Die kern in 'n eukariotiese sel is die sentrale organel waarvan lewensbelangrike aktiwiteit en sintetiese prosesse afhang. 'n Beduidende deel van die inhoud van die kern word verteenwoordig deur filamentagtige DNA-molekules van verskillende grade van verdigting in kombinasie met proteïene. Dit is euchromatien (gedekondenseerde DNA) en heterochromatien (dig verpakte stukke DNA).
Euchromatien speel 'n belangrike rol in die lewe van die sel. Dit lees die "instruksie" vir die samestelling van ribonukleïensuur (RNA), wat die basis word vir die sintese van polipeptiedmolekules.
Het almal 'n kern?
Alle lewende wesens, van die kleinste tot die reus, word voorsien van genetiese inligting in die vorm van deoksiribonukleïensuur. Daar is twee fundamenteel verskillende vorme om dit in selle voor te stel:
- Prokariotiese organismes (pre-kern) het nie-kompartementeerde selle. Die bewaarplek van hul enigste nie-proteïengebonde sirkelvormige DNA is net 'n pleistersitoplasma genoem nukleoïed. Nukleïensuurreplikasie en proteïensintese vind in prokariote in 'n enkele selruimte plaas. Ons sal hulle nie met die blote oog sien nie, want die verteenwoordigers van hierdie groep organismes is mikroskopies, tot 3 mikron groot, bakterieë.
- Eukariotiese organismes word gekenmerk deur 'n meer komplekse selstruktuur, waar oorerflike inligting deur 'n dubbele membraan van die kern beskerm word. Lineêre DNA-molekules vorm saam met histoonproteïene chromatien, wat aktief RNA produseer met behulp van poliënsiemkomplekse. Proteïensintese vind in die sitoplasma op ribosome plaas.
Die gevormde kern in eukariotiese selle kan tydens interfase gesien word. Die karioplasma bevat 'n proteïenruggraat (matriks), nukleoli en nukleoproteïenkomplekse wat uit dele van heterochromatien en euchromatien bestaan. Hierdie toestand van die kern duur voort tot die begin van seldeling, wanneer die membraan en nukleoli verdwyn, en die chromosome 'n kompakte staafagtige vorm kry.
Hoof in die kern
Die hoofkomponent van die inhoud van die kern, chromatien, is die semantiese deel daarvan. Die funksies daarvan sluit in die berging, implementering en oordrag van genetiese inligting oor 'n sel of organisme. Die direk gerepliseerde deel van chromatien is euchromatien, wat data dra oor die struktuur van proteïene en verskeie tipes RNA.
Die oorblywende dele van die kern verrig hulpfunksies, verskaf die regte voorwaardes vir die implementering van genetiese inligting:
- nukleoli -gekompakteerde areas van kerninhoud wat die terreine vir die sintese van ribonukleïensure vir ribosome bepaal;
- proteïenmatriks organiseer die rangskikking van chromosome en die hele inhoud van die kern, behou sy vorm;
- Die semi-vloeibare interne omgewing van die kern, karioplasma, verseker die vervoer van molekules en die vloei van verskeie biochemiese prosesse;
- Die twee-laag dop van die kern, die karyolemma, beskerm die genetiese materiaal, verskaf selektiewe bilaterale geleiding van molekules en molekulêre komplekse as gevolg van komplekse kern porieë.
Wat beteken chromatien
Chromatin het sy naam in 1880 gekry danksy Flemming se eksperimente om selle waar te neem. Die feit is dat sommige dele van die sel tydens fiksasie en kleuring veral goed gemanifesteer word ("chromatien" beteken "gekleur"). Later het dit geblyk dat hierdie komponent deur DNA met proteïene voorgestel word, wat vanweë sy suur eienskappe aktief alkaliese kleurstowwe waarneem.
Gekleurde chromosome is sigbaar in die sentrale deel van die sel in die foto, wat 'n metafaseplaat vorm.
Vorme van DNA-bestaan
In die selle van eukariotiese organismes kan die nukleoproteïenkomplekse van chromatien in twee toestande wees.
- In die proses van seldeling bereik DNS sy maksimum draai en word verteenwoordig deur mitotiese chromosome. Elke string vorm 'n aparte chromosoom.
- Gedurende interfase, wanneer sel-DNS die meeste gedekondenseer is, vul chromatien eweredigspasie van die kern of vorm klonte wat sigbaar is in 'n ligmikroskoop. Sulke chromosentrums word meer dikwels naby die kernmembraan opgespoor.
Hierdie toestande is alternatief vir mekaar, volledig gekompakteerde chromosome word nie in die interfase bewaar nie.
Euchromatien en heterochromatien
Interfase-chromatien is 'n chromosoom wat sy kompakte vorm verloor het. Hulle lusse word losgemaak, wat die volume van die kern vul. Daar is 'n direkte verband tussen die graad van dekondensasie en die funksionele aktiwiteit van chromatien.
Die dele daarvan, heeltemal "ontrafel", word diffuse of aktiewe chromatien genoem. Dit is feitlik onsigbaar onder 'n ligmikroskoop na kleuring. Dit is omdat die DNA-heliks slegs 2 nm dik is. Sy ander naam is euchromatien.
Hierdie toestand bied ensiematiese komplekse toegang tot semantiese DNA-fragmente, hul vrye aanhegting en funksionering. Die struktuur van boodskapper-RNA (transkripsie) word uit diffuse streke deur RNA-polimerases gelees, of die DNA self word gekopieer (replikasie). Hoe hoër die sintetiese aktiwiteit van die sel op die oomblik, hoe groter is die proporsie euchromatien in die kern.
Diffuse dele van chromatien wissel af met kompakte, anders gedraaide sones van heterochromatien. As gevolg van die groter digtheid is gekleurde heterochromatien duidelik sigbaar in interfase kerne.
Die figuur toon chromatien van verskillende grade van verdigting:
- 1 - dubbelstring-DNS-molekule;
- 2 - histoonproteïene;
- 3 - DNS wat vir 1,67 draaie om die histoonkompleks toegedraai is, vorm 'n nukleosoom;
- 4 - solenoïde;
- 5 - interfase-chromosoom.
Subtiliteite van definisie
Euchromatien op 'n spesifieke tydstip mag dalk nie by sintetiese prosesse betrokke wees nie. In hierdie geval is dit tydelik in 'n meer kompakte toestand en kan dit verwar word met heterochromatien.
Egte heterochromatien, dit word ook konstitutief genoem, dra nie 'n semantiese las nie en dekondenseer slegs in die proses van replikasie. Die DNA by hierdie plekke bevat kort, herhalende rye wat nie vir aminosure kodeer nie. In mitotiese chromosome is hulle in die omgewing van die primêre vernouing en telomere eindes. Hulle skei ook dele van getranskribeerde DNS, wat tussenkalf- (tussenkalf-) fragmente vorm.
Hoe euchromatien "werk"
Euchromatien bevat gene wat uiteindelik die struktuur van proteïene (strukturele gene) bepaal. Die dekodering van die nukleotiedvolgorde in 'n proteïen vind plaas met behulp van 'n tussenganger wat, anders as chromosome, die kern kan verlaat - boodskapper-RNA.
Tydens transkripsie word RNA gesintetiseer op 'n DNS-sjabloon van vrye adeniel-, uridiel-, sitidiel- en guanielnukleotiede. Transkripsie word uitgevoer deur die ensiemkompleks RNA-polimerase.
Sommige gene bepaal die volgorde van ander tipes RNA (vervoer en ribosomaal) wat nodig is om die prosesse van proteïensintese in die sitoplasma te voltooi vanafaminosure.
Heterochromatien van 'n enkele chromosoom word dikwels in 'n goed gemerkte chromosentrum saamgestel. Om dit is lusse van gedepiraliseerde euchromatien. Danksy hierdie konfigurasie van die kern-DNS, pas ensiemkomplekse en vrye nukleotiede, wat nodig is vir die implementering van die funksies van euchromatien, maklik by die semantiese dele.
