Jadro

úvod

Jadro alebo jadro je najväčšia organela v bunke a nachádza sa v cytoplazme eukaryotických buniek. Zaoblené bunkové jadro ohraničené dvojitou membránou (jadrový obal) obsahuje genetickú informáciu zabalenú v chromatíne, deoxyribonukleovej kyseline (DNA). Ako úložisko genetickej informácie má jadro bunky pre dedičnosť ústredný význam.

Funkcia bunkového jadra

Všetky ľudské bunky okrem erytrocytov majú jadro, v ktorom je DNA vo forme chromozómov. Bunkové jadro reguluje a riadi všetky procesy, ktoré prebiehajú v bunke. Napríklad pokyny pre syntézu bielkovín, prenos genetickej informácie, delenie buniek a rôzne metabolické procesy.

Okrem ukladania genetických informácií sa zdvojnásobenie (Replikácia) DNA a syntéza ribonukleových kyselín (RNA) transkripciou DNA (prepis), ako aj modifikáciu tejto RNA (spracovanie) na najdôležitejšie funkcie bunkového jadra.

Okrem DNA v bunkovom jadre má človek v mitochondriách aj mitochondriálnu DNA, ktorej replikácia je na jadre úplne nezávislá. Ukladajú sa tu informácie o mnohých proteínoch, ktoré sú potrebné pre dýchací reťazec.

Zistite viac o tejto téme: Bunkové dýchanie u ľudí

Ilustrácia bunkového jadra

1. Jadro -
   Jadro
2. Vonkajšia jadrová membrána
   (Jadrová obálka)
   Nucleolemma
3. Vnútorná jadrová membrána
4. Jadrové telieska
   Nucleolus
5. Jadrová plazma
   Nukleoplazma
6. DNA vlákno
7. Jadrový pór
8. Chromozómy
9. bunka
   Celulla
   A - jadro
   B - bunka

Prehľad všetkých snímok od Dr-Gumperta nájdete pod: lekárske snímky

Čo je to jadrová látka?

Jadrová látka je genetická informácia zakódovaná v jadre. Toto je tiež známe ako DNA (kyselina deoxyribonukleová). Molekula DNA alebo RNA je zase tvorená základnými chemickými stavebnými blokmi, nukleotidmi, a pozostáva z cukru (deoxyribóza pre DNA alebo ribóza pre RNA), kyslého fosfátového zvyšku a zásady. Bázy sa nazývajú adenín, cytozín, guanín alebo tymín (alebo v prípade RNA uracil). DNA je jedinečná vďaka pevnej sekvencii štyroch báz, ktorá sa líši u každého človeka.

DNA nie je vo forme voľného vlákna, ale je obklopená špeciálnymi proteínmi (histónmi), ktoré sa súhrnne nazývajú chromatín. Ak sa tento chromatín ďalej komprimuje, nakoniec sa vytvoria chromozómy, ktoré sú pod mikroskopom viditeľné v mikroskope. metafáza mitózy. Tyčinkovité telieska sú teda nositeľmi genetickej informácie a podieľajú sa na rozdelení jadra. Normálna bunka ľudského tela má 46 chromozómov, ktoré sú usporiadané v pároch (dvojitá alebo diploidná sada chromozómov). 23 chromozómov pochádza od matky a 23 chromozómov od otca.

Získajte viac informácií o DNA

Okrem toho jadro obsahuje jadierko, ktoré je obzvlášť viditeľné ako zhutnená zóna. Skladá sa z ribozomálnej RNA (rRNA).

Prečítajte si viac o tejto téme Ribozómy

Čo je to táryoplazma?

Karyoplazma je tiež známa ako jadrová plazma alebo nukleoplazma. Opisuje štruktúry, ktoré ležia v jadrovej membráne. Naproti tomu existuje aj cytoplazma, ktorá je ohraničená vonkajšou bunkovou membránou (plazmalemma).

Môžete si tiež prečítať toto: Bunková plazma v ľudskom tele

Tieto dve izby pozostávajú prevažne z vody a rôznych prísad. Dôležitým rozdielom medzi kryoplazmou a cytoplazmou sú rôzne koncentrácie elektrolytov, ako sú Cl- (chlorid) a Na + (sodík). Toto špeciálne prostredie v karyoplazme predstavuje optimálne prostredie pre procesy replikácie a transkripcie.Cromatín, ktorý obsahuje genetický materiál, a nukleolus sú tiež uložené v karyoplazme.

Veľkosť jadra

Jadrá eukaryotických buniek majú zvyčajne zaoblený tvar a priemer 5 - 16 µm. Viditeľné jadierko je zreteľne viditeľné vo svetelnom mikroskope a má priemer 2 - 6 µm. Všeobecne vzhľad a veľkosť bunkového jadra silne závisia od typu a druhu bunky.

Dvojitá membrána bunkového jadra

Bunkové jadro je od cytoplazmy oddelené dvojitou membránou. Táto dvojitá membrána sa nazýva jadrový obal a skladá sa z vnútornej a vonkajšej jadrovej membrány, medzi ktorými je perinukleárny priestor. Obidve membrány sú navzájom spojené pórmi a tvoria tak fyziologickú jednotku (pozri nasledujúcu časť).

Všeobecne dvojité membrány vždy pozostávajú z lipidovej dvojvrstvy, v ktorej sú zabudované rôzne proteíny. Tieto proteíny môžu byť modifikované rôznymi zvyškami cukru a umožňujú špecifické biologické funkcie jadrovej membrány.

Rovnako ako všetky dvojité membrány má jadrový obal vodomilný (hydrofilný) a tiež ako prostriedok zabraňujúci vode (hydrofóbne) Porcia, a preto je rozpustný v tukoch a vo vode (amfifilné). Vo vodných roztokoch tvoria polárne lipidy dvojitej membrány agregáty a sú usporiadané tak, že hydrofilná časť smeruje k vode, zatiaľ čo hydrofóbne časti dvojitej vrstvy sú navzájom spojené.Táto špeciálna štruktúra vytvára predpoklad selektívnej permeability dvojitej membrány, čo znamená, že bunkové membrány sú priepustné iba pre určité látky.

Okrem regulovanej výmeny látok slúži jadrový obal aj na vymedzenie (Kompenzácia) bunkového jadra a vytvára fyziologickú bariéru, takže do a z bunkového jadra sa môžu dostať iba určité látky.

Prečítajte si viac o téme: Bunková membrána

Na čo potrebujete jadrové póry?

Póry v membráne sú zložité kanály s priemerom 60 až 100 nm, ktoré tvoria fyziologickú bariéru medzi jadrom a cytoplazmou. Sú potrebné na transport určitých molekúl do alebo z bunkového jadra.

Medzi tieto molekuly patrí napríklad mRNA, ktorá hrá hlavnú úlohu pri replikácii a následnej translácii. DNA sa najskôr kopíruje v bunkovom jadre, aby sa vytvorila mRNA. Táto kópia genetického materiálu opúšťa bunkové jadro jadrovými pórmi a prichádza k ribozómom, kde dochádza k translácii.

Funkcie bunkového jadra

V bunkovom jadre prebiehajú dva základné biologické procesy: na jednej strane replikácia DNA a na druhej strane transkripcia, teda transkripcia DNA na RNA.

Počas bunkového delenia (mitózy) sa DNA zdvojnásobuje (replikácia). Až po zdvojnásobení celej genetickej informácie sa môže bunka rozdeliť a vytvoriť tak základ pre rast a obnovu buniek.

Počas transkripcie sa jeden z dvoch reťazcov DNA použije ako templát a prevedie sa na komplementárnu sekvenciu RNA. Rôzne transkripčné faktory určujú, ktoré gény sa transkribujú. Výsledná RNA je modifikovaná v mnohých ďalších krokoch. Stabilný konečný produkt, ktorý je možné exportovať do cytoplazmy a nakoniec preložiť do stavebných blokov proteínu, sa nazýva messenger RNA (mRNA).

Zistite o tom viac: Funkcie bunkového jadra

Čo sa stane, keď sa bunkové jadro rozdelí?

Rozdelením bunkového jadra sa rozumie rozdelenie bunkového jadra, ktoré môže prebiehať dvoma rôznymi spôsobmi. Tieto dva typy, mitóza a meióza, sa líšia svojim procesom a tiež funkciou. V závislosti od typu delenia bunkových jadier sa získavajú rôzne dcérske bunky.

Po ukončení mitózy máte dve dcérske bunky, ktoré sú identické s materskou bunkou a ktoré majú tiež diploidnú sadu chromozómov. Tento typ delenia bunkových jadier prevažuje v ľudskom organizme. Ich funkciou je obnova všetkých buniek, ako sú bunky kože alebo bunky sliznice. Mitóza prebieha v niekoľkých fázach, ale existuje len jedno skutočné rozdelenie chromozómov.

Naproti tomu meióza pozostáva celkovo z dvoch základných delení. Výsledkom dokončenej meiózy sú štyri bunky, ktoré obsahujú haploidnú sadu chromozómov. Tieto zárodočné bunky sú nevyhnutné pre pohlavné rozmnožovanie, a preto sa dajú nájsť iba v pohlavných orgánoch.

U žien sú to vaječné bunky, ktoré sú vo vaječníkoch prítomné od narodenia. V mužských organizmoch sa spermie produkujú v semenníkoch a sú pripravené na oplodnenie.
Ak vás táto téma ďalej zaujíma, prečítajte si náš nasledujúci článok nižšie: Meióza - jednoducho vysvetlené!

Keď sa vajíčko a spermie spoja počas oplodnenia, vytvorí sa bunka s jednou sadou diploidných chromozómov z dvoch skupín haploidných chromozómov.

Prečítajte si viac o téme: Delenie bunkových jadier

Čo je to prenos bunkového jadra?

Transfer jadra (synonymum: transplantácia jadra) je zavedenie jadra do vaječnej bunky bez jadra. Táto bola umelo vyrobená vopred, napríklad pomocou UV žiarenia. Teraz nukleovaná vaječná bunka sa potom môže vložiť do sexuálne dospelého jedinca a nechať sa donosiť. Týmto spôsobom dostane predtým jadrová bunka genetickú informáciu a vo výsledku sa zmení.

Tento postup predstavuje druh bezpohlavného oplodnenia a prvýkrát sa použil v roku 1968. Existujú terapeutické prístupy, ktorých cieľom je produkcia špecifických tkanív z kmeňových buniek, ktoré sa dajú použiť na transplantáciu. Okrem toho sa na klonovanie môže použiť jadrový prenos somatických buniek. Z etických dôvodov je to však povolené iba pre zvieratá, aj keď je to tu tiež kontroverzné, pretože veľa zvierat počas tohto procesu uhynie alebo sa narodí chorých. Najznámejším príkladom je klonovaná ovca Dolly. Táto klonovaná ovca bola geneticky identická s matkou.

Jadro nervovej bunky

Nervové bunky (neuróny) sú terminálne diferencované bunky. Na rozdiel od iných buniek sa už nemôžu deliť. Neuróny však majú schopnosť regenerácie a špecifické opakovanie úloh („mozgový tréning“) zvyšuje plasticitu mozgu.

Bunkové jadro leží v tele bunky (soma) nervovej bunky. Jadrový obal obsahuje myelín, látku, ktorá sa vyskytuje špecificky v nervovom systéme, a má iba nižší podiel bielkovín ako iné dvojité membrány.

Príjem a prenos informácií vo forme elektrických impulzov (akčných potenciálov) je najdôležitejšou úlohou neurónov. Neurotransmitery sú chemickí poslovia, ktorí umožňujú nervovým bunkám navzájom komunikovať. Ako riadiace centrum neurónu bunkové jadro primárne reguluje produkciu rôznych látok prenášajúcich informácie a expresiu príslušných receptorov.

Väzbou neurotransmiteru na vhodný receptor sa zodpovedajúci účinok prenáša na nervovú bunku. Je nevyhnutné, aby neexistovali žiadne účinky špecifické pre vysielač, ale iba účinky špecifické pre receptor. To znamená, že účinok poslovej látky závisí od receptora.