Što je jezgra u biologiji? Struktura i funkcije jezgre

U svakoj živoj stanici odvijaju se mnoge biokemijske reakcije i procesi. Da bi ih kontrolirali i regulirali mnoge vitalne čimbenike, potrebna je posebna struktura. Što je jezgra u biologiji? Zašto se učinkovito nositi s tim zadatkom?

Što je jezgra u biologiji. definicija

Jezgra je potrebna struktura bilo koje stanice u tijelu. Koja je jezgra? U biologiji, ovo je najvažnija komponenta svakog organizma. Jezgra se može naći u jednostaničnom protozou, kao iu visoko organiziranim predstavnicima eukariotskog svijeta. Glavna funkcija ove strukture je skladištenje i prijenos genetskih informacija, koji se ovdje nalaze.

Nakon oplodnje jaja s spermatozoonom, dvije haploidne jezgre su fuzionirane. Nakon spajanja spolnih stanica formira se zigot, čija jezgra već nosi diploidni skup kromosoma. To znači da kariotip (genetska informacija jezgre) već sadrži kopije gena i majke i oca.

Diploidna jezgra je prisutna u gotovo svim eukariotskih stanica. Haploidna jezgra posjeduje ne samo gamete, nego i mnogi predstavnici najjednostavniji organizmi. To uključuje neke jednostanične parazite, alge, slobodne živote jednostanične forme. Važno je napomenuti da većina navedenih predstavnika ima haploidnu jezgru samo u određenoj fazi životnog ciklusa.

Kompozicija kernela

Koja je karakteristika jezgre? Biologija pažljivo proučava sastav nuklearnog aparata jer može dati poticaj razvoju genetike, uzgoja i molekularne biologije.

Jezgra je dvodimenzionalna struktura. Membrane su nastavak endoplazmatski retikulum, što je neophodno za transport formiranih tvari iz ćelije. Sadržaj jezgre naziva se nukleoplazma.

Kromatin je osnovna supstanca nukleoplazma. Kompozicija kromatina je različita: ovdje su prvenstveno nukleinske kiseline (DNA i RNA), kao i proteini i mnogi metalni ioni. DNA u nukleoplazmi je raspoređena u obliku kromosoma. To su dvostruki kromosomi u odjeljku, nakon čega svaki njihov set prelazi u stanice kćeri.

RNA u nukleoplazmi najčešće se javlja u dvije vrste: mRNA i rRNA. Tijekom procesa transkripcije nastaje matrična RNA - čitanje informacija iz DNK. Materijal takve ribonukleinske kiseline kasnije napušta jezgru i dodatno služi kao matrica za stvaranje novih proteina.

Ribosomalna RNA nastaje u posebnim strukturama nazvanima nukleoli. Nukleolus se konstruira iz terminalnih regija kromosoma formiranih sekundarnim suženjima. Ta se struktura može vidjeti u svjetlosnom mikroskopu u obliku kondenzirane mrlje na jezgri. Ribozomalnog RNA koje se sintetiziraju ovdje također ući u citoplazmu i više proteina tvore zajedno s ribosoma.

Kernel ima izravan utjecaj na funkcije. Biologija kao znanost proučava svojstva kromatina radi boljeg razumijevanja procesa transkripcije i podjele stanica.

Funkcije kernela. Biologija procesa u jezgri

Prvi i najvažniji funkcija kernela je pohrana i prijenos nasljednih informacija. Jezgra je jedinstvena struktura stanice, jer sadrži većinu ljudskih gena. Kariotip može biti haploid, diploid, triploid i tako dalje. Plošenost otrova ovisi o funkciji same stanice: gamete su haploidne, a somatske stanice su diploidne. Stanice endosperma triploid cvjetnjače, i, konačno, mnoge vrste kultiviranih usjeva su Poliploidna set kromosoma.

Prijelaz nasljednih informacija na citoplazmu iz jezgre nastaje kada se formira mRNA. Tijekom transkripcije se očitavaju neophodni geni kariotipa, a na kraju se sintetiziraju molekule matrice ili informacijske RNA.

Također, nasljednost manifestira se u staničnoj podjeli pomoću mitoze, meioze ili amitoze. U svakom slučaju, jezgra izvodi svoju specifičnu funkciju. Na primjer, u profaze mitoze jezgre ljuske uništeno i teško kompaktizirovannye kromosoma pasti u citoplazmi. Međutim, u meiozi se prije križanja membrane u jezgri pojavljuje kromosomsko prijelaz. A u amitozi, jezgra je potpuno uništena i malo doprinosi procesu razdiobe.

Osim toga, jezgra posredno sudjeluje u transportu tvari iz ćelije zbog izravne veze membrane s EPS. To je ono što je jezgra u biologiji.

Oblik jezgri

Jezgra, njegova struktura i funkcije mogu ovisiti o obliku membrane. Nuklearni aparat može biti zaobljen, izdužen, u obliku oštrica, itd. Često je oblik jezgre specifičan za pojedinačna tkiva i stanice. Unicellularni organizmi se razlikuju u vrsti prehrane, životnom ciklusu, a istodobno se također razlikuje i oblik membrane jezgri.

Različitost u obliku i veličini jezgre može se pratiti na primjer leukocita.

• Jezgra neutrofila može biti segmentirana i ne segmentirana. U prvom slučaju govorimo o jezgri u obliku potkovice, a ovaj je oblik karakterističan za mlade stanice. Segmentirana jezgra je rezultat stvaranja nekoliko particija u membrani, zbog čega se formiraju nekoliko dijelova, međusobno povezani.
• U eozinofilima jezgra ima svojstven oblik buba. U ovom slučaju, nuklearni aparat se sastoji od dva segmenta povezana sa septom.
• Gotovo cijeli volumen limfocita zauzima ogromna jezgra. Samo mali dio citoplazme ostaje na periferiji ćelije.
• U ferozonskih stanica insekata, jezgra može imati razgranatu strukturu.

Broj jezgri u jednoj stanici može biti različit

Ne samo u ćeliji tijela postoji samo jedna jezgra. Ponekad je potrebno imati dva ili više nuklearnih uređaja istodobno za obavljanje nekoliko funkcija. Obrnuto, neke stanice mogu bez kernela. Evo nekih primjera neobičnih stanica u kojima postoji više od jedne jezgre ili je potpuno odsutan.

1. Eritrociti i trombociti. Ovi krvni elementi prenose hemoglobin i fibrinogen. Da bi jedna stanica zadržala maksimalnu količinu materije, izgubila je svoju jezgru. Karakterizira takve značajke, nisu svi članovi životinjskog svijeta: žabe u krvi su eritrociti velike veličine s jakim jezgre. To pokazuje primitivnost ove klase u usporedbi s razvijenijim taksama.

2. Hepatociti jetre. Ove stanice sadrže dvije jezgre. Jedan od njih regulira krvni očistiti od toksina, a drugi je odgovoran za formiranje hema, koja će naknadno biti dio hemoglobina.

3. Myociti poprečnog strijalnog skeletnog tkiva. Mišićne stanice su multinucleated. To je zbog činjenice da aktivno prolaze sintezu i razgradnju ATP-a, kao i skupljanje proteina.

Značajke nuklearnog aparata u protozoama

Na primjer, razmotrite dvije vrste protozoa: infusoria i ameba.

1. Infuzoria-cipela. Ovaj predstavnik jednostaničnih organizama ima dvije jezgre: vegetativni i generativni. Budući da se razlikuju u obje funkcije i veličine, ova se značajka naziva nuklearni dualizam.

Vegetativna jezgra je odgovorna za svakodnevni život stanice. Ona regulira procese metabolizma. Generativna jezgra sudjeluje u dijeljenju stanica i u konjugaciji, seksualnom procesu u kojem se genetska informacija razmjenjuje s pojedincima iste vrste.

Amoeba. Svijetli predstavnici - disenteric i intestinalna ameba. Prvi se odnosi na agresivne ljudske parazite, a drugi je zajednički simbiotik koji živi u crijevima i ne nanosi štetu. Budući da disenterička ameba također parazitsizira u crijevima, važno je razlikovati ove dvije vrste među sobom. U tu svrhu, nuklearna aparat značajka: na dizenteričan Ameba može biti do 4 jezgre, te u probavnom ameba od 0 do 8.

bolest

Mnoge genetske bolesti povezane su s poremećajima u regrutiranju kromosoma. Ovdje je popis najpoznatijih odstupanja u genetskom aparatu jezgre:

• Downov sindrom;
• Siddrum Patau;
• Edwardsov sindrom;
• Klinefelterov sindrom;
• Shereshevsky-Turnerov sindrom.

Popis se može nastaviti, a svaka od bolesti razlikuje se rednim brojem par kromosoma. Također, takve bolesti često utječu na sex X i Y kromosome.

zaključak

Jezgra ima važnu ulogu u proces stanične aktivnosti. Ona regulira biokemijske procese, ona je skladište nasljednih informacija. Prijevoz tvari iz stanice, sinteza proteina također je povezana s funkcioniranjem ove središnje strukture stanica. To je ono što je jezgra u biologiji.