Nukleus dalam sel eukariotik ialah organel pusat yang bergantung kepada aktiviti penting dan proses sintetik. Sebahagian besar kandungan nukleus diwakili oleh molekul DNA berfilamen yang berbeza-beza darjah pemadatan dalam kombinasi dengan protein. Ini ialah euchromatin (DNA decondensed) dan heterochromatin (cebisan DNA yang padat).
Euchromatin memainkan peranan penting dalam kehidupan sel. Ia membaca "arahan" untuk pemasangan asid ribonukleik (RNA), yang menjadi asas untuk sintesis molekul polipeptida.
Adakah semua orang mempunyai teras?
Semua makhluk hidup, dari sekecil-kecilnya hingga gergasi, dibekalkan dengan maklumat genetik dalam bentuk asid deoksiribonukleik. Terdapat dua bentuk asas yang berbeza untuk mewakilinya dalam sel:
- Organisme prokariotik (pra-nuklear) mempunyai sel tidak berkompartemen. Repositori satu-satunya DNA pekeliling bukan protein mereka hanyalah tampalansitoplasma dipanggil nukleoid. Replikasi asid nukleik dan sintesis protein berlaku dalam prokariot dalam ruang sel tunggal. Kami tidak akan melihatnya dengan mata kasar, kerana wakil kumpulan organisma ini adalah mikroskopik, bersaiz sehingga 3 mikron, bakteria.
- Organisme eukariotik dicirikan oleh struktur sel yang lebih kompleks, di mana maklumat keturunan dilindungi oleh membran berganda nukleus. Molekul DNA linear, bersama-sama dengan protein histon, membentuk kromatin, yang secara aktif menghasilkan RNA dengan bantuan kompleks polienzim. Sintesis protein berlaku dalam sitoplasma pada ribosom.
Nukleus yang terbentuk dalam sel eukariotik boleh dilihat semasa interfasa. Karyoplasma mengandungi tulang belakang protein (matriks), nukleolus dan kompleks nukleoprotein yang terdiri daripada bahagian heterokromatin dan eukromatin. Keadaan nukleus ini berterusan sehingga permulaan pembahagian sel, apabila membran dan nukleolus hilang, dan kromosom memperoleh bentuk seperti batang padat.
Utama dalam inti
Komponen utama kandungan nukleus, kromatin, ialah bahagian semantiknya. Fungsinya termasuk penyimpanan, pelaksanaan dan penghantaran maklumat genetik tentang sel atau organisma. Bahagian kromatin yang direplikasi secara langsung ialah eukromatin, yang membawa data tentang struktur protein dan pelbagai jenis RNA.
Bahagian nukleus yang selebihnya menjalankan fungsi tambahan, menyediakan keadaan yang sesuai untuk pelaksanaan maklumat genetik:
- nukleolus -kawasan padat kandungan nuklear yang menentukan tapak untuk sintesis asid ribonukleik untuk ribosom;
- matriks protein menyusun susunan kromosom dan keseluruhan kandungan nukleus, mengekalkan bentuknya;
- Persekitaran dalaman separa cecair nukleus, karyoplasma, memastikan pengangkutan molekul dan aliran pelbagai proses biokimia;
- Cangkang dua lapisan nukleus, karyolemma, melindungi bahan genetik, menyediakan pengaliran dua hala terpilih bagi molekul dan kompleks molekul disebabkan oleh liang nuklear yang kompleks.
Apakah maksud kromatin
Chromatin mendapat namanya pada tahun 1880 berkat eksperimen Flemming mengenai pemerhatian sel. Hakikatnya ialah semasa penetapan dan pewarnaan, beberapa bahagian sel ditunjukkan dengan baik ("chromatin" bermaksud "berwarna"). Kemudian ternyata komponen ini diwakili oleh DNA dengan protein, yang, kerana sifat berasidnya, secara aktif melihat pewarna alkali.
Kromosom bernoda kelihatan di bahagian tengah sel dalam foto, membentuk plat metafasa.
Bentuk kewujudan DNA
Dalam sel organisma eukariotik, kompleks nukleoprotein kromatin boleh berada dalam dua keadaan.
- Dalam proses pembahagian sel, DNA mencapai putaran maksimum dan diwakili oleh kromosom mitosis. Setiap helai membentuk kromosom yang berasingan.
- Semasa interfasa, apabila DNA sel paling terdekondensasi, kromatin terisi secara sekataruang nukleus atau membentuk rumpun yang boleh dilihat dalam mikroskop cahaya. Kromocenter sedemikian lebih kerap dikesan berhampiran membran nuklear.
Keadaan ini adalah alternatif antara satu sama lain, kromosom yang dipadatkan sepenuhnya tidak dikekalkan dalam interfasa.
Euchromatin dan heterochromatin
Kromatin interfasa ialah kromosom yang telah kehilangan bentuknya yang padat. Gelung mereka dilonggarkan, mengisi isipadu nukleus. Terdapat hubungan langsung antara tahap penyahkondenan dan aktiviti fungsi kromatin.
Bahagiannya, "terurai" sepenuhnya, dipanggil kromatin meresap atau aktif. Ia boleh dikatakan tidak kelihatan di bawah mikroskop cahaya selepas pewarnaan. Ini kerana heliks DNA hanya setebal 2 nm. Nama lain ialah euchromatin.
Keadaan ini menyediakan kompleks enzimatik dengan akses kepada serpihan DNA semantik, lampiran dan fungsi bebasnya. Struktur RNA messenger (transkripsi) dibaca dari kawasan meresap oleh polimerase RNA, atau DNA itu sendiri disalin (replikasi). Semakin tinggi aktiviti sintetik sel pada masa ini, semakin besar bahagian eukromatin dalam nukleus.
Bahagian meresap kromatin berselang-seli dengan zon heterokromatin padat dan berpintal berbeza. Disebabkan ketumpatan yang lebih besar, heterokromatin yang diwarnakan dapat dilihat dengan jelas dalam nukleus antara fasa.
Rajah menunjukkan kromatin pelbagai darjah pemadatan:
- 1 - molekul DNA rantai dua;
- 2 - sejarahprotein;
- 3 - DNA yang dililit pada kompleks histon selama 1.67 lilitan membentuk nukleosom;
- 4 - solenoid;
- 5 - kromosom antara fasa.
Kehalusan takrif
Euchromatin pada masa tertentu mungkin tidak terlibat dalam proses sintetik. Dalam kes ini, ia berada dalam keadaan lebih padat buat sementara waktu dan boleh disalah anggap sebagai heterochromatin.
Heterochromatin sebenar, ia juga dipanggil konstitutif, tidak membawa beban semantik dan dekondensasi hanya dalam proses replikasi. DNA di lokasi ini mengandungi urutan pendek dan berulang yang tidak mengekod untuk asid amino. Dalam kromosom mitosis, mereka berada di kawasan penyempitan primer dan hujung telomerik. Ia juga memisahkan bahagian DNA yang ditranskripsi, membentuk serpihan interkalari (interkalari).
Cara euchromatin "berfungsi"
Euchromatin mengandungi gen yang akhirnya menentukan struktur protein (gen struktur). Penyahkodan jujukan nukleotida kepada protein berlaku dengan bantuan perantara yang mampu, tidak seperti kromosom, meninggalkan nukleus - RNA messenger.
Semasa transkripsi, RNA disintesis pada templat DNA daripada nukleotida adenil, uridil, cytidyl dan guanyl bebas. Transkripsi dijalankan oleh enzim kompleks RNA polimerase.
Sesetengah gen menentukan urutan jenis RNA lain (pengangkutan dan ribosom) yang diperlukan untuk melengkapkan proses sintesis protein dalam sitoplasma daripadaasid amino.
Heterochromatin bagi kromosom tunggal selalunya dihimpunkan menjadi pusat kromosom yang ditanda dengan baik. Di sekelilingnya terdapat gelung eukromatin yang terdespiral. Terima kasih kepada konfigurasi DNA teras, kompleks enzim dan nukleotida bebas ini, yang diperlukan untuk pelaksanaan fungsi euchromatin, mudah sesuai dengan bahagian semantik.
