Hücre çekirdeğinin işlevleri

Giriş

Çekirdek (çekirdek) ökaryotik hücrelerin en büyük organelini oluşturur ve sitoplazmada bulunur, çift zarla (nükleer zarf) ayrılır. Genetik bilginin taşıyıcısı olarak hücre çekirdeği, kromozomlar (DNA zinciri) biçiminde genetik bilgi içerir ve bu nedenle kalıtımda önemli bir rol oynar. Çoğu memeli hücresinin yalnızca bir çekirdeği vardır; bu yuvarlaktır ve 5 ila 16 mikrometrelik bir çapa sahiptir. Kas lifleri veya kemikteki özelleşmiş hücreler gibi belirli hücre türleri birden fazla çekirdeğe sahip olabilir.

Hakkında daha fazla bilgi alın Hücre çekirdeği

Hücre çekirdeğinin işlevleri

Hücre çekirdeği, bir hücredeki en önemli organeldir ve hücre hacminin% 10-15'ini oluşturur. Çekirdek, bir hücrenin genetik bilgilerinin çoğunu içerir. İnsanlarda mitokondri hücre çekirdeğine ek olarak DNA ("mitokondriyal DNA") da içerir. Bununla birlikte, mitokondriyal genom, yalnızca enerji üretimi için solunum zincirinde temel olarak ihtiyaç duyulan birkaç proteini kodlar.

Bununla ilgili daha fazla bilgiyi şu adreste okuyun:

• Mitokondri
• İnsanlarda hücre solunumu (solunum zinciri)

Bir hücre çekirdeğinin çizimi

1. Çekirdek -
   Çekirdek
2. Dış nükleer membran
   (Nükleer zarf)
   Nükleolemma
3. İç nükleer membran
4. Nükleer cisimler
   Çekirdekçik
5. Nükleer plazma
   Nükleoplazma
6. DNA ipliği
7. Nükleer gözenek
8. Kromozomlar
9. hücre
   Celulla
   A - çekirdek
   B - hücre

Dr-Gumpert'ın tüm resimlerine genel bir bakış bulabilirsiniz: tıbbi resimler

Genetik bilgilerin depolanması

Bir deoksiribonükleik asit (DNA) deposu olan hücre çekirdeği, hücrenin kontrol merkezidir ve hücre metabolizmasının birçok önemli sürecini düzenler. Hücre çekirdeği, bir hücrenin çalışması için gereklidir. Çekirdeksiz hücreler genellikle hayatta kalamazlar. Bunun bir istisnası, çekirdekli kırmızı kan hücreleridir (Eritrositler). Düzenleyici işlevlere ek olarak, hücre çekirdeğinin görevleri, DNA'nın depolanması, kopyalanması ve iletilmesini içerir.

DNA, hücre çekirdeğinde uzun, iplik benzeri bir çift sarmal şeklinde yatar ve burada, çekirdek proteinler olan histonlarla birlikte kromozomlara kompakt bir şekilde paketlenir. Kromozomlar, hücre bölünmesi sırasında yalnızca mikroskobik olarak görülebilen kromozomlara yoğunlaşan kromatinden oluşur. Her insan hücresi, her iki ebeveynden miras kalan, çift olarak 23 kromozom içerir. Bir hücredeki genlerin yarısı anneden, diğer yarısı babadan gelir.

Hücre çekirdeği, RNA'dan yapılan haberci molekülleri kullanarak hücre içindeki metabolik süreçleri kontrol eder. Genetik bilgi, hücrenin işlevinden ve yapısından sorumlu olan proteinleri kodlar. Gerekirse, DNA'nın gen adı verilen belirli bölümleri bir haberci maddeye (haberci RNA veya mRNA) kopyalanır Oluşan mRNA hücre çekirdeğinden ayrılır ve ilgili proteinlerin sentezi için bir şablon görevi görür.

DNA'yı dört harften oluşan şifreli bir dil olarak düşünün. Bunlar dört bazdır: adenin, timin, guanin ve sitozin. Bu harfler, her biri kodon adı verilen üç temelden oluşan kelimeleri oluşturur.

Her kodon, belirli bir amino asidi kodlar ve dolayısıyla protein biyosentezi için temel oluşturur, çünkü genlerin bazlarının dizisi, ilgili amino asitleri birbirine bağlayarak bir proteine ​​çevrilir. Bu şifrelenmiş bilgilerin tamamına genetik kod denir. Bazların spesifik dizisi DNA'mızı benzersiz kılar ve genlerimizi belirler.

Ancak DNA'nın yapısında sadece bazlar yer almaz. DNA, sırayla bir şeker, bir fosfat ve bir bazdan oluşan nükleotitlerden oluşur. Nükleotidler, sarmal çift sarmal şeklindeki DNA'nın omurgasını temsil eder. Ek olarak, bu iplik hücrenin küçük çekirdeğine sığacak şekilde daha da yoğunlaştırılır. O zaman, DNA için bir paketleme biçimi olarak kromozomlardan da söz edilir. Her hücre bölünmesiyle birlikte, tam DNA kopyalanır, böylece her bir yavru hücre de tamamen aynı genetik bilgiyi içerir.

DNA'yı paketlemek için kullanılan kromozomlar

Bir kromozom, yalnızca hücre bölünmesi sırasında görülebilen genetik materyalimizin (DNA) belirli bir paketleme biçimidir. DNA, hücre çekirdeğimize doğal haliyle sığamayacak kadar uzun olan doğrusal bir yapıdır. Bu problem, DNA'nın çeşitli yer tasarrufu sağlayan spiralleri ve etrafına DNA'nın sarılmaya devam edebileceği küçük proteinlerin dahil edilmesiyle çözülür. En kompakt DNA formu kromozomlardır. Mikroskop altında, bunlar merkezi bir daralmaya sahip çubuk şekilli cisimler olarak görünürler Bu DNA formu yalnızca hücre bölünmesi sırasında, yani mitoz sırasında gözlemlenebilir. Hücre bölünmesi, sırayla, kromozomların metafazda en iyi şekilde temsil edildiği birkaç aşamaya bölünebilir. Normal vücut hücreleri, 46 kromozomdan oluşan çift bir kromozom setine sahiptir.

Hücre çekirdeği bölünmesi hakkında daha fazla bilgi şu adreste mevcuttur: Mitoz

Hücre çekirdeğinin bir parçası olarak RNA

RNA, DNA'ya benzer bir yapıya sahip olan ribonükleik asidi tanımlar. Bununla birlikte, bu, tek tek bileşenler açısından DNA'dan farklı olan tek sarmallı bir yapıdır. Ayrıca RNA, DNA'dan çok daha kısadır ve ona kıyasla birkaç farklı görevi vardır. Bu şekilde RNA, farklı görevleri yerine getiren farklı RNA alt gruplarına bölünebilir. Diğer şeylerin yanı sıra, mRNA, hücre çekirdeği bölünmesi sırasında önemli bir rol oynar. TRNA gibi protein ve enzimlerin üretiminde de kullanılır. RNA'nın başka bir alt grubu, ribozomların bir parçası olan ve bu nedenle proteinlerin üretiminde de rol alan rRNA'dır.

Protein sentezi

Protein biyosentezindeki ilk adım, DNA'nın mRNA'ya (transkripsiyon) ve hücre çekirdeğinde yer alır. Bir DNA zinciri, tamamlayıcı bir RNA dizisi için bir şablon görevi görür. Bununla birlikte, hücre çekirdeğinde hiçbir protein üretilemediğinden, oluşan mRNA'nın sitoplazmaya boşaltılması ve proteinlerin gerçek sentezinin nihayetinde gerçekleştiği ribozomlara getirilmesi gerekir. Ribozomlar içinde, mRNA, proteinleri oluşturmak için kullanılan bir amino asit dizisine dönüştürülür. Bu süreç çeviri olarak bilinir.

Haberci RNA çekirdekten çıkarılmadan önce, ancak ilk olarak birçok adımda işlenir, yani belirli diziler eklenir veya kesilir ve tekrar bir araya getirilir. Bu, farklı protein varyantlarının bir transkriptten ortaya çıkabileceği anlamına gelir. Bu süreç, insanların nispeten az gen içeren çok sayıda farklı protein üretmesini sağlar.

Çoğaltma

Hücre çekirdeğinde yer alan hücrenin bir diğer önemli işlevi de DNA'nın kopyalanmasıdır (Çoğaltma). Bir hücrede sürekli bir birikme ve bozulma döngüsü vardır: eski proteinler, kirleticiler ve metabolik ürünler parçalanır, yeni proteinler sentezlenmeli ve enerji üretilmelidir. Ek olarak, hücre büyür ve iki özdeş yavru hücreye bölünür. Ancak bir hücrenin bölünebilmesi için önce tüm genetik bilgilerin kopyalanması gerekir.Bu önemlidir çünkü bir organizma içindeki tüm hücrelerin genomu kesinlikle aynıdır.

Replikasyon, hücre çekirdeğindeki hücre bölünmesi sırasında kesin olarak tanımlanmış bir noktada gerçekleşir; her iki süreç de yakından bağlantılıdır ve belirli proteinler tarafından kontrol edilir (Enzimler) düzenlenmiştir. İlk olarak, çift sarmallı DNA ayrılır ve her bir tek sarmal, sonraki çoğaltma için bir şablon görevi görür. Bunu yapmak için, çeşitli enzimler DNA'ya bağlanır ve yeni bir çift sarmal oluşturmak için tek ipliği tamamlar. Bu sürecin sonunda, DNA'nın tam bir kopyası oluşturuldu ve bu, bölündüğünde yavru hücreye aktarılabilir.

Bununla birlikte, hücre döngüsü aşamalarından birinde hatalar meydana gelirse, çeşitli mutasyonlar gelişebilir. Hücre döngüsünün farklı aşamalarında kendiliğinden ortaya çıkabilen çeşitli mutasyonlar vardır. Örneğin, bir gen kusurlu ise buna gen mutasyonu denir. Bununla birlikte, hata belirli kromozomları veya kromozom parçalarını etkiliyorsa, o zaman bu bir kromozom mutasyonudur. Kromozom sayısı etkilenirse, o zaman bir genom mutasyonuna yol açar.

Konu ayrıca ilginizi çekebilir: Kromozom sapması - bu ne anlama geliyor?

Nükleer gözenekler ve sinyal yolları

Nükleer zarfın çift zarı, proteinlerin, nükleik asitlerin ve sinyal maddelerinin çekirdekten dışarı ve içine seçici olarak taşınmasına hizmet eden gözeneklere sahiptir.

Bazı metabolik faktörler ve sinyal maddeleri, bu gözenekler yoluyla çekirdeğe ulaşır ve buradaki bazı proteinlerin transkripsiyonunu etkiler. Genetik bilginin proteinlere dönüşümü sıkı bir şekilde izlenir ve birçok metabolik faktör ve sinyal maddesi tarafından düzenlenir, biri gen ekspresyonundan söz eder. Bir hücrede yer alan birçok sinyal yolu, çekirdekte son bulur ve buradaki belirli proteinlerin gen ekspresyonunu etkiler.

Nükleer gövde (çekirdekçik)

Ökaryotik hücrelerin çekirdeğinin içinde nükleolus, yani nükleer cisim bulunur. Bir hücre bir veya daha fazla nükleol içerebilir ve çok aktif olan ve sıklıkla bölünen hücreler 10'a kadar nükleol içerebilir.

Çekirdek, ışık mikroskobu altında açıkça görülebilen küresel, yoğun bir yapıdır ve hücre çekirdeği içinde açıkça sınırlandırılmıştır. Çekirdeğin işlevsel olarak bağımsız bir alanını oluşturur, ancak kendi zarı ile çevrili değildir. Nükleol, yoğun bir konglomeratta birlikte bulunan DNA, RNA ve proteinlerden oluşur. Ribozomal alt birimlerin olgunlaşması nükleolde gerçekleşir. Bir hücrede ne kadar çok protein sentezlenirse, o kadar çok ribozom gerekir ve bu nedenle metabolik olarak aktif hücreler birkaç nükleer gövdeye sahiptir.

Sinir hücresindeki çekirdeğin işlevi

Bir sinir hücresindeki çekirdeğin çeşitli işlevleri vardır. Bir sinir hücresinin çekirdeği, hücre gövdesinde bulunur (Soma) endoplazmik retikulum (ER) ve Golgi aparatı gibi diğer hücre bileşenleri (organeller) ile birlikte. Tüm vücut hücrelerinde olduğu gibi hücre çekirdeği de genetik bilgiyi DNA şeklinde içerir. DNA'nın varlığından dolayı, diğer vücut hücreleri kendilerini mitoz yoluyla kopyalayabilirler. Bununla birlikte, sinir hücreleri, sinir sisteminin bir parçası olan çok spesifik ve oldukça farklılaşmış hücrelerdir. Sonuç olarak, artık ikiye katlayamazlar. Bununla birlikte, hücre çekirdeği başka bir önemli görevi üstlenir. Diğer şeylerin yanı sıra, sinir hücreleri nihayetinde kasların hareketine yol açan kaslarımızın uyarılmasından sorumludur. Sinir hücreleri ve sinir hücreleri ile kaslar arasındaki iletişim, haberci maddeler aracılığıyla gerçekleşir (Verici). Bu kimyasal maddeler ve diğer önemli yaşamı sürdüren maddeler hücre çekirdeği yardımıyla üretilir. Sadece hücre çekirdeği değil, aynı zamanda somanın diğer bileşenleri de önemli bir rol oynar. Ek olarak, hücre çekirdeği, sinir hücreleri dahil tüm hücrelerdeki tüm metabolik yolları kontrol eder. Bunu yapmak için hücre çekirdeği, kullanıma bağlı olarak okunabilen ve gerekli proteinlere ve enzimlere dönüştürülebilen tüm genlerimizi içerir.

Sinir hücresinin özelliği hakkında daha fazla bilgiyi şu adreste bulabilirsiniz: Sinir hücresi