Ćelija je elementarna jedinica živih organizama na Zemlji i ima složenu hemijsku organizaciju struktura koje se nazivaju organele. To uključuje nukleolus, čiju ćemo strukturu i funkcije proučavati u ovom članku.
Obilježja eukariotskih jezgara
Nuklearne ćelije sadrže nemembranske zaobljene organele, gušće od karioplazme, a nazivaju se nukleoli ili nukleoli. Otkriveni su u 19. veku. Sada su nukleoli prilično potpuno proučavani zahvaljujući elektronskoj mikroskopiji. Gotovo do 50-ih godina 20. vijeka funkcije jezgara nisu bile određene, a naučnici su ovu organelu smatrali, prije, rezervoarom rezervnih supstanci koje se koriste tokom mitoze.
Savremena istraživanja su utvrdila da organoid uključuje granule nukleoproteinske prirode. Štaviše, biohemijski eksperimenti su potvrdili da organela sadrži veliku količinu proteina. Oni su ti koji određuju njegovu visoku gustinu. Osim proteina, nukleolus sadrži RNK i malu količinu DNK.
Ćelijski ciklus
Zanimljivo je da u životu ćelije, koja se sastoji odperiod mirovanja (interfaza) i diobe (mejoza - u spolu, mitoza - u somatskim ćelijama), jezgre nisu trajno očuvane. Dakle, u interfazi je nužno prisutna jezgra sa nukleolusom, čije su funkcije očuvanje genoma i formiranje organela koji sintetiziraju proteine. Na početku diobe ćelije, odnosno u profazi, nestaju i ponovo se formiraju tek na kraju telofaze, ostajući u ćeliji do sljedeće diobe ili do apoptoze - njene smrti.
Nuklearni organizator
30-tih godina prošlog veka naučnici su otkrili da formiranje jezgara kontrolišu određeni delovi nekih hromozoma. Oni sadrže gene koji pohranjuju informacije o strukturi i funkcijama nukleola u ćeliji. Postoji korelacija između broja nukleolnih organizatora i samih organela. Na primjer, kandžasta žaba u svom kariotipu sadrži dva hromozoma koja formiraju nukleole i, shodno tome, postoje dvije jezgre u jezgru njenih somatskih stanica.
Budući da su funkcije nukleola, kao i njegovo prisustvo, usko povezane s diobom stanica i formiranjem ribozoma, same organele su odsutne u visokospecijaliziranim moždanim tkivima, krvi, kao i u blastomerima drobljenje zigote.
Nukleol Amplifikacija
U sintetičkoj fazi interfaze, zajedno sa samo-duplikacijom DNK, dolazi do prekomjerne replikacije broja rRNA gena. Budući da je glavna funkcija nukleola proizvodnja ribozoma, broj ovih organela se naglo povećava zbog prekomjerne sinteze DNK lokusa koji nose informacije o RNK. Nukleoproteini koji nisu povezani sahromozomi počinju da funkcionišu autonomno. Kao rezultat toga, u jezgri se formiraju mnoge jezgre, koje se udaljavaju od kromosoma koji formiraju nukleole. Ovaj fenomen se naziva amplifikacija gena rRNA. Nastavljajući proučavanje funkcija nukleola u ćeliji, primjećujemo da se njihova najaktivnija sinteza događa u profazi redukcijske diobe mejoze, zbog čega oociti prvog reda mogu sadržavati nekoliko stotina nukleola.
Biološki značaj ovog fenomena postaje jasan, s obzirom da je u ranim fazama embriogeneze: drobljenju i blastulaciji, potreban ogroman broj ribozoma za sintezu glavnog gradivnog materijala - proteina. Amplifikacija je prilično čest proces; javlja se u oogenezi biljaka, insekata, vodozemaca, kvasaca, kao i kod nekih protista.
Histohemijski sastav organele
Nastavimo proučavanje eukariotskih ćelija i njihovih struktura, i razmotrimo nukleolus čija su struktura i funkcije međusobno povezane. Utvrđeno je da sadrži tri vrste elemenata:
- Nukleonema (filamentne formacije). Heterogeni su i sadrže fibrile i grudvice. Kao dio biljnih i životinjskih stanica, nukleoneme formiraju fibrilarne centre. Citokemijska struktura i funkcije nukleola također zavise od prisustva matriksa u njemu - mreže potpornih proteinskih molekula tercijarne strukture.
- Vakuole (svetle oblasti).
- Granularne granule (nukleolini).
S tačke gledišta hemijske analize, ova organela je skoro u potpunosti sastavljena od RNK i proteina, iDNK se nalazi samo na njenoj periferiji, formirajući strukturu u obliku prstena - perinukleolarni hromatin.
Dakle, ustanovili smo da se nukleolus sastoji od pet formacija: fibrilarnih i granularnih centara, hromatina, proteinskog retikuluma i guste fibrilarne komponente..
Vrste nukleola
Biohemijska struktura ovih organela zavisi od vrste ćelija u kojima su prisutne, kao i od karakteristika njihovog metabolizma. Postoji 5 glavnih strukturnih tipova nukleola. Prvi - retikularni, najčešći je i karakterizira ga obilje gustog fibrilarnog materijala, grudvica nukleoproteina i nukleona. Proces prepisivanja informacija iz nukleolnih organizatora je veoma aktivan, pa su fibrilarni centri slabo vidljivi u vidnom polju mikroskopa.
Pošto su glavne funkcije nukleola u ćeliji sinteza ribosomskih podjedinica, od kojih se formiraju organele koje sintetišu proteine, retikularni tip organizacije je svojstven i biljnim i životinjskim ćelijama. Prstenasti tip nukleola nalazi se u ćelijama vezivnog tkiva: limfocitima i endoteliocitima, u kojima se rRNA geni praktički ne transkribiraju. Rezidualne jezgre se javljaju u ćelijama koje su potpuno izgubile sposobnost transkripcije, kao što su normoblasti i enterociti.
Segregirana vrsta je svojstvena ćelijama koje su doživjele intoksikaciju kancerogenima, antibioticima. I, konačno, kompaktni tip nukleola karakteriziraju mnogi fibrilarni centri i mala količinanukleonem.
Proteinski nukleolarni matriks
Nastavimo proučavanje unutrašnje strukture struktura jezgra i utvrdimo koje su funkcije nukleola u ćelijskom metabolizmu. Poznato je da oko 60% suhe mase ove organele čine proteini koji čine hromatin, ribosomske čestice, a takođe i sami nukleolarni proteini. Zaustavimo se na njima detaljnije. Neki od proteina su uključeni u procesiranje - formiranje zrele ribosomalne RNK. To uključuje RNA polimerazu 1 i nukleazu, koje uklanjaju dodatne triplete sa krajeva rRNA molekula. Protein fibrilarin nalazi se u gustoj fibrilarnoj komponenti i, kao i nukleaza, vrši procesiranje. Drugi protein je nukleolin. Zajedno sa fibrilarinom, nalazi se u PFC i FC nukleola i u nukleolarnim organizatorima hromozoma profaze mitoze.
Polipeptid kao što je nukleofozin nalazi se u granularnoj zoni i gustoj fibrilarnoj komponenti, uključen je u formiranje ribozoma iz 40 S i 60 S podjedinica.
Koja je funkcija nukleola
Sinteza ribosomalne RNK je glavni zadatak koji nukleolus mora obaviti. U ovom trenutku na njegovoj površini (naime, u fibrilarnim centrima) dolazi do transkripcije uz sudjelovanje enzima RNA polimeraze. Na ovom nukleolarnom organizatoru sintetiziraju se stotine preribozoma, zvanih ribonukleoproteinske globule. Oni formiraju ribosomske podjedinice, koje napuštaju karioplazmu kroz nuklearne pore i završavaju u citoplazmi ćelije. Mala podjedinica 40S se vezuje za RNK glasnika i tek onda za njihvelika podjedinica 40S je priključena. Formira se zreli ribosom, sposoban da izvrši translaciju - sintezu ćelijskih proteina.
U ovom članku proučavali smo strukturu i funkcije nukleola u biljnim i životinjskim ćelijama.
