Care este nucleul din biologie? Structura și funcțiile kernelului

În fiecare celulă vie, au loc multe reacții și procese biochimice. Pentru a le controla și pentru a regla mulți factori vitali, este necesară o structură specială. Care este nucleul din biologie? De ce se descurcă efectiv cu sarcina?

Care este nucleul din biologie. definiție

Nucleul este structura necesară a oricărei celule din corp. Care este nucleul? În biologie, aceasta este cea mai importantă componentă a fiecărui organism. Nucleul poate fi găsit în protozoare unicelulare, precum și în reprezentanți foarte bine organizați ai lumii eucariote. Funcția principală a acestei structuri este stocarea și transferul de informații genetice, care este conținut aici.

După fertilizarea ovulului cu spermatozoidul, două nuclee haploide sunt fuzionate. După fuziunea celulelor sexuale, se formează un zigot, nucleul căruia poartă deja un set diploid de cromozomi. Aceasta înseamnă că cariotipul (informația genetică a nucleului) conține deja copii ale genelor mamei și tatălui.

Nucleul diploid este prezent în aproape toate celule eucariote. Nucleul haploid este posedat nu numai de gameți, ci și de mulți reprezentanți cele mai simple organisme. Acestea includ unii paraziți unicelulari, alge, forme unicelulare libere. Este de remarcat faptul că majoritatea reprezentanților listați au un nucleu haploid numai într-o anumită etapă a ciclului de viață.

Compoziția de kernel

Care este caracteristica nucleului? Biologia studiază cu atenție compoziția aparatului nuclear, deoarece poate da un impuls dezvoltării geneticii, reproducerii și biologiei moleculare.

Miezul este o structură cu două membrane. Membranele sunt o continuare reticulul endoplasmatic, care este necesar pentru transportul substanțelor formate din celulă. Conținutul nucleului se numește nucleoplasmă.

Cromatina este substanța de bază a nucleoplasmei. Compoziția cromatinei este diversă: aici sunt în principal acizi nucleici (ADN și ARN), precum și proteine ​​și mulți ioni de metal. ADN-ul din nucleoplasmă este aranjat sub formă de cromozomi. Cromozomii din diviziune se dublează, după care fiecare dintre seturile lor trece în celule fiice.

ARN în nucleoplasm apare cel mai des în două tipuri: ARNm și ARNm. ARN-ul matricial se formează în timpul procesului de transcriere - citirea informațiilor din ADN. O moleculă a unui astfel de acid ribonucleic părăsește ulterior nucleul și servește în continuare ca o matrice pentru formarea de noi proteine.

ARN-ul ribozomal se formează în structuri speciale numite nucleoli. Nucleul este construit din regiunile terminale ale cromozomilor formați prin constricții secundare. Această structură poate fi văzută într-un microscop luminos, sub forma unui specimen condensat pe nucleu. ARN-ul ribozomal, care este sintetizat aici, intră, de asemenea, în citoplasmă și apoi formează ribozomi împreună cu proteinele.

Kernelul are un efect direct asupra funcțiilor. Biologia ca știință studiază proprietățile cromatinei pentru o mai bună înțelegere a proceselor de transcriere și diviziune celulară.

Funcțiile kernelului. Biologia proceselor din nucleu

Primul și cel mai important kernel funcția este depozitarea și transferul informațiilor ereditare. Nucleul este o structură unică a celulei, deoarece conține majoritatea genelor umane. Cariotipul poate fi haploid, diploid, triploid și așa mai departe. Ploidia otrăvii depinde de funcția celulei în sine: gameții sunt haploizi, iar celulele somatice sunt diploide. Celulele endospermice ale plantelor angiospermice sunt triploide și, în cele din urmă, multe varietăți de culturi de însămânțare au un set poliploid de cromozomi.

Transferul informațiilor ereditare în citoplasmă din nucleu are loc atunci când se formează mRNA. În timpul transcripției, se citesc genele cariotipului necesar și eventual se sintetizează moleculele matricei sau ARN-ului de informație.

De asemenea, ereditatea se manifestă în diviziunea celulară prin mitoză, meioză sau amitoză. În fiecare caz, kernelul își îndeplinește funcția specifică. De exemplu, în proza ​​mitozelor, coaja nucleului se prăbușește și cromozomii foarte compactați intră în citoplasmă. Totuși, în meioză, trecerea cromozomului are loc înainte de distrugerea membranei în nucleu. Și în amitoză, nucleul este complet distrus și contribuie puțin la procesul de divizare.

În plus, nucleul participă indirect la transportul de substanțe din celulă datorită conectării directe a membranei cu EPS. Acesta este nucleul din biologie.

Formă de nuclee

Miezul, structura și funcțiile sale pot depinde de forma membranei. Aparatul nuclear poate fi rotunjit, alungit, sub formă de lame etc. De multe ori forma nucleului este specifică țesuturilor și celulelor individuale. Organismele unicelulare diferă în funcție de tipul de nutriție, ciclul de viață și, în același timp, forma membranei nucleului variază de asemenea.

Varietatea în forma și mărimea nucleului poate fi urmărită la exemplul de leucocite.

• Nucleul neutrofilelor poate fi segmentat și nu segmentat. În primul caz, vorbim despre un nucleu în formă de potcoavă, iar această formă este caracteristică celulelor tinere. Miezul segmentat este rezultatul formării mai multor partiții în membrană, ca urmare a formării mai multor părți, conectate împreună.
• În eozinofile, nucleul are o formă caracteristică a ganterei. În acest caz, aparatul nuclear constă din două segmente legate printr-un sept.
• Aproape întregul volum de limfocite este ocupat de un nucleu imens. Doar o mică parte din citoplasmă rămâne în jurul periferiei celulei.
• În celulele insectelor ferugine, nucleul poate avea o structură ramificată.

Numărul de nuclee dintr-o celulă poate fi diferit

Nu întotdeauna în celula corpului există un singur nucleu. Uneori este necesar ca două sau mai multe dispozitive nucleare să funcționeze simultan cu mai multe funcții. În schimb, unele celule pot face fără un kernel deloc. Iată câteva exemple de celule neobișnuite în care există mai mult de un nucleu sau este complet absent.

1. Eritrocitele și trombocitele. Aceste elemente de sânge transportă hemoglobina și, respectiv, fibrinogenul. Pentru ca o celulă să dețină cantitatea maximă de materie, și-a pierdut miezul. Această caracteristică nu este tipică pentru toți reprezentanții lumii animale: broaștele din sânge sunt enorme în dimensiunea celulelor roșii din sânge cu un nucleu pronunțat. Aceasta arată primatul acestei clase în comparație cu taxele mai dezvoltate.

2. Hepatocite ale ficatului. Aceste celule conțin două nuclee. Unul dintre ele reglementează purificarea sângelui din toxine, iar celălalt este responsabil pentru formarea unei bijuterii, care în viitor va face parte din hemoglobina sângelui.

3. Myocyte de țesut scheletic transversal striat. Celulele musculare sunt multinucleate. Acest lucru se datorează faptului că aceștia suferă în mod activ sinteza și descompunerea ATP, precum și asamblarea proteinelor.

Caracteristicile aparatului nuclear în protozoare

De exemplu, luați în considerare două tipuri de protozoare: infusoria și amoeba.

1. Infuzoria-pantof. Acest reprezentant al organismelor unicelulare are două nuclee: vegetative și generative. Deoarece diferă atât în ​​funcții, cât și în dimensiuni, această caracteristică se numește dualism nuclear.

Miezul vegetativ este responsabil pentru viața cotidiană a celulei. Reglează procesele metabolismului său. Nucleul generativ participă la diviziunea celulară și la conjugare, procesul sexual în care se schimbă informații genetice cu indivizi din aceeași specie.

2. Amoeba. Reprezentanți străluciți - amoeba dizenterică și intestinală. Primul se referă la paraziți umani agresivi, iar al doilea este un simbiot comun care trăiește în intestin și nu face rău. Deoarece amoeba dizenterică parazită și în intestin, este important să distingem aceste două specii între ele. Pentru a face acest lucru, folosiți o caracteristică a aparatului nuclear: amoeba dizenterică poate avea până la 4 nuclee, iar în amoeba intestinală, de la 0 la 8.

boală

Multe boli genetice sunt asociate cu tulburări în recrutarea de cromozomi. Iată o listă cu cele mai cunoscute devieri în aparatul genetic al nucleului:

• Sindromul Down;
• Siddrum Patau;
• Edwards;
• Sindromul Klinefelter;
• Sindromul Shereshevsky-Turner.

Lista poate fi continuată și fiecare boală diferă de numărul ordinal al unei perechi de cromozomi. De asemenea, astfel de boli afectează adesea cromozomii sexe X și Y.

concluzie

Nucleul joacă un rol important în procesul de activitate celulară. Reglează procesele biochimice, este depozitul informațiilor ereditare. Transportul substanțelor din celulă, sinteza proteinelor sunt, de asemenea, asociate cu funcționarea acestei structuri celulare centrale. Acesta este nucleul din biologie.