Úvod
Buněčné jádro je největší organela eukaryotických buněk a nachází se v cytoplazmě, oddělená dvojitou membránou (jaderný obal). Jako nositel genetické informace buněčné jádro obsahuje genetickou informaci ve formě chromozomy (Řetězec DNA) a hraje tedy zásadní roli v dědičnosti. Většina savčích buněk má pouze jedno jádro; je kulatý a má průměr 5 až 16 mikrometrů. Některé typy buněk, jako jsou svalová vlákna nebo specializované buňky v kostech, mohou mít více než jedno jádro.
Funkce buněčného jádra
Buněčné jádro je nejdůležitější organela buňky a tvoří 10 - 15% objemu buňky. Buněčné jádro obsahuje většinu genetické informace buňky. U lidí, kromě buněčného jádra, mitochondrie obsahovat také DNA („mitochondriální DNA“).
Mitochondriální genom však kóduje jen několik Proteinů, které jsou v dýchacím řetězci vyžadovány hlavně pro výrobu energie. Jako úložiště deoxyribonukleové kyseliny (DNA) je buněčné jádro považováno za řídicí centrum buňky a reguluje mnoho důležitých procesů buněčného metabolismu. Buněčné jádro je nezbytné pro funkci buňky.
Buňky bez buněčného jádra obvykle nemohou přežít. Výjimkou je červená bez jader krev buňky (erytrocyty). Kromě regulačních funkcí patří mezi úkoly buněčného jádra skladování, duplikace a přenos DNA.
DNA je umístěna v buněčném jádru ve formě dlouhé dvojité šroubovice podobné vláknu a je kompaktně nabitá jadernou energií Proteinů, histony, aby se vytvořily chromozomy. Chromosomes skládá se z chromatin, který během buněčného dělení pouze kondenzuje na mikroskopicky viditelné chromozomy. Každá lidská buňka obsahuje 23 chromozomů, z nichž každý je duplikován a zděděn od obou rodičů.
Jedna polovina genů v buňce tedy pochází od matky, druhá od otce. Buněčné jádro řídí metabolické procesy v buňce prostřednictvím poselských molekul RNA. Kódy genetické informace pro Proteinů které jsou odpovědné za funkci a strukturu buňky.
V případě potřeby se určité části DNA, známé jako geny, přepisují do nosné látky (messenger RNA nebo mRNA). Vytvořená mRNA opouští buněčné jádro a slouží jako templát pro syntézu příslušných proteinů. Lze si představit, že DNA je druh kódovaného jazyka skládajícího se ze čtyř písmen.
Jedná se o čtyři báze: adenin, thymin, guanin a cytosin. Tato písmena tvoří slova, každé se skládá ze tří základen, které se nazývají kodony. Každý kodon kóduje specifickou aminokyselinu a tvoří tak základ pro biosyntézu proteinu, protože sekvence bází genů je přeložena do proteinu spojením příslušných aminokyselin.
Všechny tyto kódované informace se nazývají genetický kód. Specifická sekvence bází činí naši DNA jedinečnou a určuje naše geny. Na konstrukci DNA se však podílejí nejen základy.
DNA se skládá z nukleotidů, které jsou navlečené dohromady, které se zase skládají z cukru, fosfátu a báze. Nukleotidy tvoří páteř DNA, která je ve formě spirálovité dvojité šroubovice. Kromě toho je toto vlákno dále kondenzováno, takže zapadá do malého buněčného jádra.
Toto se také označuje jako chromozomy jako obalová forma DNA. S každým buněčným dělením je zkopírována úplná DNA, takže každá dceřiná buňka obsahuje úplnou identickou genetickou informaci. Chromozom je specifická obalová forma našeho genetického materiálu (DNA), která je viditelná pouze během buněčného dělení.
DNA je lineární struktura, která je příliš dlouhá na to, aby se vešla do našeho buněčného jádra v přirozeném stavu. Tento problém je vyřešen různými prostorově úspornými spirálami DNA a začleněním malých proteinů, kolem kterých se DNA může dále obalit. Nejkompaktnější formou DNA jsou chromozomy.
Pod mikroskopem se objevují jako tyčinkovitá těla se středním zúžením. Tuto formu DNA lze pozorovat pouze během buněčného dělení, tj. Během mitózy. Buněčné dělení lze zase rozdělit do několika fází, přičemž chromozomy jsou nejlépe zastoupeny v metafázi.
Normální somatické buňky mají dvojitou sadu chromozomů, sestávající ze 46 chromozomů. RNA popisuje ribonukleovou kyselinu, která má podobnou strukturu jako DNA. Jedná se však o jednovláknovou strukturu, která se liší od DNA v jednotlivých stavebních blocích.
Kromě toho je RNA také mnohem kratší než DNA a ve srovnání s DNA má několik různých úkolů. RNA může být dále rozdělena do různých podskupin RNA, které provádějí různé úkoly. Mimo jiné hraje mRNA důležitou roli při dělení buněčných jader.
Stejně jako tRNA se také používá při výrobě proteinů a enzymy. Další podskupinou RNA je rRNA, která je součástí ribozomy a proto se také podílí na produkci proteinů. Prvním krokem v biosyntéze proteinů je transkripce DNA do mRNA (transkripce) a probíhá v buněčném jádru.
Během tohoto procesu slouží jedno vlákno DNA jako templát pro komplementární sekvenci RNA. Protože však v buněčném jádře nelze produkovat žádné proteiny, musí být vytvořená mRNA vypuštěna do cytoplazmy a transportována do ribozomy, kde nakonec probíhá skutečná syntéza proteinů. V rámci ribozomyse mRNA převádí na sekvenci aminokyselin, které se používají pro konstrukci proteinů.
Tento proces se nazývá překlad. Avšak dříve, než může být poselská RNA transportována z jádra, je nejprve zpracována v mnoha krocích, tj. Určité sekvence jsou buď připojeny, nebo vyříznuty a znovu sestaveny. Tímto způsobem lze z jednoho transkriptu vyrobit různé varianty proteinu.
Tento proces umožňuje lidem produkovat velké množství různých proteinů s relativně malým počtem genů. Další důležitou funkcí buňky, která se odehrává v buněčném jádru, je duplikace DNA (replikace). V buňce probíhá neustálý cyklus hromadění a štěpení: staré bílkoviny, znečišťující látky a metabolické produkty se štěpí, je třeba syntetizovat nové bílkoviny a vyrábět energii.
Buňka navíc roste a dělí se na dvě identické dceřiné buňky. Než se však buňka může rozdělit, musí být nejprve duplikována celá genetická informace. To je důležité, protože genetický materiál všech buněk v organismu je naprosto totožný.
Replikace probíhá v přesně definovaném čase buněčného dělení v buněčném jádru; oba procesy jsou úzce spojeny a jsou regulovány určitými proteiny (enzymy). Nejprve se separuje dvouvláknová DNA a každé jedno vlákno slouží jako templát pro následnou duplikaci. Za tímto účelem různé enzymy připojte se k DNA a dokončete jedno vlákno a vytvořte novou dvojitou šroubovici.
Na konci tohoto procesu byla vytvořena přesná kopie DNA, kterou lze během dělení předat dceřiné buňce. Pokud se však vyskytnou chyby v jedné z fází buněčného cyklu, mohou se vyvinout různé mutace. Existuje několik typů mutací, které mohou nastat spontánně během různých fází buněčného cyklu.
Pokud je například gen vadný, nazývá se to genová mutace. Pokud však vada ovlivňuje určité chromozomy nebo části chromozomů, nazývá se to chromozomální mutace. Pokud je ovlivněn počet chromozomů, vede to k genové mutaci.
Toto téma by vás mohlo také zajímat: Chromozomální aberace - co se tím myslí? Dvojitá membrána jaderného obalu má póry, které slouží k selektivnímu transportu proteinů, nukleových kyselin a signálních látek z jádra nebo do něj. Prostřednictvím těchto pórů vstupují určité metabolické faktory a signální látky do jádra, kde ovlivňují transkripci určitých proteinů.
Konverze genetické informace na bílkoviny je přísně sledována a je regulována mnoha metabolickými faktory a signálními látkami, což se nazývá genová exprese. Mnoho signálních drah, které se vyskytují v buňce, končí v jádru, kde ovlivňuje genovou expresi určitých proteinů. V jádru eukaryotických buněk je jádro, jádrové tělo.
Buňka může obsahovat jedno nebo více nukleol, zatímco buňky, které jsou velmi aktivní a často se dělí, mohou obsahovat až 10 nukleol. Nukleolus je sférická, hustá struktura, která je jasně viditelná pod světelným mikroskopem a je jasně vymezena v buněčném jádru. Tvoří funkčně nezávislou oblast jádra, ale není obklopena vlastní membránou.
Nukleolus se skládá z DNA, RNA a proteinů, které leží pohromadě v hustém konglomerátu. K zrání ribozomálních podjednotek dochází v jádře. Čím více proteinů je v buňce syntetizováno, tím více ribozomů je potřeba, a proto mají metabolicky aktivní buňky několik nukleol.
Jádro v a nervová buňka má řadu funkcí. Jádro a nervová buňka se nachází v těle buňky (soma) společně s dalšími buněčnými složkami (organely), jako je endoplazmatické retikulum (ER) a Golgiho aparát. Stejně jako ve všech buňkách těla obsahuje buněčné jádro genetickou informaci ve formě DNA.
Vzhledem k přítomnosti DNA jsou další buňky těla schopné duplikovat se mitózou. Nervové buňky jsou však velmi specifické a vysoce diferencované buňky, které jsou součástí nervový systém. Výsledkem je, že již nejsou schopni duplikovat se.
Buněčné jádro však plní další důležitý úkol. Nervové buňky jsou mimo jiné zodpovědné za buzení našich svalů, což nakonec vede k pohybu svalů. Komunikace mezi nervovými buňkami mezi sebou a mezi nervovými buňkami a svaly probíhá prostřednictvím poselských látek (vysílačů).
Tyto chemické látky a také další důležité látky udržující život se vyrábějí pomocí buněčného jádra. V tomto procesu hraje důležitou roli nejen buněčné jádro, ale také další složky soma. Dále buněčné jádro řídí všechny metabolické dráhy ve všech buňkách, včetně nervových buněk. Za tímto účelem obsahuje buněčné jádro všechny naše geny, které lze číst a překládat do požadovaných proteinů a enzymů v závislosti na jejich použití. Další informace o zvláštnostech nervové buňky lze nalézt v Nervové buňce
