Определение клеточного ядра
клетка ядро большое органеллы в эукариотических организмах, которые защищают большую часть ДНК в каждой клетке. Ядро также производит необходимые предшественники для синтеза белка. ДНК, содержащаяся в ядре клетки, содержит информацию, необходимую для создания большинства белков, необходимых для поддержания функциональности клетки. В то время как некоторая ДНК хранится в других органеллах, таких как митохондрии, большинство организм ДНК находится в ядре клетки. ДНК, содержащаяся в ядре клетки, чрезвычайно ценна, и поэтому ядро клетки имеет множество важных структур, которые помогают поддерживать, обрабатывать и защищать ДНК.
Структура клеточного ядра
Ядро клетки окружено двойной мембраной, известной как ядерная оболочка. Эта мембрана покрывает и защищает ДНК от физического и химического повреждения. При этом мембрана создает отдельную среду для обработки ДНК. Внешняя мембрана находится в контакте с цитоплазма и подключается в некоторых местах к эндоплазматическая сеть, Внутренняя мембрана соединяется с ядерной пластинкой. Этот ядерный каркас внутри ядра клетки помогает ему сохранять свою форму. Существует также доказательство того, что этот каркас из белков помогает сформировать матрицу для транспортировки и распределения продуктов внутри и из ядра. Ядерные поры создают проходы через ядерная мембрана и позволяют продуктам клеточного ядра проникать в цитоплазму или эндоплазматический ретикулум. Поры также позволяют некоторым специфическим макромолекулам и химическим веществам из цитоплазмы проходить обратно в ядро клетки. Эти макромолекулы необходимы для синтеза ДНК и РНК и необходимы для создания новых белков и макромолекул в ядре клетки. В окрашенном ядре видно темное пятно. Это место – ядрышко. Внутри ядрышка производятся и экспортируются несколько различных частей рибосом. Эти структуры можно увидеть на следующем изображении.
В то время как клеточные ядра растений и животных различаются тонким образом, их основное назначение и общая активность остаются неизменными. Ядро клетки отвечает за производство двух основных продуктов для поддержки усилий каждой клетки. Первый, мессенджер РНК, или мРНК является продуктом переноса ген кодирование конкретного белка от структуры ДНК до структуры РНК. Эта более короткая цепь мРНК может выходить из ядра и проникать в цитоплазму. Когда рибосома забирает эту мРНК, она переведет эту мРНК на язык белков и создаст длинную цепь аминокислоты, Эта нить затем будет свернута в функциональный белок, который может выполнять одну из тысячи различных ролей. Примеры различий между растение а также клетка животного ядра можно увидеть ниже.
Функция клеточного ядра
Ядро клетки животных
Эта универсальная клетка животного содержит все компоненты, которые есть в каждой клетке животного. Ядро клетки можно увидеть на левой стороне клетки. Это большой фиолетовый круг. Помните, что это поперечное сечение, и в действительности ядро было бы больше сферой. В клетках животных это обычно принимает сферическую форму, если в клетке достаточно места. Ядро окружено эндоплазматическим ретикулумом, который в пятнах покрыт рибосомами. Когда животная клетка делится, ядро распадается, и ядерная оболочка распадается. Ядерная оболочка затем вновь собирается вокруг каждого нового ядра после того, как хромосомы были разделены.
Ядро растительной клетки
Выше является родовым растительная клетка, Обратите внимание, что он имеет жесткую форму, благодаря наличию клеточная стенка, Далее большой центральный вакуоль занимает большую часть ячейки, выталкивая все остальные составляющие по сторонам ячейки. Ядро здесь оранжевое, показано с куском, извлеченным для раскрытия интерьера. Как и ядра клеток животных, это клеточное ядро сохранит сферическую форму, если будет достаточно места. Часто в растительных клетках центральная вакуоль расширяется с водой, чтобы оказать давление на клеточные стенки. Это давление заставляет ядро принимать более уплощенную, продолговатую форму. Как и в случае с клеточными ядрами животных, это клеточное ядро разрушается во время деление клеток, В отличие от животных клеток, растительные клетки должны строить новые клеточные стенки между делящимися клетками. Два новых ядра должны быть удалены от метафазы пластинка, или ядра могут быть повреждены в результате образования клеточной стенки.
Другие примеры клеточных ядер
Помимо этих двух простых примеров клеточных ядер, существует множество вариаций этих двух общих схем в природе. Некоторые клетки сливаются вместе, создавая крупные клетки с несколькими клеточными ядрами в каждой клетке. У многих организмов есть клетки с более чем одним ядром, включая человека. Человек мускул клетки многоядерные. Другие организмы, как некоторые грибы существуют с большинством или всеми их клетками, являющимися многоядерными. У некоторых организмов процесс деления клеток не включает разрушение ядерной оболочки. Вместо этого микротрубочки простираются через ядро клетки и напрямую манипулируют хромосомами и воздействуют на деление ядра. Эволюционно предполагается, что ранние организмы, которые развивали ядра, имели явные преимущества по сравнению с таковыми без. В течение тысячелетий развивались различные стратегии управления и поддержания клеточного ядра. Хотя ядро может показаться более продвинутой формой жизни, не забывайте, что прокариоты, такие как бактерии и другие одноклеточные формы жизни, все еще являются одними из самых распространенных на планете. При этом, клеточное ядро развилось как очень успешная стратегия в многоклеточных формах жизни.
викторина
1. Почему клетке полезно защищать свою ДНК в ядре клетки?A. Чтобы защитить от химических измененийB. Беречь от физического поврежденияC. Оба из вышеперечисленного
Ответ на вопрос № 1
С верно. Длинные нити ДНК очень хрупкие. В цитоплазме они будут подвержены повреждениям, поскольку различные органеллы и пузырьки проходят мимо. Внутри ядра они защищены от этих взаимодействий. Кроме того, цитоплазма содержит множество веществ, которые могут химически взаимодействовать с ДНК. Специализированные белки в ядерной оболочке помогают защитить от нежелательных химических веществ, попадающих в ядро.
2. Как упоминалось ранее в этой статье, митохондрии также содержат ДНК. Являются ли митохондрии другой формой клеточного ядра?A. Да, любая органелла с ДНК – это ядро.B. Нет, их ДНК ничего не производитC. Нет, потому что митохондриальная ДНК защищена не так
Ответ на вопрос № 2
С верно. Митохондрии намного больше похожи на бактерии. Как и бактерии, митохондриальная ДНК существует в форме круга, внутри митохондрий. В соответствии с эндосимбиотическая теория митохондрии когда-то были свободноживущими бактериями, которые развивали симбиотические отношения с более крупными эукариотическая клетка, То же относится и к хлоропластам ДНК, которая встречается только в хлоропластах растительных клеток.
3. Глядя на окрашенные ядра под микроскопом, вы замечаете, что некоторые из них выглядят однородно окрашенными, в то время как другие выглядят почти пустыми, причем большая часть цвета слипается в середине. Что происходит?A. Клетки делятсяB. Ваше пятно не работает должным образомC. Клетки из разных вид
Ответ на вопрос № 3
верно. Краситель, используемый для наблюдения за ядром, прикрепляется к молекулам ДНК. Ячейки, которые кажутся однородными, не делятся. ДНК в неделящихся клетках транскрибируется в мРНК и реплицируется при подготовке к делению. Сгруппированные клетки представляют собой плотно упакованную ДНК в процессе деления.
Ссылки
- Нельсон Д.Л. и Кокс М.М. (2008). Принципы биохимия, Нью-Йорк: W.H. Фримен и Компания.