Die struktuur en funksies van die sel het 'n aantal veranderinge in die verloop van evolusie ondergaan. Die verskyning van nuwe organelle is voorafgegaan deur transformasies in die atmosfeer en litosfeer van die jong planeet. Een van die beduidende verkrygings was die selkern. Eukariotiese organismes het, as gevolg van die teenwoordigheid van afsonderlike organelle, aansienlike voordele bo prokariote gekry en het vinnig begin oorheers.
Die selkern, waarvan die struktuur en funksies ietwat verskil in verskillende weefsels en organe, het die kwaliteit van RNA-biosintese en die oordrag van oorerflike inligting verbeter.
Oorsprong
Tot op datum is daar twee hoofhipoteses oor die vorming van 'n eukariotiese sel. Volgens die simbiotiese teorie was organelle (soos flagella of mitochondria) eens aparte prokariotiese organismes. Die voorouers van moderne eukariote het hulle verslind. Die resultaat was 'n simbiotiese organisme.
Die kern is gevorm as gevolg van uitsteeksel na binnegedeelte van die sitoplasmiese membraan. Dit was 'n noodsaaklike aanwins op pad om 'n nuwe manier van voeding, fagositose, deur die sel te bemeester. Die vang van voedsel het gepaard gegaan met 'n toename in die mate van sitoplasmiese mobiliteit. Genofore, wat die genetiese materiaal van 'n prokariotiese sel was en aan die mure geheg was, het in 'n sone van sterk "vloei" geval en het beskerming nodig gehad. As gevolg hiervan is 'n diep invaginasie van 'n gedeelte van die membraan wat aangehegte genofore bevat, gevorm. Hierdie hipotese word ondersteun deur die feit dat die dop van die kern onlosmaaklik verbind is met die sitoplasmiese membraan van die sel.
Daar is 'n ander weergawe van die ontwikkeling van gebeure. Volgens die virale hipotese van die oorsprong van die kern, is dit gevorm as gevolg van infeksie van 'n antieke argaïese sel.’n DNS-virus het dit geïnfiltreer en geleidelik volkome beheer oor lewensprosesse verkry. Wetenskaplikes wat hierdie teorie meer korrek beskou, gee baie argumente ten gunste daarvan. Daar is egter tot op datum geen afdoende bewyse vir enige van die bestaande hipoteses nie.
Een of meer
Die meeste van die selle van moderne eukariote het 'n kern. Die oorgrote meerderheid van hulle bevat slegs een so 'n organel. Daar is egter selle wat die kern verloor het as gevolg van sommige funksionele kenmerke. Dit sluit byvoorbeeld eritrosiete in. Daar is ook selle met twee (siliate) en selfs verskeie kerne.
Struktuur van die selkern
Ongeag die eienskappe van die organisme, word die struktuur van die kern gekenmerk deur 'n stel tipieseorganelle. Dit word van die binneruimte van die sel geskei deur 'n dubbelmembraan. Op sommige plekke smelt sy binneste en buitenste lae saam en vorm porieë. Hulle funksie is om stowwe tussen die sitoplasma en die kern uit te ruil.
Die organelruimte is gevul met karioplasma, ook genoem kernsap of nukleoplasma. Dit bevat chromatien en die nukleolus. Soms is die laaste van die genoemde organelle van die selkern nie in 'n enkele kopie teenwoordig nie. In sommige organismes is nukleoli, inteendeel, afwesig.
Membraan
Die kernmembraan word deur lipiede gevorm en bestaan uit twee lae: buitenste en binneste. Trouens, dit is dieselfde selmembraan. Die kern kommunikeer met die kanale van die endoplasmiese retikulum deur die perinukleêre ruimte, 'n holte wat deur twee lae van die membraan gevorm word.
Die buitenste en binneste membrane het hul eie strukturele kenmerke, maar is oor die algemeen redelik eenders.
Naaste aan sitoplasma
Die buitenste laag gaan in die membraan van die endoplasmiese retikulum in. Die belangrikste verskil van laasgenoemde is 'n aansienlik hoër konsentrasie proteïene in die struktuur. Die membraan in direkte kontak met die sitoplasma van die sel is bedek met 'n laag ribosome van buite. Dit word aan die binnemembraan verbind deur talle porieë, wat taamlik groot proteïenkomplekse is.
Binnelaag
Die membraan wat na die selkern kyk, anders as die buitenste een, is glad, nie bedek met ribosome nie. Dit beperk die karioplasma. 'n Kenmerkende kenmerk van die binnemembraan is 'n laag kernlamina wat dit van die kant af voer,in kontak met die nukleoplasma. Hierdie spesifieke proteïenstruktuur handhaaf die vorm van die omhulsel, is betrokke by die regulering van geenuitdrukking, en bevorder ook aanhegting van chromatien aan die kernmembraan.
Metabolisme
Die interaksie van die kern en sitoplasma word deur kernporieë uitgevoer. Hulle is taamlik komplekse strukture wat deur 30 proteïene gevorm word. Die aantal porieë op een kern kan verskil. Dit hang af van die tipe sel, orgaan en organisme. Dus, by mense kan die selkern van 3 tot 5 duisend porieë hê, in sommige paddas bereik dit 50 000.
Die hooffunksie van die porieë is die uitruil van stowwe tussen die kern en die res van die selruimte. Sommige molekules gaan passief deur die porieë, sonder bykomende uitgawes van energie. Hulle is klein in grootte. Vervoer van groot molekules en supramolekulêre komplekse vereis die verbruik van 'n sekere hoeveelheid energie.
RNA-molekules wat in die kern gesintetiseer word, kom vanaf die karioplasma in die sel. Proteïene wat nodig is vir binnekernprosesse word in die teenoorgestelde rigting vervoer.
Nucleoplasma
Kernsap is 'n kolloïdale oplossing van proteïene. Dit word begrens deur die kernomhulsel en omring die chromatien en nukleolus. Nukleoplasma is 'n viskose vloeistof waarin verskeie stowwe opgelos word. Dit sluit in nukleotiede en ensieme. Eersgenoemde is noodsaaklik vir DNA-sintese. Ensieme is betrokke by transkripsie sowel as DNA-herstel en replikasie.
Die struktuur van kernsap verander na gelang van die toestand van die sel. Daar is twee van hulle - stilstaande entydens verdeling plaasvind. Die eerste is kenmerkend van interfase (die tyd tussen verdelings). Terselfdertyd word kernsap onderskei deur 'n eenvormige verspreiding van nukleïensure en ongestruktureerde DNA-molekules. Gedurende hierdie tydperk bestaan die oorerflike materiaal in die vorm van chromatien. Die verdeling van die selkern gaan gepaard met die transformasie van chromatien in chromosome. Op hierdie tydstip verander die struktuur van die karioplasma: die genetiese materiaal verkry 'n sekere struktuur, die kernomhulsel word vernietig en die karioplasma word met die sitoplasma gemeng.
Chromosome
Die hooffunksies van die nukleoproteïenstrukture van die chromatien wat ten tyde van deling getransformeer is, is die berging, implementering en oordrag van oorerflike inligting wat in die selkern vervat is. Chromosome word gekenmerk deur 'n sekere vorm: hulle word in dele of arms verdeel deur 'n primêre vernouing, ook genoem die seëlomeer. Volgens sy ligging word drie tipes chromosome onderskei:
- staafvormig of akrosentries: hulle word gekenmerk deur die plasing van die seëlomeer amper aan die einde, een arm is baie klein;
- gediversifiseerd of submetasentries het arms van ongelyke lengte;
- gelyksydig of metasentries.
Die stel chromosome in 'n sel word 'n kariotipe genoem. Elke tipe is vas. In hierdie geval kan verskillende selle van dieselfde organisme 'n diploïede (dubbel) of haploïede (enkele) stel bevat. Die eerste opsie is tipies vir somatiese selle, wat hoofsaaklik die liggaam uitmaak. Die haploïede stel is 'n voorreg van kiemselle. menslike somatiese sellebevat 46 chromosome, geslag - 23.
Chromosome van die diploïede stel maak pare. Identiese nukleoproteïenstrukture wat in 'n paar ingesluit word, word allelies genoem. Hulle het dieselfde struktuur en voer dieselfde funksies uit.
Die strukturele eenheid van chromosome is die geen. Dit is 'n gedeelte van die DNS-molekule wat vir 'n spesifieke proteïen kodeer.
Nucleolus
Die selkern het nog een organel - die nukleolus. Dit word nie deur 'n membraan van die karioplasma geskei nie, maar dit is maklik om op te let wanneer die sel met 'n mikroskoop ondersoek word. Sommige kerne kan veelvuldige nukleoli hê. Daar is ook dié waarin sulke organelle heeltemal afwesig is.
Die vorm van die kern lyk soos 'n sfeer, het 'n redelik klein grootte. Dit bevat verskeie proteïene. Die hooffunksie van die nukleolus is die sintese van ribosomale RNA en die ribosome self. Hulle is nodig vir die skepping van polipeptiedkettings. Nukleoli vorm rondom spesiale streke van die genoom. Hulle word nukleolêre organiseerders genoem. Dit bevat die ribosomale RNA-gene. Die nukleolus is onder andere die plek met die hoogste konsentrasie proteïen in die sel. 'n Deel van die proteïene is nodig om die funksies van die organoïed te verrig.
Die nukleolus bestaan uit twee komponente: korrel en fibrillêr. Die eerste is die rypwordende ribosoomsubeenhede. In die fibrillêre sentrum word die sintese van ribosomale RNA uitgevoer. Die korrelkomponent omring die fibrillêre komponent wat in die middel van die nukleolus geleë is.
Selkern en sy funksies
Die rol watspeel die kern, is onlosmaaklik verbind met sy struktuur. Die interne strukture van die organoïde implementeer gesamentlik die belangrikste prosesse in die sel. Dit huisves die genetiese inligting wat die struktuur en funksie van die sel bepaal. Die kern is verantwoordelik vir die berging en oordrag van oorerflike inligting tydens mitose en meiose. In die eerste geval ontvang die dogtersel 'n stel gene wat identies is aan die ouer. As gevolg van meiose word kiemselle gevorm met 'n haploïede stel chromosome.
Nog 'n nie minder belangrike funksie van die kern is die regulering van intrasellulêre prosesse. Dit word uitgevoer as gevolg van die beheer van die sintese van proteïene wat verantwoordelik is vir die struktuur en funksionering van sellulêre elemente.
Invloed op proteïensintese het 'n ander uitdrukking. Die kern, wat die prosesse binne die sel beheer, verenig al sy organelle in 'n enkele sisteem met 'n goed funksionerende werksmeganisme. Mislukkings daarin lei as 'n reël tot seldood.
Laastens, die kern is die plek van sintese van ribosoomsubeenhede, wat verantwoordelik is vir die vorming van dieselfde proteïen uit aminosure. Ribosome is onontbeerlik in die proses van transkripsie.
Die eukariotiese sel is 'n meer volmaakte struktuur as die prokariotiese een. Die voorkoms van organelle met hul eie membraan het dit moontlik gemaak om die doeltreffendheid van intrasellulêre prosesse te verhoog. Die vorming van 'n kern omring deur 'n dubbele lipiedmembraan het 'n baie belangrike rol in hierdie evolusie gespeel. Die beskerming van oorerflike inligting deur die membraan het dit vir antieke eensellige organismes moontlik gemaak om te bemeesterorganismes in nuwe lewenswyses. Onder hulle was fagositose, wat volgens een weergawe gelei het tot die ontstaan van 'n simbiotiese organisme, wat later die stamvader van die moderne eukariotiese sel met al sy kenmerkende organelle geword het. Die selkern, die struktuur en funksies van sommige nuwe strukture het dit moontlik gemaak om suurstof in metabolisme te gebruik. Die gevolg hiervan was 'n kardinale verandering in die Aarde se biosfeer, die grondslag is gelê vir die vorming en ontwikkeling van meersellige organismes. Vandag oorheers eukariotiese organismes, wat mense insluit, die planeet, en niks voorspel veranderinge in hierdie verband nie.
