Struktura i funkcja komórki

Komórka jako elementarna jednostka żywego organizmu ma złożoną strukturę. Wszystkie jej organelle współdziałają i działają harmonijnie. I reguluje je funkcje jądra komórkowego. Dzięki niemu komórka może dzielić i utrzymywać stałość w każdym pokoleniu. Z tego powodu struktura jądra komórkowego jest tak złożona.

Funkcje jądra

Struktura jądra komórkowego jest zaimplementowana w taki sposób, że może wykonywać podstawowe funkcje. Wśród nich jest przechowywanie i odtwarzanie informacji zawartych w kwasach nukleinowych. Jądro syntetyzuje również rybosomy, informacyjny RNA i jest odpowiedzialne za podział komórki. Są to jednak tylko ogólne zadania, które należy rozpatrywać bardziej szczegółowo w sposób prywatny. Zatem funkcje jądra komórkowego są następujące:

• regulacja metabolizmu komórkowego, podziału i śmierci;
• zachowanie informacji dziedzicznej;
• spiralizacja chromatyny;
• despiralizacja chromatyny;
• Replikacja DNA;
• synteza matrycowego RNA;
• inicjacja syntezy białek;
• interakcje ze strukturami komórkowymi poprzez receptory.

Ta lista jest bardziej kompletna i szczegółowa. Ponadto każda komórka eukariotyczna odgrywa kluczową rolę w realizacji tych zadań. Ponieważ struktura jądra komórki eukariotycznej jest tak złożona. W organizmach prokariotycznych wymieniony element strukturalny jest zastępowany plazmidem, który nie zawsze jest w stanie przeprowadzić wszystkie powyższe procesy.

Cechy struktury jądra komórkowego

Jądrem eukariotów jest przestrzeń, w której realizowane są wszystkie powyższe procesy. Jest to obszar zmodyfikowanej cytoplazmy, w której znajdują się chromosomy lub chromatyna (zależnie od fazy istnienia komórki), jąderka i kariomatyczna. W tym samym czasie rdzeń jest strukturą błonową, która zawiera dwupęcheniowy bilipid kariolemma mający pory. Przez te ostatnie wychodzą z niego rybosomy spadające na szorstką siateczkę endoplazmy komórkowej. Ponadto RNA opuszcza jądro przez pory.

Nukleoplazm

Nukleoplazm to ośrodek, na którym zbudowane jest jądro komórkowe. Jest bardzo podobny pod względem zgodności z cytoplazmą, ale ma inny wskaźnik kwasowości. W jądrze są głównie białka kwasowe, natomiast w cytoplazmie - główne. Cała grubość jądra przenika przez kariomatrix - trójwymiarową strukturę utworzoną z białek fibrylarnych. Odgrywają rolę wsparcia i utrzymują stały kształt rdzenia. Zapobiega to deformacji tych ostatnich w wyniku licznych efektów mechanicznych.

Cariolemma

Główną cechą, zgodnie z prawami, których struktura jądra komórkowego jest ułożona, jest obecność mechanicznej i chemicznej bariery oddzielającej jądro od cytoplazmy. Jest to konieczne, aby odróżnić środowiska o różnych reakcjach (kwaśne i zasadowe).

Kariolemma jest membraną dwuwarstwową, której zewnętrzna część jest przymocowana do szorstkiej retikulum endoplazmatycznego. Białka fibrylarne macierzy jądrowej są połączone z wewnętrzną. W tym samym czasie między błonami jądra znajduje się okołojądrowa przestrzeń. Jego rola funkcjonalna nie jest jasna. Przyjmuje się, że był to wynik odpychania reszt glicerolu o tym samym ładunku. I najważniejsze: w kariolemmie istnieje system porów pozwalający rybosomom i informacyjnemu RNA wejść do retikulum endoplazmatycznego, a ligandy receptorów wewnątrzjądrowych przekazują sygnały o potrzebie syntezy określonych białek.

Istnieje kompetentna, oparta na nauce opinia wyjaśniająca strukturę komórki: błona komórkowa rdzeń retikulum endoplazmatyczne (gładka i szorstka) jest solidną strukturą. Powstaje w wyniku obciskania membranowego i nie ma rozróżnień strukturalnych. Oznacza to, że ta sama membrana pokrywa jednocześnie komórkę na zewnątrz, a dzięki występom tworzy miejsce dla jądra i retikulum endoplazmatycznego.

Jedynie obecność mitochondriów i chloroplastów wyjaśniono w inny sposób. Uważa się, że mitochondria w filogenezie były osobną komórką, która została schwytana przez eukarioty (lub prokarioty). Częściowy dowód na teorię uzyskuje się po odkryciu mitochondrialnego DNA i kwas nukleinowy chloroplast. Oczywiście, te organelle były wcześniej oddzielnymi bakteriami.

Nucleus

W mikroskopie elektronowym jądrowa struktura komórki eukariotycznej wygląda bardziej szczegółowo niż w przypadku mikroskopu świetlnego. W szczególności zauważalne stają się pasma skondensowanej i rozpadającej się chromatyny oraz jąderka. Rolą tej ostatniej jest synteza podjednostek rybosomalnych - kompleksów białkowych i rybosomalnego RNA.

Struktura jąderka jest podwójna. W jego centrum znajduje się składnik włóknisty. Jest to zbiór nitkowatych cząsteczek RNA, które zostaną użyte do tworzenia rybosomów. Do nich transportowane są białka syntetyzowane na szorstkiej retikulum endoplazmy. Oddziałując, stanowią ziarnisty składnik gotowych jąder podjednostek rybosomu. Jedna mała i jedna duża podjednostka są połączone w stały rybosom, który jest wyświetlany przez pory kariolemmy w retikulum endoplazmatycznym. Tam dokona syntezy białek.

Chromatyna

Ważne jest, aby struktura i funkcja jądra komórkowego były wzajemnie powiązane. Oznacza to, że struktura implementuje te elementy, które odgrywają ważną rolę w życiu komórki. W tym samym czasie jądro nie powinno być traktowane oddzielnie od innych struktur komórkowych, ponieważ odbiera z nich informacje, a poprzez ekspresję genów reguluje ich funkcje. Jest to jedna z najważniejszych właściwości tego elementu.

Wszystkie geny są ścisłą sekwencją połączonych nukleotydów dwuniciowego DNA. Jest to ogromna cząsteczka, która znajduje się w całej objętości jądra. Dla wygody i zachowania integralności wiązań molekularnych jest zorganizowany w ścisłej kolejności. Po pierwsze jest połączony z histonami, tworząc strukturę klastra. Po drugie, kondensuje się następnie w celu utworzenia dwóch rodzajów chromatyny (heterochromatyny i euchromatyny).

Heterochromatyna jest gęsto zaopatrzona w informacje dziedziczne. Nie można go odczytać i odtworzyć, a kiedy jest to wymagane, najpierw należy zwolnić żądany region z histonów. Euchromatyna jest mniej gęstym typem nukleoproteiny. Może być replikowany i transkrybowany.

Chromosomy

Istnieje również bardziej gęsty układ materiału dziedzicznego - chromosomalny. Same chromosomy można zobaczyć tylko wtedy, gdy podział komórek. Są najgęściej zorganizowaną chromatyną. Wygląda na to, że rdzeń zbiera wszystko ważne w jednym miejscu i wykonuje "ruch". W rzeczywistości tak się dzieje, ale w nieco inny sposób. Chromosomy są podwojone, a następnie dystrybuowane tak, że każda komórka, która się pojawi po podziale, ma taki sam zestaw materiału genetycznego. Następnie, w "nowym" jądrze, chromosomy ponownie są despiralizowane do heterochromatyny i euchromatyny.

Tabela morfofunkcjonalnych cech rdzenia

Dla wygody zbadania zagadnienia wszystkie powyższe materiały powinny być przedstawione w systematycznej formie. Jaka jest struktura jądra komórkowego? Poniższa tabela składa się z trzech bloków, które zawierają wszystkie podstawowe informacje.

Wniosek

Oceniając wszystkie procesy biochemiczne zachodzące w jądrze, każdy naukowiec jest zdumiony ich złożonością. I jest oczywiste, że z tego powodu powstała tak złożona morfologia jądra. Jednak struktura i funkcja jądra komórkowego są zrównoważone. Oznacza to, że najprostsza struktura zapewnia przepływ niezbędnych reakcji biochemicznych. Nie ma tu niepotrzebnych komponentów, ale zaangażowane są tylko te elementy, które mogą być przydatne dla komórki.