Šūnas kodola funkcijas

ievads

Kodols (kodols) veido lielāko eikariotu šūnu organelli un atrodas citoplazmā, atdalīta ar dubultu membrānu (kodola apvalks). Šūnu kodols kā ģenētiskās informācijas nesējs satur ģenētisko informāciju hromosomu veidā (DNS virkne), un tādējādi tam ir būtiska loma mantojumā. Lielākajai daļai zīdītāju šūnu ir tikai viens kodols; tas ir apaļš, un tā diametrs ir no 5 līdz 16 mikrometriem. Dažiem šūnu tipiem, piemēram, muskuļu šķiedrām vai specializētām šūnām kaulos, var būt vairāk nekā viens kodols.

Iegūstiet vairāk informācijas par Šūnas kodols

Šūnas kodola funkcijas

Šūnas kodols ir vissvarīgākais organells šūnā un veido 10-15% no šūnas tilpuma. Kodols satur lielāko daļu šūnas ģenētiskās informācijas. Cilvēkiem papildus šūnas kodolam mitohondriji satur arī DNS ("mitohondriju DNS"). Tomēr mitohondriju genoms kodē tikai dažus proteīnus, kas galvenokārt nepieciešami elpošanas ķēdē enerģijas ražošanai.

Lasiet vairāk par to vietnē:

• Mitohondrija
• Šūnu elpošana cilvēkiem (elpošanas ķēde)

Šūnas kodola ilustrācija

1. Kodols -
   Kodols
2. Ārējā kodola membrāna
   (Kodolenerģijas aploksne)
   Nukleolemma
3. Iekšējā kodola membrāna
4. Kodolķermeņi
   Nucleolus
5. Kodolplasma
   Nukleoplazma
6. DNS pavediens
7. Kodolu poras
8. Hromosomas
9. šūna
   Celulla
   A - kodols
   B - šūna

Visu Dr-Gumpert attēlu pārskatu varat atrast sadaļā: medicīniskie attēli

Ģenētiskās informācijas glabāšana

Šūnas kodols kā dezoksiribonukleīnskābes (DNS) krājums ir šūnas vadības centrs un regulē daudzus svarīgus šūnu vielmaiņas procesus. Šūnas kodols ir būtisks šūnas darbībai. Šūnas bez kodola parasti nevar izdzīvot. Izņēmums ir sarkano asins šūnu kodols (Eritrocīti). Papildus regulēšanas funkcijām šūnas kodola uzdevumos ietilpst DNS uzglabāšana, dublēšanās un pārnešana.

DNS atrodas garā, virknei līdzīgā dubultās spirāles formā šūnu kodolā, kur tā ir kompakti iesaiņota hromosomās ar kodola olbaltumvielām - histoniem. Hromosomas sastāv no hromatīna, kas šūnu dalīšanās laikā kondensējas tikai mikroskopiski redzamās hromosomās. Katrā cilvēka šūnā divos eksemplāros ir 23 hromosomas, kuras tiek pārmantotas no abiem vecākiem. Puse no šūnas gēniem nāk no mātes, otra puse - no tēva.

Šūnas kodols kontrolē vielmaiņas procesus šūnā, izmantojot no RNS izgatavotas kurjera molekulas. Ģenētiskā informācija kodē olbaltumvielas, kas ir atbildīgas par šūnas funkciju un struktūru. Ja nepieciešams, noteiktas DNS sadaļas, ko sauc par gēniem, tiek pārrakstītas kurjera vielā (kurjera RNS vai mRNS). Izveidotā mRNS atstāj šūnas kodolu un kalpo par veidni attiecīgo olbaltumvielu sintēzei.

Domājiet par DNS kā sava veida šifrētu valodu, kas sastāv no četriem burtiem. Šīs ir četras bāzes: adenīns, timīns, guanīns un citozīns. Šie burti veido vārdus, no kuriem katrs sastāv no trim pamatiem, kurus sauc par kodoniem.

Katrs kodons kodē noteiktu aminoskābi un tādējādi veido pamatu olbaltumvielu biosintēzei, jo gēnu bāzu secība tiek pārveidota par olbaltumvielu, saistot attiecīgās aminoskābes. Šīs šifrētās informācijas kopumu sauc par ģenētisko kodu. Konkrētā bāzu secība padara mūsu DNS unikālu un nosaka mūsu gēnus.

Bet DNS struktūrā ir iesaistītas ne tikai bāzes. DNS sastāv no nukleotīdiem pēc kārtas, kas savukārt sastāv no cukura, fosfāta un bāzes. Nukleotīdi ir DNS mugurkauls, kas ir spirālveida dubultās spirāles formā. Turklāt šī virkne tiek vēl vairāk kondensēta, lai tā iekļautos šūnas mazajā kodolā. Tad runā arī par hromosomām kā par DNS iepakojuma veidu. Katrā šūnu dalījumā tiek nokopēta pilnīga DNS, lai katrā meitas šūnā būtu arī pilnīgi identiska ģenētiskā informācija.

Hromosomas, ko izmanto DNS iepakošanai

Hromosoma ir noteikta mūsu ģenētiskā materiāla (DNS) iepakojuma forma, kas ir redzama tikai šūnu dalīšanās laikā. DNS ir lineāra struktūra, kas ir pārāk gara, lai dabiskā stāvoklī iekļautos mūsu šūnu kodolā. Šo problēmu atrisina dažādas kosmosa taupīšanas DNS spirāles un mazu proteīnu iekļaušana, ap kuriem DNS var turpināt ietīties. Viskompaktākā DNS forma ir hromosomas. Mikroskopā tie parādās kā stieņa formas ķermeņi ar centrālo sašaurinājumu.Šo DNS formu var novērot tikai šūnu dalīšanās laikā, t.i., mitozes laikā. Šūnu dalīšanos savukārt var sadalīt vairākās fāzēs, kur hromosomas vislabāk tiek attēlotas metafāzē. Normālām ķermeņa šūnām ir divkāršs hromosomu kopums, kas sastāv no 46 hromosomām.

Papildu informācija par šūnu kodolu dalīšanos ir pieejama vietnē: Mitoze

RNS kā daļa no šūnas kodola

RNS raksturo ribonukleīnskābi, kuras struktūra ir līdzīga DNS struktūrai. Tomēr šī ir vienas virknes struktūra, kas atšķiras no DNS atsevišķu komponentu ziņā. Turklāt RNS ir arī daudz īsāks nekā DNS, un tam ir vairāki atšķirīgi uzdevumi. Tādā veidā RNS var sadalīt dažādās RNS apakšgrupās, kas veic dažādus uzdevumus. Cita starpā mRNS ir svarīga loma šūnu kodola dalīšanās laikā. Tāpat kā tRNS, to izmanto arī olbaltumvielu un enzīmu ražošanā. Vēl viena RNS apakšgrupa ir rRNS, kas ir daļa no ribosomām un tāpēc ir iesaistīta arī olbaltumvielu ražošanā.

Olbaltumvielu sintēze

Pirmais proteīna biosintēzes posms ir DNS transkripcija mRNS (transkripcija) un notiek šūnas kodolā. DNS virkne kalpo kā paraugs komplementārai RNS secībai. Tomēr, tā kā šūnas kodolā nevar rasties olbaltumvielas, izveidotā mRNS jāizlaiž citoplazmā un jānogādā ribosomās, kur galu galā notiek olbaltumvielu faktiskā sintēze. Ribosomās mRNS tiek pārveidota par aminoskābju secību, ko izmanto olbaltumvielu veidošanai. Šis process ir pazīstams kā tulkošana.

Pirms kurjera RNS var transportēt no kodola, tomēr to vispirms apstrādā daudzos posmos, tas ir, noteiktas sekvences tiek vai nu pievienotas, vai izgrieztas un atkal saliktas kopā. Tas nozīmē, ka no viena atšifrējuma var rasties dažādi olbaltumvielu varianti. Šis process ļauj cilvēkiem ražot lielu skaitu dažādu olbaltumvielu ar salīdzinoši maz gēnu.

Replikācija

Vēl viena svarīga šūnas funkcija, kas notiek šūnas kodolā, ir DNS dublēšanās (Replikācija). Šūnā notiek nemitīgs uzkrāšanās un sadalīšanās cikls: vecie proteīni, piesārņotāji un vielmaiņas produkti tiek sadalīti, ir jāsintezē jauni proteīni un jāražo enerģija. Turklāt šūna aug un sadalās divās identiskās meitas šūnās. Pirms šūna var sadalīties, vispirms ir jādublē visa ģenētiskā informācija.Tas ir svarīgi, jo visu organisma šūnu genoms ir absolūti identisks.

Replikācija notiek precīzi noteiktā laika posmā šūnu dalīšanās laikā šūnas kodolā; abi procesi ir cieši saistīti un tos kontrolē daži proteīni (Fermenti) regulē. Pirmkārt, tiek atdalīta divšķiedru DNS, un katra atsevišķā virkne kalpo kā paraugs nākamajai dublēšanai. Lai to izdarītu, dažādi fermenti piestiprina DNS un papildina vienu virkni, veidojot jaunu dubulto spirāli. Šī procesa beigās ir izveidota precīza DNS kopija, kuru, sadaloties, var nodot meitas šūnai.

Tomēr, ja kādā no šūnu cikla fāzēm rodas kļūdas, var attīstīties dažādas mutācijas. Dažādu šūnu cikla fāzēs spontāni var rasties dažādas mutācijas. Piemēram, ja gēns ir bojāts, to sauc par gēna mutāciju. Tomēr, ja kļūda ietekmē noteiktas hromosomas vai hromosomu daļas, tad tā ir hromosomu mutācija. Ja tiek ietekmēts hromosomu skaits, tas noved pie genoma mutācijas.

Tēma varētu arī jūs interesēt: Hromosomu aberācija - ko tas nozīmē?

Kodolu poras un signālu ceļi

Kodola apvalka dubultā membrānā ir poras, kas kalpo selektīvai olbaltumvielu, nukleīnskābju un signālvielu transportēšanai no kodola un uz to.

Daži metabolisma faktori un signālvielas caur šīm porām nonāk kodolā un ietekmē tur esošo olbaltumvielu transkripciju. Ģenētiskās informācijas pārvēršana olbaltumvielās tiek stingri uzraudzīta, un to regulē daudzi vielmaiņas faktori un signālvielas, runājot par gēnu ekspresiju. Daudzi signālu ceļi, kas notiek šūnā, beidzas kodolā un ietekmē tur esošo olbaltumvielu gēnu ekspresiju.

Kodolķermenis (kodols)

Eikariotu šūnu kodola iekšpusē ir kodols, kodola ķermenis. Šūnā var būt viens vai vairāki nukleoli, un šūnas, kas ir ļoti aktīvas un bieži dalās, var saturēt līdz pat 10 nukleoliem.

Kodols ir sfēriska, blīva struktūra, kas ir skaidri redzama gaismas mikroskopā un ir skaidri norobežota šūnas kodolā. Tas veido funkcionāli neatkarīgu kodola laukumu, bet nav ieskauts ar savu membrānu. Kodols sastāv no DNS, RNS un olbaltumvielām, kas atrodas kopā blīvā konglomerātā. Ribosomu apakšvienību nobriešana notiek kodolā. Jo vairāk olbaltumvielu sintezē šūnā, jo vairāk ir nepieciešamas ribosomas, un tāpēc metaboliski aktīvajām šūnām ir vairāki kodola ķermeņi.

Kodola funkcija nervu šūnā

Nervu šūnas kodolam ir dažādas funkcijas. Nervu šūnas kodols atrodas šūnu ķermenī (Soma) kopā ar citām šūnu sastāvdaļām (organoīdiem), piemēram, endoplazmas retikulumu (ER) un Golgi aparātu. Tāpat kā visās ķermeņa šūnās, šūnas kodolā ir ģenētiskā informācija DNS formā. DNS klātbūtnes dēļ citas ķermeņa šūnas spēj sevi atkārtot, izmantojot mitozi. Tomēr nervu šūnas ir ļoti specifiskas un ļoti diferencētas šūnas, kas ir nervu sistēmas daļa. Rezultātā viņi vairs nespēj dubultoties. Tomēr šūnas kodols uzņemas vēl vienu svarīgu uzdevumu. Cita starpā nervu šūnas ir atbildīgas par mūsu muskuļu ierosmi, kas galu galā noved pie muskuļu kustības. Saziņa starp nervu šūnām un starp nervu šūnām un muskuļiem notiek, izmantojot kurjera vielas (Raidītājs). Šīs ķīmiskās vielas un citas svarīgas dzīvību uzturošas vielas tiek ražotas ar šūnas kodola palīdzību. Svarīga loma ir ne tikai šūnas kodolam, bet arī pārējiem somas komponentiem. Turklāt šūnas kodols kontrolē visus vielmaiņas ceļus visās šūnās, ieskaitot nervu šūnas. Lai to izdarītu, šūnas kodols satur visus mūsu gēnus, kurus atkarībā no lietošanas var nolasīt un pārvērst vajadzīgajos proteīnos un fermentos.

Plašāku informāciju par nervu šūnu īpatnībām varat atrast vietnē: Nervu šūna