Çekirdek

Giriş

Çekirdek veya çekirdek, bir hücredeki en büyük organeldir ve ökaryotik hücrelerin sitoplazmasında bulunur. Bir çift zar (nükleer zarf) ile bağlanan yuvarlak hücre çekirdeği, kromatin, deoksiribonükleik asit (DNA) içinde paketlenmiş genetik bilgiyi içerir. Bir genetik bilgi deposu olarak hücre çekirdeği, kalıtım için merkezi bir öneme sahiptir.

Hücre çekirdeğinin işlevi

Eritrositler dışındaki tüm insan hücrelerinde, DNA'nın kromozom şeklinde olduğu bir çekirdek vardır. Hücre çekirdeği, bir hücrede gerçekleşen tüm süreçleri düzenler ve kontrol eder. Örneğin, proteinlerin sentezi, genetik bilginin aktarımı, hücre bölünmesi ve çeşitli metabolik süreçler için talimatlar.

Genetik bilginin depolanmasına ek olarak, ikiye katlama (Çoğaltma) DNA ve ribonükleik asitlerin (RNA) sentezi, DNA'nın transkripsiyonu (transkripsiyon) ve bu RNA'nın modifikasyonunun (işleme) hücre çekirdeğinin en önemli işlevlerine dönüştürülmesidir.

Hücre çekirdeğindeki DNA'ya ek olarak, insanlar da mitokondride, çoğalması çekirdekten tamamen bağımsız olan mitokondriyal DNA'ya sahiptir. Solunum zinciri için gerekli olan birçok proteinin bilgisi burada saklanır.

Bu konu hakkında daha fazlasını öğrenin: İnsanlarda hücresel solunum

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

Çekirdek maddesi nedir?

Nükleer madde, çekirdekte kodlanan genetik bilgidir. Bu aynı zamanda DNA (deoksiribonükleik asit) olarak da bilinir. Bir DNA veya RNA molekülü de temel kimyasal yapı bloklarından, nükleotidlerden oluşur ve bir şekerden (DNA için deoksiriboz veya RNA için riboz), bir asidik fosfat kalıntısından ve bir bazdan oluşur. Bazlara adenin, sitozin, guanin veya timin (veya RNA durumunda urasil) denir. DNA, her insanda farklılık gösteren dört bazın sabit dizisi nedeniyle benzersizdir.

DNA, serbest bir iplikçik biçiminde değildir, toplu olarak kromatin olarak bilinen özel proteinlerin (histonlar) etrafına sarılır. Bu kromatin daha fazla sıkıştırılırsa, sonuçta kromozomlar oluşur ve bunlar mitoz metafazı. Çubuk şeklindeki cisimler bu nedenle genetik bilginin taşıyıcılarıdır ve çekirdeğin bölünmesinde rol oynarlar. Normal bir insan vücut hücresi, çiftler halinde düzenlenmiş 46 kromozoma sahiptir (çift veya diploid kromozom seti). 23 kromozom anneden ve 23 kromozom babadan gelir.

Hakkında daha fazla bilgi edinin DNA

Ek olarak, çekirdek, özellikle sıkıştırılmış bir bölge olarak dikkat çeken nükleolü içerir. Ribozomal RNA'dan (rRNA) oluşur.

Konuyla ilgili daha fazlasını okuyun Ribozomlar

Karyoplazma nedir?

Karyoplazma aynı zamanda nükleer plazma veya nükleoplazma olarak da bilinir. Nükleer zarın içinde bulunan yapıları açıklar. Bunun tersine, dış hücre zarı (plazmalemm) tarafından sınırlanan sitoplazma da vardır.

Bunu da okuyabilirsiniz: İnsan vücudundaki hücre plazması

Bu iki oda büyük ölçüde su ve çeşitli katkı maddelerinden oluşmaktadır. Karyoplazma ve sitoplazma arasındaki önemli bir fark, Cl- (klorür) ve Na + (sodyum) gibi farklı elektrolit konsantrasyonlarıdır. Karyoplazmadaki bu özel ortam, replikasyon ve transkripsiyon süreçleri için en uygun ortamı temsil eder.Genetik materyali içeren kromatin ve nükleol de karyoplazmada depolanır.

Çekirdek boyutu

Ökaryotik hücre çekirdekleri genellikle yuvarlak bir şekle ve 5-16 um çapa sahiptir. Göze çarpan nükleolus ışık mikroskobunda açıkça görülebilir ve 2 - 6 µm çapındadır. Genel olarak, hücre çekirdeğinin görünümü ve boyutu, büyük ölçüde hücre tipine ve türüne bağlıdır.

Hücre çekirdeğinin çift zarı

Hücre çekirdeği, sitoplazmadan bir çift zar ile ayrılır. Bu çift zar, nükleer zarf olarak adlandırılır ve aralarında perinükleer boşluk bulunan bir iç ve bir dış nükleer zardan oluşur. Her iki membran birbirine gözeneklerle bağlanır ve böylece fizyolojik bir birim oluşturur (bir sonraki bölüme bakın).

Genel olarak, çift zarlar her zaman içinde çeşitli proteinlerin gömülü olduğu bir lipit çift tabakasından oluşur. Bu proteinler, çeşitli şeker kalıntıları ile modifiye edilebilir ve nükleer membranın spesifik biyolojik fonksiyonlarını etkinleştirebilir.

Tüm çift membranlar gibi, nükleer zarfın hem su seven (hidrofilik) yanı sıra sudan kaçınan (hidrofobik) Porsiyon ve dolayısıyla yağda ve suda çözünür (amfifilik). Sulu çözeltilerde, çift membranın polar lipitleri agregalar oluşturur ve hidrofilik kısım suya bakacak şekilde düzenlenirken, çift katmanın hidrofobik kısımları birbirine bağlanır.Bu özel yapı, çift zarın seçici geçirgenliği için ön koşulu yaratır, bu da hücre zarlarının yalnızca belirli maddeler için geçirgen olduğu anlamına gelir.

Düzenlenmiş madde değişimine ek olarak, nükleer zarf aynı zamanda sınırlandırmaya da hizmet eder (Bölümlendirme) ve hücre çekirdeğinin içine ve dışına yalnızca belirli maddelerin girip çıkabilmesi için fizyolojik bir bariyer oluşturur.

Konuyla ilgili daha fazlasını okuyun: Hücre zarı

Nükleer gözeneklere ne için ihtiyacın var?

Membrandaki gözenekler, çekirdek ve sitoplazma arasında fizyolojik bir bariyer oluşturan 60 ila 100 nm çapında karmaşık kanallardır. Bazı moleküllerin hücre çekirdeğine veya çekirdeğinden taşınması için gereklidirler.

Bu moleküller, örneğin, replikasyonda ve sonraki çeviride önemli bir rol oynayan mRNA'yı içerir. DNA ilk önce hücre çekirdeğinde kopyalanır, böylece mRNA oluşturulur. Genetik materyalin bu kopyası, hücre çekirdeğini bir nükleer gözenek yoluyla terk eder ve translasyonun gerçekleştiği ribozomlara ulaşır.

Hücre çekirdeğinin işlevleri

Hücre çekirdeğinde iki temel biyolojik süreç gerçekleşir: bir yandan DNA'nın replikasyonu ve diğer yandan transkripsiyon, yani DNA'nın RNA'ya transkripsiyonu.

Hücre bölünmesi (mitoz) sırasında DNA ikiye katlanır (replikasyon). Ancak tüm genetik bilgi iki katına çıkarıldıktan sonra hücre bölünebilir ve böylece büyümenin ve hücre yenilenmesinin temelini oluşturabilir.

Transkripsiyon sırasında, iki DNA zincirinden biri şablon olarak kullanılır ve tamamlayıcı bir RNA dizisine dönüştürülür. Çeşitli transkripsiyon faktörleri, hangi genlerin kopyalanacağını belirler. Elde edilen RNA, birçok başka adımda değiştirilir. Sitoplazmaya aktarılabilen ve nihayetinde protein yapı bloklarına dönüştürülebilen kararlı son ürün, mesajcı RNA (mRNA) olarak adlandırılır.

Bununla ilgili daha fazla bilgi edinin: Hücre çekirdeğinin işlevleri

Hücre çekirdeği bölündüğünde ne olur?

Hücre çekirdeği bölünmesi, iki farklı şekilde gerçekleşebilen bir hücre çekirdeğinin bölünmesi olarak anlaşılır. İki tip, mitoz ve mayoz, süreçlerinde ve ayrıca işlevlerinde farklılık gösterir. Hücre çekirdeği bölünmesinin türüne bağlı olarak, farklı yavru hücreler elde edilir.

Mitoz sona erdikten sonra, ana hücreyle aynı olan ve aynı zamanda diploid bir kromozom setine sahip olan iki yavru hücreniz olur. Bu tür hücre çekirdeği bölünmesi insan organizmasında baskındır. İşlevleri, deri hücreleri veya mukoza zarı hücreleri gibi tüm hücrelerin yenilenmesidir. Mitoz, birkaç aşamada gerçekleşir, ancak yalnızca bir gerçek kromozom bölümü vardır.

Bunun aksine, mayoz, toplam iki çekirdek bölümden oluşur. Tamamlanmış bir mayozun sonucu, haploid bir kromozom seti içeren dört hücredir. Bu germ hücreleri, cinsel üreme için gereklidir ve bu nedenle sadece genital organlarda bulunabilirler.

Kadınlarda doğumdan itibaren yumurtalıklarda bulunan yumurta hücreleridir. Erkek organizmalarda spermler testislerde üretilir ve döllenmeye hazırdır.
Bu konuyla daha fazla ilgileniyorsanız, aşağıdaki bir sonraki makalemizi okuyun.: Mayoz - basitçe açıklandı!

Yumurta hücresi ve sperm döllenme sırasında kaynaştığında, iki haploid kromozom setinden bir diploid kromozom setine sahip bir hücre oluşturulur.

Konuyla ilgili daha fazlasını okuyun: Hücre çekirdeği bölünmesi

Hücre çekirdeği transferi nedir?

Bir çekirdek transferi (eşanlamlı: çekirdek transplantasyonu), bir çekirdeğin, çekirdeği olmayan bir yumurta hücresine sokulmasıdır. Bu, örneğin UV radyasyonu kullanılarak önceden yapay olarak üretildi. Şimdi çekirdekli yumurta hücresi daha sonra cinsel açıdan olgun bir bireye yerleştirilebilir ve terime kadar taşınabilir. Bu şekilde, daha önce çekirdekli olan hücre, genetik bilgiyi alır ve bunun sonucunda değişir.

Bu prosedür, bir tür aseksüel döllenmeyi temsil eder ve ilk olarak 1968'de kullanılmıştır. Nakil için kullanılabilecek kök hücrelerden belirli dokular üretmeyi amaçlayan terapötik yaklaşımlar vardır. Ek olarak, somatik hücre nükleer transferi klonlama için kullanılabilir. Ancak etik nedenlerden ötürü, buna yalnızca hayvanlar için izin verilir, ancak burada da tartışmalı bir durumdur, çünkü bu süreçte birçok hayvan ölür veya hasta doğar. En iyi bilinen örnek, klonlanmış koyun Dolly'dir. Bu klonlanmış koyun genetik olarak annesiyle aynıydı.

Bir sinir hücresinin çekirdeği

Sinir hücreleri (nöronlar), terminal olarak farklılaşmış hücrelerdir. Diğer hücrelerin aksine artık bölünemezler. Bununla birlikte, nöronlar yenilenme yeteneğine sahiptir ve görevlerin belirli bir şekilde tekrarlanması ("beyin eğitimi") beynin esnekliğini arttırır.

Hücre çekirdeği, sinir hücresinin hücre gövdesinde (soma) bulunur. Nükleer zarf, özellikle sinir sisteminde oluşan bir madde olan miyelini içerir ve diğer çift zardan daha düşük oranda protein içerir.

Bilginin elektriksel uyarılar (aksiyon potansiyelleri) şeklinde alınması ve iletilmesi nöronların en önemli görevidir. Nörotransmiterler, sinir hücrelerinin birbirleriyle iletişim kurmasını sağlayan kimyasal habercilerdir. Nöronun kontrol merkezi olarak hücre çekirdeği, öncelikle çeşitli haberci maddelerin üretimini ve ilgili reseptörlerin ekspresyonunu düzenler.

Bir nörotransmitteri uygun reseptöre bağlayarak, karşılık gelen etki sinir hücresine aktarılır. Vericiye özgü etkilerin olmaması, yalnızca reseptöre özgü etkilerin olması çok önemlidir. Bu, haberci maddenin etkisinin alıcıya bağlı olduğu anlamına gelir.