Ĉela kerno kaj ĝiaj funkcioj

La strukturo kaj funkcio de la ĉelo suferis kelkajn ŝanĝojn en la evoluado. La aspekto de novaj organeluloj estis antaŭita de transformoj en la atmosfero kaj litosfera de juna planedo. Unu el la gravaj akiraĵoj estis la ĉela kerno. Eŭkarotaj organismoj, danke al la ĉeesto de izolitaj organoj, havis signifajn avantaĝojn super prokaryotoj kaj rapide ekregis.

La ĉela kerno, kies strukturo kaj funkcioj estas iom malsama en malsamaj ŝtofoj kaj organoj, ebligis plibonigi la kvaliton de RNA-biosíntesis kaj la translokigon de hereda informo.

Origino

Ĝis nun, estas du ĉefaj hipotezo pri la formado de eŭkarotia ĉelo. Laŭ la teorio simbiótica, organelles (ekzemple, flagelos aŭ mitocondrias) estis unufoje apartaj organoj procariotas. La prapatroj de modernaj eŭariotoj sorbis ilin. Kiel rezulto, organo simbiótico estis formita.

La kerna tiel formita kiel rezulto de interna protrusión parton de la citoplasmática membranon. Ĝi estis necesa en la vojo de la akiraĵo de nova vojo de evoluo de ĉelo nutrado, fagocitosis. La kaptado de manĝaĵo akompanis pliigon de la movado de la citoplasmo. Genoforoj, kiuj estis la genetika materialo de la procariota ĉelo kaj ligita al la muroj, falis en la zonon de forta "nuna" kaj necesa protekto. Kiel rezulto, ĝi formis profundan invaginadon de la regiono de la membrano kiu enhavis la aliĝitajn generojn. Ĉi tiu hipotezo estas subtenata de la fakto, ke la ŝelo de la kerno estas neeviteble ligita kun la citoplasma membrano de la ĉelo.

Estas alia versio de la evoluo de eventoj. Laŭ la vira hipotezo de la origino de la kerno, ĝi estis formita kiel rezulto de infekto de la ĉelo de la antikva arkeo. La virus de ADN enkondukis en ĝin kaj iom post iom akiris plenan kontrolon super la vivprocezoj. Scienculoj, kiuj konsideras ĉi tiun teorion pli ĝustan, kondukas multajn argumentojn al ĝia favoro. Tamen, ĝis nun, ne ekzistas ampleksa pruvo por iu ajn el la ekzistantaj hipotezo.

Unu aŭ pli

Plej multaj el la ĉeloj de modernaj eukaryotoj havas kernon. La abrumadora nombro enhavas nur unu similan organelon. Ekzistas, tamen, ĉeloj, kiuj perdis la kernon pro iuj funkciaj trajtoj. Ĉi tiuj inkluzivas, ekzemple, eritrocitos. Ankaŭ ekzistas ĉeloj kun du (infusoria) kaj eĉ pluraj nukleoj.

Strukturo de la ĉela kerno

Malgraŭ la karakterizaĵoj de la korpo, la strukturo de la kerno karakterizas per aro de tipaj organeloj. De la interna spaco de la ĉelo ĝi estas fortikigita de duobla membrano. Liaj internaj kaj eksteraj manteloj en iuj lokoj kunfandas, formante poroj. Ilia funkcio estas interŝanĝi substancojn inter la citoplasmo kaj la kerno.

La spaco de la organelo estas plenigita per karyoplasmo, ankaŭ nomata nuklea suko aŭ nucleoplasmo. Ĝi enhavas chromatin kaj kernoluson. Kelkfoje la lasta el la nomitaj organeluloj de la ĉela kerno ne ĉeestas en sola specimeno. En iuj institucioj, tamen, la nucleolo estas forestantaj.

Membrano

La nuklea koverto estas formita de lipidoj kaj konsistas el du tavoloj: la ekstera kaj la interna. Fakte, ĝi estas la sama ĉela membrano. La kerno komunikas kun la kanaloj de la endoplasma retículo tra la perinuklea spaco, kavo formita de du tavoloj de la koverto.

La eksteraj kaj internaj membranoj havas siajn proprajn proprecojn en la strukturo, sed ĝenerale ili estas sufiĉe similaj.

Pli proksima al la citoplasmo

La ekstera tavolo pasas en la membranon de la endoplasma retículo. Ĝia ĉefa diferenco de ĉi-lasta estas multe pli alta koncentriĝo de proteinoj en la strukturo. La membrano rekte en kontakto kun la citoplasmo de la ĉelo estas kovrita per mantelo de ribosomoj ekstere. Kun la interna membrano, ĝi kunigas multajn porojn, kiuj estas sufiĉe grandaj proteaj kompleksoj.

Interna mantelo

La membrano turnita en la ĉela kerno, kontraste kun la ekstera, estas glata, ne kovrita per ribosomoj. Ĝi limigas la karyoplasmon. Karakteriza trajto de la interna membrano estas la tavolo de la nuklea plakaĵo de la flanko en kontakto kun la nucleoplasmo. Ĉi tiu specifa proteino-strukturo subtenas la formon de la membrano, estas implikita en la reguligo de gen-esprimo, kaj ankaŭ antaŭigas la ligon de cromatino al la kerna membrano.

Metabolo

La interago de la kerno kaj la citoplasmo efektivigas tra nukleaj poroj. Ili estas sufiĉe kompleksaj strukturoj formitaj de 30 proteinoj. La nombro da poroj sur unu kerno povas esti malsama. Dependas de la speco de ĉelo, organo kaj korpo. Do, en homoj, la ĉela kerno povas havi 3 ĝis 5 mil poroj, en iuj ranoj ĝi atingas 50,000.

La ĉefa funkcio de poroj estas la metabolo inter la kerno kaj la resto de la ĉelo-spaco. Iuj molekuloj penetras tra la poroj pasive, sen aldona elspezo de energio. Ili estas malgrandaj en grandeco. Transportado de grandaj molekuloj kaj supramolekulaj kompleksoj postulas konsumadon de certa kvanto da energio.

De la karyoplasmo, RNA-molekuloj sintezitaj en la kernon falis en la ĉelon. En la kontraŭa direkto, la proteinoj necesaj por intranuklea procezo estas transportitaj.

Nukleklasmo

Nuklea suko estas solva kolombo de proteinoj. Ĝi estas limigita de la ŝelo de la kerno kaj ĉirkaŭas la kromatinon kaj la kernolon. La nucleoplasmo estas viskoza likvaĵo en kiu diversaj substancoj estas solvitaj. Ĉi tiuj inkluzivas nucleotidojn kaj enzimojn. La unuaj estas necesaj por la sintezo de ADN. La enzimoj implikitaj en transskribo, kaj ankaŭ riparon kaj DNA replicación.

La strukturo de nuklea suko varias laŭ la stato de la ĉelo. La du estas senmova kaj aperas dum la periodo de fisio. La unua estas karakteriza por la interfaco (la tempo inter dividoj). En ĉi tiu kazo, nuklea suko karakterizas per unuforma distribuo de nukleaj acidoj kaj nestrukturitaj DNA-molekuloj. Dum ĉi tiu periodo, la hereda materialo ekzistas en formo de kromato. La divido de la ĉela kerno estas akompanata de la transformo de cromatina en kromosomoj. En ĉi tiu tempo, la strukturo de la karyoplasmo ŝanĝas: la genetika materialo akiras difinitan strukturon, la nuklea envolvaĵo kolapsas, kaj la karyoplasmo miksas kun la citoplasmo.

Kromosomoj

La ĉefaj funkcioj de la strukturoj nucleoproteinas de la cromatina transformitaj por la tempo de divido estas stokado, realigo kaj transdono de hereda informo, kiu enhavas la ĉelan kernon. La kromosomoj karakterizas per difinita formo: ili estas dividitaj en partojn aŭ ŝultrojn per primara konstricto, ankaŭ nomata nerompita. Per ĝia ordigo distingas tri tipoj de kromosomoj:

• Similaj aŭ akcentaj: por ili, la loĝado de entjeroj estas preskaŭ ĉe la fino, unu brako rezultas esti tre malgranda;
• Variegataj aŭ submetentraj havas ŝultrojn de neegala longitudo;
• Eksterflankaj aŭ metacentraj.

Aro de kromosomoj en ĉelo nomas karotipo. En ĉiu specio estas fiksita. En ĉi tiu kazo, malsamaj ĉeloj de la sama organismo povas enhavi diploidan (duoblan) aŭ haploid (ununura) aro. La unua varianto estas karakteriza por somaj ĉeloj, kiuj ĉefe formas la korpon. Haploid-aro estas la privilegio de seksaj ĉeloj. Homaj somataj ĉeloj enhavas 46 kromosomojn, seksajn - 23.

La kromosomoj de la diploide aro estas paroj. Identaj strukturoj de nucleoproteina en la paro estas nomataj alelicoj. Ili havas la saman strukturon kaj plenumas la samajn funkciojn.

La struktura unuo de kromosomoj estas la geno. Ĝi estas sekcio de ADN-molekulo kiu kodas specifan proteinon.

Nukololo

La ĉela kerno havas pli organoidon - la nukleolon. Ĝi ne apartigas de la karyoplasmo per la membrano, sed ĝi estas facile videbla dum la studado de la ĉelo per mikroskopo. Iuj kernoj povas havi plurajn nucleolojn. Estas ankaŭ tiuj, en kiuj tiaj organeloj tute forestas.

En formo, la kernolo similas al sfero, ĝi estas iomete malgranda. Ĝi enhavas diversajn proteinojn. La ĉefa funkcio de la kernolo estas la sintezo de ribosomaj RNAoj kaj la ribosomoj mem. Ili estas necesaj por kreado de polipéptido-ĉenoj. Nucleoli estas formita ĉirkaŭ specialaj areoj de la genoma. Ili estis nomitaj nukleolelaj organizistoj. Ĉi tie, la genoj de ribosomala RNA estas enhavitaj. La nukleolo, inter aliaj aferoj, estas la loko kun la plej alta koncentriĝo de proteinoj en la ĉelo. Kelkaj el la proteinoj estas bezonataj por plenumi la funkciojn de la organoid.

La kernolo konsistas el du eroj: granula kaj fibrilo. La unua estas la maturigaj subunoj de la ribosomoj. Ĝi okupis en fibrillar centro ribosomas RNA sintezo. La granula komponanto ĉirkaŭas la fibrilar-komponanton lokita en la centro de la kernolo.

Ĉela kerno kaj ĝiaj funkcioj

La rolo ludita de la kerno estas neeviteble ligita al ĝia strukturo. Internaj strukturoj de la organoide kune konscias la plej gravajn procezojn en la ĉelo. Ĝi enhavas genetikan informon, kiu determinas la strukturon kaj funkciojn de la ĉelo. La kerno respondecas pri stokado kaj transdonado de heredaj informoj dum mitosis kaj meiosis. En la unua kazo, la filino-ĉelo ricevas identan genetikan aron de genoj. Kiel rezulto de meiosis, seksaj ĉeloj kun haploida aro de kromosomoj estas formitaj.

Alia ne malpli grava funkcio de la kerno estas la regulado de intracelulaj procezoj. Ĝi efektivigas kiel rezulto de kontrolado de la sintezo de proteinoj respondecaj pri strukturo kaj funkciado de ĉelaj elementoj.

La efiko sur proteino-sintezo havas pli esprimon. La kerno, kontrolante procezoj ene de la ĉelo, kunigas ĉiujn siajn organojn en ununuran sistemon kun bone funkcia mekanismo de laboro. Malsukcesoj en ĝi kondukas, kiel regulo, al ĉela morto.

Fine, la kerno estas la loko de sintezo de ribosomaj subunoj, kiuj respondecas pri la formado de ĉiuj samaj proteinoj de aminoácidos. Ribosomoj estas nemalhaveblaj dum la transskribo.

La eŭkaria ĉelo estas pli perfekta strukturo ol la procariota ĉelo. La aspekto de organoidoj kun sia propra membrano ebligis pliigi la efikecon de intracelulaj procezoj. La formado de kerno ĉirkaŭita de duobla lipida ŝelo ludis tre gravan rolon en ĉi tiu evoluo. Protekto de heredaj informoj de la membrano ebligis lerni novajn manierojn de malnovaj unikelulaj organizaĵoj. Inter ili estis fagocitosis, kiu, laŭ unu versio, kondukis al la simbioza organismo, kiu poste fariĝis la progeninto de la moderna ekariota ĉelo kun ĉiuj ĝiaj karakterizaj organoj. La ĉela kerno, la strukturo kaj funkcioj de iuj novaj strukturoj permesis la uzon de oksigeno en metabolo. La rezulto estis radikala ŝanĝo en la tera biosfero, ĝi fondis por la formado kaj disvolviĝo de multĉelaj organismoj. Hodiaŭ, eŭkarotaj organismoj, al kiuj persono apartenas, regas la planedon, kaj nenio antaŭdifinas ajnajn ŝanĝojn en ĉi tiu plano.