Sel ialah unit asas organisma hidup di Bumi dan mempunyai struktur kimia kompleks yang dipanggil organel. Ini termasuk nukleolus, struktur dan fungsi yang akan kita pelajari dalam artikel ini.
Ciri nukleus eukariotik
Sel nuklear mengandungi organel bulat bukan membran, lebih tumpat daripada karyoplasma, dan dipanggil nukleolus atau nukleolus. Mereka ditemui pada abad ke-19. Kini nukleolus dikaji sepenuhnya terima kasih kepada mikroskop elektron. Hampir sehingga 50-an abad ke-20, fungsi nukleolus tidak ditentukan, dan saintis menganggap organel ini, sebaliknya, sebagai takungan bahan simpanan yang digunakan semasa mitosis.
Penyelidikan moden telah membuktikan bahawa organoid termasuk butiran yang bersifat nukleoprotein. Selain itu, eksperimen biokimia telah mengesahkan bahawa organel mengandungi sejumlah besar protein. Merekalah yang menentukan kepadatan tingginya. Selain protein, nukleolus mengandungi RNA dan sejumlah kecil DNA.
Kitaran sel
Adalah menarik bahawa dalam kehidupan sel, yang terdiri daripadatempoh rehat (interphase) dan pembahagian (meiosis - dalam jantina, mitosis - dalam sel somatik), nukleolus tidak dipelihara secara kekal. Jadi, dalam interphase, nukleus dengan nukleolus, yang fungsinya adalah pemeliharaan genom dan pembentukan organel pensintesis protein, semestinya ada. Pada permulaan pembahagian sel, iaitu dalam profase, ia hilang dan terbentuk semula hanya pada penghujung telofase, kekal dalam sel sehingga bahagian seterusnya atau sehingga apoptosis - kematiannya.
Penganjur nuklear
Pada 30-an abad yang lalu, saintis mendapati bahawa pembentukan nukleolus dikawal oleh bahagian tertentu beberapa kromosom. Ia mengandungi gen yang menyimpan maklumat tentang struktur dan fungsi nukleolus dalam sel. Terdapat korelasi antara bilangan penganjur nukleolar dan organel itu sendiri. Contohnya, katak bercakar mengandungi dalam kariotipenya dua kromosom pembentuk nukleolar dan, oleh itu, terdapat dua nukleolus dalam nukleus sel somatiknya.
Oleh kerana fungsi nukleolus, serta kehadirannya, berkait rapat dengan pembahagian sel dan pembentukan ribosom, organel itu sendiri tidak terdapat dalam tisu otak yang sangat khusus, darah, dan juga dalam blastomer suatu menghancurkan zigot.
Penguatan Nukleol
Dalam peringkat sintetik interfasa, bersama-sama dengan pertindihan diri DNA, terdapat replikasi berlebihan bilangan gen rRNA. Oleh kerana fungsi utama nukleolus adalah penghasilan ribosom, bilangan organel ini meningkat dengan mendadak disebabkan oleh oversintesis lokus DNA yang membawa maklumat tentang RNA. Nukleoprotein tidak dikaitkan dengankromosom mula berfungsi secara autonomi. Akibatnya, banyak nukleolus terbentuk dalam nukleus, menjauhkan diri mereka daripada kromosom pembentuk nukleolus. Fenomena ini dipanggil penguatan gen rRNA. Meneruskan mengkaji fungsi nukleolus dalam sel, kami perhatikan bahawa sintesis mereka yang paling aktif berlaku dalam profasa pembahagian pengurangan meiosis, akibatnya oosit peringkat pertama boleh mengandungi beberapa ratus nukleoli.
Kepentingan biologi fenomena ini menjadi jelas, memandangkan pada peringkat awal embriogenesis: penghancuran dan letupan, sejumlah besar ribosom diperlukan untuk mensintesis bahan binaan utama - protein. Penguatan ialah proses yang agak biasa; ia berlaku dalam oogenesis tumbuhan, serangga, amfibia, yis, dan juga dalam sesetengah protista.
Komposisi histokimia organel
Mari kita teruskan kajian sel eukariotik dan strukturnya, dan pertimbangkan nukleolus, struktur dan fungsinya saling berkaitan. Telah ditetapkan bahawa ia mengandungi tiga jenis unsur:
- Nukleonema (pembentukan berfilamen). Mereka adalah heterogen dan mengandungi fibril dan ketulan. Sebagai sebahagian daripada kedua-dua sel tumbuhan dan haiwan, nukleoneme membentuk pusat fibrillar. Struktur dan fungsi sitokimia nukleolus juga bergantung pada kehadiran matriks di dalamnya - rangkaian molekul protein penyokong struktur tertier.
- Vakuol (kawasan terang).
- Berbutir berbutir (nukleolin).
Dari sudut analisis kimia, organel ini hampir keseluruhannya terdiri daripada RNA dan protein, danDNA hanya terletak di pinggirnya, membentuk struktur berbentuk cincin - kromatin perinucleolar.
Jadi, kami telah menetapkan bahawa nukleolus terdiri daripada lima pembentukan: pusat fibrillar dan berbutir, kromatin, retikulum protein dan komponen fibrillar padat.
Jenis nukleolus
Struktur biokimia organel ini bergantung pada jenis sel di mana ia berada, serta ciri metabolismenya. Terdapat 5 jenis struktur utama nukleolus. Yang pertama - reticular, adalah yang paling biasa dan dicirikan oleh banyak bahan fibrillar padat, ketulan nukleoprotein dan nukleon. Proses menulis semula maklumat daripada penganjur nukleolar sangat aktif, jadi pusat fibrillar kurang kelihatan dalam bidang pandangan mikroskop.
Memandangkan fungsi utama nukleolus dalam sel ialah sintesis subunit ribosom, dari mana organel pensintesis protein terbentuk, jenis organisasi retikular adalah wujud dalam kedua-dua sel tumbuhan dan haiwan. Jenis nukleolus berbentuk cincin ditemui dalam sel tisu penghubung: limfosit dan endotheliosit, di mana gen rRNA secara praktikal tidak ditranskripsikan. Nukleolus sisa berlaku dalam sel yang telah kehilangan sepenuhnya keupayaan untuk menyalin, seperti normoblast dan enterosit.
Spesies diasingkan wujud dalam sel yang mengalami keracunan dengan karsinogen, antibiotik. Dan, akhirnya, jenis padat nukleolus dicirikan oleh banyak pusat fibrillar dan sejumlah kecilnukleonem.
Matriks nukleolar protein
Mari kita teruskan kajian struktur dalaman struktur nukleus dan tentukan apakah fungsi nukleolus dalam metabolisme sel. Adalah diketahui bahawa kira-kira 60% daripada jisim kering organel ini diambil kira oleh protein yang membentuk kromatin, zarah ribosom, dan juga oleh protein nukleolar itu sendiri. Mari kita membincangkannya dengan lebih terperinci. Beberapa protein terlibat dalam pemprosesan - pembentukan RNA ribosom matang. Ini termasuk RNA polimerase 1 dan nuklease, yang mengeluarkan triplet tambahan dari hujung molekul rRNA. Protein fibrillarin terletak dalam komponen fibrillar padat dan, seperti nuklease, menjalankan pemprosesan. Satu lagi protein ialah nukleolin. Bersama-sama dengan fibrillarin, ia ditemui dalam PFC dan FC nukleolus dan dalam penyusun nukleolar kromosom profasa mitosis.
Polipeptida seperti nukleofosin terletak di zon berbutir dan komponen fibrillar padat, ia terlibat dalam pembentukan ribosom daripada subunit 40 S dan 60 S.
Apakah fungsi nukleolus
Sintesis RNA ribosom ialah tugas utama yang mesti dilakukan oleh nukleolus. Pada masa ini, transkripsi berlaku pada permukaannya (iaitu, di pusat fibrillar) dengan penyertaan enzim polimerase RNA. Pada penganjur nukleolar ini, beratus-ratus pra-ribosom, dipanggil globul ribonukleoprotein, disintesis. Mereka membentuk subunit ribosom, yang meninggalkan karyoplasma melalui liang nuklear dan berakhir di sitoplasma sel. Subunit kecil 40S mengikat kepada RNA messenger dan kemudian kepada merekasubunit besar 40S dilampirkan. Ribosom matang terbentuk, mampu menjalankan terjemahan - sintesis protein selular.
Dalam artikel ini, kami mengkaji struktur dan fungsi nukleolus dalam sel tumbuhan dan haiwan.
