Soluytimen toiminnot

esittely

Soluydin (tuma) muodostaa eukaryoottisolujen suurimman organellin ja sijaitsee sytoplasmassa, erotettuna kaksoiskalvolla (ydinverho). Geneettisen informaation kantajana solun ydin sisältää geneettisen informaation kromosomien (DNA-juoste) muodossa, ja sillä on siten oleellinen merkitys perinnöissä. Suurimmalla osalla nisäkässoluista on vain yksi ydin; tämä on pyöreä ja sen halkaisija on 5-16 mikrometriä. Tietyillä solutyypeillä, esim. Lihaskuiduilla tai luun erikoistuneilla soluilla voi olla useampi kuin yksi ydin.

Hanki lisätietoja Soluydin

Soluytimen toiminnot

Soluydin on solun tärkein organeli ja muodostaa 10–15% solutilavuudesta. Ydin sisältää suurimman osan solun geneettisistä tiedoista. Ihmisillä mitokondriat sisältävät solutumman lisäksi myös DNA: ta ("mitokondriaalinen DNA"). Mitokondriaalinen genomi kuitenkin koodaa vain muutamia proteiineja, joita tarvitaan pääasiassa hengitysketjussa energian tuottamiseksi.

Lue lisää tästä:

• mitokondriot
• Ihmisen soluhengitys (hengitysketju)

Kuva solun ytimestä

1. Soluydin -
   tuma
2. Ulkoinen ydinkalvo
   (Ydinkuori)
   Nucleolemma
3. Sisäinen ydinkalvo
4. Ydinasemat
   nucleolus
5. Ydinplasma
   Nucleoplasm
6. DNA-säie
7. Ydinhuokos
8. kromosomit
9. solu
   Celulla
   A - ydin
   B - solu

Löydät yleiskuvan kaikista Dr-Gumpert-kuvista kohdasta: lääketieteelliset kuvat

Geneettisen tiedon tallennus

Deoksiribonukleiinihapon (DNA) varastointina solun ydin on solun kontrollikeskus ja säätelee monia tärkeitä solun metabolian prosesseja. Soluydin on välttämätön solun toiminnalle. Solut, joissa ei ole ydintä, eivät yleensä pysty selviytymään. Poikkeuksena tästä ovat ytimessä olevat punasolut (erytrosyyttejä). Säännöllisten toimintojen lisäksi solun ytimen tehtäviin kuuluu DNA: n varastointi, kopiointi ja siirto.

DNA on pitkän ytimen kaltaisen kaksoiskierukan muodossa solun ytimessä, jossa se pakataan tiiviisti kromosomeihin ydinproteiineilla, histoneilla. Kromosomit koostuvat kromatiinista, joka tiivistyy vain muodostamaan mikroskooppisesti näkyviä kromosomeja solunjakautumisen aikana. Jokainen ihmisen solu sisältää 23 kromosomia, molemmat kaksoiskappaleina, jotka ovat peritty molemmilta vanhemmilta. Puolet solun geeneistä tulee äidiltä, ​​toinen puoli isältä.

Solun ydin säätelee solun aineenvaihduntaprosesseja käyttämällä RNA: sta tehtyjä lähettimolekyylejä. Geneettiset tiedot koodaavat proteiineja, jotka vastaavat solun toiminnasta ja rakenteesta. Tarvittaessa tiettyjä DNA: n osia, joita kutsutaan geeneiksi, transkriptoidaan messenger-aineeksi (messenger RNA tai mRNA) .Muodostunut mRNA poistuu solun ytimestä ja toimii templaattina vastaavien proteiinien synteesille.

Ajattele DNA: ta eräänlaisena salatun kielenä, joka koostuu neljästä kirjaimesta. Nämä ovat neljä emästä: adeniini, tymiini, guaniini ja sytosiini. Nämä kirjaimet muodostavat sanat, joista jokainen koostuu kolmesta emäksestä, nimeltään kodoneja.

Jokainen kodoni koodaa tiettyä aminohappoa ja muodostaa siten perustan proteiinien biosynteesille, koska geenien emässekvenssit muunnetaan proteiiniksi yhdistämällä vastaavat aminohapot. Koko tätä salattua tietoa kutsutaan geneettiseksi koodiksi. Emästen spesifinen sekvenssi tekee DNA: sta ainutlaatuisen ja määrittelee geenimme.

Mutta ei vain emäkset osallistuvat DNA: n rakenteeseen. DNA koostuu nukleotideistä peräkkäin, jotka puolestaan ​​koostuvat sokerista, fosfaatista ja emäksestä. Nukleotidit edustavat DNA: n selkärankaa, joka on kierteisen kaksoiskierukan muodossa. Lisäksi tämä juoste kondensoituu edelleen niin, että se mahtuu solun pieneen ytimeen. Sitten puhumme myös kromosomeista DNA: n pakkausmuotona. Jokaisella solujakautuksella täydellinen DNA kopioidaan siten, että jokainen tytärsolu sisältää myös täysin identtisen geneettisen informaation.

DNA: n pakkaamiseen käytetyt kromosomit

Kromosomi on tietynlainen geneettisen materiaalimme (DNA) pakkausmuoto, joka on näkyvissä vain solunjakautumisen aikana. DNA on lineaarinen rakenne, joka on aivan liian pitkä mahtuakseen solun ytimeemme luonnollisessa tilassaan. Tämä ongelma ratkaistaan ​​DNA: n erilaisilla, tilaa säästävillä spiraaleilla ja sisällyttämällä pieniä proteiineja, joiden ympärille DNA voi edelleen kääriä. Kompaktin DNA-muodon muodot ovat kromosomit. Nämä ilmestyvät mikroskoopin alla pieninä sauvanmuotoisina kappaleina, joilla on keskeinen supistus.Tämä DNA-muoto voidaan havaita vain solunjaon aikana, ts. Mitoosin aikana. Solujen jako puolestaan ​​voidaan jakaa useisiin vaiheisiin, jolloin kromosomit ovat parhaiten esillä metafaasissa. Normaalisissa kehosoluissa on kaksinkertainen joukko kromosomeja, joka koostuu 46 kromosomista.

Lisätietoja solun ytimen jakautumisesta on saatavana osoitteessa: mitoosi

RNA osana solun ydintä

RNA kuvaa ribonukleiinihappoa, jolla on samanlainen rakenne kuin DNA: lla. Tämä on kuitenkin yhden juosteen rakenne, joka eroaa DNA: sta yksittäisissä komponenteissa. Lisäksi RNA on myös paljon lyhyempi kuin DNA ja sillä on useita erilaisia ​​tehtäviä siihen verrattuna. 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-alaryhmä on rRNA, joka on osa ribosomeja ja osallistuu siksi myös proteiinien tuotantoon.

Proteiinisynteesi

Ensimmäinen vaihe proteiinien biosynteesissä 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 purettava sytoplasmaan ja johdettava ribosomiin, missä tapahtuu proteiinien todellinen synteesi. Ribosomien sisällä, mRNA muunnetaan aminohapposekvenssiksi, jota käytetään proteiinien rakentamiseen. Tätä prosessia kutsutaan käännökseksi.

Ennen kuin lähetti-RNA voidaan kuljettaa pois ytimestä, se prosessoidaan ensin monissa vaiheissa, ts. Tietyt sekvenssit joko lisätään tai leikataan pois ja kootaan uudelleen. Tämä tarkoittaa, että yhdestä kopiosta voi syntyä erilaisia ​​proteiinivariantteja. Tämän prosessin avulla ihmiset voivat tuottaa suuren määrän erilaisia ​​proteiineja, joissa on suhteellisen vähän geenejä.

replikointi

Toinen solun tärkeä tehtävä, joka tapahtuu solun ytimessä, on DNA: n päällekkäisyys (replikointi). Solussa on jatkuva kertymis- ja hajoamisjakso: vanhat proteiinit, epäpuhtaudet ja aineenvaihduntatuotteet hajoavat, uudet proteiinit on syntetisoitava ja energia on tuotettava. Lisäksi solu kasvaa ja jakaantuu kahteen identtiseen tytärsoluun. Ennen kuin solu voi jakaa, kaikki geneettinen tieto on kuitenkin ensin kopioitava. Tämä on tärkeää, koska kaikkien organismien solujen genomi on ehdottoman identtinen.

Replikaatio tapahtuu tarkasti määritellyssä ajankohdassa solun jakautumisen aikana solun ytimessä; molemmat prosessit liittyvät läheisesti toisiinsa ja niitä hallitsevat tietyt proteiinit (entsyymit) säännelty. Ensin kaksijuosteinen DNA erotetaan ja kukin yksittäinen juoste toimii templaattina seuraavaa duplikaatiota varten. Tätä varten erilaiset entsyymit telakoituvat DNA: han ja komplementoivat yksittäistä juostetta uuden kaksoiskierukan muodostamiseksi. Tämän prosessin lopussa on luotu tarkka kopio DNA: sta, joka voidaan siirtää tytärsolulle jakautuessaan.

Kuitenkin, jos virheitä tapahtuu yhdessä solusyklivaiheessa, erilaisia ​​mutaatioita voi kehittyä. On olemassa erityyppisiä mutaatioita, jotka voivat tapahtua spontaanisti solusyklin eri vaiheissa. Esimerkiksi, jos geeni on viallinen, sitä kutsutaan geenimutaatioksi. Jos virhe vaikuttaa kuitenkin tiettyihin kromosomeihin tai kromosomiosiin, se on kromosomimutaatio. Jos kromosomiluku vaikuttaa, se johtaa genomimutaatioon.

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

Ydinhuokoset ja signalointireitit

Ydinkuoren kaksoiskalvolla on huokoset, jotka palvelevat proteiinien, nukleiinihappojen ja signaaliaineiden selektiivistä kuljetusta ytimestä ja ytimeen.

Tietyt aineenvaihduntatekijät ja signaaliaineet pääsevät ytimeen näiden huokosten kautta ja vaikuttavat tiettyjen proteiinien transkriptioon siellä. Geneettisen tiedon muuntamista proteiineiksi seurataan tiukasti ja sitä säätelevät monet aineenvaihduntatekijät ja signaaliaineet, puhutaan geeniekspressiosta. Monet signaalireitit, jotka tapahtuvat solun päässä ytimessä, missä ne vaikuttavat tiettyjen proteiinien geeniekspressioon.

Ydinaine (nukleoli)

Eukaryoottisolujen ytimen sisällä on ydinosa, ydinkappale. Solu voi sisältää yhden tai useampia nukleoleja, ja erittäin aktiiviset ja usein jakautuvat solut voivat sisältää jopa 10 nukleolia.

Ydin on pallomainen, tiheä rakenne, joka näkyy selvästi valomikroskoopin alla ja on selvästi määritelty solutummassa. Se muodostaa toiminnallisesti riippumattoman ytimen alueen, mutta sitä ei ympäröi oma kalvo. Nukleoli koostuu DNA: sta, RNA: sta ja proteiineista, jotka sijaitsevat yhdessä tiheässä ryhmässä. Ribosomaalisten alayksiköiden kypsyminen tapahtuu ytimessä. Mitä enemmän proteiineja syntetisoidaan solussa, sitä enemmän tarvitaan ribosomeja ja siksi metabolisesti aktiivisissa soluissa on useita ydinkappaleita.

Ytimen toiminta hermosolussa

Hermosolun ytimellä on monenlaisia ​​toimintoja. Hermosolun ydin sijaitsee solurungossa (Soma) yhdessä muiden solukomponenttien (organelleiden), kuten endoplasmisen retikulumin (ER) ja Golgi-laitteen kanssa. Kuten kaikissa kehon soluissa, solun ydin sisältää geneettisen informaation DNA: n muodossa. DNA: n läsnäolon takia muut kehosolut pystyvät kopioimaan itsensä mitoosin kautta. Hermosolut ovat kuitenkin hyvin spesifisiä ja hyvin erilaistuneita soluja, jotka ovat osa hermostoa. Seurauksena on, että he eivät enää pysty tuplaamaan. Soluydin kuitenkin ottaa toisen tärkeän tehtävän. Hermosolut ovat muun muassa vastuussa lihaksidemme virittämisestä, mikä johtaa viime kädessä lihaksen liikkeeseen. Kommunikaatio hermosolujen sekä hermosolujen ja lihaksen välillä tapahtuu lähettiaineiden (Lähetin). Nämä kemialliset aineet ja muut tärkeät elämää ylläpitävät aineet tuotetaan solun ytimen avulla. Solujen ytimen lisäksi myös muilla soman komponenteilla on tärkeä rooli. Lisäksi solutuuma säätelee kaikkia metabolisia reittejä kaikissa soluissa, hermosolut mukaan lukien. Tätä varten solun ydin sisältää kaikki geenimme, jotka voidaan lukea käytöstä riippuen ja kääntää tarvittaviksi proteiineiksi ja entsyymeiksi.

Lisätietoja hermosolujen erityispiirteistä on saatavana osoitteesta: Hermosolu