Jádro

úvod

Jádro nebo jádro je největší organela v buňce a nachází se v cytoplazmě eukaryotických buněk. Zaoblené buněčné jádro ohraničené dvojitou membránou (jaderná obálka) obsahuje genetickou informaci zabalenou v chromatinu, deoxyribonukleové kyselině (DNA). Jako úložiště genetické informace má jádro buňky pro dědičnost zásadní význam.

Funkce buněčného jádra

Všechny lidské buňky kromě erytrocytů mají jádro, ve kterém je DNA ve formě chromozomů. Buněčné jádro reguluje a řídí všechny procesy, které v buňce probíhají. Například pokyny pro syntézu bílkovin, přenos genetické informace, dělení buněk a různé metabolické procesy.

Kromě ukládání genetické informace se zdvojnásobení (Replikace) DNA a syntéza ribonukleových kyselin (RNA) transkripcí DNA (transkripce), stejně jako modifikace této RNA (zpracování) na nejdůležitější funkce buněčného jádra.

Kromě DNA v buněčném jádru mají lidé také mitochondriální DNA v mitochondriích, jejichž replikace je na jádře zcela nezávislá. Zde se ukládají informace o mnoha proteinech, které jsou nezbytné pro dýchací řetězec.

Zjistěte více o tomto tématu: Buněčné dýchání u lidí

Ilustrace buněčného jádra

1. Nucleus -
   Jádro
2. Vnější jaderná membrána
   (Jaderný obal)
   Nucleolemma
3. Vnitřní jaderná membrána
4. Jaderné částice
   Nucleolus
5. Jaderná plazma
   Nukleoplazma
6. DNA vlákno
7. Jaderný pór
8. Chromozomy
9. buňka
   Celulla
   A - jádro
   B - buňka

Přehled všech snímků od Dr-Gumperta najdete pod: lékařské snímky

Co je to jádrová látka?

Jaderná látka je genetická informace zakódovaná v jádru. Toto je také známé jako DNA (deoxyribonukleová kyselina). Molekula DNA nebo RNA je zase tvořena základními chemickými stavebními bloky, nukleotidy, a skládá se z cukru (deoxyribóza pro DNA nebo ribóza pro RNA), kyselého fosfátového zbytku a báze. Báze se nazývají adenin, cytosin, guanin nebo thymin (nebo uracil v případě RNA) .DNA je jedinečná díky pevné sekvenci čtyř bází, která se u každého člověka liší.

DNA není ve formě volného řetězce, ale je obalena speciálními proteiny (histony), které jsou souhrnně označovány jako chromatin. Pokud je tento chromatin dále komprimován, nakonec se vytvoří chromozomy, které jsou viditelné pod mikroskopem v metafáze mitózy. Tyčinkovité krvinky jsou tedy nositeli genetické informace a podílejí se na dělení jádra. Normální buňka lidského těla má 46 chromozomů, které jsou uspořádány v párech (dvojitá nebo diploidní sada chromozomů). 23 chromozomů pochází od matky a 23 chromozomů od otce.

Další informace o DNA

Kromě toho jádro obsahuje jádro, které je zvláště patrné jako zhutněná zóna. Skládá se z ribozomální RNA (rRNA).

Přečtěte si více o tomto tématu Ribozomy

Co je to obrysy?

Karyoplazma je také známá jako jaderná plazma nebo nukleoplazma. Popisuje struktury, které leží uvnitř jaderné membrány. Naproti tomu existuje také cytoplazma, která je ohraničena vnější buněčnou membránou (plazmalemem).

Můžete si také přečíst o tomto: Buněčná plazma v lidském těle

Tyto dva pokoje se skládají převážně z vody a různých přísad. Důležitým rozdílem mezi karyoplazmou a cytoplazmou jsou různé koncentrace elektrolytů, jako je Cl- (chlorid) a Na + (sodík). Toto speciální prostředí v karyoplazmě představuje optimální prostředí pro procesy replikace a transkripce Chromatin, který obsahuje genetický materiál a jádro, jsou také uloženy v karyoplazmě.

Velikost jádra

Jádra eukaryotických buněk mají obvykle zaoblený tvar a průměr 5 - 16 µm. Nápadné jádro lze jasně vidět ve světelném mikroskopu a má průměr 2 - 6 µm. Obecně vzhled a velikost buněčného jádra silně závisí na typu a druhu buňky.

Dvojitá membrána buněčného jádra

Buněčné jádro je od cytoplazmy odděleno dvojitou membránou. Tato dvojitá membrána se nazývá jaderná obálka a skládá se z vnitřní a vnější jaderné membrány, s perinukleárním prostorem mezi nimi. Obě membrány jsou vzájemně spojeny póry a tvoří tak fyziologickou jednotku (viz další část).

Obecně platí, že dvojité membrány vždy sestávají z lipidové dvojvrstvy, ve které jsou zabudovány různé proteiny. Tyto proteiny mohou být modifikovány různými zbytky cukru a umožňují specifické biologické funkce jaderné membrány.

Stejně jako všechny dvojité membrány má jaderný obal vodu milující (hydrofilní), stejně jako vyhýbání se vodě (hydrofobní) Část, a proto je rozpustný v tucích a ve vodě (amfifilní). Ve vodných roztocích tvoří polární lipidy dvojité membrány agregáty a jsou uspořádány tak, že hydrofilní část směřuje k vodě, zatímco hydrofobní části dvojité vrstvy jsou navzájem spojeny.Tato speciální struktura vytváří předpoklad pro selektivní permeabilitu dvojité membrány, což znamená, že buněčné membrány jsou propustné pouze pro určité látky.

Kromě regulované výměny látek slouží jaderná obálka také k vymezení (Rozdělení) buněčného jádra a tvoří fyziologickou bariéru, takže do a z buněčného jádra se mohou dostat pouze určité látky.

Přečtěte si více k tématu: Buněčná membrána

K čemu potřebujete jaderné póry?

Póry v membráně jsou komplexní kanály o průměru 60 až 100 nm, které tvoří fyziologickou bariéru mezi jádrem a cytoplazmou. Jsou potřebné pro transport určitých molekul do nebo z buněčného jádra.

Mezi tyto molekuly patří například mRNA, která hraje hlavní roli v replikaci a následné translaci. DNA se nejprve zkopíruje do buněčného jádra, takže se vytvoří mRNA. Tato kopie genetického materiálu opouští buněčné jádro přes jaderný pór a dorazí k ribozomům, kde dochází k translaci.

Funkce buněčného jádra

V buněčném jádře probíhají dva základní biologické procesy: na jedné straně replikace DNA a na druhé straně transkripce, tj. Transkripce DNA na RNA.

Během buněčného dělení (mitózy) se DNA zdvojnásobuje (replikace). Teprve poté, co se zdvojnásobí celá genetická informace, může se buňka rozdělit a vytvořit tak základ pro růst a obnovu buněk.

Během transkripce se jeden ze dvou řetězců DNA použije jako templát a převede se na komplementární sekvenci RNA. Různé transkripční faktory určují, které geny jsou transkribovány. Výsledná RNA je modifikována v mnoha dalších krocích. Stabilní konečný produkt, který lze exportovat do cytoplazmy a nakonec převést na stavební kameny proteinu, se nazývá messenger RNA (mRNA).

Zjistěte o tom více: Funkce buněčného jádra

Co se stane, když se buněčné jádro rozdělí?

Rozdělení buněčného jádra se rozumí rozdělení buněčného jádra, které může probíhat dvěma různými způsoby. Oba typy, mitóza a meióza, se liší svým procesem a také svou funkcí. V závislosti na typu dělení buněčných jader se získávají různé dceřiné buňky.

Po ukončení mitózy máte dvě dceřiné buňky, které jsou identické s mateřskou buňkou a které mají také diploidní sadu chromozomů. Tento typ dělení buněčných jader převládá v lidském organismu. Jejich funkcí je obnova všech buněk, jako jsou buňky kůže nebo buňky sliznice. Mitóza probíhá v několika fázích, ale existuje pouze jedno skutečné rozdělení chromozomů.

Na rozdíl od toho se meióza skládá z celkem dvou základních rozdělení. Výsledkem dokončené meiózy jsou čtyři buňky, které obsahují haploidní sadu chromozomů. Tyto pohlavní buňky jsou nezbytné pro sexuální reprodukci, a proto je lze nalézt pouze v pohlavních orgánech.

U žen jsou to vaječné buňky, které jsou přítomny ve vaječnících od narození. U mužských organismů se spermie produkují ve varlatech a jsou připraveny k oplodnění.
Pokud vás toto téma dále zajímá, přečtěte si náš další článek níže: Meióza - jednoduše vysvětleno!

Když se vajíčka a spermie spojí během oplodnění, vytvoří se buňka s jednou sadou diploidních chromozomů ze dvou sad haploidních chromozomů.

Přečtěte si více k tématu: Dělení buněčných jader

Co je přenos buněčného jádra?

Transfer jádra (synonymum: transplantace jádra) je zavedení jádra do vaječné buňky bez jádra. To bylo uměle vyrobeno předem, například pomocí UV záření. Nyní nukleovaná vaječná buňka může být poté vložena do sexuálně dospělého jedince a přenesena do termínu. Tímto způsobem dostává dříve nukleovaná buňka genetickou informaci a ve výsledku se mění.

Tento postup představuje druh nepohlavního oplodnění a byl poprvé použit v roce 1968. Existují terapeutické přístupy, jejichž cílem je produkce specifických tkání z kmenových buněk, které lze použít k transplantacím. Kromě toho lze ke klonování použít jaderný přenos somatických buněk. Z etických důvodů je to však povoleno pouze pro zvířata, i když je to zde také kontroverzní, protože mnoho zvířat během tohoto procesu zemře nebo se narodí nemocné. Nejznámějším příkladem je klonovaná ovce Dolly. Tato klonovaná ovce byla geneticky identická se svou matkou.

Jádro nervové buňky

Nervové buňky (neurony) jsou terminálně diferencované buňky. Na rozdíl od jiných buněk se již nemohou dělit. Neurony však mají schopnost regenerace a specifické opakování úkolů („trénink mozku“) zvyšuje plasticitu mozku.

Buněčné jádro leží v těle buňky (soma) nervové buňky. Jaderný obal obsahuje myelin, látku, která se vyskytuje specificky v nervovém systému, a má pouze nižší podíl bílkovin než jiné dvojné membrány.

Příjem a přenos informací ve formě elektrických impulsů (akčních potenciálů) je nejdůležitějším úkolem neuronů. Neurotransmitery jsou chemickými posly, které umožňují nervovým buňkám vzájemně komunikovat. Jako kontrolní centrum neuronu buněčné jádro primárně reguluje produkci různých poselských látek a expresi příslušných receptorů.

Vazbou neurotransmiteru na příslušný receptor se odpovídající účinek přenáší na nervovou buňku. Je zásadní, aby neexistovaly žádné účinky specifické pro vysílač, ale pouze účinky specifické pro receptor. To znamená, že účinek poslové látky závisí na receptoru.