תכונות גרעין נייד, פונקציות, מבנה והרכב

ה גרעין התא זה תא בסיסי של תאים אוקריוטים. זהו המבנה הבולט ביותר של סוג התא הזה ויש לו את החומר הגנטי. הוא מכוון את כל התהליכים הסלולריים: הוא מכיל את כל ההוראות המקודדות בדנ"א כדי לבצע את התגובות הנדרשות. הוא מעורב בתהליכי חלוקת התא.

כל התאים איקריוטיים בעלי גרעין, למעט כמה דוגמאות ספציפיות כמו תאי דם אדומים בוגרים (אריתרוציטים) ביונקים ותאי השיפה בצמחים. כמו כן, ישנם תאים עם גרעין אחד או יותר, כגון כמה תאי שריר, hepatocytes ו נוירונים.

הגרעין התגלה בשנת 1802 על ידי פרנץ באואר; עם זאת, בשנת 1830 המדען רוברט בראון גם ציין את המבנה הזה והפך פופולרי כמו מגלה הראשי שלה. בשל גודלו הגדול, זה ניתן לראות בבירור תחת מיקרוסקופ. בנוסף, זהו מבנה מכתים קל.

הגרעין אינו ישות כדורית הומוגנית וסטטית עם דנ"א מפוזר. זהו מבנה מורכב ומורכב עם רכיבים שונים וחלקים בפנים. בנוסף, הוא דינמי משתנה כל הזמן לאורך מחזור התא.

אינדקס

• 1 מאפיינים
• 2 פונקציות
  • 2.1 רגולציה גנטית
  • 2.2 חיתוך וחיתוך
• מבנה והרכב
  • 3.1 המעטפה הגרעינית
  • 3.2 גרעין מורכב
  • 3.3 הכרומטין
  • 3.4 Nucleolus
  • 3.5 חיל הקאגאל
  • 3.6 גופי PML
• 4 הפניות

תכונות

הגרעין הוא המבנה המרכזי המאפשר את ההבחנה בין תאים אוקריוטים לתאים פרוקריוטים. זה תא התא הגדול ביותר. בדרך כלל, הגרעין קרוב למרכז התא, אבל יש יוצאים מן הכלל, כגון תאי פלזמה ותאי אפיתל.

זהו בצורת בצורת אברון על 5 מיקרומטר בקוטר בממוצע, אבל יכול להגיע 12 מיקרומטר, בהתאם לסוג התא. אני יכול לכבוש כ 10% מכלל נפח התא.

יש לה מעטפה גרעינית שנוצרה על ידי שני קרומים המפרידים אותה מהציטופלזמה. החומר הגנטי מאורגן יחד עם חלבונים בפנים.

למרות העובדה שבתוך הגרעין אין תת-יחידות קרוםיות אחרות, אם ניתן להבחין בסדרה של מרכיבים או אזורים בתוך המבנה שיש לו פונקציות ספציפיות..

פונקציות

ליבת מיוחסות מספר יוצא דופן של פונקציות, ומכילה את הגוף של כל המידע הגנטי של התא (למעט הדנ"א המיטוכונדריאלי ו- DNA הכלורופלסט) ומכוון תהליכי חלוקת תא. לסיכום, הפונקציות העיקריות של הליבה הן כדלקמן:

רגולציה גנטית

קיומו של מחסום שומנים בין חומר גנטי ורכיבים ציטופלסמית אחרים מסייע להפחית הפרעות מרכיבים אחרים בתפקוד DNA. זה מייצג חדשנות אבולוציונית בעלת חשיבות רבה עבור קבוצות של אוקריוטים.

חיתוך וחיתוך

תהליך של שחבור RNA שליח מתרחשת בגרעין, לפני המולקולה נע אל הציטופלזמה.

מטרת תהליך זה היא סר של אינטרונים ( "גושים" של חומר גנטי, כי הם הלא קידוד להפריע אקסונים, אזורי קידוד הם אם) RNA. לאחר מכן הרנ"א משאיר את הגרעין, שם הוא מתורגם לחלבונים.

יש עוד פונקציות ספציפיות יותר של כל מבנה הליבה כי יידונו מאוחר יותר.

מבנה והרכב

הגרעין מורכב משלושה חלקים מוגדרים: המעטפה הגרעינית, הכרומטין והנוקלאוס. הבא נתאר בפירוט כל מבנה:

מעטפה גרעינית

המעטפה הגרעינית מורכבת מממברנות בעלות אופי שומני ומפרידה בין הגרעין לבין שאר המרכיבים הסלולריים. קרום זה הוא כפול בין אלה הוא שטח קטן שנקרא שטח perinuclear.

מערכת הממברנה הפנימית והחיצונית יוצרת מבנה מתמשך עם reticulum endoplasmic

מערכת קרום זו נקטעת על ידי סדרה של נקבוביות. אלה ערוצי הגרעין לאפשר את החלפת החומר עם הציטופלזמה כי הגרעין אינו מבודד לחלוטין משאר הרכיבים.

קומפלקס גרעיני מורכב

באמצעות הנקבוביות האלה, חילופי החומרים מתרחשים בשתי דרכים: פסיבית, ללא צורך בהוצאות אנרגיה; או פעילה, עם הוצאות האנרגיה. פסיבי יכול להיכנס ולצאת מולקולות קטנות כגון מים או מלחים, פחות מ 9 ננומטר או 30-40 kDa.

זה קורה בניגוד מולקולות משקל מולקולרי גבוהה, אשר דורשים ATP (אנרגיה אדנוזין טריפוספט) לעבור דרך תאים אלה. מולקולות גדולות כוללות חלקים של RNA (חומצה ריבונוקלאית) או ביומולקולות אחרות של טבע חלבון.

נקבוביות הם לא רק חורים שדרכם עוברות המולקולות. חלבונים בגודל חשוב הם מבנים, אשר יכולים להכיל 100 או 200 חלבונים נקראים "מורכבות הגרעין נקבובית". מבחינה מבנית, זה די דומה לסל כדורסל. חלבונים אלה נקראים נוקלאופורינים.

קומפלקס זה נמצא במספר רב של אורגניזמים: משמרים לבני אדם. בנוסף לתפקוד התחבורה התא, הוא מעורב גם הרגולציה של ביטוי גנים. הם מבנה חיוני עבור eukaryotes.

במונחים של גודל ומספר, המורכב יכול לשאת גודל של 125 MDA בחולייתנים, וגרעין בקבוצה זו חיה יכול להחזיק כ 2000 נקבוביות. מאפיינים אלה משתנים בהתאם למסלול הנלמד.

כרומטין

הכרומטין נמצא בגרעין, אך איננו יכולים להתייחס אליו כאל תא של הגרעין. הוא מקבל שם זה עבור היכולת מעולה לצבוע להיות שנצפה תחת המיקרוסקופ.

DNA הוא מולקולה ליניארית ארוכה מאוד באוקריוטים. דחיסתו היא תהליך מפתח. החומר הגנטי קשור לסדרת חלבונים הנקראים היסטונים, בעלי זיקה גבוהה לדנ"א. ישנם גם סוגים אחרים של חלבונים שיכולים לקיים אינטראקציה עם דנ"א ואינם היסטונים.

בהיסטונים, דנ"א סלילי וצורות כרומוזומים. אלה מבנים דינמיים ולא נמצאים כל הזמן בצורה האופיינית שלהם (Xs ו Ys כי אנחנו רגילים לצפות באיורים של ספרים). הסדר זה מופיע רק בתהליכי חלוקת התאים.

בשאר השלבים (כאשר התא אינו נמצא בתהליך של חלוקה), כרומוזומים הפרט לא ניתן להבחין. עובדה זו אינה מעידה על כך שהכרומוזומים מפוזרים בהומוגניות או בהפרעה של הגרעין.

בממשק, הכרומוזומים מאורגנים לתחומים ספציפיים. בתאי יונקים, כל כרומוזום כובש "שטח".

סוגי הכרומטין

ניתן להבחין בין שני סוגי כרומטין: הטרוכרומטין ואוכרומטין. הראשון הוא מרוכז מאוד ממוקם בפריפריה של הגרעין, ולכן מכונות תמלול אין גישה גנים אלה. Eucromatin מאורגן יותר loosely.

הטרוכרומטין מחולק לשני סוגים: ההטרוכרומטין המכונן, שאינו מתבטא לעולם; ו heterochromatin פקולטטיבי, אשר אינו transcribed בתאים מסוימים ואחרים.

המפורסם ביותר של heterochromatin ואת הרגולטור של ביטוי גנים הוא דוגמא התעבות איון כרומוזום X ביונקים, לנקבות יש כרומוזומי מין XX, ואילו זכרים הם XY.

מסיבות של מינון גנטי, נקבות אינן יכולות להכיל גנים רבים ב- X מאשר אצל גברים. כדי למנוע את הסכסוך הזה, כרומוזום X אינו פעיל (הופכים heterochromatin) באופן אקראי בכל תא.

נוקלאוס

הנוקלאולוס הוא מבנה ליבה פנימי רלוונטי מאוד. זה לא תא מופרד על ידי מבנים קרום, הוא אזור כהה יותר של הגרעין עם פונקציות ספציפיות.

באזור זה הגנים המקודדים RNA ריבוזומלי, עבד ידי א פולימראז RNA ב DNA האנושי, גנים אלה נמצאים לוויני מקובצי הכרומוזומים הבאים: 13, 14, 15, 21 ו 22. אלה הם המארגנים הגרעיניים.

בתורו, נוקלאולוס מופרד לשלושה אזורים נפרדים: מרכזי fibrillar, רכיבי fibrillar ורכיבים גרנולריים.

מחקרים חדשים צברו יותר ויותר ראיות של פונקציות נוספות אפשריות של הגרעין, לא רק מוגבל סינתזה והרכבה של RNA ריבוזומלי.

כיום הוא האמין כי נוקלאולוס עשוי להיות מעורב הרכבה וסינתזה של חלבונים שונים. גם שינויים גרעיניים אלה הוכחו באזור הגרעיני הזה.

הגרעין מעורב גם בפונקציות רגולטוריות. מחקר אחד הראה כיצד הוא קשור לחלבון מדכאי הגידול.

חיל הקאגאל

גופות של Cajal (המכונה גם גופים מפותלים) נקראים לכבוד מגלה, סנטיאגו רמון y Cajal. חוקר זה צפה אלה גופים נוירונים בשנת 1903.

הם מבנים קטנים בצורת כדורים ויש 1 עד 5 עותקים לכל גרעין. גופים אלה הם מורכבים מאוד עם מספר גבוה למדי של רכיבים, בין אלה גורמים שעתוק ומכונות הקשורות שחבור.

מבנים כדוריים אלה נמצאו בחלקים שונים של הגרעין, שכן הם מבנים ניידים. הם נמצאים בדרך כלל ב Nucleoplasm, למרות תאים סרטניים נמצאו בגרעין.

יש שני סוגים של גופים של קופסאות בליבה, מסווגים לפי גודלם: גדולים וקטנים.

גופי PML

גופי PML (עבור ראשי התיבות שלה באנגלית, לוקמיה פרומילוציטית) הם אזורים כדוריים subnuclear קטן עם חשיבות קלינית, שכן הם היו קשורים זיהומים ויראליים ו oncogenesis.

בספרות הם ידועים על ידי מגוון רחב של שמות, כגון התחום הגרעיני 10, גופי Kremer ותחומי PML oncogenic.

ליבה בעלת 10 עד 30 של תחומים אלה יש קוטר של 0.2-1.0 מיקרומטר. תפקידיו כוללים רגולציה גנטית וסינתזת רנ"א.

הפניות

1. אדם, ס '. (2001). הנקבוביות הגרעיניות מורכבות. ביולוגיה של הגנום, 2(9), reviews0007.1 -s0007.6.
2. אודסירק, ט, אודסירק, ג., וביירס, ב. (2003). ביולוגיה: חיים עלי אדמות. חינוך פירסון.
3. Boisvert, F.M, Hendzel, M.J, & Bazett-Jones, D.P. (2000). גופים גרעיניים פרומיאלוקיטים (PML) הם מבנים חלבונים שאינם צוברים רנ"א. כתב העת לביולוגיה של התא, 148(2), 283-292.
4. Busch, H. (2012). גרעין התא. אלסבייר.
5. קופר, ג 'מ', והאוסמן, ר '(2000). התא: גישה מולקולרית. סנדרלנד, MA: מקורביו של סינואר.
6. קרטיס, ח ', ושנק, א. (2008). קרטיס. ביולוגיה. אד פנמריקנה מדיקל.
7. Dundr, M., & Misteli, T. (2001). ארכיטקטורה פונקציונלית בגרעין התא. ביוכימיים, 356(2), 297-310.
8. איינרד, א.ר., ולנטיך, מ.ר., & Rovasio, R.A (2008). היסטולוגיה ואמבריולוגיה של האדם: בסיסים תאיים ומולקולריים. אד פנמריקנה מדיקל.
9. Hetzer, M. W. (2010). המעטפה הגרעינית. פרספקטיבות הקרה ספרינג הארבור בביולוגיה, 2(3), a000539.
10. Kabachinski, G., & Schwartz, T. U. (2015). מבנה הנקבוביות הגרעיניות - מבנה ותפקוד במבט אחד. כתב העת למדעי התאים, 128(3), 423-429.
11. Montaner, A. T. (2002). הגוף אביזר של Cajal. Rev Esp Patol, 35, (4), 529-532.
12. Newport, J. W., & Forbes, D. J. (1987). הגרעין: מבנה, פונקציה ודינמיקה. סקירה שנתית של ביוכימיה, 56(1), 535-565.