Клетъчна структура и функция

Клетката като елементарна единица на живия организъм има сложна структура. Всички нейни органели взаимодействат и работят хармонично. И ги регулира функции на клетъчното ядро. Благодарение на него, клетката е способна да споделя и поддържа постоянство във всяко поколение. Поради това, структурата на клетъчното ядро ​​е толкова сложна.

Функции на ядрото

Структурата на клетъчното ядро ​​се изпълнява по такъв начин, че може да изпълнява основни функции. Сред тях е запазването и възпроизвеждането на информация, вградена в нуклеиновите киселини. Ядрото също синтезира рибозоми, пратеник РНК и е отговорен за клетъчното делене. Това обаче са само обобщени задачи, които трябва да бъдат разгледани по-подробно поотделно. Така че, функциите на клетъчното ядро ​​са както следва:

• регулиране на клетъчния метаболизъм, разделяне и смърт;
• запазване на наследствена информация;
• спирализация на хроматин;
• деспирализация на хроматин;
• ДНК репликация;
• синтез на информационна РНК;
• иницииране на протеинов синтез;
• взаимодействие с клетъчни структури чрез рецептори.

Този списък е по-пълен и подробен. Освен това, всяка еукариотна клетка играе решаваща роля в изпълнението на тези задачи. Тъй като структурата на ядрото на еукариотната клетка е толкова сложна. В прокариотните организми, споменатият структурен елемент е заменен с плазмид, който не винаги е в състояние да извърши всички гореспоменати процеси.

Особености на структурата на клетъчното ядро

Ядрото на еукариотите е пространството, в което се извършват всички горепосочени процеси. Това е областта на модифицираната цитоплазма, където се съдържат хромозоми или хроматин (в зависимост от фазата на клетъчно съществуване), ядрените клетки и кариоматрисите. В същото време, ядрото е мембранна структура, която съдържа билипидна билипидна кариолема с пори. Чрез него рибозомите излизат от него, падайки върху грубия ретикулум на клетъчната ендоплазма. Също така, РНК напуска ядрото през порите.

нуклеоплазма

Нуклеоплазмата е средата, върху която се изгражда клетъчното ядро. Той е много подобен по консистенция с цитоплазмата, но има различен индикатор за киселинност. В ядрото са основно киселинни протеини, а в цитоплазмата - основните. Цялата дебелина на нуклеоплазмата е пронизана от кариоматрикс - триизмерна структура, създадена от фибриларни протеини. Те играят ролята на опора и поддържат постоянната форма на ядрото. Това предотвратява деформацията на последната в резултат на множество механични въздействия.

karyotheca

Основната характеристика, според законите на които е поставена структурата на клетъчното ядро, е наличието на механична и химическа бариера, разделяща ядрото от цитоплазмата. Това е необходимо, за да се направи разграничение между среди с различни реакции (кисели и основни).

Кариолемата е двуслойна мембрана, външната част на която е прикрепена към груб ендоплазмен ретикулум. Фибрилните протеини на ядрената матрица са прикрепени към вътрешната. В същото време между мембраните на ядрото има едно ядро. Неговата функционална роля не е ясна. Предполага се, че това е резултат от отблъскване на глицеролови остатъци със същия заряд. И най-важното: в кариолемата има система от пори, позволяващи на рибозомите и информационната РНК да влизат в ендоплазмения ретикулум, а лигандите на интрануклеарните рецептори предават сигнали за необходимостта от синтез на определени протеини.

Съществува компетентно, научно обосновано становище, обясняващо клетъчната структура: клетъчна мембрана сърцевина ендоплазмен ретикулум (гладка и груба) е твърда структура. Той се образува от мембранно пресоване и няма структурни различия. Това означава, че една и съща мембрана едновременно покрива клетката навън и поради издатини образува място за ядрото и ендоплазмения ретикулум.

Различно се обяснява само наличието на митохондрии и хлоропласти. Смята се, че митохондриите във филогенезата са отделна клетка, която е била уловена от еукариоти (или прокариоти). Частично доказателство за теорията се получава след откриването на митохондриалната ДНК и нуклеинова киселина хлоропласти. Очевидно, тези органели са били предварително отделени бактерии.

ендозома

С електронната микроскопия структурата на ядрото на еукариотната клетка изглежда по-детайлна, отколкото при светлинен микроскоп. По-специално, намотките на кондензиран и дезинтегриран хроматин и ядрото стават забележими. Ролята на последната е синтеза на рибозомни субединици - протеинови комплекси и рибозомна РНК.

Структурата на ядрото е двойна. В центъра му е фибриларният компонент. Това е набор от нишковидни РНК молекули, които ще бъдат използвани за образуване на рибозоми. Към тях се транспортират протеини, синтезирани върху грубия ретикулум на ендоплазмата. Взаимодействайки, те образуват гранулирания компонент на ядрените - готови рибозомни субединици. Една малка и една голяма субединица са свързани в твърда рибозом, която се показва през порите на кариолемата в ендоплазмения ретикулум. Там тя ще синтезира протеини.

хроматин

Важно е структурата и функцията на клетъчното ядро ​​да са взаимосвързани. Това означава, че структурата изпълнява тези елементи, които играят важна роля в живота на клетката. В същото време, ядрото не трябва да се разглежда отделно от другите клетъчни структури, защото получава информация от тях и чрез генна експресия регулира техните функции. Това е едно от най-важните свойства на този елемент.

Всички гени са строга последователност от свързани нуклеотиди на двойно-верижна ДНК. Това е огромна молекула, която се намира в целия обем на ядрото. И за удобство и запазване на целостта на молекулярните връзки, тя е организирана в строга последователност. Първо, тя е свързана с хистони, за да образува структура на клъстера. Второ, след това се кондензира, за да се образуват два вида хроматин (хетерохроматин и еухроматин).

Хетерохроматинът е гъсто натоварена наследствена информация. Тя не може да се чете и възпроизвежда, а когато това се изисква, първо, желаната област трябва да бъде освободена от хистони. Еухроматинът е по-малко плътен тип нуклеопротеин. Тя може да бъде копирана и транскрибирана.

хромозом

Има и по-плътно разположение на наследствения материал - хромозомален. Самите хромозоми могат да се видят само когато клетъчно делене. Те са най-гъсто организираният хроматин. Изглежда, че ядрото събира всичко, което е важно на едно място, и извършва „движение“. Всъщност това се случва, но по малко по-различен начин. Хромозомите се удвояват и след това се разпределят така, че всяка клетка, която се появява след разделянето, има същия набор от генетичен материал. След това, в "новото" ядро, хромозомите отново се деспирират до хетерохроматин и еухроматин.

Таблица на морфофункционалните характеристики на ядрото

За удобството на изучаването на въпроса всички горепосочени материали трябва да бъдат представени в систематична форма. И така, каква е структурата на клетъчното ядро? Таблицата по-долу се състои от три блока, които съдържат цялата основна информация.

заключение

При оценката на всички биохимични процеси, протичащи в ядрото, всеки учен е изумен от тяхната сложност. Очевидно е, че поради това е създадена такава сложна морфология на ядрото. Въпреки това, структурата и функцията на клетъчното ядро ​​са балансирани. Това означава, че най-простата структура осигурява потока на необходимите биохимични реакции. Тук няма ненужни компоненти, но са включени само онези елементи, които могат да бъдат полезни на клетката.