Kodola struktūras īpašības. Šūnas kodola struktūra un funkcijas

Šūnas kodols ir vissvarīgākā organelle, glabāšanas vieta un pavairotas informācijas reproducēšana. Tā ir membrānas struktūra, kas aizņem 10-40% šūnu, kuras funkcijas ir ļoti svarīgas eikariotu dzīvē. Tomēr pat bez kodola ir iespējama iedzimta informācijas realizācija. Šī procesa piemērs ir baktēriju šūnu vitalitāte. Tomēr kodola struktūras un tā funkcijas iezīmes ir ļoti svarīgas daudzķermeņu organismam.

Kodols šūnā un tā struktūra

Kodols atrodas citoplazmas biezumā un tieši saskaras ar raupju un gludu endoplazmas retikulu. To ieskauj divas membrānas, starp kurām ir perinuclear telpa. In core ir matrica, hromatīns un virkne nukleolu.

Dažām nobriedušām cilvēka šūnām nav kodola, savukārt citi darbojas tā smagas aktivitātes apstākļos. Kopumā kodola (shēmas) struktūra tiek attēlota kā kodola dobums, kuru ierobežo no šūnas esošā kariolemma, kas satur hromatīnu un nukleolus, kas kodola matricā fiksēta nukleoplazmā.

Kariolemmas struktūra

Lai pētītu kodola šūnas, to vajadzētu uztvert kā burbuļus, kas aprobežojas ar citu pūslīšu čaumalām. Kodols ir burbulis ar iedzimtu informāciju, kas atrodas šūnas biezumā. No tā citoplazmas to aizsargā divslāņu lipīdu apvalks. Kodola korpusa struktūra ir līdzīga šūnu membrānai. Patiesībā tikai tos apzīmē tikai slāņu nosaukums un skaits. Bez visa tā struktūra un funkcija ir vienāda.

Kariolemmas (kodolembolijas) struktūra ir divslāņu: tā sastāv no diviem lipīdu slāņiem. Kariolēmijas ārējais vagīnskābes slānis tieši saskaras ar šūnu endoplazmas neapstrādātu retikulu. Iekšējā kariola - ar kodola saturu. Starp ārējo un iekšējo karioembrynu ir perinuclear telpu. Acīmredzot tas radās elektrostatisko parādību dēļ - glicerīna atlieku zonu atgrūšana.

Kodolembolijas funkcija ir radīt mehānisku barjeru, kas atdala kodolu un citoplazmu. Kodola iekšējā membrāna kalpo kā fiksācijas vieta kodol matricai - olbaltumvielu molekulu ķēdei, kas atbalsta trīsdimensiju struktūru. Divās kodolmembrāļos ir īpašas poras: caur tām informācijas RNS atstāj citoplazmu ribosomām. Kodola kodolā ir vairāki nukleoli un hromatīns.

Nukleozola iekšējā struktūra

Kodola struktūras īpašības ļauj salīdzināt to ar pašu šūnu. Kodols satur arī īpašu barotni (nukleoplazmu), ko attēlo kolēna olbaltumvielu šķīdums gel-sol. Tā iekšpusē ir nukleoskeletons (matrica), ko attēlo fibrilārais proteīns. Galvenā atšķirība ir tā, ka kodols satur galvenokārt skābos olbaltumvielas. Acīmredzot šāda vidēja reakcija ir nepieciešama, lai saglabātu nukleīnskābju ķīmiskās īpašības un bioķīmisko reakciju norisi.

Nucleolus

Šūnu kodola struktūru nevar pabeigt bez nukleolu. Viņš ir spiralizēta ribosomālas RNS, kas ir nogatavošanās stadijā. Vēlāk tas radīs ribosomu - organelu, kas nepieciešams olbaltumvielu sintēzei. Kodolulozes struktūrā izšķir divas sastāvdaļas: fibrilāru un lodveida. Tās atšķiras tikai ar elektronu mikroskopiju un tām nav membrānas.

Fibrilāra komponents atrodas nukleolu centrā. Tas ir ribosomas tipa RNS, no kura tiks montēti ribosomālie apakšvienības. Ja mēs uzskatām kodolu (struktūru un funkcijas), tad ir acīmredzams, ka no tiem vēlāk veidojas granulēts komponents. Tie ir tie paši nobriedušie ribosomālie subvienojumi, kas ir to attīstības vēlākajos posmos. No tiem ribosomas drīz veidojas. Tās tiek izņemtas no nukleoplasma caur kariolēmmas kodolpora un tiek ievadītas neapstrādāto endoplazmas retikulu membrānā.

Hromatīns un hromosomas

Šūnas kodola struktūra un funkcijas ir organiski saistītas: ir tikai tās struktūras, kas ir nepieciešamas, lai saglabātu un reproducētu iedzimto informāciju. Ir arī karaļskolons (kodols matrica), kura funkcija ir saglabāt organelle formu. Tomēr galvenā kodola sastāvdaļa ir hromatīns. Tās ir hromosomas, kas spēlē lomu dažādu gēnu grupu karšu failos.

Hromatīns ir sarežģīts proteīns, kas sastāv no ceturtējā polipeptīda, kas saistīts ar nukleīnskābi (RNS vai DNS). Ar baktēriju plazmīdām ir arī hromatīns. Gandrīz ceturtdaļu no kopējā hromatīna svara veido histoni - proteīni, kas ir atbildīgi par iedzimtas informācijas "iepakošanu". Šo struktūras pazīmi izpēta bioķīmija un bioloģija. Kodola struktūra ir sarežģīta precīzi hromatīna dēļ un procesu klātbūtnē, mainot spirālizāciju un despiralizāciju.

Histone klātbūtne ļauj kompaktēt un pabeigt DNS virkni nelielā vietā - šūnas kodolā. Tas notiek šādi: histoni veido nukleosomu, kas ir struktūra, piemēram, krelles. H2B, H3, H2A un H4 ir galvenie histone proteīni. Nukleozomu veido četri pāri no katra iesniegtā histone. Šajā gadījumā histone H1 ir saistītājs: tas ir saistīts ar DNS vietā, kur tiek ievadīts nukleozīms. DNS iesaiņojums rodas, lineārās molekulas "likvidējot" 8 histone struktūras proteīnos.

Kodola struktūra, kuras shēma ir parādīta iepriekš, uzlūko DNS solenoīdiem līdzīgu struktūru, kas ir komplektā ar histoniem. Šīs konglomerāta biezums ir aptuveni 30 nm. Šajā gadījumā struktūru var nosusināt vēl tālāk, lai aizņemtu mazāk vietas un mazāk izietu no mehāniskiem bojājumiem, kas neizbēgami rodas šūnas dzīves laikā.

Hromatīna frakcijas

Šūnu kodola struktūra, struktūra un funkcijas tiek aplokotas, lai atbalstītu hromatīna spiralizēšanas un despiralizācijas dinamiskos procesus. Tāpēc ir divas galvenās frakcijas: ļoti spirāli (heterohromatīns) un reti (euchromatin). Tie ir sadalīti gan strukturāli, gan funkcionāli. Heterohromatīnā DNS ir labi aizsargāta pret jebkādiem efektiem un to nevar transkribēt. Euhromatīns ir mazāk aizsargāts, bet olbaltumvielu sintēzes gēni var dubultot. Visbiežāk heterohromatīna un euhromatīna reģioni mainās visā hromosomas garumā.

Hromosomas

Šūnu kodols, kura struktūra un funkcijas ir aprakstītas šajā publikācijā, satur hromosomas. Tas ir komplekss un kompakti iepakots hromatīns, ko var redzēt ar gaismas mikroskopiju. Tomēr tas ir iespējams tikai tad, ja šūna atrodas mitozes vai meiotiskās sadalīšanās stadijā. Viens no posmiem ir hromatīna hromatīna kohromatizācija. Viņu struktūra ir ļoti vienkārša: hromosomā ir telomer un divas rokas. Katram tās pašas sugas daudzķermeņa organismam ir vienāda pamatvirze. Hromosomu komplekta tabula ir līdzīga.

Kodola funkciju ieviešana

Kodola struktūras galvenās iezīmes ir saistītas ar noteiktu funkciju izpildi un nepieciešamību to kontrolēt. Kodolam ir iedzimtas informācijas krātuve, tas ir, tas ir sava veida karšu fails ar visu olbaltumvielu, kas var tikt sintezēti šūnā, reģistrēto aminoskābju secību. Tādēļ, lai veiktu funkciju, šūnai ir jāintegrē olbaltumviela, kuras struktūra ir kodēta gēnā.

Lai kodols varētu "saprast", kādus specifiskus olbaltumvielas vajadzētu sintezēt īstajā laikā, pastāv ārējo (membrānu) un iekšējo receptoru sistēma. Informācija no viņiem nonāk kodolā caur molekulāriem raidītājiem. To visbiežāk realizē adenilāta ciklāzes mehānisms. Tātad šūna ietekmē hormonus (adrenalīnu, norepinefrīnu) un dažus medikamentus ar hidrofilu.

Otrais informācijas nodošanas mehānisms ir iekšējs. Tas ir raksturīgs lipofīlām molekulām - kortikosteroīdiem. Šī viela iekļūst šūnu bilipīdu membrānā un novirza uz kodolu, kur tā mijiedarbojas ar tā receptoru. Pēc šūnu membrānā esošo receptoru kompleksu (adenilāta ciklazas mehānisms) vai kariolemmas aktivācijas aktivizējas specifiska gēna aktivācija. Tas atkārtojas, tas ir balstīts uz informācijas RNS. Vēlāk tā struktūru sintē proteīns, kas pilda noteiktu funkciju.

Daudzšūnu organismu kodols

Daudzķermenīšu organismā kodola struktūras iezīmes ir tādas pašas kā vienšūnas organismā. Lai gan ir dažas nianses. Pirmkārt, daudzķēdes nozīmē, ka šūnu skaitam būs sava specifiskā funkcija (vai vairākas). Tas nozīmē, ka daži gēni vienmēr tiks despiralizēti, bet citi ir neaktīvi.

Piemēram, tauku audu šūnās proteīnu sintēze nonāks neaktīvā formā, un tāpēc lielākā daļa hromatīna ir spirālveida. Un šūnās, piemēram, aizkuņģa dziedzera eksokrēnajā daļā, proteīnu biosintēzes procesi turpina pastāvīgi. Tā kā viņu hromatīns ir despiralizēts. Tajās vietnēs, kuru gēni tiek atkārtoti visbiežāk. Tajā pašā laikā svarīga ir svarīga iezīme: visu šī paša organisma šūnu hromosomu kopums ir vienāds. Tikai funkciju diferenciācijas dēļ audos, daži no tiem ir izslēgti no darba, bet citi tiek despiralizēti biežāk nekā citi.

Ķermeņa kodolieroču šūnas

Pastāv šūnas, kodola struktūras iezīmes, kuras nevar ņemt vērā, jo tās vai nu depresē savu funkciju savas vitalitātes rezultātā, vai pilnīgi atbrīvojas no tā. Vienkāršākais piemērs ir eritrocīti. Tie ir asins šūnas, kuru kodols ir sastopams tikai agrīnā attīstības stadijā, kad tiek sintezēts hemoglobīns. Tiklīdz tā daudzums ir pietiekams skābekļa pārnesei, kodols tiek izņemts no šūnas, lai atvieglotu šķēršļus skābekļa transportēšanai.

Kopumā eritrocīts ir citoplazmas maisiņš, kas piepildīts ar hemoglobīnu. Līdzīga struktūra ir raksturīga tauku šūnām. Adipocītu šūnu kodola struktūra ir ārkārtīgi vienkāršota, samazinās un mainās uz membrānu, un proteīnu sintēzes procesi tiek maksimāli inhibēti. Šīs šūnas arī atgādina "maisiņus", kas pildīti ar taukiem, lai gan, protams, dažādās bioķīmiskās reakcijas tajās ir nedaudz augstākas nekā eritrocītos. Trombocīti arī nav kodols, bet tos nevajadzētu uzskatīt par pilnām šūnām. Tie ir šūnu fragmenti, kas nepieciešami, lai realizētu hemostāzes procesus.