Šūnas kodola funkcijas

ievads

Šūnas kodols (kodols) veido lielāko eikariotu šūnu organeli un atrodas citoplazmā, ko atdala dubultā membrāna (kodola apvalks). Šūnas kodols kā ģenētiskās informācijas nesējs satur ģenētisko informāciju hromosomu (DNS virknes) veidā un tādējādi tai ir būtiska loma mantošanā. Lielākajai daļai zīdītāju šūnu ir tikai viens kodols; tas ir apaļš un diametrs ir no 5 līdz 16 mikrometriem. Ar noteiktiem šūnu veidiem, piem. Muskuļu šķiedrām vai specializētām šūnām kaulos var būt vairāk nekā viens kodols.

Iegūstiet vairāk informācijas par Šūnu kodols

Šūnas kodola funkcijas

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

Vairāk par to lasiet vietnē:

• Mitohondriji
• Šūnu elpošana cilvēkiem (elpošanas ķēde)

Šūnas kodola ilustrācija

1. Šūnas kodols -
   Kodols
2. Ārējā kodola membrāna
   (Kodolenerģijas aploksne)
   Nukleolemma
3. Iekšējā kodola membrāna
4. Kodolenerģeļi
   Kodols
5. Kodolplazma
   Kodolplazma
6. DNS pavediens
7. Kodolporas
8. Hromosomas
9. šūna
   Celulla
   A - kodols
   B - šūna

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

Ģenētiskās informācijas glabāšana

Kā dezoksiribonukleīnskābes (DNS) krātuve, šūnas kodols ir šūnas kontroles centrs un regulē daudzus svarīgus šūnu metabolisma procesus. Šūnas kodols ir būtisks šūnas funkcionēšanai. Šūnas bez kodola parasti nevar izdzīvot. Izņēmums ir sarkanās asins šūnas ar kodolu (Eritrocīti). Papildus regulatīvajām funkcijām šūnas kodola uzdevumos ietilpst arī DNS glabāšana, kopēšana un pārsūtīšana.

DNS atrodas šūnas kodolā garas, virknei līdzīgas dubultās spirāles formā, kur tā tiek kompakti iesaiņota hromosomās ar kodolu olbaltumvielām - histoniem. Hromosomas sastāv no hromatīna, kas tikai kondensējas, veidojot mikroskopiski redzamas hromosomas šūnu dalīšanās laikā. Katrā cilvēka šūnā ir 23 hromosomas, katrā eksemplārā, kas ir mantotas no abiem vecākiem. Puse no gēniem šūnā nāk no mātes, otra puse no tēva.

Šūnas kodols kontrolē vielmaiņas procesus šūnā, izmantojot kurjera molekulas, kas izgatavotas no RNS. Ģenētiskās informācijas kodi proteīniem, kas ir atbildīgi par šūnas darbību un struktūru. Vajadzības gadījumā noteiktas DNS sadaļas, ko sauc par gēniem, tiek transkribētas kā kurjera viela (Messenger RNS vai mRNA) .Izveidotā mRNS iziet no šūnas kodola un kalpo par veidni attiecīgo olbaltumvielu sintēzei.

Padomājiet par DNS kā sava veida šifrētu valodu, kas sastāv no četriem burtiem. Tās ir četras bāzes: adenīns, timīns, guanīns un citozīns. Šie burti veido vārdus, kurus katrs veido trīs pamatnes, ko sauc par kodoniem.

Katrs kodons kodē noteiktu aminoskābi un tādējādi veido olbaltumvielu biosintēzes pamatu, jo gēnu bāzu secība tiek pārveidota olbaltumvielā, sasaistot attiecīgās aminoskābes. Visu šo šifrēto informāciju sauc par ģenētisko kodu. Specifiskā 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 attēlo DNS mugurkaulu, kas ir spirālveida dubultās spirāles formā. Turklāt šī dzīsla tiek vēl vairāk kondensēta, lai tā iekļautos šūnas mazajā kodolā. Tad mēs runājam arī par hromosomām kā DNS iesaiņojuma veidu. Pēc katras šūnas dalīšanas visa DNS tiek kopēta tā, lai katra meitas šūna satur arī pilnīgi identisku ģenētisko informāciju.

Hromosomas, ko izmanto DNS iesaiņošanai

Hromosoma ir noteikta veida mūsu ģenētiskais materiāls (DNS), kas ir redzams tikai šūnu dalīšanās laikā. DNS ir lineāra struktūra, kas ir pārāk gara, lai dabiskajā stāvoklī iekļautos mūsu šūnu kodolā. Šī problēma tiek atrisināta, izmantojot dažādas kosmosa taupīšanas DNS spirāles un iestrādājot mazus proteīnus, ap kuriem DNS var turpināt ietīt. Vis kompaktākā DNS forma ir hromosomas. Mikroskopā tie parādās kā mazi stieņa formas ķermeņi ar centrālu sašaurinājumu.Šo DNS formu var novērot tikai šūnu dalīšanās laikā, t.i., mitozes laikā. Šūnu dalīšanu, savukārt, var sadalīt vairākās fāzēs, kurās hromosomas vislabāk tiek attēlotas metafāzē. Normālajām ķermeņa šūnām ir divkāršs hromosomu komplekts, kas sastāv no 46 hromosomām.

Papildu informācija par šūnu kodola dalījumu ir pieejama vietnē: Mitoze

RNS kā daļa no šūnas kodola

RNS apraksta ribonukleīnskābi, kuras struktūra ir līdzīga DNS struktūrai. Tomēr šī ir vienas virknes struktūra, kas atsevišķos komponentos atšķiras no DNS. Turklāt RNS ir arī daudz īsāks nekā DNS, un salīdzinājumā ar to ir vairāki dažādi uzdevumi. Šādā veidā RNS var sadalīt dažādās RNS apakšgrupās, kas veic dažādus uzdevumus. Cita starpā mRNS ir nozīmīga loma šūnu kodola dalīšanas laikā. Tāpat kā tRNS, to izmanto arī olbaltumvielu un fermentu ražošanā. Vēl viena RNS apakšgrupa ir rRNS, kas ir daļa no ribosomām un tāpēc arī ir iesaistīta olbaltumvielu ražošanā.

Olbaltumvielu sintēze

Pirmais proteīna biosintēzes solis ir DNS transkripcija mRNS (transkripcija) un notiek šūnas kodolā. DNS virkne kalpo kā papildinājuma RNS sekvences šablons. Tā kā šūnas kodolā nevar ražot olbaltumvielas, izveidotā mRNS jāizvada citoplazmā un jānogādā ribosomās, kur notiek olbaltumvielu faktiskā sintēze. Ribosomu iekšienē mRNS tiek pārvērsts aminoskābju secībā, kuras izmanto olbaltumvielu veidošanai. Šis process ir pazīstams kā tulkošana.

Pirms kurjera RNS var izvadīt no kodola, vispirms to apstrādā vairākos posmos, tas ir, noteiktas secības vai nu tiek pievienotas, vai arī izgrieztas un atkal saliktas kopā. Tas nozīmē, ka vienā stenogrammā 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 (Replikācija). Šūnā notiek pastāvīgs uzkrāšanās un sadalīšanās cikls: vecie proteīni, piesārņotāji un vielmaiņas produkti tiek sadalīti, jāintegrē jauni proteīni un jāražo enerģija. Turklāt šūna aug un sadalās divās identiskās meitas šūnās. Tomēr, pirms šūna var sadalīties, visa ģenētiskā informācija vispirms ir jākopē. Tas ir svarīgi, jo visu organismu šūnu genoms ir absolūti identisks.

Replikācija notiek precīzi noteiktā laika posmā, daloties šūnā šūnas kodolā; abi procesi ir cieši saistīti, un tos kontrolē noteiktas olbaltumvielas (Fermenti) reglamentēts. Pirmkārt, divpusējā DNS tiek atdalīta, un katra atsevišķā virkne kalpo kā šablons turpmākajai dublēšanai. Lai to izdarītu, dažādi fermenti piestāj DNS un papildina atsevišķo virkni, veidojot jaunu dubultu spirāli. Šī procesa beigās ir izveidota precīza DNS kopija, kuru var sadalīt meitas šūnā.

Tomēr, ja kādā no šūnu cikla fāzēm rodas kļūdas, var attīstīties dažādas mutācijas. Pastāv dažāda veida mutācijas, kas var notikt spontāni dažādās šūnu cikla fāzēs. 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 jūs interesēt arī: Hromosomu aberācija - ko tas nozīmē?

Kodolporas un signalizācijas ceļi

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

Daži metabolisma faktori un signālvielas iekļūst kodolā caur šīm porām un ietekmē noteiktu olbaltumvielu transkripciju tajās. Ģenētiskās informācijas pārvēršana olbaltumvielās tiek stingri uzraudzīta, un to regulē daudzi metabolisma faktori un signālvielas, viens runā par gēnu ekspresiju. Daudzi signalizācijas ceļi, kas notiek šūnā, beidzas kodolā, kur tie ietekmē noteiktu proteīnu gēnu ekspresiju.

Kodols ķermenis (nucleolus)

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

Kodols ir sfēriska, blīva struktūra, ko var skaidri redzēt zem gaismas mikroskopa un skaidri noteikt šūnas kodolā. Tas veido funkcionāli neatkarīgu kodola zonu, bet nav ieskauts ar savu membrānu. Nukleolu veido DNS, RNS un olbaltumvielas, kas atrodas kopā blīvā konglomerātā. Ribosomu apakšvienību nogatavināšana notiek kodolā. Jo vairāk olbaltumvielu tiek sintezēti šūnā, jo vairāk ribosomu ir vajadzīgas, un tāpēc metaboliski aktīvajām šūnām ir vairāki kodolieroči.

Kodola funkcija nervu šūnā

Kodols nervu šūnā veic dažādas funkcijas. Nervu šūnas kodols atrodas šūnas ķermenī (Soma) kopā ar citiem šūnu komponentiem (organellām), piemēram, endoplazmatisko retikulumu (ER) un Golgi aparātu. Tāpat kā visās ķermeņa šūnās, arī šūnas kodolā ir ģenētiskā informācija DNS formā. Sakarā ar DNS klātbūtni citas ķermeņa šūnas spēj sevi dublēt, izmantojot mitozi. Tomēr nervu šūnas ir ļoti specifiskas un ļoti diferencētas šūnas, kas ir daļa no nervu sistēmas. Tā rezultātā viņi vairs nespēj dubultoties. Tomēr šūnas kodols uzņemas vēl vienu svarīgu uzdevumu. Nervu šūnas cita starpā ir atbildīgas par mūsu muskuļu ierosmi, kas galu galā noved pie muskuļu kustības. Komunikācija starp nervu šūnām, kā arī starp nervu šūnām un muskuļiem notiek, izmantojot kurjerus (Raidītājs). Šīs ķīmiskās vielas un citas svarīgas dzīvību uzturošas vielas tiek ražotas ar šūnas kodola palīdzību. Svarīgu lomu spēlē ne tikai šūnas kodols, bet arī citi somas komponenti. Turklāt šūnas kodols kontrolē visus metabolisma ceļus visās šūnās, ieskaitot nervu šūnas. Lai to izdarītu, šūnas kodolā ir visi mūsu gēni, kurus atkarībā no lietošanas var nolasīt un pārvērst nepieciešamajos proteīnos un fermentos.

Papildu informācija par nervu šūnas īpašajām iezīmēm ir pieejama vietnē: Nervu šūna