Ciri-ciri Inti, Fungsi, Struktur dan Komposisi Selular



The nukleus sel ia adalah petak asas sel eukariotik. Ia adalah struktur sel yang paling mudah dilihat dari jenis sel ini dan ia mempunyai bahan genetik. Ia mengarahkan semua proses selular: ia mengandungi semua arahan yang dikodkan dalam DNA untuk melaksanakan tindak balas yang diperlukan. Ia terlibat dalam proses pembahagian sel.

Semua sel eukariot mempunyai nukleus, kecuali untuk beberapa contoh-contoh khusus sebagai matang sel-sel darah merah (eritrosit) dalam mamalia dan sel-sel floem dalam tumbuhan. Begitu juga, ada sel yang mempunyai lebih daripada satu nukleus, seperti beberapa sel otot, hepatosit dan neuron.

Nukleus ditemui pada tahun 1802 oleh Franz Bauer; Walau bagaimanapun, pada tahun 1830 saintis Robert Brown juga memerhatikan struktur ini dan menjadi popular sebagai penemu utamanya. Oleh kerana saiznya yang besar, ia dapat dilihat dengan jelas di bawah mikroskop. Di samping itu, ia adalah struktur pewarnaan yang mudah.

Nukleus bukan entiti sfera homogen dan statik dengan DNA tersebar. Ia adalah struktur yang rumit dan rumit dengan komponen dan bahagian yang berlainan di dalamnya. Di samping itu, ia dinamik dan sentiasa berubah-ubah sepanjang kitaran sel.

Indeks

  • 1 Ciri-ciri
  • 2 Fungsi
    • 2.1 Peraturan gen
    • 2.2 Keratan dan splicing
  • 3 Struktur dan komposisi
    • 3.1 Sampul nuklear
    • 3.2 Kompleks liang nuklear
    • 3.3 Chromatin
    • 3.4 Nukleolus
    • 3.5 Corps of Cajal
    • 3.6 PML badan
  • 4 Rujukan

Ciri-ciri

Nukleus adalah struktur utama yang membolehkan pembezaan antara sel eukariotik dan prokariotik. Ia adalah petak sel terbesar. Secara amnya, nukleus adalah berhampiran dengan pusat sel, tetapi terdapat pengecualian, seperti sel-sel plasma dan sel-sel epitel.

Ia adalah organelle berbentuk sfera kira-kira 5 μm diameter secara purata, tetapi boleh mencapai 12 μm, bergantung kepada jenis sel. Saya boleh menduduki kira-kira 10% daripada jumlah jumlah sel.

Ia mempunyai sampul nukleus yang dibentuk oleh dua membran yang memisahkannya daripada sitoplasma. Bahan genetik dianjurkan bersama dengan protein di dalamnya.

Terlepas dari hakikat bahawa di dalam nukleus tidak ada sub-bahagian membran lain, jika seseorang dapat membezakan satu siri komponen atau wilayah dalam struktur yang mempunyai fungsi tertentu..

Fungsi

teras adalah disebabkan jumlah yang luar biasa fungsi, dan yang mengandungi badan semua maklumat genetik sel (tidak termasuk DNA mitokondria dan DNA kloroplas) dan mengarahkan proses pembahagian sel. Ringkasnya, fungsi utama teras adalah seperti berikut:

Peraturan gen

Kewujudan halangan lipid antara bahan genetik dan komponen cytoplasmic lain membantu mengurangkan gangguan daripada komponen lain dalam fungsi DNA. Ini mewakili inovasi evolusi yang sangat penting bagi kumpulan eukariota.

Pemotongan dan splicing

Proses RNA messenger splicing berlaku di dalam nukleus, sebelum molekul bergerak ke sitoplasma.

Tujuan proses ini ialah penyingkiran intron ( "ketulan" bahan genetik yang bukan pengekodan dan mengganggu exons, pengekodan wilayah adalah jika) RNA. Selanjutnya RNA meninggalkan nukleus, di mana ia diterjemahkan ke dalam protein.

Terdapat fungsi lain yang lebih spesifik bagi setiap struktur teras yang akan dibincangkan kemudian.

Struktur dan komposisi

Nukleus terdiri daripada tiga bahagian yang ditentukan: sampul nuklear, kromatin dan nukleolus. Seterusnya kita akan menerangkan secara terperinci setiap struktur:

Sampul nuklear

Sampul nukleus terdiri daripada membran daripada sifat lipid dan memisahkan nukleus dari seluruh komponen selular. Membran ini berganda dan di antara ini adalah ruang kecil yang dipanggil ruang perinuclear.

Sistem membran dalaman dan luaran membentuk struktur yang berterusan dengan retikulum endoplasma

Sistem membran ini terganggu oleh serangkaian liang. Saluran nuklear ini membolehkan pertukaran bahan dengan sitoplasma kerana nukleus tidak sepenuhnya terisolasi dari seluruh komponen.

Kompleks liang nuklear

Melalui liang ini, pertukaran bahan berlaku dalam dua cara: pasif, tanpa memerlukan perbelanjaan tenaga; atau aktif, dengan perbelanjaan tenaga. Pasif boleh memasuki dan keluar dari molekul kecil seperti air atau garam, kurang daripada 9 nm atau 30-40 kDa.

Ini berlaku berbeza dengan molekul berat molekul yang tinggi, yang memerlukan ATP (tenaga-adenosin trifosfat) untuk bergerak melalui petak-petak ini. Molekul besar termasuk kepingan RNA (asid ribonukleat) atau biomolekul lain yang bersifat protein.

Pori tidak hanya lubang melalui mana molekul lulus. Protein saiz yang penting adalah struktur, yang boleh mengandungi 100 atau 200 protein dan dipanggil "kompleks pori nuklear". Secara struktural, ia menyerupai bakul bola keranjang. Protein ini dipanggil nukleoporin.

Kompleks ini telah ditemui dalam sebilangan besar organisma: dari ragi kepada manusia. Sebagai tambahan kepada fungsi pengangkutan sel, ia juga terlibat dalam pengawalseliaan ekspresi gen. Mereka adalah struktur yang sangat diperlukan untuk eukariota.

Dari segi saiz dan nombor, kompleks boleh membawa saiz 125 MDa dalam vertebrata, dan nukleus dalam kumpulan haiwan ini boleh memegang kira-kira 2000 liang. Ciri-ciri ini berbeza mengikut taksiran yang dikaji.

Chromatin

Chromatin didapati di dalam nukleus, tetapi kita tidak boleh menganggapnya sebagai ruang nukleus. Ia menerima nama ini untuk keupayaan cemerlang untuk mewarnai dan diperhatikan di bawah mikroskop.

DNA adalah molekul linear yang sangat panjang dalam eukariota. Pemadatannya adalah proses utama. Bahan genetik dikaitkan dengan satu siri protein yang dipanggil histones, yang mempunyai pertalian yang tinggi untuk DNA. Terdapat juga jenis protein lain yang boleh berinteraksi dengan DNA dan bukan histon.

Dalam sejarah, gegelung DNA dan bentuk kromosom. Ini adalah struktur yang dinamik dan tidak sentiasa ditemui dalam bentuk tipikal mereka (Xs dan Ys yang kita biasa memerhatikan dalam ilustrasi buku-buku). Susunan ini hanya muncul semasa proses pembahagian sel.

Dalam sisa peringkat (apabila sel tidak dalam proses pembahagian), kromosom individu tidak boleh dibezakan. Fakta ini tidak menunjukkan bahawa kromosom disebarkan secara homogen atau tidak senonoh oleh nukleus.

Di antara muka, kromosom disusun menjadi domain tertentu. Dalam sel-sel mamalia, setiap kromosom menduduki "wilayah".

Jenis kromatin

Dua jenis chromatin dapat dibezakan: heterochromatin dan euchromatin. Yang pertama sangat pekat dan terletak di pinggir nukleus, jadi jentera transkripsi tidak mempunyai akses kepada gen ini. Eucromatin dianjurkan lebih longgar.

Heterochromatin dibahagikan kepada dua jenis: heterochromatin konstitutif, yang tidak pernah dinyatakan; dan heterochromatin fakultatif, yang tidak ditranskripsikan dalam beberapa sel dan di lain-lain.

Yang paling terkenal heterochromatin dan pengawal selia gen adalah contoh pemeluwapan dan X-kromosom inactivation dalam mamalia, wanita mempunyai XX kromosom seks, manakala lelaki adalah XY.

Untuk alasan dos gen, wanita tidak boleh mempunyai dua kali lebih banyak gen dalam X berbanding lelaki. Untuk mengelakkan konflik ini, kromosom X tidak aktif (menjadi heterochromatin) secara rawak dalam setiap sel.

Nucleolus

Nukleolus adalah struktur teras dalaman yang sangat relevan. Ia bukan ruang yang dibatasi oleh struktur membran, ia adalah kawasan gelap nukleus dengan fungsi tertentu.

Di kawasan ini gen pengekodan untuk RNA ribosom, disalin oleh RNA polymerase I. dalam DNA manusia, gen ini terdapat di satelit dikumpulkan kromosom berikut: 13, 14, 15, 21 dan 22. Ini adalah penganjur nukleolar.

Sebaliknya, nukleolus dipisahkan kepada tiga kawasan diskrit: pusat fibrillar, komponen fibrillar dan komponen berbutir.

Kajian baru-baru ini telah mengumpulkan lebih banyak bukti tentang kemungkinan fungsi tambahan nukleolus, bukan sahaja terhad kepada sintesis dan pemasangan RNA ribosom.

Pada masa ini ia dipercayai bahawa nukleolus mungkin terlibat dalam pemasangan dan sintesis protein yang berlainan. Pengubahsuaian transkrip juga telah dibuktikan dalam zon nuklear ini.

Nukleolus juga terlibat dalam fungsi pengawalseliaan. Satu kajian menunjukkan bagaimana ia berkaitan dengan protein suppressor tumor.

Kor Cajal

Mayat-mayat Cajal (juga dipanggil badan bergelora) dinamakan sempena penemuannya, Santiago Ramón y Cajal. Penyelidik ini melihat corpuscles ini pada neuron pada tahun 1903.

Mereka adalah struktur kecil dalam bentuk bulat dan terdapat 1 hingga 5 salinan setiap nukleus. Badan-badan ini sangat kompleks dengan jumlah komponen yang cukup tinggi, di antara faktor-faktor transkripsi dan jentera yang berkaitan dengannya splicing.

Struktur sfera ini telah ditemui di bahagian yang berlainan nukleus, kerana strukturnya mudah alih. Mereka biasanya dijumpai dalam nukleoplasma, walaupun sel-sel kanser telah dijumpai di dalam nukleolus.

Terdapat dua jenis badan kotak di teras, dikelaskan mengikut saiz mereka: besar dan kecil.

Badan PML

Badan PML (untuk akronim dalam bahasa Inggeris, leukemia promyelocytic) adalah zon sfera subnuklear kecil dengan kepentingan klinikal, kerana ia berkaitan dengan jangkitan virus dan onkogenesis.

Dalam kesusasteraan mereka dikenali dengan pelbagai nama, seperti domain nukleus 10, badan Kremer dan domain PML onkogenik.

Satu teras mempunyai 10 hingga 30 domain ini dan mempunyai diameter 0.2 hingga 1.0 μm. Fungsinya termasuk pengawalan gen dan sintesis RNA.

Rujukan

  1. Adam, S. A. (2001). Kompleks liang nuklear. Biologi genom, 2(9), reviews0007.1-reviews0007.6.
  2. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, B. E. (2003). Biologi: kehidupan di bumi. Pendidikan Pearson.
  3. Boisvert, F.M., Hendzel, M.J., & Bazett-Jones, D.P. (2000). Badan nuklear leukemia promyelocytic (PML) adalah struktur protein yang tidak mengumpul RNA. Jurnal biologi sel, 148(2), 283-292.
  4. Busch, H. (2012). Nukleus sel. Elsevier.
  5. Cooper, G. M., & Hausman, R. E. (2000). Sel: pendekatan molekul. Sunderland, MA: Rakan sekutu.
  6. Curtis, H., & Schnek, A. (2008). Curtis. Biologi. Ed. Panamericana Medical.
  7. Dundr, M., & Misteli, T. (2001). Senibina berfungsi dalam nukleus sel. Jurnal Biokimia, 356(2), 297-310.
  8. Eynard, A.R., Valentich, M.A., & Rovasio, R.A. (2008). Histologi dan embriologi manusia: asas selular dan molekul. Ed. Panamericana Medical.
  9. Hetzer, M. W. (2010). Sampul nuklear. Perspektif Cold Spring Harbor dalam biologi, 2(3), a000539.
  10. Kabachinski, G., & Schwartz, T. U. (2015). Struktur lengkung nuklear dan berfungsi dengan pantas. Jurnal Sains Sel, 128(3), 423-429.
  11. Montaner, A. T. (2002). Badan aksesori Cajal. Rev Esp Patol, 35, (4), 529-532.
  12. Newport, J. W., & Forbes, D. J. (1987). Nukleus: struktur, fungsi, dan dinamik. Kajian tahunan biokimia, 56(1), 535-565.