Hücresel Çekirdek Özellikleri, İşlevleri, Yapısı ve Kompozisyonu



hücre çekirdeği Ökaryotik hücrelerin temel bir bölmesidir. Bu hücre tipinin en göze çarpan yapısı ve genetik materyali var. Tüm hücresel süreçleri yönlendirir: Gerekli reaksiyonları gerçekleştirmek için DNA'da kodlanmış tüm talimatları içerir. Hücre bölünmesi süreçlerinde rol oynar.

Tüm ökaryotik hücrelerde, memelilerde olgun kırmızı kan hücreleri (eritrositler) ve bitkilerde floem hücreleri gibi bazı özel örnekler hariç, bir çekirdek vardır. Aynı şekilde, bazı kas hücreleri, hepatositler ve nöronlar gibi birden fazla çekirdeğe sahip hücreler vardır..

Çekirdek 1802 yılında Franz Bauer tarafından keşfedildi; Ancak, 1830'da bilim adamı Robert Brown da bu yapıyı gözlemledi ve ana keşifçisi olarak popüler oldu. Büyük boyutu nedeniyle mikroskop altında net bir şekilde gözlenebilir. Ek olarak, kolay bir boyama yapısıdır..

Çekirdek, dağınık DNA ile homojen ve statik küresel bir varlık değildir. İçinde farklı bileşenlerin ve parçaların bulunduğu karmaşık ve karmaşık bir yapıdır. Ayrıca, dinamiktir ve hücre döngüsü boyunca sürekli değişir..

indeks

  • 1 özellikleri
  • 2 İşlev
    • 2.1 Gen regülasyonu
    • 2.2 Kesme ve yapıştırma
  • 3 Yapı ve kompozisyon
    • 3.1 Nükleer zarf
    • 3.2 Nükleer gözenek kompleksi
    • 3.3 Kromatin
    • 3.4 Nucleolus
    • 3.5 Cajal Kolordu
    • 3.6 PML gövdeleri
  • 4 Kaynakça

özellikleri

Çekirdek, ökaryotik ve prokaryotik hücreler arasındaki farklılaşmayı sağlayan ana yapıdır. Bu en büyük hücre bölmesidir. Genel olarak, çekirdek hücrenin merkezine yakındır, ancak plazma hücreleri ve epitel hücreleri gibi istisnalar vardır..

Ortalama olarak 5 μm çapında küre şeklinde bir organeldir, ancak hücre tipine bağlı olarak 12 μm'ye ulaşabilir. Toplam hücre hacminin yaklaşık% 10'unu kaplayabilirim..

Sitoplazmadan ayıran iki zardan oluşan nükleer bir zarfı vardır. Genetik materyal içerisindeki proteinlerle birlikte düzenlenir..

Çekirdeğin içinde, yapının içinde belirli fonksiyonları olan bir dizi bileşen veya bölgeyi ayırt edebiliyorsa, çekirdeğin içinde başka membranöz alt bölmeler bulunmamasına rağmen..

fonksiyonlar

Çekirdeğe, hücrenin tüm genetik bilgisinin toplanmasını içerdiği (mitokondriyal DNA ve kloroplast DNA'sı hariç) ve hücre bölünmesi işlemlerini yönlendirdiği için olağanüstü sayıda işlev atfedilir. Özet olarak, çekirdeğin ana işlevleri şunlardır:

Gen regülasyonu

Genetik materyal ile sitoplazmik bileşenlerin geri kalanı arasında bir lipit bariyerinin varlığı, diğer bileşenlerin DNA'nın işleyişindeki girişimini azaltmaya yardımcı olur. Bu, ökaryot grupları için büyük öneme sahip evrimsel bir yeniliği temsil eder..

Kesme ve yapıştırma

Messenger RNA'nın eklenmesi işlemi, molekül sitoplazmaya geçmeden önce çekirdekte meydana gelir..

Bu işlemin amacı, RNA'nın intronlarının (kodlama yapmayan ve ekzonları kesen genetik materyalin "parçaları)" ortadan kaldırılmasıdır. Daha sonra RNA, çekirdeği bırakır, burada proteinlere dönüştürülür..

Daha sonra tartışılacak olan her bir çekirdek yapının daha spesifik işlevleri vardır.

Yapı ve kompozisyon

Çekirdek tanımlanmış üç bölümden oluşur: nükleer zarf, kromatin ve nükleolus. Daha sonra her bir yapıyı ayrıntılı olarak açıklayacağız:

Nükleer zarf

Nükleer zarf, lipit yapılı membranlardan oluşur ve çekirdeği hücresel bileşenlerin geri kalanından ayırır. Bu membran çift ve bunlar arasında perinükleer alan adı verilen küçük bir alan var.

İç ve dış zar sistemi, endoplazmik retikulum ile sürekli bir yapı oluşturur

Bu membran sistemi bir dizi gözenek tarafından kesilmektedir. Bu nükleer kanallar, sitoplazma ile madde alışverişine izin verir çünkü çekirdek, bileşenlerin geri kalanından tamamen izole edilmez..

Nükleer gözenek kompleksi

Bu gözenekler sayesinde, madde değişimi iki şekilde gerçekleşir: pasif, enerji harcamasına gerek kalmadan; veya enerji harcaması ile aktif. Pasif, su veya tuzlar gibi küçük moleküllere 9 nm veya 30-40 kDa'dan daha az girip çıkabilir..

Bu, bu bölmeler arasında hareket etmek için ATP (enerji-adenozin trifosfat) gerektiren yüksek molekül ağırlıklı moleküllerin aksine oluşur. Büyük moleküller, RNA (ribonükleik asit) parçalarını veya protein niteliğindeki diğer biyomolekülleri içerir.

Gözenekler, moleküllerin içinden geçtiği basit delikler değildir. Önemli bir boyuta sahip proteinler, 100 veya 200 protein içerebilen ve "nükleer gözenek kompleksi" olarak adlandırılan yapılardır. Yapısal olarak, neredeyse bir basketbol sepetine benziyor. Bu proteinlere nükleoporinler denir.

Bu kompleks çok sayıda organizmada bulundu: mayalardan insanlara. Hücre taşıma fonksiyonuna ek olarak, gen ekspresyonunun düzenlenmesinde de rol oynar. Ökaryotlar için vazgeçilmez bir yapıdırlar.

Boyut ve sayı bakımından, kompleks omurgalılarda 125 MDa'lık bir boyut taşıyabilir ve bu hayvan grubundaki bir çekirdek yaklaşık 2000 gözenek tutabilir. Bu özellikler çalışılan taksonlara göre değişmektedir..

kromatin

Kromatin çekirdekte bulunur, ancak çekirdeğin bir kompartımanı olarak göremeyiz. Mükemmel renk ve mikroskop altında gözlemlenebilme yeteneği için bu ismi alır..

DNA, ökaryotlarda oldukça uzun bir doğrusal moleküldür. Sıkıştırılması kilit bir süreçtir. Genetik materyal, DNA için yüksek afiniteye sahip olan histon adı verilen bir dizi protein ile ilişkilidir. DNA ile etkileşime girebilen ve histon olmayan başka protein tipleri de vardır..

Histonlarda, DNA bobinler ve kromozomlar oluşturur. Bunlar dinamik yapılardır ve tipik formlarında sürekli olarak bulunmazlar (kitapların resimlerinde gözlemlemeye alışkın olduğumuz X'ler ve Y'ler). Bu düzenleme sadece hücre bölünmesi işlemleri sırasında ortaya çıkar..

Kalan aşamalarda (hücre bölünme sürecinde değilken), ayrı ayrı kromozomlar ayırt edilemez. Bu gerçek, kromozomların çekirdek tarafından homojen veya düzensiz bir şekilde dağıldığını göstermez.

Arayüzde, kromozomlar belirli alanlara ayrılmıştır. Memeli hücrelerinde, her bir kromozom belirli bir "bölgeyi" işgal eder.

Kromatin Çeşitleri

İki tip kromatin ayırt edilebilir: heterokromatin ve ökromatin. Birincisi oldukça yoğundur ve çekirdeğin çevresine yerleştirilir, bu nedenle transkripsiyon makinesi bu genlere erişemez. Eucromatin daha gevşek düzenlenir.

Heterokromatin iki türe ayrılır: hiçbir zaman eksprese edilmeyen yapıcı heterokromatin; ve bazı hücrelerde ve diğerlerinde kopyalanmayan fakültatif heterokromatin.

Gen ekspresyonunun düzenleyicisi olarak en meşhur heterokromatin örneği, X kromozomunun yoğunlaşması ve etkisizleştirilmesidir.Memallerde, dişiler XX cinsinden kromozomlara sahipken, erkekler XY.

Gen dozajı nedeniyle kadınlarda X'te erkeklerden iki kat fazla gen bulunamaz. Bu çatışmayı önlemek için, bir X kromozomu her hücrede rastgele inaktive edilir (heterokromatin olur).

çekirdekçik

Nükleol çok alakalı bir iç çekirdek yapıdır. Membran yapılarla sınırlandırılmış bir bölme değil, çekirdeğin spesifik fonksiyonlara sahip daha koyu bir bölgesi.

Bu alanda, RNA polimeraz I ile kopyalanan ribozomal RNA'yı kodlayan genler gruplanır, insan DNA'sında, bu genler aşağıdaki kromozomların uydularında bulunur: 13, 14, 15, 21 ve 22. nükleolar düzenleyiciler.

Sırasıyla, nükleol üç ayrı bölgeye ayrılır: fibriller merkezleri, fibriller bileşenleri ve granüler bileşenler.

Son çalışmalar, sadece ribozomal RNA sentezi ve montajı ile sınırlı değil, nükleolusun olası ilave fonksiyonlarına dair daha fazla kanıt biriktirmiştir..

Halen, nükleolusun farklı proteinlerin montajı ve sentezinde rol oynayabileceğine inanılmaktadır. Bu nükleer bölgede transkripsiyon sonrası değişiklikler de kanıtlanmıştır..

Nükleol ayrıca düzenleyici fonksiyonlarda da rol oynar. Bir çalışma, bunun tümör baskılayıcı proteinlerle nasıl ilişkili olduğunu gösterdi.

Cajal Kolordu

Cajal'ın bedenleri (ayrıca denir) sarmal gövdeler) keşfi Santiago Ramón y Cajal onuruna adlandırılmıştır. Bu araştırmacı 1903 yılında bu korpüskülleri nöronlarda gözlemledi..

Küresel şekillerde küçük yapılardır ve çekirdek başına 1 ila 5 kopya vardır. Bu organlar, bu transkripsiyon faktörleri ve makine ile ilgili makineler arasında oldukça fazla sayıda bileşen ile oldukça karmaşıktır. ekleme.

Bu küresel yapılar, çekirdeğin farklı kısımlarında bulunur, çünkü bunlar hareketli yapılardır. Nükleollerde kanser hücreleri bulunmasına rağmen, bunlar genellikle nükleolazmada bulunurlar..

Çekirdeğinde, büyüklüğüne göre sınıflandırılmış iki tür kutu gövdesi vardır: büyük ve küçük.

PML gövdeleri

PML organları (İngilizce olarak kısaltması için, promyelositik lösemi) Viral enfeksiyonlar ve onkogenezle ilişkili oldukları için klinik öneme sahip küçük nükleer küresel bölgelerdir..

Literatürde nükleer alan 10, Kremer organları ve onkojenik PML alanları gibi çeşitli isimlerle bilinirler..

Bir çekirdek, bu alanların 10 ila 30'una sahiptir ve 0,2 ila 1,0 um çapa sahiptir. İşlevleri gen düzenleme ve RNA sentezini içerir.

referanslar

  1. Adam, S.A. (2001). Nükleer gözenek kompleksi. Genom biyolojisi, 2(9), incelemeler0007.1-yorumlar0007.6.
  2. Audesirk, T., Audesirk, G., ve Byers, B. E. (2003). Biyoloji: dünyadaki yaşam. Pearson eğitimi.
  3. Boisvert, F.M., Hendzel, M.J., ve Bazett-Jones, D.P. (2000). Promyelositik lösemi (PML) nükleer cisimleri, RNA biriktirmeyen protein yapılarıdır. Hücre biyolojisi dergisi, 148(2), 283-292.
  4. Busch, H. (2012). Hücre çekirdeği. Elsevier.
  5. Cooper, G.M., ve Hausman, R.E. (2000). Hücre: moleküler bir yaklaşım. Sunderland, MA: Sinauer ortakları.
  6. Curtis, H. ve Schnek, A. (2008). Curtis. biyoloji. Ed. Panamericana Medical.
  7. Dundr, M. ve Misteli, T. (2001). Hücre çekirdeğinde fonksiyonel mimari. Biyokimyasal Dergisi, 356(2), 297-310.
  8. Eynard, A.R., Valentich, M.A., & Rovasio, R.A. (2008). İnsanın histolojisi ve embriyolojisi: hücresel ve moleküler bazlar. Ed. Panamericana Medical.
  9. Hetzer, M. W. (2010). Nükleer zarf. Cold Spring Harbor biyolojide perspektifler, 2(3), a000539.
  10. Kabachinski, G. ve Schwartz, T. U. (2015). Bir bakışta nükleer gözenek kompleksi yapısı ve işlevi. Hücre Bilimi Dergisi, 128(3), 423-429.
  11. Montaner, A. T. (2002). Cajal'ın aksesuar gövdesi. Rev Esp Patol, 35, (4), 529-532.
  12. Newport, J.W., ve Forbes, D.J. (1987). Çekirdek: yapı, fonksiyon ve dinamik. Biyokimyanın yıllık değerlendirmesi, 56(1), 535-565.