Solun ytimen toiminnot

esittely

Ydin (ydin) muodostaa eukaryoottisolujen suurimman organellin ja sijaitsee sytoplasmassa, erotettuna kaksoiskalvolla (ydinkuori). Geneettisen tiedon kantajana solun ydin sisältää geneettistä tietoa kromosomien (DNA-juosteen) muodossa ja sillä on siten keskeinen rooli perinnössä. Useimmilla nisäkässoluilla on vain yksi ydin; tämä on pyöreä ja sen halkaisija on 5-16 mikrometriä. Tietyillä solutyypeillä, kuten lihaskuiduilla tai luun erikoistuneilla soluilla, voi olla useampi kuin yksi ydin.

Hanki lisätietoja Solun ydin

Solun ytimen toiminnot

Solutuma on solun tärkein organelli ja muodostaa 10-15% solutilavuudesta. Ydin sisältää suurimman osan solun geneettisestä tiedosta. Ihmisillä solutumman lisäksi mitokondriot sisältävät myös DNA: ta ("mitokondrioiden DNA"). Mitokondrioiden genomi koodaa kuitenkin vain muutamia proteiineja, joita tarvitaan pääasiassa hengitysketjussa energiantuotantoon.

Lue lisää osoitteesta:

• Mitokondrioita
• Soluhengitys ihmisillä (hengitysketju)

Kuva solun ytimestä

1. Ydin -
   Ydin
2. Ulompi ydinkalvo
   (Ydinvoima)
   Nucleolemma
3. Sisäinen ydinkalvo
4. Ydinsolut
   Nucleolus
5. Ydinplasma
   Nukleoplasma
6. DNA-lanka
7. Ydinhuokoset
8. Kromosomit
9. solu
   Celulla
   A - ydin
   B-solu

Löydät yleiskuvan kaikista Dr-Gumpertin kuvista alla: lääketieteelliset kuvat

Geneettisen tiedon varastointi

Deoksiribonukleiinihapon (DNA) varastona solun ydin on solun ohjauskeskus ja säätelee monia tärkeitä solujen metabolian prosesseja. Solutuma on välttämätön solun toiminnalle. Solut, joissa ei ole ydintä, eivät yleensä voi selviytyä. Poikkeuksena tästä ovat ydintetyt punasolut (Punasolut). Sääntelytoimintojen lisäksi solun ytimen tehtäviin kuuluu DNA: n varastointi, kopiointi ja siirto.

DNA on pitkän, juosteen kaltaisen kaksoiskierteen muodossa solun ytimessä, jossa se on tiiviisti pakattu kromosomeihin ydinproteiinien, histonien, kanssa. Kromosomit koostuvat kromatiinista, joka kondensoituu vain mikroskooppisesti näkyviksi kromosomeiksi solujen jakautumisen aikana. Jokainen ihmissolu sisältää kahtena kromosomina 23 kromosomia, jotka periytyvät molemmilta vanhemmilta. Puolet solun geeneistä tulee äidiltä, ​​toinen puoli isältä.

Solutuma ohjaa aineenvaihduntaprosesseja solussa käyttämällä RNA: sta valmistettuja lähettimolekyylejä. Geenitiedot koodaavat proteiineja, jotka ovat vastuussa solun toiminnasta ja rakenteesta. Tarvittaessa tietyt DNA: n osat, joita kutsutaan geeneiksi, transkriptoidaan messenger-aineeksi (messenger-RNA tai mRNA) .Muodostunut mRNA poistuu solun ytimestä ja toimii mallina vastaavien proteiinien synteesissä.

Ajattele DNA: ta eräänlaisena salattuna kielenä, joka koostuu neljästä kirjaimesta. Nämä ovat neljä emästä: adeniini, tymiini, guaniini ja sytosiini. Nämä kirjaimet muodostavat sanat, joista kukin koostuu kolmesta emäksestä, joita kutsutaan kodoneiksi.

Jokainen kodoni koodaa tiettyä aminohappoa ja muodostaa siten perustan proteiinin biosynteesille, koska geeniemästen sekvenssi muunnetaan proteiiniksi yhdistämällä vastaavat aminohapot. Koko tätä salattua tietoa kutsutaan geneettiseksi koodiksi. Emästen spesifinen sekvenssi tekee DNA: stamme ainutlaatuisen ja määrittää geenimme.

Mutta emäkset eivät ole mukana vain DNA: n rakenteessa. DNA koostuu rivin nukleotideista, jotka puolestaan ​​koostuvat sokerista, fosfaatista ja emäksestä. Nukleotidit edustavat DNA: n selkärankaa, joka on kierteisen kaksoiskierteen muodossa. Lisäksi tämä säie tiivistyy edelleen niin, että se sopii solun pieneen ytimeen. Sitten puhutaan myös kromosomeista eräänlaisena DNA-pakkauksena. Jokaisen solujaon yhteydessä täydellinen DNA kopioidaan siten, että jokainen tytärsolu sisältää myös täysin identtisen geneettisen tiedon.

Kromosomit, joita käytetään DNA: n pakkaamiseen

Kromosomi on geneettisen materiaalimme (DNA) tietty pakkausmuoto, joka näkyy vain solujen jakautumisen aikana. DNA on lineaarinen rakenne, joka on aivan liian pitkä, jotta se mahtuisi solutumme luonnollisessa tilassa. Tämä ongelma ratkaistaan ​​erilaisilla tilaa säästävillä DNA-spiraaleilla ja pienillä proteiineilla, joiden ympärille DNA voi jatkaa kiertymistä. Pienin DNA-muoto ovat kromosomit. Mikroskoopin alla nämä esiintyvät sauvanmuotoisina kappaleina, joilla on keskitetty supistuminen.Tämä DNA-muoto voidaan havaita vain solujen jakautumisen aikana, ts. Mitoosin aikana. Solunjako puolestaan ​​voidaan jakaa useaan vaiheeseen, jolloin kromosomit ovat parhaiten edustettuina metafaasissa. Normaaleissa kehosoluissa on kaksoisjoukko kromosomeja, jotka koostuvat 46 kromosomista.

Lisätietoja solun ytimen jakautumisesta on saatavana osoitteesta: Mitoosi

RNA osana solun ydintä

RNA kuvaa ribonukleiinihappoa, jolla on samanlainen rakenne kuin DNA: lla. Tämä on kuitenkin yksijuosteinen rakenne, joka eroaa DNA: sta yksittäisten komponenttien suhteen. Lisäksi RNA on myös paljon lyhyempi kuin DNA ja sillä on useita erilaisia ​​tehtäviä verrattuna siihen. Tällä tavalla RNA voidaan jakaa eri RNA-alaryhmiin, jotka suorittavat erilaisia ​​tehtäviä. MRNA: lla on muun muassa tärkeä rooli solun ytimen jakautumisen aikana. Kuten tRNA, sitä käytetään myös proteiinien ja entsyymien tuotannossa. Toinen RNA: n alaryhmä on rRNA, joka on osa ribosomeja ja on siten mukana myös proteiinien tuotannossa.

Proteiinisynteesi

Ensimmäinen vaihe proteiinibiosynteesissä on DNA: n transkriptio mRNA: ksi (transkriptio) ja tapahtuu solun ytimessä. DNA-juoste toimii templaattina komplementaariselle RNA-sekvenssille. Koska solun ytimessä ei kuitenkaan voida tuottaa proteiineja, muodostunut mRNA on päästettävä sytoplasmaan ja tuotava ribosomeihin, missä lopulta tapahtuu proteiinien varsinainen synteesi. Ribosomien sisällä mRNA muutetaan aminohapposekvenssiksi, joita käytetään proteiinien rakentamiseen. Tätä prosessia kutsutaan käännökseksi.

Ennen kuin messenger-RNA voidaan kuljettaa ytimestä, se kuitenkin prosessoidaan ensin monissa vaiheissa, toisin sanoen tietyt sekvenssit joko liitetään tai leikataan ja kootaan uudelleen yhteen. Tämä tarkoittaa, että yhdestä transkriptiosta voi syntyä erilaisia ​​proteiinivariantteja. Tämän prosessin avulla ihmiset voivat tuottaa suuren määrän erilaisia ​​proteiineja suhteellisen vähän geenejä.

Replikointi

Toinen tärkeä solun tehtävä, joka tapahtuu solun ytimessä, on DNA: n päällekkäisyys (Replikointi). Solussa tapahtuu jatkuva kertyminen ja hajoaminen: vanhat proteiinit, epäpuhtaudet ja aineenvaihduntatuotteet hajoavat, uusia proteiineja on syntetisoitava ja energiaa on tuotettava. Lisäksi solu kasvaa ja jakautuu kahdeksi identtiseksi tytärsoluksi. Ennen kuin solu voi jakautua, kaikki geneettiset tiedot on ensin kopioitava.Tämä on tärkeää, koska kaikkien organismin solujen genomi on täysin identtinen.

Replikaatio tapahtuu tarkasti määritellyssä ajankohdassa solun jakautumisen aikana solun ytimessä; molemmat prosessit liittyvät läheisesti toisiinsa ja niitä ohjaavat tietyt proteiinit (Entsyymit) säännelty. Ensinnäkin kaksijuosteinen DNA erotetaan ja kukin yksittäinen juoste toimii templaattina myöhemmälle duplikaatiolle. Tätä varten erilaiset entsyymit telakoituvat DNA: han ja täydentävät yksittäistä juosetta muodostaen uuden kaksoiskierteen. Tämän prosessin lopussa on luotu tarkka kopio DNA: sta, joka voidaan siirtää tytärsolulle, kun se jakautuu.

Jos virheitä esiintyy yhdessä solusyklivaiheista, voi kuitenkin kehittyä erilaisia ​​mutaatioita. On olemassa erityyppisiä mutaatioita, joita voi esiintyä spontaanisti solusyklin eri vaiheissa. Esimerkiksi, jos geeni on viallinen, sitä kutsutaan geenimutaatioksi. Jos virhe kuitenkin vaikuttaa tiettyihin kromosomeihin tai kromosomiosiin, se on kromosomimutaatio. Jos kromosomiluku vaikuttaa, se johtaa sitten genomimutaatioon.

Aihe voi myös kiinnostaa sinua: Kromosomipoikkeama - mitä se tarkoittaa?

Ydinhuokoset ja signalointireitit

Ydinkotelon kaksoiskalvolla on huokosia, jotka palvelevat proteiinien, nukleiinihappojen ja signaaliaineiden valikoivaa kuljettamista ytimestä ja sisään.

Tietyt aineenvaihduntatekijät ja signaaliaineet pääsevät ytimeen näiden huokosten kautta ja vaikuttavat siellä olevien tiettyjen proteiinien transkriptioon. Geneettisen tiedon muuttumista proteiineiksi valvotaan tarkasti ja sitä säätelevät monet aineenvaihduntatekijät ja signaaliaineet, puhutaan geeniekspressiosta. Monet solussa tapahtuvat signaalireitit päättyvät ytimeen ja vaikuttavat tiettyjen siellä olevien proteiinien geeniekspressioon.

Ydinrunko (nucleolus)

Eukaryoottisten solujen ytimen sisällä on ydin, ydinrunko. Solu voi sisältää yhden tai useampia nukleoleja, ja hyvin aktiiviset ja usein jakautuvat solut voivat sisältää jopa 10 nukleolia.

Ydin on pallomainen, tiheä rakenne, joka voidaan selvästi nähdä valomikroskoopilla ja joka on selvästi rajattu solun ytimessä. Se muodostaa toiminnallisesti itsenäisen alueen ytimestä, mutta sitä ei ympäröi oma kalvo. Ydin koostuu DNA: sta, RNA: sta ja proteiineista, jotka sijaitsevat yhdessä tiheässä konglomeraatissa. Ribosomaalisten alayksiköiden kypsyminen tapahtuu ytimessä. Mitä enemmän proteiineja syntetisoidaan solussa, sitä enemmän ribosomeja tarvitaan ja siksi metabolisesti aktiivisilla soluilla on useita ydinrunkoja.

Ytimen toiminta hermosolussa

Hermosolun ytimellä on erilaisia ​​toimintoja. Hermosolun ydin sijaitsee solurungossa (Soma) yhdessä muiden solukomponenttien (organellien), kuten endoplasman verkkokalvon (ER) ja Golgi-laitteen kanssa. Kuten kaikissa kehon soluissa, solun ydin sisältää geneettisen tiedon DNA: n muodossa. DNA: n läsnäolon vuoksi muut kehon solut kykenevät kopioimaan itsensä mitoosin kautta. Hermosolut ovat kuitenkin hyvin spesifisiä ja hyvin erilaistuneita soluja, jotka ovat osa hermostoa. Tämän seurauksena he eivät enää pysty kaksinkertaistumaan. Solutuma ottaa kuitenkin toisen tärkeän tehtävän. Muun muassa hermosolut ovat vastuussa lihastemme virityksestä, mikä lopulta johtaa lihasten liikkumiseen. Viestintä hermosolujen välillä ja hermosolujen ja lihasten välillä tapahtuu messenger-aineiden kautta (Lähetin). Nämä kemialliset aineet ja muut tärkeät elämää ylläpitävät aineet tuotetaan solun avulla. Solutumman lisäksi myös soman muilla komponenteilla on tärkeä rooli. Lisäksi solun ydin ohjaa kaikkia metaboliareittejä kaikissa soluissa, hermosolut mukaan lukien. Tätä varten solun ydin sisältää kaikki geenimme, jotka käytön mukaan voidaan lukea ja muuntaa tarvittaviksi proteiineiksi ja entsyymeiksi.

Löydät lisätietoja hermosolun erikoisuudesta: Hermosolu