A sejt a Föld élőlényeinek elemi egysége, és az organellumoknak nevezett szerkezetek összetett kémiai szerveződésével rendelkezik. Ide tartozik a nucleolus, amelynek szerkezetét és funkcióit ebben a cikkben tanulmányozzuk.
Az eukarióta magok jellemzői
A nukleáris sejtek membránon kívüli, lekerekített organellumokat tartalmaznak, amelyek sűrűbbek a karioplazmánál, és ezeket magsejteknek vagy nukleolusoknak nevezik. században fedezték fel. Az elektronmikroszkópiának köszönhetően a magvak teljesen tanulmányozottak. Szinte a 20. század 50-es éveiig nem határozták meg a sejtmagok funkcióit, és a tudósok ezt az organellumát inkább a mitózis során használt tartalék anyagok tárolójának tekintették.
A modern kutatások megállapították, hogy az organoid nukleoprotein jellegű granulátumokat tartalmaz. Ezenkívül biokémiai kísérletek megerősítették, hogy az organellum nagy mennyiségű fehérjét tartalmaz. Ők határozzák meg a nagy sűrűségét. A fehérjéken kívül a sejtmag RNS-t és kis mennyiségű DNS-t is tartalmaz.
Cellciklus
Érdekes, hogy egy sejt életében, amely abból állnyugalmi időszak (interfázis) és osztódás (meiózis - nemben, mitózis - szomatikus sejtekben), a magvak nem maradnak meg tartósan. Tehát az interfázisban szükségszerűen jelen van a mag a nukleolusszal, amelynek feladata a genom megőrzése és a fehérjeszintetizáló organellumok képzése. A sejtosztódás kezdetén, nevezetesen a profázisban eltűnnek, és csak a telofázis végén alakulnak ki újra, és a sejtben maradnak a következő osztódásig vagy az apoptózisig - a haláláig.
Nuclear szervező
A múlt század 30-as éveiben a tudósok azt találták, hogy a sejtmagok képződését egyes kromoszómák bizonyos szakaszai szabályozzák. Géneket tartalmaznak, amelyek információt tárolnak a sejtmag szerkezetéről és működéséről. Összefüggés van a nukleoláris szervezők száma és maguk az organellumok között. Például a karmos béka kariotípusában két magképző kromoszómát tartalmaz, és ennek megfelelően szomatikus sejtjeiben két magvak találhatók.
Mivel a nucleolus funkciói, valamint jelenléte szorosan összefügg a sejtosztódással és a riboszómák képződésével, maguk az organellumok hiányoznak a speciális agyszövetekben, a vérben és a blasztomerekben. zúzó zigóta.
Nucleol amplifikáció
Az interfázis szintetikus szakaszában a DNS önduplikációjával együtt az rRNS gének számának túlzott replikációja következik be. Mivel a nucleolus fő funkciója a riboszómák termelése, ezeknek az organellumoknak a száma meredeken növekszik az RNS-ről információt hordozó DNS-lókuszok túlzott szintézise miatt. A nem kapcsolódó nukleoproteineka kromoszómák autonóm működésbe kezdenek. Ennek eredményeként a sejtmagban sok sejtmag képződik, amelyek eltávolodnak a magképző kromoszómáktól. Ezt a jelenséget rRNS génamplifikációnak nevezik. Folytatva a sejtmag funkcióinak tanulmányozását, megjegyezzük, hogy legaktívabb szintézisük a meiózis redukciós osztódásának profázisában megy végbe, aminek következtében az elsőrendű petesejtek több száz nukleolt tartalmazhatnak.
E jelenség biológiai jelentősége világossá válik, tekintettel arra, hogy az embriogenezis korai szakaszában: a zúzás és a robbantás során hatalmas számú riboszómára van szükség a fő építőanyag - fehérje - szintetizálásához. Az amplifikáció meglehetősen gyakori folyamat: növények, rovarok, kétéltűek, élesztőgombák és egyes protisták oogenezisében fordul elő.
Az organellum hisztokémiai összetétele
Folytassuk az eukarióta sejtek és szerkezeteik tanulmányozását, és vegyük figyelembe a sejtmagot, amelynek szerkezete és funkciói összefüggenek. Megállapítottuk, hogy háromféle elemet tartalmaz:
- Nukleonema (szálas képződmények). Heterogének, rostokat és csomókat tartalmaznak. A nukleonémák a növényi és állati sejtek részeként fibrilláris központokat alkotnak. A sejtmag citokémiai szerkezete és funkciói attól is függnek, hogy van-e benne mátrix - a harmadlagos szerkezetű hordozó fehérjemolekulák hálózata.
- Vakuolák (világos területek).
- Granulált granulátum (nukleolinok).
A kémiai elemzés szempontjából ez az organellum szinte teljes egészében RNS-ből és fehérjéből áll, ésA DNS csak a perifériáján található, és gyűrű alakú struktúrát képez - perinukleoláris kromatint.
Tehát megállapítottuk, hogy a nucleolus öt képződményből áll: fibrilláris és szemcsés centrumokból, kromatinból, fehérje retikulumból és egy sűrű fibrilláris komponensből.
A magvak típusai
Ezeknek az organellumoknak a biokémiai szerkezete a sejtek típusától, valamint anyagcseréjük jellemzőitől függ. A nucleolusoknak 5 fő szerkezeti típusa van. Az első - retikuláris - a leggyakoribb, és sűrű fibrilláris anyag, nukleoproteinek és nukleoncsomók bősége jellemzi. A nukleoláris szervezőktől származó információk átírási folyamata nagyon aktív, ezért a fibrilláris központok rosszul láthatók a mikroszkóp látóterében.
Mivel a sejtben a nucleolus fő funkciója a riboszóma alegységek szintézise, amelyekből fehérjeszintetizáló organellumok képződnek, a retikuláris szerveződés a növényi és állati sejtekben is megtalálható. A gyűrű alakú nukleolusok a kötőszöveti sejtekben találhatók: limfocitákban és endoteliocitákban, amelyekben az rRNS gének gyakorlatilag nem íródnak át. A maradék magvak olyan sejtekben fordulnak elő, amelyek teljesen elvesztették az átírási képességüket, például normoblasztokban és enterocitákban.
A szegregált fajok olyan sejtekben rejlenek, amelyek rákkeltő anyagokkal, antibiotikumokkal való mérgezést tapaszt altak. És végül, a nucleolus kompakt típusát sok fibrilláris központ és kis mennyiségűnukleonem.
Protein nukleoláris mátrix
Folytassuk a sejtmag struktúráinak belső szerkezetének vizsgálatát, és határozzuk meg, hogy a nucleolus milyen funkciói vannak a sejtanyagcserében. Ismeretes, hogy ennek az organellumnak a száraz tömegének körülbelül 60%-át a kromatint alkotó fehérjék, a riboszómális részecskék, valamint maguk a nukleoláris fehérjék teszik ki. Foglalkozzunk velük részletesebben. A fehérjék egy része részt vesz a feldolgozásban - az érett riboszomális RNS képződésében. Ezek közé tartozik az RNS-polimeráz 1 és a nukleáz, amelyek eltávolítják az extra tripleteket az rRNS-molekula végeiről. A fibrilláris fehérje a sűrű fibrilláris komponensben található, és a nukleázhoz hasonlóan feldolgozást végez. Egy másik fehérje a nukleolin. A fibillarinnal együtt megtalálható a sejtmagok PFC-jében és FC-jében, valamint a mitózis profázisának kromoszómáinak nukleoláris szervezőiben.
Egy polipeptid, például a nukleofozin a szemcsés zónában és a sűrű fibrilláris komponensben található, részt vesz a 40 S és 60 S alegységekből származó riboszómák képzésében.
Mi a funkciója a magnak
A riboszómális RNS szintézise a fő feladat, amelyet a nucleolusnak végre kell hajtania. Ekkor a felületén (nevezetesen a fibrilláris központokban) a transzkripció az RNS polimeráz enzim részvételével történik. Ezen a nukleoláris szervezőn több száz preriboszóma, úgynevezett ribonukleoprotein gömböcske szintetizálódik. Riboszomális alegységeket alkotnak, amelyek a magpórusokon keresztül elhagyják a karioplazmát, és a sejt citoplazmájába kerülnek. A 40S kis alegység kötődik a hírvivő RNS-hez, és csak ezután kötődik hozzájuka 40S nagy alegységet csatolják. Érett riboszóma képződik, amely képes a transzláció végrehajtására - a sejtfehérjék szintézisére.
Ebben a cikkben a sejtmag szerkezetét és funkcióit tanulmányoztuk növényi és állati sejtekben.
