύεται από ινίδια που σχηματίζουν βρόχους μήκους περίπου 0,4 μm, που περιέχουν από 20,000 έως 30,000 ζεύγη νουκλεοτιδίων.

Ως αποτέλεσμα, η σφράγιση (συμπύκνωση) και συστροφή (superspetsializatsiya) deoxyribonucleoproteins (DNP) στα χρωμοσώματα σχάσιμων πυρήνα γίνονται ορατά. Αυτές οι δομές - χρωμοσώματα (chromasomae, από την ελληνική Chroma -. Paint, soma - το σώμα) - είναι επιμήκη ράβδο που μοιάζει με σχηματισμό που έχει δύο βραχίονες διαχωρίζονται από το λεγόμενο συστολή - κεντρομερές. Ανάλογα με τη θέση του κεντρομερούς και τη σχετική θέση και μήκος των βραχιόνων, διακρίνονται τρεις τύποι χρωμοσωμάτων: μετακεντρικοί, που έχουν περίπου τους ίδιους ώμους. υπομεταλλικό, στο οποίο το μήκος των βραχιόνων είναι διαφορετικό. ακροκεντρικό, με έναν ώμο μακρύ, και το άλλο πολύ σύντομο, μόλις παρατηρήσιμο. Στο χρωμόσωμα υπάρχουν εε και ετεροχρωματικές περιοχές. Οι τελευταίοι στον εκκολαπτόμενο πυρήνα και στην πρώιμη προφήση της μίτωσης παραμένουν συμπαγείς. Η εναλλαγή των τμημάτων εε και ετεροχρωματίνης χρησιμοποιείται για την αναγνώριση των χρωμοσωμάτων.

Η επιφάνεια των χρωμοσωμάτων καλύπτεται από διάφορα μόρια, κυρίως ριβονουκλεοπρωτεΐνες (RNP). Στα σωματικά κύτταρα υπάρχουν 2 αντίγραφα από κάθε χρωμόσωμα, ονομάζονται ομόλογα. Είναι το ίδιο σε μήκος, σχήμα, δομή, φέρουν τα ίδια γονίδια, τα οποία βρίσκονται το ίδιο. Χαρακτηριστικά της δομής, ο αριθμός και το μέγεθος των χρωμοσωμάτων ονομάζονται καρυότυποι. Ένας φυσιολογικός ανθρώπινος καρυότυπος αποτελείται από 22 ζεύγη αυτοσωμάτων και ένα ζεύγος φύλων χρωμοσωμάτων (ΧΧ ή ΧΥ). Τα ανθρώπινα σωματικά κύτταρα (διπλοειδή) έχουν διπλάσιο αριθμό χρωμοσωμάτων - 46. Τα σεξουαλικά κύτταρα περιέχουν ένα απλοειδές (μόνο) σετ - 23 χρωμοσώματα. Επομένως, στο DNA, το DNA είναι 2 φορές μικρότερο από ότι σε διπλοειδή σωματικά κύτταρα.

Ο πυρήνας (πυρήνας), ένας ή περισσότεροι, ανιχνεύεται σε όλα τα μη διαχωρισμένα κύτταρα. Έχει τη μορφή ενός έντονα χρωματισμένου στρογγυλού σώματος, το μέγεθος του οποίου είναι ανάλογο με την ένταση της πρωτεϊνικής σύνθεσης. Η πυρηνίσκος αποτελείται από ένα ηλεκτρόνιο-πυκνή nukleolonemy (από την ελληνική κατοικίδιο -. Νήματα) στην οποία ένας νηματοειδής διακρίνει (ινιδικό) τμήμα που αποτελείται από ένα πλήθος αλληλοσυνδεόμενες κλώνων του RNA από περίπου 5 nm, και ένα κοκκώδες μέρος. Το κοκκώδες τμήμα (κοκκώδες) σχηματίζεται από κόκκους με διάμετρο περίπου 15 nm, τα οποία είναι σωματίδια RNP - προδρόμων ριβοσωμικών υπομονάδων. Η περιανοϊκή χρωματίνη εισάγεται στις κοιλότητες της νουκλεόλης. Στον πυρήνα σχηματίζονται ριβοσώματα.

[1], [2], [3], [4], [5]