Jádro

úvod

Buněčné jádro nebo jádro je největší organelou 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 genetických informací má jádro buňky dědičnost.

Funkce buněčného jádra

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

Kromě ukládání genetických informací zdvojnásobení (Replikace) DNA a syntéza ribonukleových kyselin (RNA) transkripcí DNA (transkripce), jakož i modifikace této RNA (zpracování) na nejdůležitější funkce buněčného jádra.

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

Zjistit více o tomto tématu: Buněčné dýchání u lidí

Ilustrace buněčného jádra

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

Přehled všech obrázků z Dr-Gumpert najdete pod: medical images

Co je to jaderná látka?

Jaderná látka je genetická informace kódovaná 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 vlákna, ale je obalena kolem speciálních proteinů (histonů), které jsou souhrnně známé jako chromatin. Pokud je tento chromatin dále komprimován, nakonec se vytvoří chromozomy, které jsou viditelné pod mikroskopem v metafázi mitózy. Tyčinkovité tělísko je tedy nositelem genetické informace a podílí se na dělení jádra. Normální buňka lidského těla má 46 chromozomů, které jsou uspořádány ve dvojicích (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 kompaktní zóna. Skládá se z ribozomální RNA (rRNA).

Přečtěte si více o tomto tématu Ribosomy

Co je to karyoplasma?

Kryoplasma je také známá jako jaderná plazma nebo nukleoplasma. Popisuje struktury, které leží uvnitř jaderné membrány. Naproti tomu existuje také cytoplazma, která je ohraničena membránou vnějších buněk (plasmalemm).

Přečtěte si také: Buněčná plazma v lidském těle

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

Velikost jádra

Jádra eukaryotických buněk mají obvykle zaoblený tvar a průměr 5-16 um. Na světelném mikroskopu je viditelné viditelné jádro a má průměr 2–6 µm. Obecně platí, že vzhled a velikost buněčného jádra silně závisí na typu buňky a druhu.

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, mezi nimiž je perinukleární prostor. Obě membrány jsou navzájem propojeny póry a tvoří tedy fyziologickou jednotku (viz další část).

Obecně se dvojité membrány vždy skládají z lipidové dvojvrstvy, ve které jsou uloženy různé proteiny.Tyto proteiny mohou být modifikovány různými cukernými zbytky a umožňují specifické biologické funkce jaderné membrány.

Stejně jako všechny dvojité membrány má i jaderná obálka milující vodu (hydrofilní) a také vyhýbání se vodě (hydrofobní) Část, a proto je rozpustná v tucích a ve vodě (amfifilní). Ve vodných roztocích tvoří polární lipidy dvojité membrány agregáty a jsou uspořádány tak, že hydrofilní část je obrácena k vodě, zatímco hydrofobní části dvojité vrstvy jsou vzájemně spojeny. Tato speciální struktura vytváří podmínky pro selektivní propustnost dvojité membrány, což znamená, že buněčné membrány jsou propustné pouze pro určité látky.

Kromě regulované výměny látek slouží jaderná obálka k vymezení (Kompartmentalizace) buněčného jádra a tvoří fyziologickou bariéru tak, že pouze určité látky se mohou dostat do buněčného jádra a ven z něj.

Přečtěte si více k tématu: Buněčná membrána

K čemu jsou jaderné póry potřebné?

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.

Tyto molekuly zahrnují například mRNA, která má velký význam při replikaci a následné translaci. DNA je nejprve zkopírována do buněčného jádra, takže je vytvořena mRNA. Tato kopie genetického materiálu opouští jádro buňky jaderným pórem a dosahuje ribozomů, kde dochází k translaci.

Funkce buněčného jádra

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

Během dělení buněk (mitóza) se DNA zdvojnásobí (replikace). Až po zdvojnásobení celé genetické informace se může buňka dělit, a tím vytvářet základ pro růst a obnovu buněk.

Během transkripce je jeden ze dvou řetězců DNA použit jako templát a převeden na komplementární sekvenci RNA. Které transkripční geny určují různé transkripční faktory. Výsledná RNA je modifikována v mnoha dalších krocích. Stabilní konečný produkt, který lze exportovat do cytoplazmy a nakonec převést do proteinových stavebních bloků, se nazývá messenger RNA (mRNA).

Zjistěte více o tom: Úkoly buněčného jádra

Co se stane, když se buněčné jádro rozdělí?

Dělením buněčného jádra se rozumí dělení buněčného jádra, které může probíhat dvěma různými způsoby. Oba typy, mitóza a meióza, se liší jak ve svém procesu, tak ve své funkci. V závislosti na typu dělení jader, které proběhlo, se získají 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, například buněk kožních buněk nebo buněk buněk sliznice. Mitóza probíhá v několika fázích, ale existuje pouze jedno skutečné rozdělení chromozomů.

Na rozdíl od tohoto, meiosis sestává z celkem dvou základních divizí. Výsledkem dokončené meiózy jsou čtyři buňky, které obsahují haploidní sadu chromozomů. Tyto zárodečné buňky jsou nezbytné pro sexuální reprodukci, a proto se nacházejí pouze v genitálních orgánech.

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

Když se vajíčka a spermie během oplodnění spojí, vytvoří dvě haploidní sady chromozomů buňku s jednou sadou diploidů.

Přečtěte si více k tématu: Dělení buněčného jádra

Co je přenos buněčného jádra?

Přenos jádra (synonymum: transplantace jádra) je zavedení jádra do vajíčko bez jádra. Toto bylo uměle vytvořeno předem, například pomocí UV záření. Nyní jaderná vajíčka může být potom vložena do sexuálně zralého jednotlivce a přenesena do období. Tímto způsobem získá dříve jaderná buňka genetickou informaci a v důsledku toho se změní.

Tento postup představuje typ asexuálního oplodnění a byl poprvé použit v roce 1968. Existují terapeutické přístupy, jejichž cílem je produkovat specifické tkáně z kmenových buněk, které lze použít k transplantacím. Klonování lze navíc použít jaderný přenos somatických buněk. Avšak z etických důvodů je to povoleno pouze pro zvířata, i když je to zde také kontroverzní, protože mnoho zvířat během tohoto procesu umírá nebo se rodí nemocní. Nejznámějším příkladem je klonovaná ovce Dolly. Tato klonovaná ovce byla geneticky totožná s mateřským zvířetem.

Jádro nervové buňky

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

Buněčné jádro sedí v buněčném těle (soma) nervové buňky. Jaderná obálka obsahuje myelin, látku, která se vyskytuje specificky v nervovém systému, a má pouze nižší obsah bílkovin než jiné dvojité membrány.

Příjem a přenos informací ve formě elektrických impulsů (akčních potenciálů) je nejdůležitějším úkolem neuronů. Neurotransmitery jsou chemické posly, které umožňují nervovým buňkám navzájem komunikovat. Jako kontrolní centrum neuronu buněčné jádro primárně reguluje produkci různých messengerových 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 látky messenger závisí na receptoru.