úvod
Bunkové jadro je najväčšou organelou eukaryotických buniek a nachádza sa v cytoplazme, oddelená dvojitou membránou (jadrový obal). Ako nosič genetickej informácie bunkové jadro obsahuje genetickú informáciu vo forme chromozómy (Reťazec DNA), a tak hrá zásadnú úlohu pri dedičnosti. Väčšina buniek cicavcov má iba jedno jadro; toto je okrúhle a má priemer od 5 do 16 mikrometrov. Niektoré typy buniek, ako sú svalové vlákna alebo špecializované bunky v kostiach, môžu mať viac ako jedno jadro.
Funkcie bunkového jadra
Bunkové jadro je najdôležitejšou organelou bunky a tvorí 10 - 15% objemu bunky. Bunkové jadro obsahuje väčšinu genetickej informácie bunky. U ľudí je okrem bunkového jadra aj mitochondrie obsahujú aj DNA („mitochondriálna DNA“).
Mitochondriálny genóm však kóduje iba niektoré proteíny, ktoré sú hlavne potrebné v dýchacom reťazci na výrobu energie. Ako zásobáreň deoxyribonukleovej kyseliny (DNA) sa bunkové jadro považuje za riadiace centrum bunky a reguluje mnoho dôležitých procesov bunkového metabolizmu. Bunkové jadro je nevyhnutné pre funkciu bunky.
Bunky bez bunkového jadra zvyčajne nemôžu prežiť. Výnimkou je červená bez jadier krv bunky (erytrocyty). Okrem regulačných funkcií patrí medzi úlohy bunkového jadra aj ukladanie, duplikácia a prenos DNA.
DNA je umiestnená v bunkovom jadre vo forme dlhej dvojzávitnice podobnej vláknu a je kompaktne zabalená v jadre proteíny, históny, aby sa vytvorili chromozómy. chromozómy skladá sa z chromatín, ktorá sa počas delenia buniek iba kondenzuje na mikroskopicky viditeľné chromozómy. Každá ľudská bunka obsahuje 23 chromozómov, z ktorých každý je duplikovaný a zdedený po oboch rodičoch.
Jedna polovica génov v bunke teda pochádza od matky, druhá od otca. Bunkové jadro riadi metabolické procesy v bunke prostredníctvom messengerových molekúl RNA. Kódy genetických informácií pre proteíny ktoré sú zodpovedné za funkciu a štruktúru bunky.
Ak je to potrebné, určité časti DNA, známe ako gény, sa transkribujú do nosnej látky (messenger RNA alebo mRNA). Vytvorená mRNA opúšťa bunkové jadro a slúži ako templát pre syntézu príslušných proteínov. Možno si predstaviť, že DNA je druh zakódovaného jazyka pozostávajúceho zo štyroch písmen.
Jedná sa o štyri základné zásady: adenín, tymín, guanín a cytozín. Tieto písmená tvoria slová, každé sa skladá z troch báz, ktoré sa nazývajú kodóny. Každý kodón kóduje špecifickú aminokyselinu, a tým vytvára základ pre biosyntézu proteínov, pretože sekvencia báz génov sa prekladá do proteínu väzbou príslušných aminokyselín.
Všetky tieto kódované informácie sa nazývajú genetický kód. Špecifická sekvencia báz robí našu DNA jedinečnou a určuje naše gény. Na konštrukcii DNA sa však podieľajú nielen základy.
DNA sa skladá z nukleotidov, ktoré sú naviazané na seba, ktoré zase pozostávajú z cukru, fosfátu a zásady. Nukleotidy tvoria kostru DNA, ktorá je vo forme špirálovej dvojitej špirály. Okrem toho je toto vlákno ďalej kondenzované, takže zapadá do malého bunkového jadra.
Toto sa tiež označuje ako chromozómy ako obalová forma DNA. Pri každom delení buniek sa skopíruje úplná DNA, takže každá dcérska bunka obsahuje úplnú identickú genetickú informáciu. Chromozóm je špecifická obalová forma nášho genetického materiálu (DNA), ktorá je viditeľná iba počas bunkového delenia.
DNA je lineárna štruktúra, ktorá je príliš dlhá na to, aby sa zmestila do nášho bunkového jadra v prirodzenom stave. Tento problém je vyriešený rôznymi priestorovo úspornými špirálami DNA a zabudovaním malých proteínov, okolo ktorých sa môže DNA ďalej ovíjať. Najkompaktnejšou formou DNA sú chromozómy.
Pod mikroskopom sa javia ako tyčinkovité telieska so stredovým zúžením. Túto formu DNA je možné pozorovať iba počas bunkového delenia, teda počas mitózy. Bunkové delenie je možné rozdeliť na niekoľko fáz, pričom chromozómy sú najlepšie zastúpené v metafáze.
Normálne somatické bunky majú dvojitú sadu chromozómov, pozostávajúcu zo 46 chromozómov. RNA popisuje ribonukleovú kyselinu, ktorá má podobnú štruktúru ako DNA. Je to však jednovláknová štruktúra, ktorá sa líši od DNA v jednotlivých stavebných jednotkách.
Okrem toho je RNA tiež oveľa kratšia ako DNA a v porovnaní s DNA má niekoľko rôznych úloh. RNA môže byť ďalej rozdelená do rôznych podskupín RNA, ktoré vykonávajú rôzne úlohy. Okrem iného hrá mRNA dôležitú úlohu pri delení bunkových jadier.
Rovnako ako tRNA sa používa aj pri výrobe bielkovín a enzýmy. Ďalšou podskupinou RNA je rRNA, ktorá je jej súčasťou ribozómy a preto sa tiež podieľa na produkcii bielkovín. Prvým krokom v biosyntéze bielkovín je transkripcia DNA do mRNA (transkripcia) a prebieha v bunkovom jadre.
Počas tohto procesu jeden reťazec DNA slúži ako templát pre komplementárnu sekvenciu RNA. Pretože však v bunkovom jadre nemožno produkovať žiadne proteíny, vytvorená mRNA musí byť vypustená do cytoplazmy a transportovaná do ribozómy, kde nakoniec dôjde k skutočnej syntéze proteínov. V rámci ribozómymRNA sa prevedie na sekvenciu aminokyselín, ktoré sa používajú na konštrukciu proteínov.
Tento proces sa nazýva preklad. Avšak skôr, ako je možné transportovať messengerovú RNA z jadra, je najskôr spracovaná v mnohých krokoch, tj. Určité sekvencie sú buď pripojené, alebo vystrihnuté a znovu zostavené. Týmto spôsobom je možné z jedného transkriptu pripraviť rôzne varianty proteínu.
Tento proces umožňuje človeku produkovať veľké množstvo rôznych proteínov s relatívne malým počtom génov. Ďalšou dôležitou funkciou bunky, ktorá sa odohráva v bunkovom jadre, je duplikácia DNA (replikácia). V bunke prebieha neustály cyklus hromadenia a odbúravania: staré bielkoviny, znečisťujúce látky a metabolické produkty sa odbúravajú, je potrebné syntetizovať nové bielkoviny a vyrábať energiu.
Bunka navyše rastie a rozdeľuje sa na dve rovnaké dcérske bunky. Avšak predtým, ako sa bunka dokáže rozdeliť, musí sa najskôr duplikovať celá genetická informácia. To je dôležité, pretože genetický materiál všetkých buniek v organizme je absolútne identický.
Replikácia prebieha v presne definovanom čase bunkového delenia v bunkovom jadre; oba procesy sú úzko spojené a sú regulované určitými proteínmi (enzýmy). Najskôr sa oddelí dvojvláknová DNA a každé jedno vlákno slúži ako templát pre následnú duplikáciu. Na tento účel rôzne enzýmy zapojte sa do DNA a dokončite jeden reťazec, aby ste vytvorili novú dvojzávitnicu.
Na konci tohto procesu bola vyrobená presná kópia DNA, ktorá môže byť počas delenia prenesená do dcérskej bunky. Ak sa však vyskytnú chyby v jednej z fáz bunkového cyklu, môžu sa vyvinúť rôzne mutácie. Existuje niekoľko typov mutácií, ktoré sa môžu vyskytnúť spontánne počas rôznych fáz bunkového cyklu.
Napríklad ak je gén chybný, nazýva sa to génová mutácia. Ak však porucha ovplyvňuje určité chromozómy alebo časti chromozómov, nazýva sa to chromozomálna mutácia. Ak je ovplyvnený počet chromozómov, vedie to k génovej mutácii.
Táto téma by vás mohla tiež zaujímať: Chromozomálna aberácia - čo sa tým myslí? Dvojitá membrána jadrového obalu má póry, ktoré slúžia na selektívny transport proteínov, nukleových kyselín a signálnych látok z alebo do jadra. Cez tieto póry vstupujú určité metabolické faktory a signálne látky do jadra, kde ovplyvňujú transkripciu určitých proteínov.
Premena genetickej informácie na bielkoviny je prísne sledovaná a je regulovaná mnohými metabolickými faktormi a signálnymi látkami, tento jav sa nazýva génová expresia. Mnoho signálnych ciest, ktoré sa vyskytujú v bunke, končí v jadre, kde ovplyvňuje génovú expresiu určitých proteínov. V jadre eukaryotických buniek je jadro, nukleové telo.
Bunka môže obsahovať jedno alebo viac jadierok, zatiaľ čo bunky, ktoré sú veľmi aktívne a často sa delia, môžu obsahovať až 10 jadierok. Nukleolus je sférická, hustá štruktúra, ktorá je jasne viditeľná pod svetelným mikroskopom a je jasne vyznačená v bunkovom jadre. Tvorí funkčne nezávislú oblasť jadra, ale nie je obklopená vlastnou membránou.
Jadro jadra sa skladá z DNA, RNA a bielkovín, ktoré spolu ležia v hustom zlepenci. Zrenie ribozomálnych podjednotiek prebieha v jadre. Čím viac proteínov sa syntetizuje v bunke, tým viac ribozómov je potrebných, a preto majú metabolicky aktívne bunky niekoľko jadierok.
Jadro v a nervová bunka má rôzne funkcie. Jadro a nervová bunka sa nachádza v tele bunky (soma) spolu s ďalšími bunkovými zložkami (organely), ako je endoplazmatické retikulum (ER) a Golgiho aparát. Rovnako ako vo všetkých bunkách tela, bunkové jadro obsahuje genetickú informáciu vo forme DNA.
Vďaka prítomnosti DNA sú ďalšie bunky tela schopné duplikovať sa mitózou. Nervové bunky sú však veľmi špecifické a vysoko diferencované bunky, ktoré sú súčasťou nervový systém. Vďaka tomu už nie sú schopní duplikovať sa.
Bunkové jadro však plní ďalšiu dôležitú úlohu. Nervové bunky sú okrem iného zodpovedné za excitáciu našich svalov, čo v konečnom dôsledku vedie k pohybu svalov. Komunikácia medzi nervovými bunkami medzi sebou navzájom a medzi nervovými bunkami a svalmi sa uskutočňuje prostredníctvom posolských látok (prenášačov).
Tieto chemické látky a tiež ďalšie dôležité látky udržujúce život sa vyrábajú pomocou bunkového jadra. V tomto procese hrá dôležitú úlohu nielen bunkové jadro, ale aj ďalšie zložky somy. Ďalej bunkové jadro riadi všetky metabolické dráhy vo všetkých bunkách vrátane nervových. Za týmto účelom obsahuje bunkové jadro všetky naše gény, ktoré je možné v závislosti od ich použitia prečítať a preložiť do požadovaných proteínov a enzýmov. Ďalšie informácie o zvláštnostiach nervovej bunky sa nachádzajú v nervovej bunke
