Buňka je základní jednotka životaorganismy na Zemi a má složitou chemickou organizaci struktur nazývaných organelles. Patří sem jádro, jehož struktura a funkce budeme studovat v tomto článku.
Nukleované buňky obsahujínonmembránové organely jsou zaoblené, hustší než karyoplasma a nazývají se nukleoly nebo nukleoly. Byly objeveny v 19. století. Nukleony byly důkladně studovány pomocí elektronové mikroskopie. Prakticky až do 50. let 20. století nebyly funkce nukleí identifikovány a vědci tuto organelinu považovali spíše za zásobník rezervních látek používaných během mitózy.
Moderní výzkum to zjistilOrganoid zahrnuje nukleoproteinové granule. Navíc biochemické experimenty potvrdily, že organelle obsahuje velké množství bílkovin. Právě oni způsobují vysokou hustotu. Kromě proteidů je ve složení jádra přítomna RNA a malé množství DNA.
Zajímavé je, že v životě buňky, která se skládá z(mezifáze) a rozdělení (meiosis - v pohlaví, mitóza - v somatických buňkách), nukleotidy zůstávají nekonzistentní. Takže v mezifázi je nutně přítomno jádro s nukleolem, jehož funkce - zachování genomu a tvorba proteinů-syntetizujících organel. Na začátku buněčného dělení, a to v profázi, zmizí a znovu se tvoří pouze na konci telofáze, zůstávají v buňce až do dalšího rozdělení nebo před apoptózou - její smrtí.
Ve třicátých letech minulého století byli vědciže tvorba nukleí je řízena určitými částmi určitých chromozomů. Obsahují geny, které ukládají informace o struktuře a funkci jádra v buňce. Existuje korelace mezi počtem nukleárních organizátorů a samotnými organelly. Například žába obsahuje v karyotypu dva chromozómy tvořící nukleotidy a v jádrech jejích somatických buněk jsou tedy dva nukleony.
Od funkcí jádra, stejně jako jeho přítomnostiúzce souvisí s buněčným dělením a tvorbou ribosomů, samotné organelly chybí ve vysoce specializovaných tkáních mozku, krve a také v blastomerech drtivých zygotů.
V syntetické fázi interfáze spolu ssamo-duplikace DNA vede k nadměrné replikaci počtu genů rRNA. Vzhledem k tomu, že hlavními funkcemi jádra jsou produkce ribozomů, počet těchto organel se prudce zvyšuje ve spojení s nadměrnou syntézou lokusů DNA nesoucích informace o RNA. Nukleoproteiny, které nejsou spojené s chromozomy, začínají autonomně fungovat. V důsledku toho se v jádru vytváří velké množství nukleů, které se distancují od chromozomů tvořících nukleotidy. Tento jev se nazývá amplifikace genu rRNA. Pokračujeme-li v studiu funkce jader v buňce, poznamenáváme, že jejich nejaktivnější syntéza probíhá v profázi redukčního dělení meiózy, v důsledku čehož oocyty prvního řádu mohou obsahovat několik set nukleotidů.
Biologický význam tohoto jevu se stáváže v počátečních fázích embryogeneze: drcení a blastování je zapotřebí obrovského množství ribozomů, které syntetizují hlavní stavební materiál - bílkovinu. Amplifikace je poměrně běžný proces, který se vyskytuje v ovogenezi rostlin, hmyzu, obojživelníků, kvasinek, stejně jako v některých protists.
Pokračujeme ve studiu eukaryotických buněk a jejich struktur a uvažujeme o nukleolech, jejichž struktura a funkce jsou vzájemně propojeny. Je zjištěno, že obsahuje tři druhy prvků:
Z hlediska chemické analýzy je tento organoid téměř kompletně složen z RNA a bílkovin a DNA je lokalizována pouze na svém okraji, čímž vzniká prstencovitá struktura - jaderný chromatin.
Takže jsme zjistili, že jádro tvoří pět útvarů: fibrilární a granulární centra, chromatin, proteinové retikulum a hustá vláknitá složka.
Biochemická struktura těchto organoidů závisí natyp buněk, ve kterých jsou přítomny, stejně jako charakteristiky jejich metabolismu. Existuje 5 hlavních strukturních typů nukleolu. První je retikulární, nejběžnější a je charakterizována množstvím hustého vláknitého materiálu, shluků nukleoproteinů a nukleonu. Proces přepisu informací z jaderných organizátorů je velmi aktivní, takže vláknitá centra jsou špatně viditelná z pohledu mikroskopu.
Od hlavních funkcí jádra v buňce - syntézaribozomální podjednotky, z nichž se vytvářejí organely vytvářející bílkoviny, pak je retikulární typ organizace vlastní jak rostlinných tak živočišných buněk. Prstencový typ nukleotidů se vyskytuje v buňkách spojivových tkání: lymfocytech a endotelových buňkách, u kterých nejsou rRNA geny prakticky přepsány. Zbytkové nukleony se nacházejí v buňkách, které zcela ztratily schopnost transkribovat například v normoblastech a enterocytech.
Segregované druhy jsou vlastní buňkám, které zažilyintoxikace karcinogeny, antibiotiky. A konečně kompaktní typ jádra je charakterizován množstvím fibrilárních center a malým počtem nukleonů.
Pokračujeme ve studiu vnitřní struktury staveb.a určují, jaké jsou funkce nukleolu v buněčném metabolismu. Je známo, že asi 60% suché hmoty tohoto organoidu spadá na proteiny, které tvoří chromatin, ribozomální částice, jakož i na vlastní nukleární proteiny. Přistupujme na ně podrobněji. Část proteidů se podílí na zpracování - tvorbě zralé ribozomální RNA. Ty zahrnují RNA polymerázu 1 a nukleázu, které odstraňují přebytečné triplety z konců molekuly rRNA. Protein fibrillarinu je v husté fibrilární složce a, podobně jako nukleáza, zpracovává. Další protein je nukleolin. Spolu s fibrillarinem se nachází v PFK a FC nukleolů a v nukleárních organizátorech chromosomů mitózy.
Takový polypeptid jako nukleofosin se nachází v granulované zóně a husté fibrilární složce, podílí se na tvorbě ribozomů z podjednotek 40 S a 60 S.
Синтез рибосомной РНК – главное задание, которое musí provést nukleol. V této době dochází na povrchu (zejména ve fibrilárních centrech) k transkripci za účasti enzymu RNA polymerázy. Tento nukleární organizátor syntetizuje stovky pre-ribozomů zvaných ribonukleoproteinové globule. Ty tvoří ribozomální podjednotky, které opouštějí karyoplazmu přes jaderné póry a končí v cytoplazmě buňky. Malá podjednotka 40S je připojena k messenger RNA a teprve poté je k ní připojena velká podjednotka 40S. Vzniká zralý ribozom, schopný translace - syntéza buněčných proteinů.
V tomto článku jsme studovali strukturu a funkci nukleolu v rostlinných a živočišných buňkách.
