Den cellkärnan och dess funktion

Struktur och funktion i cellen i evolutionsprocessen, genomgår en rad förändringar. Framväxten av nya organ föregås av förändringar i atmosfären och litosfären ung planet. En av de stora förvärven var cellkärnan. Eukaryota organismer har fått på grund av förekomsten av isolerade organeller, betydande fördelar jämfört prokaryoter och snabbt kom att dominera.

Cellkärnan, den struktur och funktioner vilka är något olika i olika vävnader och organ, höja kvaliteten på RNA-biosyntes och överföring av genetisk information.

härkomst

Hittills finns det två huvudsakliga hypoteser om bildandet av en eukaryot cell. Enligt teorin av symbiotiska organeller (t ex mitokondrier eller flag) var en gång vissa prokaryota organismer. Förfäder moderna eukaryoter svalde dem. Som ett resultat en symbiotisk organism.

Kärnan på så sätt bildade som ett resultat av inåt utskjutande delen av den cytoplasmatiska membranet. Det var nödvändigt i vägen för förvärv av ett nytt sätt att utveckla cell näring, fagocytos. Fånga mat åtföljdes av en ökning av graden av rörlighet cytoplasman. Genofory representera det genetiska materialet i prokaryot cell och fäster till väggarna, faller det in i den starka "flödet" zon och behövde skydd. Som ett resultat, bildas det en djup del av membranet invagination innehållande genofory bifogas. Denna hypotes bevisas av det faktum att huden av kärnan är oupplösligt knuten till cytoplasmamembranet av celler.

Det finns en annan version av händelserna. Enligt den virala hypotesen av ursprunget av kärnan, var det bildas som ett resultat av infektion av celler i det gamla Archaea. Det infiltrerade DNA-virus och så småningom fick fullständig kontroll över livsprocesser. Forskarna anser att denna teori mer korrekt resultat massa argument till dess fördel. Men hittills finns det inga säkra bevis för någon av de befintliga hypoteser.

En eller flera

De flesta av de moderna eukaryota cell har en kärna. Det stora antalet innehåller endast en sådan organell. Det finns dock, och de celler som har förlorat kärnan på grund av några av de funktionella egenskaper. Dessa inkluderar, till exempel, de röda blodkropparna. Det finns också två celler (ciliater) och även flera kärnor.

Strukturen i cellkärnan

Oberoende av egenskaperna hos organismen, är kärnstrukturen kännetecknas av en uppsättning av typiska organeller. Från den inre cellutrymmet är partitionerad av med en dubbelmembran. Dess inre och yttre lagret på vissa ställen samman och bildar porerna. Deras funktion är utbytet av ämnen mellan cytoplasman och kärnan.

organ karyoplasm utrymme fylls, även kallad kärn juice eller nukleoplasman. Det ligger kromatin och kärnsystemet. Ibland sista av dessa organeller i cellkärnan inte är närvarande i ett enda exemplar. Några av organismerna nukleolerna, tvärtom, nej.

membran

Kärnhöljet är bildat av en lipid och består av två skikt: det yttre och det inre. I själva verket är det samma cellmembranet. Kärnan kommunicerar med kanalerna i det endoplasmatiska retiklet genom det perinukleära utrymmet och ett hålrum som bildas av två skalskikt.

Den yttre och inre membranet har sina egna egenskaper i strukturen, men i allmänhet är ganska lika.

Närmast cytoplasman

Det yttre skiktet passerar in i membranet av det endoplasmatiska retiklet. Dess huvudsakliga skillnaden från den senare - en väsentligt högre koncentration av protein i strukturen. Membranet är i direkt kontakt med cytoplasman hos celler, belagd med ett skikt på utsidan av ribosomerna. På insidan av membranet är anslutet till ett stort antal porer, är det en relativt stora proteinkomplex.

Det inre skiktet

Vänd i cellkärnan membranet i motsats till den yttre, släta, som inte omfattas av ribosomer. Det begränsar karyoplasm. Ett typiskt kännetecken för det inre membranet - nukleära laminer skikt foder dess sida i kontakt nukleoplasman. Denna specifika proteinstruktur stöder skalform, är involverade i reglering av genuttryck och bidrar till fastsättningen av kromatin till kärnmembranet.

metabolism

Samspelet mellan kärnan och cytoplasman genom kärnpor. De är ganska komplicerade strukturer som bildas av 30 proteiner. Antalet porer på en kärna kan vara olika. Det beror på vilken typ av cell, organ och kropp. Till exempel hos människor cellkärnan kan ha från 3-5000 lång någon groda det kommer till 50.000.

Home har en funktion - utbyte av ämnen mellan kärnan och resten av cellutrymmet. Vissa molekyler penetrerar porerna passivt, utan ytterligare energitillförsel. De har en liten storlek. Transport av stora molekyler och supramolekylära komplex kräver en viss mängd av flödesenergi.

Karyoplasm av cellen blir syntetiserad i kärnan, RNA-molekyler. I den motsatta riktningen transporteras proteiner som krävs för intranukleära processer.

nukleoplasman

Nukleär Juice är en kolloidal lösning av proteiner. Det är begränsad kernel skal och omger kromatin och kärnsystemet. Nukleoplasman - viskös vätska, i vilken olika substanser är upplösta. Dessa inkluderar nukleotider och enzymer. Den första väsentlig för DNA-syntes. De enzymer som är involverade i transkription, samt reparation och DNA-replikation.

Strukturen hos den nukleära saften varierar beroende på tillståndet hos cellen. Deras två - stationär och sker under division. Den första egenskap hos interfas (tiden mellan divisioner). I detta fall, den nukleära sav olika likformig fördelning av nukleinsyror och ostrukturerade DNA-molekyler. Under denna period finns det ärftliga material i form av kromatin. Delningen av cellkärnan åtföljs av en transformation av kromatin till kromosomer. Vid denna tid varierar karyoplasm struktur: genetiskt material förvärvar viss struktur, bryter ner kärnhölje, och blandas med karyoplasm cytoplasman.

kromosom

Huvudfunktionerna för nukleoprotein strukturer omvandlas vid tidpunkten för uppdelning av kromatin - lagring, försäljning och överföring av genetisk information, som innehåller cellkärnan. Kromosomer kännetecknas av en speciell form: uppdelad i delar eller axlar primär sammandragning, även kallad tselomeroy. Enligt sitt läge finns det tre typer av kromosomer:

• stavformade eller acrocentric: de kännetecknas av att placera tselomery nästan i slutet, visar ena axeln ut mycket litet;
• raznoplechie eller submetacentric besitter axlar av olika längd;
• L-lika eller metacenter.

Uppsättningen av kromosomer i cellen som kallas en karyotyp. Varje typ det är fast. Därmed olika celler av en organism kan innehålla en diploid (dubbel) eller haploida (singel) set. Den första utföringsformen är kännetecknande för somatiska celler, i allmänhet utgör kroppen. Haploid set - förmånen av könsceller. Humana somatiska celler innehåller 46 kromosomer, kön - 23.

Diploid kromosom inrättat par. Identisk nukleoprotein struktur ingår i ett par, kallas alleler. De har samma struktur och utför samma funktion.

Kromosom strukturella enheten är genen. Den representerar ett DNA-segment som kodar för ett speciellt protein.

endosom

Cellkärnan har en flera organeller - är kärnsystemet. Det är inte skild från karyoplasm membran, men det är lätt att se under studietiden celler under ett mikroskop. Vissa kärnor kan ha flera nukleolerna. Det finns de i vilka dessa organeller saknas helt och hållet.

Formen av kärnan liknar en sfär, har en ganska liten storlek. Det är sammansatt av olika proteiner. Den huvudsakliga funktionen av kärnsystemet - syntes av ribosomalt RNA och ribosomer själva. De är nödvändiga för att skapa de polypeptidkedjor. Nukleolerna bildas kring specifika regioner i genomet. De kallas nukleolär organisatör. Den innehåller gener av ribosomalt RNA. Kärnsystemet, bland annat är den plats med den högsta koncentrationen av protein i cellen. En del av de proteiner som behövs för att utföra organell funktioner.

Som en del av kärnsystemet är två komponenter: granulär och fibrillärt. Den första är en mognande ribosomal subenhet. Den genomförs i fibrillär centrum ribosomal RNA-syntes. Granulära komponenten omger fibrillär beläget i centrum av kärnsystemet.

Den cellkärnan och dess funktion

Den roll som kärnan, är oupplösligt förbunden med dess struktur. Interna strukturer organell gemensamt genomföra de viktigaste processerna i cellen. Här ligger den genetiska informationen som bestämmer struktur och funktion i cellen. Kärnan är ansvarig för lagring och överföring av genetisk information, utförs under mitos och meios. I det första fallet dottercellen mottar en identisk uppsättning av modergenerna. Som ett resultat av meiotiska könsceller är utformade med en haploid uppsättning av kromosomer.

En annan inte mindre viktig egenskap är kärnan - regleringen av intracellulära processer. Den utförs genom övervakning av syntesen av proteiner som är ansvariga för strukturen och funktionen av cellulära komponenter.

Effekt på proteinsyntes är ett annat uttryck. Kärn kontrollerande processer inuti cellen, kombinerar alla organeller i ett enda system med en väl fungerande mekanism. Misslyckanden i det leder i allmänhet till celldöd.

Slutligen är kärnan platsen för syntes av subenheter av ribosomer, som är ansvariga för bildningen av samma aminosyror i proteinet. Ribosomer är viktiga i processen för transkription.

Eukaryota cellen är en mer perfekt struktur än prokaryot. Framväxten av organ med egen membran ökat effektiviteten av intracellulära processer. Bildandet av en kärna omgiven av ett lipidmembran, spelar en mycket viktig roll i denna utveckling. Skydd av genetisk information membran tillåts att behärska de gamla encelliga organismer till nya levnadssätt. Bland dem var fagocytos, som är en av versionerna har lett till ett symbiotiskt organism, som senare blev förfader till den moderna eukaryot cell med alla dess karakteristiska organeller. Cellkärnan, struktur och funktion av ett antal nya strukturer som tillåts att använda syre i metabolismen. Resultatet blev en radikal förändring i jordens biosfär, lade grunden för bildandet och utvecklingen av flercelliga organismer. Idag, eukaryota organismer, som omfattar människor, dominerar planeten, och ingenting förebådar ändringar i detta avseende.