I hver levende celle er der mangebiokemiske reaktioner og processer. For at kontrollere dem samt regulere mange vigtige faktorer er der behov for en særlig struktur. Hvad er en kerne i biologi? Hvordan takler den effektivt den aktuelle opgave?
Kernen er en nødvendig struktur for enhver celleorganisme. Hvad er kernen? I biologi er det den vigtigste komponent i enhver organisme. Kernen findes både i encellede protozoer og i meget organiserede repræsentanter for den eukaryote verden. Hovedfunktionen med denne struktur er opbevaring og transmission af genetisk information, som også findes her.
Efter befrugtning af ægget med sædcellerfusionen af to haploide kerner forekommer. Efter fusionen af kimcellerne dannes en zygot, hvis kerne allerede bærer et diploid sæt kromosomer. Dette betyder, at karyotypen (den genetiske information om kernen) allerede indeholder kopier af generne til både mor og far.
Den diploide kerne er til stede i næsten alleeukaryote celler. Den haploide kerne besættes ikke kun af gameter, men også af mange repræsentanter for de enkleste organismer. Dette inkluderer nogle encellede parasitter, alger og frit-levende former for encellede organismer. Det skal bemærkes, at de fleste af de nævnte repræsentanter kun har en haploid kerne på et vist trin i livscyklussen.
Hvad er kendetegnende for kernen? Biologi undersøger nøje sammensætningen af det nukleare apparatur, da dette kan give drivkraft til udviklingen af genetik, selektion og molekylærbiologi.
Kernen er en to-membranstruktur. Membraner er en forlængelse af det endoplasmatiske retikulum, som er nødvendigt for transporten af de dannede stoffer fra cellen. Indholdet af kernen kaldes nukleoplasma.
Kromatin er det vigtigste stof i nukleoplasmaet.Sammensætningen af kromatin er forskelligartet: her er primært nukleinsyrer (DNA og RNA) såvel som proteiner og mange metalioner. DNA i nukleoplasmaet er arrangeret i rækkefølge i form af kromosomer. Det er kromosomerne, der fordobles under delingen, hvorefter hvert af deres sæt passerer ind i datterceller.
RNA i nukleoplasma forekommer oftest i totyper: mRNA og rRNA. Matrix RNA dannes i transskriptionsprocessen - læsning af information fra DNA. Molekylet i en sådan ribonukleinsyre forlader senere kernen og tjener senere som en matrix til dannelsen af nye proteiner.
Ribosomalt RNA dannes specieltstrukturer kaldet nucleoli. Nukleolus er bygget fra de endelige dele af kromosomerne dannet af sekundære indsnævringer. Denne struktur kan ses under et lysmikroskop som en komprimeret plet på kernen. Ribosomale RNA'er, som syntetiseres her, kommer også ind i cytoplasmaet og danner derefter sammen med proteiner ribosomer.
Kernens sammensætning har en direkte indflydelse på funktionerne. Biologi som videnskab studerer kromatins egenskaber for bedre at forstå transskriptionsprocesser og celledeling.
Den første og vigtigste funktion af kernen eropbevaring og transmission af arvelige oplysninger. Kernen er en unik cellestruktur, da den indeholder de fleste af de menneskelige gener. Karyotypen kan være haploide, diploide, triploide osv. Giftens ploidi afhænger af selve cellens funktion: kønscellerne er haploide, og de somatiske celler er diploide. Endospermcellerne af angiospermer er triploide, og endelig har mange sorter af såede afgrøder et polyploid sæt kromosomer.
Overførsel af arvelige oplysninger til cytoplasmaetfra kernen forekommer under dannelsen af mRNA. I transkriptionsprocessen læses de krævede gener af karyotypen, og som et resultat syntetiseres messenger eller messenger RNA-molekyler.
Også arvelighed manifesterer sig under opdelingceller ved mitose, meiose eller amitose. I begge tilfælde udfører kernen sin specifikke funktion. For eksempel ødelægges kernemembranen under profosen af mitose, og stærkt komprimerede kromosomer kommer ind i cytoplasmaet. Imidlertid forekommer kromosomovergang i meiose i kernen inden ødelæggelsen af membranen. Og i amitose ødelægges kernen fuldstændigt og yder et lille bidrag til fissionsprocessen.
Derudover er kernen indirekte involveret i transport af stoffer fra cellen på grund af membranens direkte forbindelse med EPS. Dette er hvad kernen er i biologien.
Kernen, dens struktur og funktioner kan afhænge afmembranform. Atomapparatet kan være rundt, langstrakt, i form af lapper osv. Ofte er kernens form specifik for individuelle væv og celler. Encellede organismer adskiller sig i typen af ernæring, livscyklus, og på samme tid adskiller sig også formerne for kernemembranen.
Variationen i form og størrelse af kernen kan spores til eksemplet med leukocytter.
Ikke altid kunen kerne. Nogle gange er det nødvendigt at have to eller flere nukleare enheder til at udføre flere funktioner samtidigt. Omvendt kan nogle celler klare sig helt uden en kerne. Her er nogle eksempler på usædvanlige celler, hvor der er mere end en kerne eller slet ingen.
1. Erythrocytter og blodplader.Disse blodlegemer transporterer henholdsvis hæmoglobin og fibrinogen. For at en celle kan rumme den maksimale mængde stof, har den mistet sin kerne. Denne funktion er ikke typisk for alle repræsentanter for dyreverdenen: frøer har enorme røde blodlegemer i deres blod med en udtalt kerne. Dette viser denne klasses primitivitet i sammenligning med mere udviklede taxaer.
2. Hepatocytter i leveren.Disse celler indeholder to kerner. En af dem regulerer oprensning af blod fra toksiner, og den anden er ansvarlig for dannelsen af hæm, som efterfølgende vil blive inkluderet i sammensætningen af blodhæmoglobin.
3. Myocytter af stribet skeletvæv. Muskelceller er multikerne. Dette skyldes det faktum, at de er aktivt involveret i syntesen og nedbrydningen af ATP såvel som samlingen af proteiner.
Overvej f.eks. To typer protozoer: ciliater og amøber.
1. Infusoria-sko.Denne repræsentant for encellede organismer har to kerner: vegetativ og generativ. Da de adskiller sig både i funktion og størrelse, kaldes denne funktion nuklear dualisme.
Den vegetative kerne er ansvarlig for det dagligevital aktivitet i cellen. Det regulerer processerne i hendes stofskifte. Den generative kerne er involveret i celledeling og konjugation - den seksuelle proces, hvor der er en udveksling af genetisk information med individer af samme art.
2. Amøber.Lyse repræsentanter er dysenteri og tarmamøbe. Den første henviser til aggressive menneskelige parasitter, og den anden er en almindelig symbiont, der lever i tarmene og ikke forårsager nogen skade. Da dysenteri-amøben også parasiterer i tarmene, er det vigtigt at skelne mellem disse to arter. Til dette anvendes et træk ved det nukleare apparat: en dysenteriamøbe kan have op til 4 kerner og en tarmamøbe fra 0 til 8.
Mange genetiske sygdomme er forbundet med abnormiteter i sæt af kromosomer. Her er en liste over de mest berømte abnormiteter i kernens genetiske apparat:
Listen fortsætter, og hver af sygdommene er kendetegnet ved det ordinære antal af et par kromosomer. Også lignende sygdomme påvirker ofte køn X- og Y-kromosomerne.
Kernen spiller en vigtig rolle i processenvitale funktioner i cellen. Det regulerer biokemiske processer, er et lager af arvelige oplysninger. Transport af stoffer fra cellen, syntese af proteiner er også forbundet med funktionen af denne centrale struktur i cellen. Dette er hvad kernen er i biologien.
