Funkcie bunkového jadra

úvod

Bunkové jadro (jadro) tvorí najväčšiu organelu eukaryotických buniek a nachádza sa v cytoplazme, oddelená dvojitou membránou (jadrový obal). Bunkové jadro ako nosič genetickej informácie obsahuje genetickú informáciu vo forme chromozómov (reťazec DNA), a teda hrá podstatnú úlohu pri dedení. Väčšina buniek cicavcov má iba jedno jadro; toto je okrúhle a má priemer 5 až 16 mikrometrov. S určitými typmi buniek, napr. Svalové vlákna alebo špecializované bunky v kosti môžu mať viac ako jedno jadro.

Získajte viac informácií o Bunkové jadro

Funkcie bunkového jadra

Bunkové jadro je najdôležitejšou organelou v bunke a tvorí 10 až 15% objemu bunky. Jadro obsahuje väčšinu genetických informácií bunky. U ľudí, okrem bunkového jadra, mitochondrie obsahujú aj DNA („mitochondriálna DNA“). Mitochondriálny genóm však kóduje iba niekoľko proteínov, ktoré sú hlavne potrebné v dýchacom reťazci na výrobu energie.

Prečítajte si viac o tom na:

• mitochondrie
• Dýchanie buniek u ľudí (dýchací reťazec)

Ilustrácia bunkového jadra

1. Bunkové jadro -
   jadro
2. Vonkajšia jadrová membrána
   (Jadrová obálka)
   Nucleolemma
3. Vnútorná jadrová membrána
4. Jadrové telieska
   jadierko
5. Jadrová plazma
   nucleoplasm
6. Vlákno DNA
7. Jadrový pór
8. chromozómy
9. bunka
   Celulla
   Jadro A
   B - bunka

Prehľad všetkých obrázkov od Dr-Gumperta nájdete pod: lekárske obrázky

Uchovávanie genetických informácií

Ako zásoba kyseliny deoxyribonukleovej (DNA) je jadro bunky kontrolným centrom bunky a reguluje mnoho dôležitých procesov bunkového metabolizmu. Bunkové jadro je nevyhnutné pre fungovanie bunky. Bunky bez jadra zvyčajne nemôžu prežiť. Výnimkou sú jadrové erytrocyty (erytrocyty). Okrem regulačných funkcií zahŕňajú úlohy bunkového jadra ukladanie, duplikáciu a prenos DNA.

DNA leží vo forme dlhého vláknovitého dvojitého špirálu v jadre bunky, kde je kompaktne zabalená do chromozómov s jadrovými proteínmi, histónmi. Chromozómy pozostávajú z chromatínu, ktorý počas delenia buniek kondenzuje iba za vzniku mikroskopicky viditeľných chromozómov. Každá ľudská bunka obsahuje 23 chromozómov, každý v duplikáte, ktoré sú dedené od oboch rodičov. Polovica génov v bunke pochádza od matky, druhá polovica od otca.

Bunkové jadro riadi metabolické procesy v bunke pomocou messengerových molekúl vyrobených z RNA. Genetická informácia kóduje proteíny, ktoré sú zodpovedné za funkciu a štruktúru bunky. Ak je to potrebné, určité úseky DNA, nazývané gény, sa transkribujú do messengerovej látky (messengerová RNA alebo mRNA) .Vytvorená mRNA opúšťa jadro bunky a slúži ako templát pre syntézu príslušných proteínov.

Predstavte si DNA ako akýsi šifrovaný jazyk pozostávajúci zo štyroch písmen. Sú to štyri bázy: adenín, tymín, guanín a cytozín. Tieto listy tvoria slová, z ktorých každé pozostáva z troch základní a ktoré sa nazývajú kodóny.

Každý kodón kóduje špecifickú aminokyselinu, a teda tvorí základ pre proteínovú biosyntézu, pretože sekvencia báz génov je translatovaná na proteín spojením príslušných aminokyselín. Celá táto šifrovaná informácia sa nazýva genetický kód. Vďaka špecifickej sekvencii báz je naša DNA jedinečná a určuje naše gény.

Do štruktúry DNA sú však zapojené nielen bázy. DNA sa skladá z nukleotidov v rade, ktoré zase pozostávajú z cukru, fosfátu a bázy. Nukleotidy predstavujú kostru DNA, ktorá je vo forme skrutkovitej dvojzávitnice. Okrem toho sa tento reťazec ďalej kondenzuje, takže sa zmestí do malého jadra bunky. Potom hovoríme aj o chromozómoch ako o forme balenia pre DNA. Pri každom delení buniek sa skopíruje úplná DNA, takže každá dcérska bunka obsahuje aj úplne identickú genetickú informáciu.

Chromozómy používané na balenie DNA

Chromozóm je určitá forma balenia nášho genetického materiálu (DNA), ktorá je viditeľná iba pri delení buniek. DNA je lineárna štruktúra, ktorá je príliš dlhá na to, aby sa zmestila do jadra našej bunky v jej prirodzenom stave. Tento problém je vyriešený rôznymi priestorovo úspornými špirálami DNA a začlenením malých proteínov, okolo ktorých sa môže DNA ďalej obalovať. Najkompaktnejšou formou DNA sú chromozómy. Pod mikroskopom sa javia ako malé tyčinkovité telieska so stredným zúžením.Táto forma DNA sa dá pozorovať iba pri delení buniek, t.j. pri mitóze. Bunkové delenie sa dá zase rozdeliť do niekoľkých fáz, pričom chromozómy sú najlepšie zastúpené v metafáze. Normálne telesné bunky majú dvojitú sadu chromozómov, ktorá pozostáva zo 46 chromozómov.

Ďalšie informácie o delení bunkových jadier sú k dispozícii na: mitosis

RNA ako súčasť bunkového jadra

RNA opisuje ribonukleovú kyselinu, ktorá má štruktúru podobnú štruktúre DNA. Je to však jednovláknová štruktúra, ktorá sa líši od DNA v jednotlivých zložkách. Okrem toho je RNA tiež oveľa kratšia ako DNA a má v porovnaní s ňou niekoľko rôznych úloh. Týmto spôsobom môže byť RNA rozdelená do rôznych podskupín RNA, ktoré vykonávajú rôzne úlohy. Okrem iného hrá mRNA dôležitú úlohu pri delení bunkových jadier. Rovnako ako tRNA sa používa aj na produkciu proteínov a enzýmov. Ďalšou podskupinou RNA je rRNA, ktorá je súčasťou ribozómov, a preto sa podieľa aj na produkcii proteínov.

Syntézy bielkovín

Prvým krokom v proteínovej biosyntéze je transkripcia DNA do mRNA (transkripcie) a prebieha v jadre bunky. Vlákno DNA slúži ako templát pre komplementárnu sekvenciu RNA. Pretože v bunkovom jadre nemôžu byť produkované žiadne proteíny, musí sa vytvorená mRNA uvoľniť do cytoplazmy a priviesť do ribozómov, kde dochádza k skutočnej syntéze proteínov. V ribozómoch je mRNA premenená na sekvenciu aminokyselín, ktoré sa používajú na tvorbu proteínov. Tento proces je známy ako preklad.

Predtým, ako môže byť messengerová RNA transportovaná z jadra, je najskôr spracovaná v mnohých krokoch, to znamená, že určité sekvencie sú buď pripojené alebo vystrihnuté a znovu spojené. To znamená, že z jedného transkriptu môžu vzniknúť rôzne proteínové varianty. Tento proces umožňuje ľuďom produkovať veľké množstvo rôznych proteínov s relatívne malým počtom génov.

replikácie

Ďalšou dôležitou funkciou bunky, ktorá sa odohráva v jadre bunky, je duplikácia DNA (replikácie). V bunke je konštantný cyklus hromadenia a rozkladu: staré bielkoviny, znečisťujúce látky a produkty metabolizmu sa rozkladajú, nové bielkoviny sa musia syntetizovať a musí sa vytvárať energia. Bunka ďalej rastie a delí sa na dve identické dcérske bunky. Predtým, ako sa bunka môže rozdeliť, musia sa najskôr duplikovať všetky genetické informácie. Je to dôležité, pretože genóm všetkých buniek v organizme je úplne totožný.

Replikácia prebieha v presne definovanom čase v čase delenia buniek v bunkovom jadre; oba procesy sú úzko spojené a sú kontrolované určitými proteínmi (enzýmy) regulované. Najprv sa dvojvláknová DNA oddelí a každý jednotlivý reťazec slúži ako templát pre následnú duplikáciu. Aby to bolo možné urobiť, rôzne enzýmy sa pripájajú k DNA a dopĺňajú jeden reťazec, aby vytvorili novú dvojitú špirálu. Na konci tohto procesu bola vytvorená presná kópia DNA, ktorá sa môže pri delení preniesť na dcérsku bunku.

Ak sa však vyskytnú chyby v jednej z fáz bunkového cyklu, môžu sa vyvinúť rôzne mutácie. Existujú rôzne typy mutácií, ktoré sa môžu vyskytnúť spontánne počas rôznych fáz bunkového cyklu. Napríklad, ak je gén defektný, nazýva sa génová mutácia. Ak však chyba ovplyvňuje určité chromozómy alebo chromozómové časti, jedná sa o chromozómovú mutáciu. Ak je ovplyvnené číslo chromozómu, vedie to k mutácii genómu.

Táto téma by vás mohla tiež zaujímať: Chromozómová aberácia - čo to znamená?

Jadrové póry a signálne dráhy

Dvojitá membrána jadrového obalu má póry, ktoré slúžia na selektívny transport proteínov, nukleových kyselín a signálnych látok z a do jadra.

Cez tieto póry vstupujú do jadra určité metabolické faktory a signálne látky a ovplyvňujú tam transkripciu určitých proteínov. Premena genetickej informácie na proteíny je prísne monitorovaná a je regulovaná mnohými metabolickými faktormi a signálnymi látkami, hovoríme o génovej expresii. Mnoho signálnych dráh, ktoré sa odohrávajú na konci bunky v jadre, kde ovplyvňuje génovú expresiu určitých proteínov.

Jadrové telo (jadro)

Vnútri jadra eukaryotických buniek je jadro, jadrové telo. Bunka môže obsahovať jeden alebo viac jadier a bunky, ktoré sú veľmi aktívne a často sa delia, môžu obsahovať až 10 jadier.

Jadro je sférická hustá štruktúra, ktorú je možné jasne vidieť pod svetelným mikroskopom a je jasne definovaná v jadre bunky. Tvorí funkčne nezávislú oblasť jadra, ale nie je obklopená vlastnou membránou. Jadro je tvorené DNA, RNA a proteínmi, ktoré ležia spolu v hustom konglomeráte. V jadre dochádza k dozrievaniu ribozomálnych podjednotiek. Čím viac proteínov je syntetizovaných v bunke, tým viac ribozómov je potrebných, a preto metabolicky aktívne bunky majú niekoľko jadrových telies.

Funkcia jadra v nervovej bunke

Jadro nervovej bunky má rôzne funkcie. Jadro nervovej bunky je umiestnené v tele bunky (soma) spolu s ďalšími zložkami buniek (organely), ako je endoplazmatické retikulum (ER) a Golgiho prístroj. Ako vo všetkých telesných bunkách, bunkové jadro obsahuje genetickú informáciu vo forme DNA. V dôsledku prítomnosti DNA sa iné telesné bunky dokážu duplikovať prostredníctvom mitózy. Nervové bunky sú však veľmi špecifické a vysoko diferencované bunky, ktoré sú súčasťou nervového systému. V dôsledku toho už nie sú schopní zdvojnásobiť sa. Bunkové jadro však preberá ďalšiu dôležitú úlohu. Nervové bunky sú, okrem iného, ​​zodpovedné za excitáciu našich svalov, čo nakoniec vedie k pohybu svalov. Komunikácia medzi nervovými bunkami a medzi nervovými bunkami a svalmi sa uskutočňuje prostredníctvom messengerových látok (vysielač). Tieto chemické látky a iné dôležité látky udržujúce život sa vyrábajú pomocou bunkového jadra. Dôležitú úlohu zohrávajú nielen bunkové jadro, ale aj ďalšie zložky soma. Bunkové jadro navyše riadi všetky metabolické dráhy vo všetkých bunkách, vrátane nervových buniek. Aby to bolo možné dosiahnuť, obsahuje bunkové jadro všetky naše gény, ktoré sa môžu v závislosti od použitia čítať a prekladať do požadovaných proteínov a enzýmov.

Ďalšie informácie o zvláštnych vlastnostiach nervovej bunky sú k dispozícii na: Nervová bunka