Kodols

ievads

Šūnas kodols vai kodols ir lielākais organelle šūnā un atrodas eikariotu šūnu citoplazmā. Noapaļotais šūnu kodols, ko ierobežo dubultā membrāna (kodola apvalks), satur ģenētisko informāciju, kas iesaiņota hromatīnā, dezoksiribonukleīnskābē (DNS). Šūnas kodoliem kā ģenētiskās informācijas krātuvei ir galvenā nozīme iedzimtības nodrošināšanā.

Šūnas kodola darbība

Visām cilvēka šūnām, izņemot eritrocītus, ir kodols, kurā DNS ir hromosomu formā. Šūnas kodols regulē un kontrolē visus procesus, kas notiek šūnā. Piemēram, instrukcijas olbaltumvielu sintēzei, ģenētiskās informācijas pārnešanai, šūnu dalīšanai un dažādiem vielmaiņas procesiem.

Papildus ģenētiskās informācijas glabāšanai,Replikācija) un ribonukleīnskābju (RNS) sintēzi, transkribējot DNS (transkripcija), kā arī šīs RNS modifikācija (apstrāde) uz svarīgākajām šūnas kodola funkcijām.

Papildus DNS šūnas kodolā cilvēkiem mitohondrijos ir arī mitohondriju DNS, kuru replikācija ir pilnīgi neatkarīga no kodola. Šeit tiek glabāta informācija par daudzām olbaltumvielām, kas nepieciešamas elpošanas ķēdei.

Uzziniet vairāk par šo tēmu: Šūnu elpošana cilvēkiem

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

Kas ir kodolviela?

Kodolviela ir ģenētiskā informācija, kas kodēta kodolā. To sauc arī par DNS (dezoksiribonukleīnskābi). DNS vai RNS molekulu, savukārt, veido pamata ķīmiskie celtniecības bloki - nukleotīdi, un tā sastāv no cukura (dezoksiriboze DNS vai riboze RNS), skāba fosfāta atlikuma un bāzes. Bāzes sauc par adenīnu, citozīnu, guanīnu vai timīnu (vai RNS gadījumā - uracilu) .DNS ir unikāls, jo pastāv četru bāzu fiksētā secība, kas katram cilvēkam ir atšķirīga.

DNS nav brīvas virknes formā, bet tiek iesaiņota ap īpašiem proteīniem (histoniem), kurus kopīgi sauc par hromatīnu.Ja šo hromatīnu vēl saspiež, galu galā veidojas hromosomas, kuras mitozes metafāzē ir redzamas zem mikroskopa. Stieņa formas asinsķermenīši ir ģenētiskās informācijas nesēji un ir iesaistīti kodola dalīšanā. Normālai cilvēka ķermeņa šūnai ir 46 hromosomas, kas ir sakārtotas pa pāriem (dubultā vai diploīdā hromosomu komplekts). 23 hromosomas nāk no mātes un 23 hromosomas no tēva.

Uzziniet vairāk par DNS

Turklāt kodolā ir kodols, kas ir īpaši pamanāms kā sablīvēta zona. Tas sastāv no ribosomālas RNS (rRNS).

Lasiet vairāk par tēmu Ribosomas

Kas ir karioplazma?

Karioplazma ir pazīstama arī kā kodola plazma vai nukleoplazma. Tas apraksta struktūras, kas atrodas kodolenerģijas membrānā. Turpretī ir arī citoplazma, kuru ierobežo ārējā šūnas membrāna (plazmalemma).

Lasīt arī: Šūnu plazma cilvēka ķermenī

Šīs divas istabas galvenokārt sastāv no ūdens un dažādām piedevām. Svarīga atšķirība starp karioplazmu un citoplazmu ir atšķirīgās elektrolītu koncentrācijas, piemēram, Cl- (hlorīds) un Na + (nātrijs). Šī īpašā karioplazmas vide ir optimāla vide replikācijas un transkripcijas procesiem.Krioplazmā tiek glabāts arī hromatīns, kas satur ģenētisko materiālu, un nukleols.

Kodola lielums

Eikariotu šūnu kodoliem parasti ir noapaļota forma un diametrs 5-16 μm. Uzkrītošo kodolu labi var redzēt gaismas mikroskopā, un tā diametrs ir 2–6 µm. Kopumā šūnas kodola izskats un lielums ir ļoti atkarīgs no šūnas veida un sugas.

Šūnas kodola dubultā membrāna

Šūnas kodolu no citoplazmas atdala dubultā membrāna. Šo dubulto membrānu sauc par kodola apvalku, un tā sastāv no iekšējās un ārējās kodola membrānas, starp kurām ir perinukleārā telpa. Abas membrānas ir savienotas viena ar otru ar porām un tādējādi veido fizioloģisku vienību (skatīt nākamo sadaļu).

Parasti dubultās membrānas vienmēr sastāv no lipīdu divslāņa, kurā iestrādāti dažādi proteīni.Šīs olbaltumvielas var modificēt ar dažādiem cukura atlikumiem un nodrošina specifiskas kodola membrānas bioloģiskās funkcijas.

Tāpat kā visas dubultās membrānas, arī kodola apvalkam ir ūdens mīlošs (hidrofils), kā arī ūdens izvairīšanās (hidrofobiskas) Porcija un tāpēc šķīst taukos un ūdenī (amfifiliski). Ūdens šķīdumos dubultās membrānas polārie lipīdi veido agregātus un ir izvietoti tā, lai hidrofilā daļa būtu vērsta pret ūdeni, turpretī dubultā slāņa hidrofobās daļas ir savstarpēji saistītas. Šī īpašā struktūra rada apstākļus dubultās membrānas selektīvai caurlaidībai, kas nozīmē, ka šūnu membrānas ir caurlaidīgas tikai noteiktām vielām.

Papildus regulētajai vielu apmaiņai kodolenerģijas aploksne kalpo arī (Sadalīšana) un veido fizioloģisko barjeru, lai tikai noteiktas vielas varētu iekļūt un izkļūt no šūnas kodola.

Lasiet vairāk par tēmu: Šūnu membrānu

Kam vajadzīgas kodola poras?

Poras membrānā ir sarežģīti kanāli ar diametru no 60 līdz 100 nm, kas veido fizioloģisku barjeru starp kodolu un citoplazmu. Tie ir nepieciešami noteiktu molekulu pārvadāšanai uz šūnu kodolu vai no tā.

Šīs molekulas ietver, piemēram, mRNS, kurai ir liela nozīme replikācijā un sekojošā translācijā. Vispirms DNS tiek kopēts šūnas kodolā, lai izveidotu mRNS. Šī ģenētiskā materiāla kopija iziet no šūnas kodola caur kodola porām un nonāk ribosomās, kur notiek tulkošana.

Šūnas kodola funkcijas

Šūnas kodolā notiek divi elementāri bioloģiski procesi: no vienas puses, DNS replikācija un, no otras puses, transkripcija, t.i., DNS transkripcija RNS.

Šūnu dalīšanās laikā (mitoze) DNS dubultojas (replikācija). Tikai pēc tam, kad visa ģenētiskā informācija ir dubultojusies, šūnas var sadalīties un tādējādi veidot augšanas un šūnu atjaunošanās pamatu.

Transkripcijas laikā vienu no diviem DNS virzieniem izmanto kā šablonu un pārvērš komplementārā RNS secībā. Transkripcijas gēni nosaka dažādus transkripcijas faktorus. Iegūtā RNS tiek modificēta daudzos turpmākos posmos. Stabilu galaproduktu, ko var eksportēt citoplazmā un galu galā pārveidot olbaltumvielu veidojošos blokos, sauc par kurjeru RNS (mRNS).

Uzziniet vairāk par šo: Šūnas kodola uzdevumi

Kas notiek, kad šūnas kodols dalās?

Šūnu kodola dalīšana tiek saprasta kā šūnas kodola dalīšana, kas var notikt divos dažādos veidos. Divi veidi, mitoze un meioze, atšķiras savā procesā un arī funkcijā. Atkarībā no notikušā kodolu dalīšanas veida iegūst dažādas meitas šūnas.

Pēc mitozes beigām jums ir divas meitas šūnas, kas ir identiskas mātes šūnai un kurām ir arī diploīds hromosomu komplekts. Šāda veida šūnu kodola dalīšana dominē cilvēka organismā. Viņu funkcija ir atjaunot visas šūnas, piemēram, ādas šūnas vai gļotādas šūnas. Mitoze notiek vairākās fāzēs, bet ir tikai viens reāls hromosomu dalījums.

Pretstatā tam meioze sastāv no diviem galvenajiem dalījumiem. Pabeigtas meiozes rezultāts ir četras šūnas, kas satur haploīdu hromosomu komplektu. Šīs dzimumšūnas ir vajadzīgas seksuālai reprodukcijai, un tāpēc tās atrodamas tikai dzimumorgānos.

Sievietēm olšūnas ir olšūnās no dzimšanas brīža. Vīriešu organismos spermatozoīdi tiek ražoti sēkliniekos un ir gatavi apaugļošanai.
Ja jūs vairāk interesē šī tēma, tad izlasiet mūsu nākamo rakstu zemāk: Mejoze - vienkārši izskaidrots!

Kad olšūna un sperma apaugļošanās laikā saplūst, divi haploīdi hromosomu komplekti veido šūnu ar vienu diploīdu komplektu.

Lasiet vairāk par tēmu: Šūnu kodola dalīšana

Kas ir šūnas kodola pārnešana?

Kodola pārnešana (sinonīms: kodola transplantācija) ir kodola ievadīšana olšūnā bez kodola. Tas tika mākslīgi ražots iepriekš, piemēram, izmantojot UV starojumu. Pēc tam kodolu saturošu olšūnu var ievietot seksuāli nobriedušā indivīdā un pārnest uz termiņu. Tādā veidā agrāk kodētā šūna saņem ģenētisko informāciju un rezultātā mainās.

Šī procedūra pārstāv aseksuālā apaugļošanas veidu un pirmo reizi tika izmantota 1968. gadā. Pastāv terapeitiskas pieejas, kuru mērķis ir no cilmes šūnām ražot specifiskus audus, kurus var izmantot transplantātiem. Turklāt klonēšanai var izmantot somatisko šūnu kodola pārnesi. Tomēr ētisku apsvērumu dēļ tas ir atļauts tikai dzīvniekiem, lai gan arī šeit tas ir pretrunīgs, jo daudzi dzīvnieki šī procesa laikā mirst vai piedzimst slimi. Visslavenākais piemērs ir klonētā aita Dolly. Šī klonētā aita bija ģenētiski identiska mātes dzīvniekam.

Nervu šūnas kodols

Nervu šūnas (neironi) ir galīgi diferencētas šūnas. Atšķirībā no citām šūnām, tās vairs nevar dalīties. Tomēr neironiem ir spēja atjaunoties, un specifiska uzdevumu atkārtošana ("smadzeņu apmācība") palielina smadzeņu plastiskumu.

Šūnas kodols atrodas nervu šūnas šūnā (somā). Kodola apvalkā ir mielīns - viela, kas īpaši rodas nervu sistēmā, un tajā ir tikai zemāks olbaltumvielu saturs nekā citās dubultā membrānās.

Informācijas uztveršana un pārraide elektrisko impulsu (darbības potenciālu) veidā ir vissvarīgākais neironu uzdevums. Neirotransmiteri ir ķīmiski kurjeri, kas ļauj nervu šūnām savstarpēji sazināties. Šūnas kodols kā neirona kontroles centrs galvenokārt regulē dažādu kurjeru ražošanu un attiecīgo receptoru ekspresiju.

Piesaistot neirotransmiteru pie atbilstoša receptora, attiecīgais efekts tiek nodots nervu šūnā. Ir ārkārtīgi svarīgi, lai nerastos konkrēti raidītāju efekti, bet gan tikai receptoru specifiski efekti. Tas nozīmē, ka kurjera vielas iedarbība ir atkarīga no receptoru.