Katrā dzīvā šūnā ir daudzbioķīmiskās reakcijas un procesi. Lai tos kontrolētu, kā arī regulētu daudzus dzīvībai svarīgus faktorus, ir nepieciešama īpaša struktūra. Kāds ir pamats bioloģijā? Kā tas efektīvi tiek galā ar uzdevumu?
Kodols ir nepieciešamā jebkuras šūnas struktūraorganisms. Kas ir kodols? Bioloģijā šī ir katra organisma vissvarīgākā sastāvdaļa. Kodolu var atrast gan vienšūnu vienšūņos, gan augsti organizētos eikariotu pasaules pārstāvjos. Šīs struktūras galvenā funkcija ir ģenētiskās informācijas glabāšana un pārsūtīšana, kas arī šeit ir ietverta.
Pēc olšūnas apaugļošanas ar spermunotiek divu haploīdu kodolu saplūšana. Pēc dzimumšūnu saplūšanas veidojas zigota, kuras kodolā jau atrodas diploīds hromosomu komplekts. Tas nozīmē, ka kariotips (kodola ģenētiskā informācija) jau satur gan mātes, gan tēva gēnu kopijas.
Diploīdais kodols atrodas gandrīz visoseikariotu šūnas. Haploīdu kodolu piemīt ne tikai gametām, bet arī daudziem vienkāršāko organismu pārstāvjiem. Tas ietver dažus vienšūnu parazītus, aļģes, brīvi dzīvojošās vienšūnu organismu formas. Jāatzīmē, ka lielākajai daļai uzskaitīto pārstāvju haploīdais kodols ir tikai noteiktā dzīves cikla posmā.
Kāda ir kodola īpašība? Bioloģija rūpīgi pēta kodola aparāta sastāvu, jo tas var dot impulsu ģenētikas, selekcijas un molekulārās bioloģijas attīstībai.
Kodols ir divu membrānu struktūra. Membrānas ir endoplazmas retikuluma pagarinājums, kas nepieciešams izveidoto vielu transportēšanai no šūnas. Kodola saturu sauc par nukleoplazmu.
Hromatīns ir galvenā nukleoplazmas viela. Hromatīna sastāvs ir daudzveidīgs: šeit galvenokārt ir nukleīnskābes (DNS un RNS), kā arī olbaltumvielas un daudzi metāla joni. DNS nukleoplazmā ir sakārtota secīgi hromosomu formā. Tieši hromosomas dalīšanās laikā dubultojas, un pēc tam katra no tām nonāk meitas šūnās.
RNS nukleoplazmā visbiežāk notiek divosveidi: mRNS un rRNS. Matricas RNS veidojas transkripcijas procesā - nolasot informāciju no DNS. Šādas ribonukleīnskābes molekula vēlāk atstāj kodolu un pēc tam kalpo kā matrica jaunu olbaltumvielu veidošanai.
Ribosomālā RNS veidojas īpašāstruktūras, ko sauc par nukleoliem. Kodols tiek veidots no hromosomu gala daļām, ko veido sekundāri sašaurinājumi. Šo struktūru var redzēt gaismas mikroskopā kā sablīvētu plankumu uz kodola. Šeit sintezētās ribosomālās RNS nonāk arī citoplazmā un pēc tam kopā ar olbaltumvielām veido ribosomas.
Kodola sastāvs tieši ietekmē funkcijas. Bioloģija kā zinātne pēta hromatīna īpašības, lai labāk izprastu transkripcijas un šūnu dalīšanās procesus.
Pirmā un vissvarīgākā kodola funkcija iriedzimtas informācijas glabāšana un pārsūtīšana. Kodols ir unikāla šūnu struktūra, jo tajā ir lielākā daļa cilvēka gēnu. Kariotips var būt haploīds, diploīds, triploīds utt. Indes ploīdija ir atkarīga no pašas šūnas funkcijas: gametas ir haploīdas, un somatiskās šūnas ir diploīdas. Angiospermu endospermas šūnas ir triploīdas, un, visbeidzot, daudzām sētu kultūru šķirnēm ir poliploīds hromosomu kopums.
Iedzimtas informācijas pārnešana uz citoplazmuno kodola notiek mRNS veidošanās laikā. Transkripcijas procesā tiek nolasīti nepieciešamie kariotipa gēni, kā rezultātā tiek sintezētas kurjera vai kurjera RNS molekulas.
Arī iedzimtība izpaužas dalīšanās laikāšūnas ar mitozi, mejozi vai amitozi. Katrā gadījumā kodols veic savu specifisko funkciju. Piemēram, mitozes profilakses laikā kodola membrāna tiek iznīcināta, un ļoti saspiestas hromosomas nonāk citoplazmā. Tomēr mejozē hromosomu šķērsošana notiek kodolā pirms membrānas iznīcināšanas. Amitozē kodols ir pilnībā iznīcināts un dod nelielu ieguldījumu skaldīšanas procesā.
Turklāt kodols ir netieši iesaistīts vielu pārvadāšanā no šūnas, pateicoties membrānas tiešai savienošanai ar EPS. Bioloģijā tas ir kodols.
Kodols, tā struktūra un funkcijas var būt atkarīgasmembrānas forma. Kodolierīce var būt apaļa, iegarena, daivu formā utt. Bieži kodola forma ir raksturīga atsevišķiem audiem un šūnām. Vienšūnu organismi atšķiras pēc uztura veida, dzīves cikla un tajā pašā laikā atšķiras arī kodola membrānas formas.
Kodola formas un lieluma daudzveidību var izsekot pēc leikocītu piemēra.
Ne vienmēr tikaiviens kodols. Dažreiz ir nepieciešamas divas vai vairākas kodolierīces, lai vienlaikus veiktu vairākas funkcijas. Un otrādi, dažas šūnas var iztikt bez kodola. Šeit ir daži neparastu šūnu piemēri, kuros ir vairāk nekā viens kodols vai to vispār nav.
1. Eritrocīti un trombocīti. Šīs asins šūnas transportē attiecīgi hemoglobīnu un fibrinogēnu. Lai viena šūna spētu uzņemt maksimālo vielas daudzumu, tā ir zaudējusi kodolu. Šī iezīme nav raksturīga visiem dzīvnieku pasaules pārstāvjiem: vardēm asinīs ir milzīgas sarkanās asins šūnas ar izteiktu kodolu. Tas parāda šīs klases primitivitāti salīdzinājumā ar attīstītākiem taksoniem.
2. Aknu hepatocīti. Šīs šūnas satur divus kodolus. Viens no tiem regulē asiņu attīrīšanu no toksīniem, bet otrs ir atbildīgs par hēma veidošanos, kas vēlāk tiks iekļauta asins hemoglobīna sastāvā.
3. Svītrainu skeleta audu miocīti. Muskuļu šūnas ir daudzkodolu. Tas ir saistīts ar faktu, ka viņi aktīvi iziet ATP sintēzi un sadalīšanos, kā arī olbaltumvielu montāžu.
Piemēram, ņemiet vērā divu veidu vienšūņus: ciliantus un amēbas.
1. Infuzorija-kurpe. Šim vienšūnu organismu pārstāvim ir divi kodoli: veģetatīvais un ģeneratīvais. Tā kā tie atšķiras gan pēc funkcijas, gan pēc lieluma, šo iezīmi sauc par kodolduālismu.
Veģetatīvais kodols ir atbildīgs par ikdienušūnas vitālā aktivitāte. Tas regulē vielmaiņas procesus. Ģeneratīvais kodols ir iesaistīts šūnu dalīšanā un konjugācijā - seksuālajā procesā, kurā notiek ģenētiskās informācijas apmaiņa ar vienas sugas indivīdiem.
2. Amēba. Spilgti pārstāvji ir dizentērija un zarnu amēba. Pirmais attiecas uz agresīviem cilvēka parazītiem, un otrais ir parasts simbionts, kas dzīvo zarnās un nekaitē. Tā kā dizentērijas amēba parazitē arī zarnās, ir svarīgi nošķirt šīs divas sugas. Šim nolūkam tiek izmantota kodola aparāta pazīme: dizentērijas amēbā var būt līdz 4 kodoliem, bet zarnu amēbām no 0 līdz 8.
Daudzas ģenētiskās slimības ir saistītas ar anomālijām hromosomu komplektā. Šeit ir saraksts ar slavenākajām kodola ģenētiskā aparāta novirzēm:
Saraksts turpinās, un katru no šīm slimībām izšķir hromosomu pāra kārtas numurs. Arī šādas slimības bieži ietekmē dzimuma X un Y hromosomas.
Svarīga loma procesā ir kodolamšūnas vitālās funkcijas. Tas regulē bioķīmiskos procesus, ir iedzimtas informācijas krātuve. Vielu transportēšana no šūnas, olbaltumvielu sintēze ir saistīta arī ar šīs šūnas centrālās struktūras darbību. Bioloģijā tas ir kodols.
