Celična struktura in funkcija

Celica kot osnovna enota živega organizma ima kompleksno strukturo. Vsi njeni organeli medsebojno delujejo in delujejo harmonično. In jih ureja funkcije celičnega jedra. Zahvaljujoč njemu je celica sposobna deliti in ohranjati stalnost v vsaki generaciji. Zaradi tega je struktura celičnega jedra tako kompleksna.

Funkcije jedra

Struktura celičnega jedra je izvedena tako, da lahko opravlja osnovne funkcije. Med njimi je ohranjanje in reprodukcija informacij, vgrajenih v nukleinske kisline. Jedro sintetizira tudi ribosome, prenosno RNA in je odgovorno za delitev celic. Vendar so to le splošne naloge, ki jih je treba podrobneje obravnavati zasebno. Funkcije celičnega jedra so naslednje:

• regulacija celičnega metabolizma, delitve in smrti;
• ohranjanje dednih informacij;
• spiralizacija kromatina;
• despiralizacija kromatina;
• Replikacija DNA;
• sinteza sporočilne RNA;
• začetek sinteze beljakovin;
• interakcije s celičnimi strukturami prek receptorjev.

Ta seznam je bolj popoln in podroben. Poleg tega ima vsaka evkariontska celica ključno vlogo pri izvajanju teh nalog. Ker je struktura jedra evkariontske celice tako kompleksna. Pri prokariontskih organizmih se omenjeni strukturni element nadomesti s plazmidom, ki ni vedno sposoben izvesti vseh zgoraj navedenih procesov.

Značilnosti strukture celičnega jedra

Jedro evkariontov je prostor, v katerem se izvajajo vsi zgoraj navedeni procesi. To je področje spremenjene citoplazme, kjer so kromosomi ali kromatin (odvisno od faze obstoja celice), jedra in kariomatriko. Istočasno je jedro membranska struktura, ki vsebuje bilipidno dvokrilno karilemo s porami. Skozi slednje iz nje izstopajo ribosomi, ki padajo na grob retikulum celične endoplazme. RNA tudi zapusti jedro skozi pore.

Nukleoplazma

Nukleoplazma je medij, na katerem je zgrajeno celično jedro. Po skladnosti je zelo podobna citoplazmi, vendar ima drugačen indikator kislosti. V jedru so večinoma kisle beljakovine, v citoplazmi pa glavne. Celotno debelino nukleoplazme prežema karimatrika - tridimenzionalna struktura, ki jo ustvarjajo fibrilarne beljakovine. Imajo vlogo podpore in ohranjajo stalno obliko jedra. To preprečuje deformacijo slednjih zaradi številnih mehanskih učinkov.

Kariolema

Glavna značilnost, po zakonih katere je struktura jedrnega tkiva, je prisotnost mehanske in kemične pregrade, ki ločuje jedro od citoplazme. To je potrebno za razlikovanje med okolji z različnimi reakcijami (kislo in bazično).

Karyolemma je dvoslojna membrana, katere zunanjost je pritrjena na grob endoplazmatski retikulum. Fibrilarne beljakovine jedrskega matriksa so vezane na notranjo. Istočasno je med membranami jedra perinuklearni prostor. Njegova funkcionalna vloga ni jasna. Predpostavlja se, da je bil rezultat odganjanja ostankov glicerola z enako nabojem. In glavna stvar: v kariolomi obstaja sistem pora, ki omogoča, da ribosomi in kurirske RNA vstopijo v endoplazmatski retikulum, ligandi intranuklearnih receptorjev pa prenašajo signale o potrebi po sintezi določenih beljakovin.

Obstaja kompetentno, znanstveno utemeljeno mnenje, ki pojasnjuje celično strukturo: celične membrane jedro endoplazmatski retikulum (gladka in groba) je trdna struktura. Nastane z membranskim stiskanjem in nima strukturnih razlik. To pomeni, da ista membrana istočasno prekriva celico zunaj in zaradi izbočenja oblikuje prostor za jedro in endoplazmatski retikulum.

Drugače je pojasnjena le prisotnost mitohondrijev in kloroplastov. Domneva se, da je bila mitohondrija v filogenetiji ločena celica, ki so jo zajeli eukarioti (ali prokarioti). Delno dokazilo teorije je pridobljeno po odkritju mitohondrijske DNA in nukleinske kisline kloroplasta. Očitno so bile te organele predhodno ločene bakterije.

Jedro

Z elektronsko mikroskopijo je struktura jedra evkariontske celice bolj podrobna kot pri svetlobnem mikroskopu. Zlasti opazne so kosti kondenziranega in razpadlega kromatina in jedra. Vloga slednjega je sinteza ribosomskih podenot - proteinskih kompleksov in ribosomske RNA.

Struktura jedra je dvojna. V njenem središču je fibrilarna komponenta. To je niz molekul filamentnih RNA, ki bodo uporabljene za tvorbo ribosomov. Z njimi se prenašajo proteini, sintetizirani na grobem retikulumu endoplazme. V interakciji tvorijo granularno komponento ribosomskih podenot, ki so pripravljeni na nukleolus. Ena majhna in ena velika podenota sta povezani v trden ribosom, ki je prikazan skozi pore karileme v endoplazmatski retikulum. Tam bo sintetizirala beljakovine.

Kromatin

Pomembno je, da sta struktura in funkcija celičnega jedra med seboj povezani. To pomeni, da struktura izvaja tiste elemente, ki igrajo pomembno vlogo v življenju celice. Hkrati se jedro ne sme obravnavati ločeno od drugih celičnih struktur, ker od njih prejema informacije in z genskim izražanjem ureja njihove funkcije. To je ena najpomembnejših lastnosti tega elementa.

Vsi geni so stroga sekvenca povezanih nukleotidov dvoverižne DNA. To je ogromna molekula, ki se nahaja v celotnem volumnu jedra. Za udobje in ohranjanje celovitosti molekularnih vezi je organizirano v strogem zaporedju. Prvič, povezan je s histoni, da se oblikuje struktura grozdov. Drugič, nato se kondenzira v dve vrsti kromatina (heterochromatin in euchromatin).

Heterochromatin je gosto založena dedna informacija. Ni ga mogoče brati in reproducirati, in ko je to potrebno, je treba najprej osvoboditi želeno regijo iz histonov. Euchromatin je manj gosta vrsta nukleoproteinov. Lahko se posnema in prepiše.

Kromosomi

Obstaja tudi bolj gosta postavitev dednega materiala - kromosomski. Kromosomi se lahko vidijo le, ko delitev celic. So najbolj gosto organizirani kromatin. Zdi se, kot da jedro zbira vse, kar je pomembno na enem mestu, in izvede "premik". Dejansko se to zgodi, vendar na nekoliko drugačen način. Kromosomi so podvojeni in nato porazdeljeni tako, da ima vsaka celica, ki se pojavi po delitvi, enak nabor genetskega materiala. Nato se v "novem" jedru kromosomi ponovno despiralizirajo v heterochromatin in euchromatin.

Tabela morfofunkcionalnih značilnosti jedra

Za lažje proučevanje vprašanja bi bilo treba vse omenjeno gradivo predstaviti v sistematični obliki. Torej, kakšna je struktura celičnega jedra? Spodnja tabela je sestavljena iz treh blokov, ki vsebujejo vse osnovne informacije.

Zaključek

Pri vrednotenju vseh biokemičnih procesov, ki se pojavljajo v jedru, se vsak znanstvenik preseneča nad njihovo kompleksnostjo. Očitno je, da je zaradi tega nastala tako kompleksna morfologija jedra. Vendar je struktura in funkcija celičnega jedra uravnotežena. To pomeni, da najbolj enostavna struktura zagotavlja tok potrebnih biokemičnih reakcij. Tukaj ni nobenih nepotrebnih komponent, vendar so vpleteni samo tisti elementi, ki so lahko koristni za celico.