เซลล์เป็นหน่วยพื้นฐานของสิ่งมีชีวิตบนโลกและมีโครงสร้างทางเคมีที่ซับซ้อนที่เรียกว่าออร์แกเนลล์ ซึ่งรวมถึงนิวเคลียส โครงสร้างและหน้าที่ที่เราจะศึกษาในบทความนี้
คุณสมบัติของนิวเคลียสยูคาริโอต
เซลล์นิวเคลียร์ประกอบด้วยออร์แกเนลล์ทรงกลมที่ไม่ใช่เมมเบรน มีความหนาแน่นมากกว่าคาริโอพลาสซึม และเรียกว่านิวคลีโอลีหรือนิวคลีโอลี พวกเขาถูกค้นพบในศตวรรษที่ 19 ตอนนี้นิวคลีโอลีได้รับการศึกษาอย่างเต็มที่ด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน จนถึงช่วงทศวรรษที่ 50 ของศตวรรษที่ 20 ยังไม่มีการกำหนดหน้าที่ของนิวคลีโอลี และนักวิทยาศาสตร์ถือว่าออร์แกเนลล์นี้แทนที่จะเป็นแหล่งกักเก็บสารสำรองที่ใช้ระหว่างไมโทซิส
การวิจัยสมัยใหม่ระบุว่าออร์กานอยด์ประกอบด้วยแกรนูลที่มีลักษณะเป็นนิวคลีโอโปรตีน นอกจากนี้ การทดลองทางชีวเคมีได้ยืนยันว่าออร์แกเนลล์มีโปรตีนจำนวนมาก พวกเขาเป็นผู้กำหนดความหนาแน่นสูง นอกจากโปรตีนแล้ว นิวเคลียสยังประกอบด้วย RNA และ DNA จำนวนเล็กน้อย
วงจรเซลล์
เป็นที่น่าสนใจว่าในชีวิตของเซลล์ซึ่งประกอบด้วยระยะเวลาพัก (ระหว่างเฟส) และการแบ่งตัว (ไมโอซิส - ในเพศ, ไมโทซิส - ในเซลล์ร่างกาย) นิวคลีโอลีจะไม่คงอยู่อย่างถาวร ดังนั้นในช่วงระหว่างเฟส จำเป็นต้องมีนิวเคลียสที่มีนิวเคลียสซึ่งมีหน้าที่ในการรักษาจีโนมและการก่อตัวของออร์แกเนลล์ที่สังเคราะห์โปรตีน ในช่วงเริ่มต้นของการแบ่งเซลล์ กล่าวคือ ในการพยากรณ์ พวกมันจะหายไปและก่อตัวใหม่เฉพาะที่ส่วนท้ายของเทโลเฟสเท่านั้น ยังคงอยู่ในเซลล์จนถึงการแบ่งตัวถัดไปหรือจนกระทั่งการตายของเซลล์แบบอะพอพโทซิส
ผู้จัดงานนิวเคลียร์
ในช่วงทศวรรษที่ 30 ของศตวรรษที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์พบว่าการก่อตัวของนิวคลีโอลีถูกควบคุมโดยโครโมโซมบางส่วนบางส่วน ประกอบด้วยยีนที่เก็บข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้างและหน้าที่ของนิวคลีโอลัสในเซลล์ มีความสัมพันธ์กันระหว่างจำนวนของออร์แกเนลล์ออร์แกเนลล์กับออร์แกเนลล์เอง ตัวอย่างเช่น กบเล็บมีโครโมโซมที่สร้างนิวเคลียสสองโครโมโซมในคาริโอไทป์ ดังนั้นจึงมีนิวเคลียสสองนิวเคลียสในนิวเคลียสของเซลล์ร่างกาย
เนื่องจากหน้าที่ของนิวเคลียสเช่นเดียวกับการมีอยู่นั้นสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับการแบ่งเซลล์และการก่อตัวของไรโบโซม ออร์แกเนลล์เองจึงไม่มีอยู่ในเนื้อเยื่อสมอง เลือด และบลาสโตเมอร์ของ ไซโกตบด
การขยายนิวเคลียส
ในระยะสังเคราะห์ของเฟส ร่วมกับการทำสำเนาดีเอ็นเอด้วยตนเอง มีการจำลองจำนวนยีน rRNA มากเกินไป เนื่องจากหน้าที่หลักของนิวเคลียสคือการผลิตไรโบโซม จำนวนออร์แกเนลล์เหล่านี้จึงเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเนื่องจากการสังเคราะห์ DNA loci ที่มากเกินไปซึ่งมีข้อมูลเกี่ยวกับ RNA นิวคลีโอโปรตีนที่ไม่เกี่ยวข้องกับโครโมโซมเริ่มทำงานโดยอัตโนมัติ เป็นผลให้นิวเคลียสจำนวนมากก่อตัวขึ้นในนิวเคลียส โดยอยู่ห่างจากโครโมโซมที่สร้างนิวเคลียส ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการขยายยีน rRNA จากการศึกษาหน้าที่ของนิวเคลียสในเซลล์ต่อไป เราสังเกตว่าการสังเคราะห์ที่กระฉับกระเฉงที่สุดเกิดขึ้นในการพยากรณ์ของการแบ่งไมโอซิส อันเป็นผลมาจากการที่โอโอไซต์อันดับหนึ่งสามารถมีนิวคลีโอลีได้หลายร้อยตัว
ความสำคัญทางชีวภาพของปรากฏการณ์นี้ชัดเจน เนื่องจากในระยะแรกของการสร้างตัวอ่อน: การบดและการแตกร้าว จำเป็นต้องมีไรโบโซมจำนวนมากในการสังเคราะห์โปรตีนซึ่งเป็นวัสดุก่อสร้างหลัก การขยายพันธุ์เป็นกระบวนการที่ค่อนข้างธรรมดา โดยจะเกิดขึ้นในการสืบพันธุ์ของพืช แมลง สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ ยีสต์ และในผู้ประท้วงบางคนด้วย
องค์ประกอบทางเคมีของออร์แกเนลล์
มาศึกษาเซลล์ยูคาริโอตและโครงสร้างของพวกมันกันต่อ และพิจารณานิวเคลียส โครงสร้างและหน้าที่เชื่อมต่อกัน เป็นที่ยอมรับว่ามีองค์ประกอบสามประเภท:
- นิวคลีโอนีมา พวกมันต่างกันและมีเส้นใยและก้อน เนื่องจากเป็นส่วนหนึ่งของเซลล์พืชและสัตว์ นิวคลีโอนีมจึงก่อตัวเป็นศูนย์ไฟบริลลาร์ โครงสร้างและหน้าที่ของไซโตเคมิคัลและหน้าที่ของนิวเคลียสยังขึ้นอยู่กับการมีเมทริกซ์อยู่ในนั้นด้วย ซึ่งเป็นเครือข่ายที่สนับสนุนโมเลกุลโปรตีนของโครงสร้างตติยภูมิ
- แวคิวโอล (บริเวณที่มีแสงน้อย).
- เม็ด (นิวคลีโอลิน).
จากมุมมองของการวิเคราะห์ทางเคมี ออร์แกเนลล์นี้ประกอบด้วยอาร์เอ็นเอและโปรตีนเกือบทั้งหมด และDNA ตั้งอยู่บริเวณรอบนอกเท่านั้น สร้างโครงสร้างรูปวงแหวน - โครมาตินรอบนิวเคลียส
ดังนั้น เราได้กำหนดว่านิวคลีโอลัสประกอบด้วยห้ารูปแบบ: ไฟบริลลาร์และศูนย์แกรนูล, โครมาติน, โปรตีนเรติคูลัม และองค์ประกอบไฟบริลที่หนาแน่น
ประเภทของนิวคลีโอลี
โครงสร้างทางชีวเคมีของออร์แกเนลล์เหล่านี้ขึ้นอยู่กับชนิดของเซลล์ที่มีอยู่ เช่นเดียวกับลักษณะของเมแทบอลิซึมของพวกมัน นิวคลีโอลัสมีโครงสร้างหลัก 5 ประเภท ครั้งแรก - ไขว้กันเหมือนแห เป็นเรื่องธรรมดาที่สุดและมีลักษณะเฉพาะด้วยวัสดุไฟบริลที่หนาแน่นจำนวนมาก ก้อนของนิวคลีโอโปรตีนและนิวคลีโอน ขั้นตอนการเขียนข้อมูลใหม่จากออร์กาไนเซอร์ของนิวเคลียสมีการเคลื่อนไหวอย่างมาก ดังนั้นศูนย์ไฟบริลจะมองเห็นได้ไม่ชัดเจนในมุมมองของกล้องจุลทรรศน์
เนื่องจากหน้าที่หลักของนิวคลีโอลัสในเซลล์คือการสังเคราะห์หน่วยย่อยของไรโบโซม ซึ่งสร้างออร์แกเนลล์ที่สังเคราะห์โปรตีนขึ้น ประเภทของการจัดเรียงไขว้กันเหมือนแหมีอยู่ในเซลล์พืชและสัตว์ นิวคลีโอลีชนิดรูปวงแหวนพบได้ในเซลล์เนื้อเยื่อเกี่ยวพัน: ลิมโฟไซต์และเอนโดธีลิโอไซต์ ซึ่งยีน rRNA แทบไม่มีการถ่ายทอด นิวคลีโอลีที่ตกค้างเกิดขึ้นในเซลล์ที่สูญเสียความสามารถในการถอดเสียงไปโดยสิ้นเชิง เช่น นอร์โมบลาสต์และเอนเทอไซต์
แยกสายพันธุ์มีอยู่ในเซลล์ที่มีอาการมึนเมาจากสารก่อมะเร็ง ยาปฏิชีวนะ และสุดท้ายนิวเคลียสชนิดกะทัดรัดมีลักษณะเฉพาะด้วยศูนย์ไฟบริลลาร์จำนวนมากและจำนวนเล็กน้อยของนิวเคลียสnucleonem.
โปรตีนนิวเคลียสเมทริกซ์
มาศึกษาโครงสร้างภายในของโครงสร้างของนิวเคลียสกันต่อไปและพิจารณาว่าหน้าที่ของนิวเคลียสในการเผาผลาญของเซลล์คืออะไร เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าประมาณ 60% ของมวลแห้งของออร์แกเนลล์นี้เกิดจากโปรตีนที่ประกอบเป็นโครมาติน อนุภาคไรโบโซม และโดยตัวโปรตีนนิวเคลียสด้วย มาดูรายละเอียดเพิ่มเติมกันดีกว่า โปรตีนบางชนิดเกี่ยวข้องกับกระบวนการแปรรูป - การก่อตัวของไรโบโซมอาร์เอ็นเอที่โตเต็มที่ เหล่านี้รวมถึง RNA polymerase 1 และ nuclease ซึ่งกำจัดแฝดพิเศษออกจากปลายของโมเลกุล rRNA โปรตีนไฟบริลลารินตั้งอยู่ในองค์ประกอบไฟบริลลาร์หนาแน่นและดำเนินการแปรรูปเช่นเดียวกับนิวคลีเอส โปรตีนอีกชนิดหนึ่งคือนิวคลีโอลิน ร่วมกับไฟบริลลารินจะพบใน PFC และ FC ของนิวคลีโอลีและในการจัดนิวเคลียสของโครโมโซมของการพยากรณ์ของไมโทซิส
โพลีเปปไทด์ เช่น นิวคลีโอโฟซิน ตั้งอยู่ในเขตแกรนูลและองค์ประกอบไฟบริลที่หนาแน่น ซึ่งเกี่ยวข้องกับการก่อตัวของไรโบโซมจากหน่วยย่อย 40 S และ 60 S
หน้าที่ของนิวเคลียสคืออะไร
การสังเคราะห์ไรโบโซมอาร์เอ็นเอเป็นงานหลักที่นิวเคลียสต้องดำเนินการ ในเวลานี้การถอดรหัสเกิดขึ้นบนพื้นผิวของมัน (กล่าวคือในศูนย์ fibrillar) โดยมีส่วนร่วมของเอนไซม์ RNA polymerase ในออร์กาไนเซอร์นิวเคลียสนี้ พรี-ไรโบโซมนับร้อยที่เรียกว่าไรโบนิวคลีโอโปรตีนโกลบูลถูกสังเคราะห์ขึ้น พวกมันสร้างยูนิตย่อยไรโบโซมซึ่งปล่อยให้คาริโอพลาสซึมผ่านรูพรุนของนิวเคลียสและจบลงที่ไซโตพลาสซึมของเซลล์ หน่วยย่อยขนาดเล็ก 40S ผูกกับ RNA ของผู้ส่งสารและต่อจากนั้นกับพวกมันเท่านั้นแนบยูนิตย่อยขนาดใหญ่ 40S ไรโบโซมที่โตเต็มที่ถูกสร้างขึ้นซึ่งสามารถแปลได้ - การสังเคราะห์โปรตีนในเซลล์
ในบทความนี้ เราศึกษาโครงสร้างและหน้าที่ของนิวเคลียสในเซลล์พืชและสัตว์
