Cellular Nucleus -ominaisuudet, toiminnot, rakenne ja koostumus



solun ydin se on eukaryoottisten solujen perusosasto. Se on tämän solutyypin näkyvin rakenne ja sillä on geneettinen materiaali. Se ohjaa kaikkia soluprosesseja: se sisältää kaikki DNA: ssa koodatut ohjeet tarvittavien reaktioiden suorittamiseksi. Se on mukana solujen jakautumisprosesseissa.

Kaikilla eukaryoottisoluilla on ydin, lukuun ottamatta joitakin spesifisiä esimerkkejä, kuten kypsiä punasoluja (erytrosyyttejä) nisäkkäissä ja phloem-soluja kasveissa. Samoin on soluja, joissa on enemmän kuin yksi ydin, kuten jotkut lihassolut, hepatosyytit ja neuronit.

Ytimen havaitsi vuonna 1802 Franz Bauer; Kuitenkin vuonna 1830 tutkija Robert Brown havaitsi myös tämän rakenteen ja tuli suosituimmaksi sen päähakijaksi. Suuren koonsa vuoksi se voidaan havaita selvästi mikroskoopilla. Lisäksi se on helppo värjäysrakenne.

Ydin ei ole homogeeninen ja staattinen pallomainen kokonaisuus, jossa on dispergoitua DNA: ta. Se on monimutkainen ja monimutkainen rakenne, jossa on eri komponentteja ja osia. Lisäksi se on dynaaminen ja muuttuu jatkuvasti koko solusyklin ajan.

indeksi

  • 1 Ominaisuudet
  • 2 Toiminnot
    • 2.1 Geenien sääntely
    • 2.2 Leikkaus ja silmukointi
  • 3 Rakenne ja koostumus
    • 3.1 Ydinalan kirjekuori
    • 3.2 Ydinsorppikompleksi
    • 3.3 Kromatiini
    • 3.4 Nucleolus
    • 3.5 Cajalin joukot
    • 3.6 PML-elimet
  • 4 Viitteet

piirteet

Ydin on päärakenne, joka sallii eron eukaryoottisten ja prokaryoottisten solujen välillä. Se on suurin soluosasto. Yleensä ydin on lähellä solun keskusta, mutta on olemassa poikkeuksia, kuten plasman solut ja epiteelisolut.

Se on pallon muotoinen organelli, jonka halkaisija on keskimäärin noin 5 μm, mutta joka voi olla solun tyypistä riippuen 12 μm. Voin olla noin 10% solun kokonaismäärästä.

Siinä on ydinkuori, joka muodostuu kahdesta kalvosta, jotka erottavat sen sytoplasmasta. Geneettinen materiaali järjestetään yhdessä sisällä olevien proteiinien kanssa.

Huolimatta siitä, että ytimen sisällä ei ole muita kalvoja sisältäviä alikomponentteja, jos voidaan erottaa rakenneosassa olevia komponentteja tai alueita, joilla on erityisiä toimintoja..

tehtävät

Ytimelle on myönnetty poikkeuksellinen määrä toimintoja, koska se sisältää koko solun geneettisen informaation (lukuun ottamatta mitokondrioiden DNA: ta ja kloroplastin DNA: ta) ja ohjaa solujen jakautumisprosesseja. Yhteenvetona ytimen päätehtävät ovat seuraavat:

Geenien sääntely

Geenimateriaalin ja muiden sytoplasmisten komponenttien välisen lipidisulun olemassaolo auttaa vähentämään muiden komponenttien häiriöitä DNA: n toiminnassa. Tämä on evoluutio-innovaatio, joka on erittäin tärkeä eukaryoottien ryhmille.

Leikkaus ja silmukointi

Messengeri-RNA: n silmukointiprosessi tapahtuu ytimessä, ennen kuin molekyyli siirtyy sytoplasmaan.

Tämän prosessin tavoitteena on RNA: n intronien eliminointi (geneettisen materiaalin "palaset", jotka eivät koodaa ja jotka keskeyttävät eksoneja, alueita, jotka koodaavat). Tämän jälkeen RNA lähtee ytimestä, jossa se transloidaan proteiineiksi.

Jokaisella ydinrakenteella on muita tarkempia tehtäviä, joista keskustellaan myöhemmin.

Rakenne ja koostumus

Ydin koostuu kolmesta määritellystä osasta: ydinkuori, kromatiini ja nukleolus. Seuraavaksi kuvataan yksityiskohtaisesti kukin rakenne:

Ydinvoima-kirjekuori

Ydinmateriaali koostuu kalvoista, joilla on lipidi, ja erottaa ytimen muusta solukomponentista. Tämä kalvo on kaksinkertainen ja näiden välillä on pieni tila, jota kutsutaan perinukleaariseksi avaruudeksi.

Sisäinen ja ulkoinen kalvojärjestelmä muodostaa jatkuvan rakenteen endoplasmisen reticulumin kanssa

Tämä kalvojärjestelmä keskeytyy sarjaan huokosia. Nämä ydinkanavat mahdollistavat materiaalin vaihtamisen sytoplasmalla, koska ydin ei ole täysin eristetty muista osista.

Ydinsarjan monimutkainen

Näiden huokosten kautta aineiden vaihto tapahtuu kahdella tavalla: passiivinen, ilman energiankulutusta; tai aktiivinen, energiankulutuksella. Passiivinen voi päästä pieniin molekyyleihin, kuten veteen tai suoloihin, jotka ovat alle 9 nm tai 30-40 kDa, ja poistua niistä.

Tämä tapahtuu päinvastoin kuin suurimolekyylipainoisilla molekyyleillä, jotka vaativat ATP: tä (energia-adenosiinitrifosfaatti) liikkumaan näiden osastojen läpi. Suuriin molekyyleihin kuuluvat RNA: n (ribonukleiinihapon) tai muiden proteiinilajin biomolekyylien kappaleet.

Huokoset eivät ole pelkästään reikiä, joiden läpi molekyylit kulkevat. Merkittävän kokoisia proteiineja ovat rakenteet, jotka voivat sisältää 100 tai 200 proteiinia ja joita kutsutaan "ydinhuokokompleksiksi". Rakenteellisesti se muistuttaa melko paljon koripalloa. Näitä proteiineja kutsutaan nukleoporiineiksi.

Tämä kompleksi on löytynyt monista organismeista: hiivoista ihmisiin. Solujen kuljetusfunktion lisäksi se on mukana myös geeniekspression säätelyssä. Ne ovat eukaryoottien välttämätön rakenne.

Koko ja lukumäärä, monimutkainen voi kantaa koko 125 MDa selkärankaisilla, ja ydin tässä eläinryhmässä voi olla noin 2000 huokoset. Nämä ominaisuudet vaihtelevat tutkitun taksonin mukaan.

chromatin

Kromatiini löytyy ytimestä, mutta emme voi pitää sitä ytimen osastona. Se saa tämän nimen erinomaisen värikyvyn ja mikroskoopin alla.

DNA on erittäin pitkä lineaarinen molekyyli eukaryooteissa. Sen tiivistyminen on keskeinen prosessi. Geneettinen materiaali liittyy sarjaan proteiineja, joita kutsutaan histoneiksi ja joilla on suuri affiniteetti DNA: han. On myös muita proteiinityyppejä, jotka voivat vuorovaikutuksessa DNA: n kanssa eivätkä ole histoneja.

Histoneissa DNA kiertää ja muodostaa kromosomeja. Nämä ovat dynaamisia rakenteita, eikä niitä löydetä jatkuvasti niiden tyypillisessä muodossa (Xs ja Ys, joita olemme tottuneet noudattamaan kirjoiden kuvissa). Tämä järjestely näkyy vain solunjaon prosessien aikana.

Muissa vaiheissa (kun solu ei ole jakautumisprosessissa) yksittäisiä kromosomeja ei voida erottaa toisistaan. Tämä seikka ei viittaa siihen, että ytimen kromosomit dispergoituvat homogeenisesti tai epäsäännöllisesti.

Rajapinnassa kromosomit on järjestetty tietyiksi alueiksi. Nisäkässoluissa kullakin kromosomilla on tietty "alue".

Kromatiinin tyypit

Kaksi kromatiinityyppiä voidaan erottaa: heterokromatiini ja eukromatiini. Ensimmäinen on erittäin tiivistetty ja sijaitsee ytimen kehässä, joten transkriptiokoneilla ei ole pääsyä näihin geeneihin. Eukromatiini on järjestetty löyhemmin.

Heterokromatiini on jaettu kahteen tyyppiin: konstitutiiviseen heterokromatiiniin, jota ei koskaan ilmaista; ja facultative heterochromatin, jota ei transkriptoida joissakin soluissa ja muissa.

Tunnetuin esimerkki geeniekspressiota säätelevästä heterokromatiinista on X-kromosomin kondensoituminen ja inaktivointi, nisäkkäissä naisilla on XX sukupuolen kromosomeja, kun taas miehillä on XY.

Geeniannoksen vuoksi naisilla ei voi olla kaksi kertaa enemmän geenejä kuin miehillä. Tämän ristiriidan välttämiseksi X-kromosomi inaktivoidaan (siitä tulee heterokromatiini) satunnaisesti kussakin solussa.

nucleolus

Nukleoli on hyvin olennainen sisempi ydinrakenne. Se ei ole membraanirakenteiden rajaama osasto, se on tumman alueen alue, jolla on tiettyjä toimintoja.

Tällä alueella RNA-polymeraasi I: n transkriptoima ribosomaalista RNA: ta koodaavat geenit ryhmitellään, ja ihmisen DNA: ssa nämä geenit löytyvät seuraavien kromosomien satelliiteista: 13, 14, 15, 21 ja 22. Nämä ovat nukleolaariset järjestäjät.

Nukleoli jakautuu puolestaan ​​kolmeen erilliseen alueeseen: fibrillaariset keskukset, fibrillaariset komponentit ja rakeiset komponentit.

Viimeaikaiset tutkimukset ovat keränneet enemmän ja enemmän todisteita nukleoluksen mahdollisista lisätoiminnoista, eivät ainoastaan ​​rajoittamaan ribosomaalisen RNA: n synteesiä ja kokoamista..

Tällä hetkellä uskotaan, että nukleolus voi olla mukana eri proteiinien kokoonpanossa ja synteesissä. Post-transkriptionaaliset muutokset ovat myös osoittautuneet tässä ydinvoima-alueella.

Nukleoli on myös mukana sääntelytoiminnoissa. Yksi tutkimus osoitti, miten se liittyi kasvainsuppressoriproteiineihin.

Cajalin Corps

Cajalin elimet (kutsutaan myös rullatut rungot) on nimetty sen löytäjän Santiago Ramón y Cajalin kunniaksi. Tämä tutkija havaitsi nämä verisuonet neuroneissa vuonna 1903.

Ne ovat pieniä rakenteita pallomaisissa muodoissa ja niissä on 1 - 5 kopiota. Nämä elimet ovat hyvin monimutkaisia ​​ja niissä on melko suuri määrä komponentteja, näiden transkriptiotekijöiden ja koneeseen liittyvien koneiden joukossa liitos.

Nämä pallomaiset rakenteet on löydetty ytimen eri osista, koska ne ovat liikkuvia rakenteita. Ne löytyvät yleensä nukleoplasmasta, vaikka syövän soluja on löydetty nukleiinista.

Ytimessä on kahdenlaisia ​​runkoja, jotka on luokiteltu niiden koon mukaan: suuret ja pienet.

PML-elimet

PML-elimet (lyhenne englanniksi), promyelosyyttinen leukemia) ovat pieniä, ydintekijöitä, joilla on kliinistä merkitystä, koska ne ovat olleet yhteydessä virusinfektioihin ja onkeneesiin.

Kirjallisuudessa ne tunnetaan useilla eri nimillä, kuten ydinalalla 10, Kremer-elimillä ja onkogeenisillä PML-domeeneilla.

Ytimellä on 10 - 30 näistä domeeneista ja niiden halkaisija on 0,2 - 1,0 um. Sen tehtäviin kuuluu geenisääntely ja RNA-synteesi.

viittaukset

  1. Adam, S. A. (2001). Ydinvoima-huokoskompleksi. Genomin biologia, 2(9), arvostelut0007.1-arviot0007.6.
  2. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, B. E. (2003). Biologia: elämä maan päällä. Pearsonin koulutus.
  3. Boisvert, F.M., Hendzel, M.J., & Bazett-Jones, D.P. (2000). Promyelosyyttinen leukemian (PML) ydinlaitokset ovat proteiinirakenteita, jotka eivät kerää RNA: ta. Solubiologian lehti, 148(2), 283-292.
  4. Busch, H. (2012). Solun ydin. Elsevier.
  5. Cooper, G. M., ja Hausman, R. E. (2000). Solu: molekyylinen lähestymistapa. Sunderland, MA: Sinauer-kumppanit.
  6. Curtis, H., & Schnek, A. (2008). Curtis. biologia. Ed. Panamericana Medical.
  7. Dundr, M., & Misteli, T. (2001). Toiminnallinen arkkitehtuuri solun ytimessä. Biokemiallinen lehti, 356(2), 297-310.
  8. Eynard, A.R., Valentich, M.A. & Rovasio, R.A. (2008). Ihmisen histologia ja embryologia: solu- ja molekyylipohja. Ed. Panamericana Medical.
  9. Hetzer, M. W. (2010). Ydinmateriaali. Cold Spring Harborin näkökulmat biologiassa, 2(3), a000539.
  10. Kabachinski, G., ja Schwartz, T. U. (2015). Ydinvoima-huokosten monimutkainen rakenne ja toiminta yhdellä silmäyksellä. Journal of Cell Science, 128(3), 423 - 429.
  11. Montaner, A. T. (2002). Cajalin lisävaruste. Rev Esp Patol, 35, (4), 529-532.
  12. Newport, J. W., & Forbes, D. J. (1987). Ydin: rakenne, toiminta ja dynamiikka. Biokemian vuosikatsaus, 56(1), 535-565.