В каждой живой клетке протекает множество reacții și procese biochimice. Pentru a le controla, precum și pentru a regla mulți factori vitali, este nevoie de o structură specială. Care este miezul în biologie? Cum face față eficient sarcinii?
Nucleul este structura necesară a oricărei celulecorp. Ce este un nucleu? În biologie, este o componentă esențială a fiecărui organism. Nucleul poate fi găsit atât în protozoarele unicelulare cât și în reprezentanții extrem de organizați ai lumii eucariote. Funcția principală a acestei structuri este stocarea și transferul informațiilor genetice, care este de asemenea conținut aici.
După fertilizarea oului cu spermăexistă o fuziune a doi nuclei haploizi. După fuziunea celulelor sexuale, se formează un zigot, al cărui nucleu poartă deja un set diploid de cromozomi. Aceasta înseamnă că cariotipul (informații genetice ale nucleului) conține deja copii ale genelor atât ale mamei, cât și ale tatălui.
Nucleul diploid este prezent în aproape toateCelulele eucariote. Nucleul haploid este posedat nu numai de gameți, ci și de mulți reprezentanți ai celor mai simple organisme. Aceasta include unii paraziți unicelulari, alge, forme libere de organisme unicelulare. Trebuie remarcat faptul că majoritatea reprezentanților enumerați au un nucleu haploid doar într-un anumit stadiu al ciclului de viață.
Care este caracteristica nucleului? Biologia studiază cu atenție compoziția aparatului nuclear, deoarece acest lucru poate da un impuls dezvoltării geneticii, selecției și biologiei moleculare.
Miezul este o structură cu două membrane. Membranele sunt o extensie a reticulului endoplasmatic, care este necesară pentru transportul substanțelor formate din celulă. Conținutul nucleului se numește nucleoplasmă.
Cromatina este principala substanță a nucleoplasmei.Compoziția cromatinei este diversă: aici sunt în principal acizi nucleici (ADN și ARN), precum și proteine și mulți ioni metalici. ADN-ul din nucleoplasmă este aranjat în ordine sub formă de cromozomi. Cromozomii se dublează în timpul diviziunii, după care fiecare dintre seturile lor trece în celule fiice.
ARN-ul din nucleoplasmă apare cel mai adesea în douătipuri: ARNm și ARNr. ARN-ul matricial se formează în procesul de transcriere - citirea informațiilor din ADN. Molecula unui astfel de acid ribonucleic părăsește ulterior nucleul și servește ulterior ca matrice pentru formarea de noi proteine.
ARN ribozomal se formează în specialstructuri numite nucleoli. Nucleolul este construit din secțiunile finale ale cromozomilor formați prin constricții secundare. Această structură poate fi văzută la microscopul cu lumină ca o pată compactată pe nucleu. ARN-urile ribozomale, care sunt sintetizate aici, intră și ele în citoplasmă și apoi, împreună cu proteinele, formează ribozomi.
Compoziția nucleului are un impact direct asupra funcțiilor. Biologia ca știință studiază proprietățile cromatinei pentru a înțelege mai bine procesele de transcripție și diviziune celulară.
Prima și cea mai importantă funcție a nucleului estestocarea și transmiterea informațiilor ereditare. Nucleul este o structură unică a celulei, deoarece conține majoritatea genelor umane. Cariotipul poate fi haploid, diploid, triploid și așa mai departe. Ploidia otravă depinde de funcția celulei în sine: gametii sunt haploizi, iar celulele somatice sunt diploide. Celulele endospermice ale plantelor angiosperme sunt triploide și, în cele din urmă, multe soiuri de culturi însămânțate au un set poliploid de cromozomi.
Transferul informațiilor ereditare în citoplasmădin nucleu apare în timpul formării ARNm. În procesul de transcriere, genele cariotip necesare sunt citite și, ca rezultat, sunt sintetizate molecule de ARN mesager sau mesager.
De asemenea, ereditatea se manifestă atunci când se împartecelule prin mitoză, meioză sau amitoză. În fiecare caz, nucleul își îndeplinește funcția specifică. De exemplu, în profaza mitozei, anvelopa nucleară este distrusă și cromozomii foarte compacti intră în citoplasmă. Cu toate acestea, în meioză, înainte de distrugerea membranei din nucleu, are loc o încrucișare a cromozomilor. Și în amitoză, nucleul este complet distrus și aduce o mică contribuție la procesul de fisiune.
În plus, nucleul este implicat indirect în transportul substanțelor din celulă datorită conexiunii directe a membranei cu EPS. Acesta este nucleul în biologie.
Nucleul, structura și funcțiile sale pot depinde deforma membranei. Aparatul nuclear poate fi rotund, alungit, sub formă de lobi etc. Deseori forma nucleului este specifică țesuturilor și celulelor individuale. Organismele unicelulare diferă în ceea ce privește tipul de nutriție, ciclul de viață și, în același timp, diferă și formele membranei nucleare.
Varietatea formei și mărimii nucleului poate fi urmărită la exemplul leucocitelor.
Nu întotdeauna numaiun nucleu. Uneori este necesar să aveți două sau mai multe dispozitive nucleare pentru a îndeplini mai multe funcții în același timp. Dimpotrivă, unele celule se pot descurca fără un nucleu. Iată câteva exemple de celule neobișnuite în care există mai mult de un nucleu sau deloc.
1. Eritrocite și trombocite.Aceste celule sanguine transportă hemoglobina și respectiv fibrinogenul. Pentru ca o celulă să poată găzdui cantitatea maximă de substanță, și-a pierdut nucleul. Această caracteristică nu este tipică pentru toți reprezentanții lumii animale: broaștele au celule roșii din sânge uriașe, cu un nucleu pronunțat în sânge. Aceasta arată primitivitatea acestei clase în comparație cu taxonii mai dezvoltați.
2. Hepatocitele ficatului.Aceste celule conțin două nuclee. Una dintre ele reglează purificarea sângelui de toxine, iar cealaltă este responsabilă pentru formarea hemului, care va fi ulterior inclus în compoziția hemoglobinei din sânge.
3. Miocite de țesut scheletic striat. Celulele musculare sunt multinucleate. Acest lucru se datorează faptului că sunt implicați activ în sinteza și descompunerea ATP, precum și în asamblarea proteinelor.
De exemplu, luați în considerare două tipuri de protozoare: ciliate și amibă.
1. Infusoria-pantof.Acest reprezentant al organismelor unicelulare are două nuclee: vegetativ și generativ. Deoarece diferă atât în funcție, cât și în dimensiune, această caracteristică se numește dualism nuclear.
Nucleul vegetativ este responsabil pentru cotidianactivitatea vitală a celulei. Reglează procesele metabolismului ei. Nucleul generativ este implicat în diviziunea și conjugarea celulară - procesul sexual, în care există un schimb de informații genetice cu indivizi din aceeași specie.
2. Amoebas.Reprezentanții strălucitori sunt dizenteria și amiba intestinală. Primul se referă la paraziți umani agresivi, iar al doilea este un simbiont obișnuit care trăiește în intestine și nu face rău. Deoarece amibele dizenterice parazitează și în intestin, este important să se facă distincția între aceste două specii. Pentru aceasta, se folosește o caracteristică a aparatului nuclear: o amibă de dizenterie poate avea până la 4 nuclei și o amibă intestinală de la 0 la 8.
Multe boli genetice sunt asociate cu anomalii ale setului de cromozomi. Iată o listă cu cele mai faimoase anomalii ale aparatului genetic al nucleului:
Lista continuă și fiecare dintre boli se distinge prin numărul ordinal al unei perechi de cromozomi. De asemenea, astfel de boli afectează adesea cromozomii sexuali X și Y.
Nucleul joacă un rol important în procesfuncțiile vitale ale celulei. Reglează procesele biochimice, este un depozit de informații ereditare. Transportul substanțelor din celulă, sinteza proteinelor sunt, de asemenea, asociate cu funcționarea acestei structuri centrale a celulei. Acesta este nucleul în biologie.
