Die selkern is sy belangrikste organel, die plek van berging en reproduksie van oorerflike inligting. Dit is 'n membraanstruktuur wat 10-40% van die sel beslaan, waarvan die funksies baie belangrik is vir die lewe van eukariote. Selfs sonder die teenwoordigheid van 'n kern is die verwesenliking van oorerflike inligting egter moontlik. 'n Voorbeeld van hierdie proses is die lewensbelangrike aktiwiteit van bakteriële selle. Nietemin is die strukturele kenmerke van die kern en die doel daarvan baie belangrik vir 'n veelsellige organisme.
Ligging van die kern in die sel en sy struktuur
Die kern is geleë in die dikte van die sitoplasma en is in direkte kontak met die growwe en gladde endoplasmiese retikulum. Dit word omring deur twee membrane, waartussen die perinukleêre ruimte is. Binne die kern is daar 'n matriks, chromatien en 'n paar nukleoli.
Sommige volwasse menslike selle het nie 'n kern nie, terwyl ander funksioneer onder toestande van ernstige inhibisie van sy aktiwiteit. Oor die algemeen word die struktuur van die kern (skema) voorgestel as 'n kernholte, beperk deur 'n karyolemma van die sel, wat chromatien en nukleoli bevat wat in die nukleoplasma gefixeer is.kernmatriks.
Struktuur van die karyolemma
Vir die gerief om die kernsel te bestudeer, moet laasgenoemde as borrels waargeneem word, beperk deur skulpe van ander borrels. Die kern is 'n borrel met oorerflike inligting wat in die dikte van die sel geleë is. Dit word beskerm teen sy sitoplasma deur 'n dubbellaag-lipiedmembraan. Die struktuur van die dop van die kern is soortgelyk aan die selmembraan. Trouens, hulle word slegs deur die naam en aantal lae onderskei. Sonder dit alles is hulle identies in struktuur en funksie.
Die struktuur van die karyolemma (kernmembraan) is twee-laag: dit bestaan uit twee lipiedlae. Die buitenste bilipiedlaag van die karyolemma is in direkte kontak met die growwe retikulum van die sel-endoplasma. Interne karyolemma - met die inhoud van die kern. Daar is 'n perinukleêre spasie tussen die buitenste en binneste kariomembraan. Blykbaar is dit gevorm as gevolg van elektrostatiese verskynsels - afstoting van areas van gliserolreste.
Die funksie van die kernmembraan is om 'n meganiese versperring te skep wat die kern van die sitoplasma skei. Die binneste membraan van die kern dien as 'n fiksasieplek vir die kernmatriks - 'n ketting van proteïenmolekules wat die grootmaatstruktuur ondersteun. Daar is spesiale porieë in twee kernmembrane: boodskapper-RNA gaan daardeur die sitoplasma binne na die ribosome. In die dikte van die kern is daar verskeie nukleoli en chromatien.
Interne struktuur van die nukleoplasma
Kenmerke van die struktuur van die kern stel ons in staat om dit met die sel self te vergelyk. Binne die kern is daar ook 'n spesiale omgewing (nukleoplasma),verteenwoordig deur 'n gel-sol, 'n kolloïdale oplossing van proteïene. Binne dit is daar 'n nukleoskelet (matriks), verteenwoordig deur fibrillêre proteïene. Die belangrikste verskil lê slegs in die feit dat oorwegend suur proteïene in die kern teenwoordig is. Blykbaar is so 'n reaksie van die omgewing nodig om die chemiese eienskappe van nukleïensure en die voorkoms van biochemiese reaksies te bewaar.
Nucleolus
Die struktuur van die selkern kan nie sonder die nukleolus voltooi word nie. Dit is 'n spiraalvormige ribosomale RNA, wat in die rypwordingstadium is. Later sal 'n ribosoom daaruit verkry word - 'n organel wat nodig is vir proteïensintese. In die struktuur van die nukleolus word twee komponente onderskei: fibrillêr en globulêr. Hulle verskil slegs deur elektronmikroskopie en het nie hul eie membrane nie.
Die fibrillêre komponent is in die middel van die nukleolus. Dit is 'n string ribosomale-tipe RNA waaruit ribosomale subeenhede saamgestel sal word. As ons die kern (struktuur en funksies) in ag neem, dan is dit duidelik dat 'n korrelkomponent daarna daaruit gevorm sal word. Dit is dieselfde rypwordende ribosomale subeenhede wat in die latere stadiums van hul ontwikkeling is. Hulle vorm gou ribosome. Hulle word uit die nukleoplasma verwyder deur die kernporieë van die karyolemma en gaan die membraan van die growwe endoplasmiese retikulum binne.
Chromatien en chromosome
Die struktuur en funksies van die selkern is organies gekoppel: daar is net daardie strukture wat nodig is om oorerflike inligting te stoor en weer te gee. Daar is ook 'n karioskelet(kernmatriks), waarvan die funksie is om die vorm van die organel te handhaaf. Die belangrikste komponent van die kern is egter chromatien. Dit is chromosome wat die rol speel van lêerkaste van verskeie groepe gene.
Chromatien is 'n komplekse proteïen wat bestaan uit 'n polipeptied met 'n kwaternêre struktuur wat aan 'n nukleïensuur (RNA of DNA) gekoppel is. Chromatien is ook teenwoordig in bakteriële plasmiede. Byna 'n kwart van die totale gewig van chromatien bestaan uit histone - proteïene wat verantwoordelik is vir die "verpakking" van oorerflike inligting. Hierdie kenmerk van die struktuur word bestudeer deur biochemie en biologie. Die struktuur van die kern is kompleks juis as gevolg van die chromatien en die teenwoordigheid van prosesse wat die spiralisasie en despiralisering daarvan afwissel.
Die teenwoordigheid van histone maak dit moontlik om die DNA-string op 'n klein plek - in die selkern - te kondenseer en te voltooi. Dit gebeur soos volg: histone vorm nukleosome, wat 'n struktuur soos krale is. H2B, H3, H2A en H4 is die belangrikste histoonproteïene. Die nukleosoom word gevorm deur vier pare van elk van die aangebied histone. Terselfdertyd is histoon H1 'n skakelaar: dit word geassosieer met DNA op die plek waar die nukleosoom binnedring. DNS-verpakking vind plaas as gevolg van die "wikkeling" van 'n lineêre molekule om 8 histoonstruktuurproteïene.
Die struktuur van die kern, waarvan die skema hierbo aangebied word, dui op die teenwoordigheid van 'n solenoïedagtige struktuur van DNA wat op histone voltooi is. Die dikte van hierdie konglomeraat is ongeveer 30 nm. Terselfdertyd kan die struktuur verder gekompakteer word om minder spasie op te neem en minder daaraan blootgestel te wordmeganiese skade wat onvermydelik tydens die lewe van die sel plaasvind.
Chromatienbreuke
Die struktuur, struktuur en funksies van die selkern is gefikseer op die handhawing van die dinamiese prosesse van chromatienspiralisering en despiralisering. Daarom is daar twee hooffraksies daarvan: sterk spiraalvormig (heterochromatien) en effens spiraalvormig (euchromatien). Hulle is beide struktureel en funksioneel geskei. In heterochromatien is DNA goed beskerm teen enige invloede en kan dit nie getranskribeer word nie. Euchromatien is minder beskerm, maar gene kan gedupliseer word vir proteïensintese. Meestal wissel dele van heterochromatien en euchromatien deur die lengte van die hele chromosoom af.
Chromosome
Die selkern, waarvan die struktuur en funksies in hierdie publikasie beskryf word, bevat chromosome. Dit is 'n komplekse en kompak verpakte chromatien wat onder ligmikroskopie gesien kan word. Dit is egter net moontlik as 'n sel op die glasskyfie geleë is in die stadium van mitotiese of meiotiese deling. Een van die stadiums is die spiralisering van chromatien met die vorming van chromosome. Hulle struktuur is uiters eenvoudig: die chromosoom het 'n telomeer en twee arms. Elke meersellige organisme van dieselfde spesie het dieselfde struktuur van die kern. Sy chromosoom gedekte tafel is ook soortgelyk.
Implementering van kernfunksies
Die hoofkenmerke van die struktuur van die kern hou verband met die uitvoering van sekere funksies en die behoefte om dit te beheer. Die kern speel die rol van 'n bewaarplek van oorerflike inligting, dit wil sê dit is 'n soort lêerkas metgeskrewe volgordes van aminosure van alle proteïene wat in die sel gesintetiseer kan word. Dit beteken dat om enige funksie te verrig, 'n sel 'n proteïen moet sintetiseer, waarvan die struktuur in die geen gekodeer is.
Om die kern te laat "verstaan" watter spesifieke proteïen op die regte tyd gesintetiseer moet word, is daar 'n sisteem van eksterne (membraan) en interne reseptore. Inligting van hulle kom na die kern deur middel van molekulêre senders. Dikwels word dit deur die adenilaatsiklase-meganisme gerealiseer. Dit is hoe hormone (adrenalien, norepinefrien) en sommige middels met 'n hidrofiliese struktuur op die sel inwerk.
Die tweede meganisme van inligting-oordrag is intern. Dit is kenmerkend van lipofiele molekules - kortikosteroïede. Hierdie stof dring die bilipiedmembraan van die sel binne en gaan na die kern, waar dit met sy reseptor in wisselwerking tree. As gevolg van die aktivering van reseptorkomplekse wat op die selmembraan (adenilaatsiklasemeganisme) of op die karyolemma geleë is, word die aktiveringsreaksie van 'n sekere geen geaktiveer. Dit repliseer, op die basis daarvan word boodskapper-RNA gebou. Later, volgens die struktuur van laasgenoemde, word 'n proteïen gesintetiseer wat 'n sekere funksie verrig.
Die kern van veelsellige organismes
In 'n meersellige organisme is die strukturele kenmerke van die kern dieselfde as in 'n eensellige organisme. Alhoewel daar 'n paar nuanses is. Eerstens, meerselligheid impliseer dat 'n aantal selle hul eie spesifieke funksie (of verskeie) sal hê. Dit beteken dat sommige gene altyd sal weesgedepiraliseer terwyl ander onaktief is.
Byvoorbeeld, in vetweefselselle, sal proteïensintese onaktief wees, en daarom is die meeste van die chromatien in spiraalvorm. En in selle, byvoorbeeld die eksokriene deel van die pankreas, is die prosesse van proteïenbiosintese aan die gang. Daarom word hul chromatien gedepiraliseer. In daardie gebiede waarvan die gene die meeste gerepliseer word. Terselfdertyd is 'n sleutelkenmerk belangrik: die chromosoomstel van alle selle van een organisme is dieselfde. Slegs as gevolg van die differensiasie van funksies in die weefsels, word sommige van hulle van werk afgeskakel, terwyl ander meer dikwels as ander gedepiraliseer word.
Kernselle van die liggaam
Daar is selle waarvan die strukturele kenmerke van die kern dalk nie in ag geneem word nie, want as gevolg van hul lewensbelangrike aktiwiteit inhibeer hulle óf die funksie daarvan óf raak heeltemal daarvan ontslae. Die eenvoudigste voorbeeld is rooibloedselle. Dit is bloedselle, waarvan die kern slegs in die vroeë stadiums van ontwikkeling teenwoordig is, wanneer hemoglobien gesintetiseer word. Sodra daar genoeg daarvan is om suurstof te dra, word die kern uit die sel verwyder om dit te vergemaklik sonder om met suurstofvervoer in te meng.
In algemene terme is 'n eritrosiet 'n sitoplasmiese sak gevul met hemoglobien. 'n Soortgelyke struktuur is kenmerkend van vetselle. Die struktuur van die selkern van adiposiete is uiters vereenvoudig, dit verminder en skuif na die membraan, en die prosesse van proteïensintese word maksimaal geïnhibeer. Hierdie selle lyk ook soos "sakke" gevul met vet, alhoewel, natuurlik, die verskeidenheiddaar is effens meer biochemiese reaksies in hulle as in eritrosiete. Bloedplaatjies het ook nie 'n kern nie, maar hulle moet nie as volwaardige selle beskou word nie. Dit is fragmente van selle wat nodig is vir die implementering van hemostase-prosesse.
