Jadro

úvod

Bunkové jadro alebo jadro je najväčšou organelou v bunke a nachádza sa v cytoplazme eukaryotických buniek. Zaoblené jadro bunky, ohraničené dvojitou membránou (jadrový obal), obsahuje genetickú informáciu balenú v chromatíne, deoxyribonukleovej kyseline (DNA). Ako sklad genetických informácií má jadro bunky dedičnosť.

Funkcia bunkového jadra

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

Okrem ukladania genetických informácií zdvojnásobenie (replikácie) DNA a syntéza ribonukleových kyselín (RNA) transkripciou DNA (transkripcie), ako aj modifikácie tejto RNA (spracovanie) na najdôležitejšie funkcie bunkového jadra.

Okrem DNA v bunkovom jadre majú ľudia v mitochondriách mitochondriálnu DNA, ktorej replikácia je úplne nezávislá od jadra. Tu sú uložené informácie o mnohých proteínoch, ktoré sú potrebné pre respiračný reťazec.

Zistite viac o tejto téme: Bunkové dýchanie u ľudí

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

Čo je jadrová látka?

Jadrová látka je genetická informácia kódovaná 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 zvyšku fosfátu a bázy. Bázy sa nazývajú adenín, cytozín, guanín alebo tymín (alebo uracil v prípade RNA). DNA je jedinečná kvôli fixnej ​​sekvencii štyroch báz, ktorá sa u každého človeka líši.

DNA nie je vo forme voľného vlákna, ale je obalená okolo špeciálnych proteínov (histónov), ktoré sú súhrnne známe ako chromatín. Ak je tento chromatín ďalej komprimovaný, nakoniec sa vytvoria chromozómy, ktoré sú viditeľné pod mikroskopom v metafáze mitózy. Tyčinkovité telieska sú teda nosičmi 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.

Viac informácií o DNA

Jadro ďalej obsahuje jadro, ktoré je zvlášť zrejmé ako zhutnená zóna. Pozostáva z ribozomálnej RNA (rRNA).

Prečítajte si viac o tejto téme ribozómy

Čo je to karyoplazma?

Kryoplazma je známa aj ako jadrová plazma alebo nukleoplazma. Opisuje štruktúry, ktoré ležia v jadrovej membráne. Na rozdiel od toho existuje aj cytoplazma, ktorá je ohraničená membránou vonkajšej bunky (plazma).

Prečítajte si tiež: Bunková plazma v ľudskom tele

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

Veľkosť jadra

Jadrá eukaryotických buniek majú obvykle zaoblený tvar a priemer 5-16 um. Na svetelnom mikroskope je zreteľne viditeľný viditeľný jadro a má priemer 2–6 µm. Vzhľad a veľkosť bunkového jadra vo všeobecnosti silne závisia od typu bunky a druhu.

Dvojitá membrána bunkového jadra

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

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

Rovnako ako všetky dvojité membrány, aj jadrový obal má vodu milujúci (hydrofilné) a vyhýbanie sa vode (hydrofóbna) Časť, a preto je rozpustný v tukoch a vo vode (amfifilickej). Vo vodných roztokoch tvoria polárne lipidy dvojitej membrány agregáty a sú usporiadané tak, že hydrofilná časť je obrátená proti vode, zatiaľ čo hydrofóbne časti dvojitej vrstvy sú navzájom spojené. Táto špeciálna štruktúra vytvára podmienky pre selektívnu priepustnosť dvojitej membrány, čo znamená, že bunkové membrány sú priepustné len pre určité látky.

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

Prečítajte si viac na tému: Bunková membrána

Na čo sú potrebné jadrové póry?

Póry v membráne sú komplexné 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.

Tieto molekuly zahŕňajú napríklad mRNA, ktorá má veľký význam pri replikácii a následnej translácii. DNA sa najskôr skopíruje do bunkového jadra, takže sa vytvorí mRNA. Táto kópia genetického materiálu opúšťa jadro bunky jadrovými pórmi a dosahuje ribozómy, kde dochádza k translácii.

Funkcie bunkového jadra

V bunkovom jadre sa uskutočňujú dva základné biologické procesy: na jednej strane replikácia DNA a na druhej strane transkripcia, t. J. Transkripcia DNA do RNA.

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

Počas transkripcie sa jeden z dvoch reťazcov DNA používa ako templát a konvertuje sa na komplementárnu sekvenciu RNA. Ktoré gény sa transkribujú, určujú rôzne transkripčné faktory. Výsledná RNA je modifikovaná v mnohých ďalších krokoch. Stabilný konečný produkt, ktorý možno exportovať do cytoplazmy a nakoniec preložiť do proteínových stavebných blokov, sa nazýva messenger RNA (mRNA).

Zistite viac o tom: Úlohy bunkového jadra

Čo sa stane, keď sa bunkové jadro delí?

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

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

Na rozdiel od toho meióza pozostáva z celkom dvoch základných divízií. Výsledkom dokončenej meiózy sú štyri bunky, ktoré obsahujú haploidnú sadu chromozómov. Tieto zárodočné bunky sú potrebné na sexuálnu reprodukciu, a preto sa nachádzajú iba v pohlavných orgánoch.

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

Keď sa vajíčka a spermie spoja počas oplodnenia, dve haploidné sady chromozómov tvoria bunku s jednou sadou diploidov.

Prečítajte si viac na tému: Delenie bunkových jadier

Čo je prenos bunkového jadra?

Prenos jadra (synonymum: transplantácia jadra) je zavedenie jadra do vajíčkovej bunky bez jadra. Toto bolo umelo vyrobené vopred, napríklad pomocou UV žiarenia. Teraz nukleovaná vaječná bunka sa potom môže vložiť do pohlavne zrelého jedinca a preniesť do stavu. Týmto spôsobom získava predtým nukleovaná bunka genetickú informáciu a v dôsledku toho sa zmení.

Tento postup predstavuje typ asexuálneho oplodnenia a bol prvýkrát použitý v roku 1968. Existujú terapeutické prístupy, ktorých cieľom je produkovať špecifické tkanivá z kmeňových buniek, ktoré sa môžu 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 mnoho zvierat počas tohto procesu uhynie alebo sa narodí choré. Najznámejším príkladom je klonovaná ovca Dolly. Táto klonovaná ovca bola geneticky identická s jej materským zvieraťom.

Jadro nervovej bunky

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

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

Prijímanie a prenos informácií vo forme elektrických impulzov (akčné potenciály) je najdôležitejšou úlohou neurónov. Neurotransmitery sú chemické posly, ktoré umožňujú nervovým bunkám navzájom komunikovať. Ako kontrolné centrum neurónu bunkové jadro primárne reguluje produkciu rôznych messengerových látok a expresiu príslušných receptorov.

Viazaním neurotransmitera na príslušný receptor sa zodpovedajúci účinok prenáša na nervovú bunku. Je nevyhnutné, aby neexistovali žiadne účinky špecifické pre vysielač, ale len účinky špecifické pre receptor. To znamená, že účinok látky messenger závisí od receptora.