Tế bào là đơn vị cơ bản của các sinh vật sống trên Trái đất và có cấu trúc tổ chức hóa học phức tạp gọi là bào quan. Chúng bao gồm nucleolus, cấu trúc và chức năng mà chúng ta sẽ nghiên cứu trong bài viết này.
Đặc điểm của hạt nhân sinh vật nhân chuẩn
Tế bào nhân chứa các bào quan tròn không có màng, mật độ dày hơn tế bào chất, và được gọi là nucleoli hoặc nucleoli. Chúng được phát hiện vào thế kỷ 19. Hiện nay nucleoli đã được nghiên cứu khá đầy đủ nhờ vào kính hiển vi điện tử. Hầu như cho đến những năm 50 của thế kỷ 20, chức năng của các nucleoli vẫn chưa được xác định và các nhà khoa học coi bào quan này như một kho chứa các chất dự trữ được sử dụng trong quá trình nguyên phân.
Nghiên cứu hiện đại đã xác định rằng organoid bao gồm các hạt có bản chất nucleoprotein. Hơn nữa, các thí nghiệm sinh hóa đã xác nhận rằng bào quan có chứa một lượng lớn protein. Chính họ là người xác định mật độ cao của nó. Ngoài protein, nucleolus còn chứa RNA và một lượng nhỏ DNA.
Chu kỳ tế bào
Điều thú vị là trong cuộc sống của một tế bào, bao gồmthời kỳ nghỉ ngơi (giữa các pha) và phân chia (nguyên phân - ở giới tính, nguyên phân - ở tế bào xôma), các nucleoli không được bảo tồn vĩnh viễn. Vì vậy, trong khoảng thời gian giữa các pha, nhân với các nucleolus, có chức năng là bảo quản bộ gen và hình thành các bào quan tổng hợp protein, nhất thiết phải có mặt. Khi bắt đầu phân chia tế bào, cụ thể là trong prophase, chúng biến mất và chỉ được hình thành lại vào cuối giai đoạn telophase, tồn tại trong tế bào cho đến lần phân chia tiếp theo hoặc cho đến khi quá trình apoptosis - cái chết của nó.
Nhà tổ chức hạt nhân
Vào những năm 30 của thế kỷ trước, các nhà khoa học phát hiện ra rằng sự hình thành nucleoli được điều khiển bởi một số đoạn nhất định của một số nhiễm sắc thể. Chúng chứa các gen lưu trữ thông tin về cấu trúc và chức năng của các nucleolus trong tế bào. Có mối tương quan giữa số lượng các cơ quan tổ chức hạt nhân và bản thân các bào quan. Ví dụ, ếch có móng chứa trong karyotype của nó hai nhiễm sắc thể hình thành nhân và do đó, có hai nucleoli trong nhân của các tế bào sinh dưỡng của nó.
Vì các chức năng của nucleolus, cũng như sự hiện diện của nó, có liên quan mật thiết đến sự phân chia tế bào và sự hình thành của ribosome, nên bản thân các bào quan này không có trong các mô não chuyên biệt cao, máu, và cả trong các blastomere của nghiền nát hợp tử.
Khuếch đại hạt nhân
Trong giai đoạn tổng hợp giữa các pha, cùng với quá trình tự nhân đôi của ADN, có sự sao chép quá mức về số lượng gen rARN. Vì các chức năng chính của nucleolus là sản xuất ribosome, số lượng các bào quan này tăng mạnh do sự tổng hợp quá mức của các locus DNA mang thông tin về RNA. Nucleoprotein không liên kết vớicác nhiễm sắc thể bắt đầu hoạt động tự chủ. Kết quả là, nhiều nucleoli được hình thành trong nhân, tách chúng ra khỏi nhiễm sắc thể hình thành nucleolus. Hiện tượng này được gọi là khuếch đại gen rRNA. Tiếp tục nghiên cứu chức năng của các nucleolus trong tế bào, chúng tôi lưu ý rằng quá trình tổng hợp tích cực nhất của chúng xảy ra trong quá trình dự đoán quá trình giảm phân của meiosis, do đó các tế bào trứng bậc một có thể chứa vài trăm nucleoli.
Ý nghĩa sinh học của hiện tượng này trở nên rõ ràng, vì trong giai đoạn đầu của quá trình hình thành phôi: nghiền và nổ, cần một số lượng lớn ribosome để tổng hợp vật liệu xây dựng chính - protein. Khuếch đại là một quá trình khá phổ biến; nó xảy ra trong quá trình sinh sản của thực vật, côn trùng, động vật lưỡng cư, nấm men và cả ở một số sinh vật nguyên sinh.
Thành phần mô hóa của bào quan
Hãy tiếp tục nghiên cứu về tế bào nhân thực và cấu trúc của chúng, và xem xét các nucleolus, cấu trúc và chức năng của chúng liên kết với nhau. Nó được thiết lập rằng nó chứa ba loại yếu tố:
- Nucleonema (dạng sợi). Chúng không đồng nhất và chứa các sợi và cục. Là một phần của cả tế bào thực vật và động vật, các nucleoneme tạo thành các trung tâm hình sợi. Cấu trúc và chức năng hóa tế bào của nucleolus cũng phụ thuộc vào sự hiện diện của chất nền trong đó - một mạng lưới các phân tử protein hỗ trợ của cấu trúc bậc ba.
- Không bào (vùng sáng).
- Hạt dạng hạt (nucleolin).
Theo quan điểm của phân tích hóa học, bào quan này gần như hoàn toàn bao gồm RNA và protein, vàDNA chỉ nằm ở ngoại vi, tạo thành cấu trúc hình vòng - chất nhiễm sắc ngoại nhân.
Vì vậy, chúng tôi đã xác định rằng hạt nhân bao gồm năm hình thành: tâm sợi và hạt, chất nhiễm sắc, mạng lưới protein và thành phần hình sợi dày đặc.
Các loại nucleoli
Cấu trúc sinh hóa của các bào quan này phụ thuộc vào loại tế bào mà chúng có mặt, cũng như các đặc điểm của quá trình trao đổi chất của chúng. Có 5 kiểu cấu trúc chính của nucleolus. Dạng thứ nhất - dạng lưới, là dạng phổ biến nhất và được đặc trưng bởi sự phong phú của vật liệu hình sợi dày đặc, các cục nucleoprotein và nucleone. Quá trình viết lại thông tin từ các cơ quan tổ chức hạt nhân rất tích cực, do đó, các tâm fibrin có thể nhìn thấy kém trong trường nhìn của kính hiển vi.
Vì các chức năng chính của nucleolus trong tế bào là tổng hợp các tiểu đơn vị của ribosom, từ đó hình thành các bào quan tổng hợp protein, nên kiểu tổ chức dạng lưới vốn có ở cả tế bào thực vật và động vật. Loại nucleoli hình vòng được tìm thấy trong các tế bào mô liên kết: tế bào lympho và tế bào nội mô, trong đó gen rRNA thực tế không được phiên mã. Các nucleoli còn sót lại xảy ra trong các tế bào đã mất hoàn toàn khả năng phiên mã, chẳng hạn như nguyên bào và tế bào ruột.
Các loài biệt lập vốn có trong các tế bào đã trải qua quá trình nhiễm độc với chất gây ung thư, kháng sinh. Và, cuối cùng, kiểu nhỏ gọn của hạt nhân được đặc trưng bởi nhiều tâm sợi và một lượng nhỏnucleonem.
Chất nền nucleolar của protein
Hãy tiếp tục nghiên cứu cấu trúc bên trong của các cấu trúc của nhân và xác định những chức năng của nucleolus trong quá trình trao đổi chất của tế bào. Người ta biết rằng khoảng 60% khối lượng khô của bào quan này được chiếm bởi các protein tạo nên chất nhiễm sắc, các hạt ribosome và cũng do chính các protein nucleolar. Hãy xem xét chi tiết hơn về chúng. Một số protein tham gia vào quá trình xử lý - hình thành RNA ribosome trưởng thành. Chúng bao gồm RNA polymerase 1 và nuclease, loại bỏ các bộ ba thừa từ các đầu của phân tử rRNA. Protein fibrillarin nằm trong thành phần fibrillar dày đặc và giống như nuclease, thực hiện quá trình xử lý. Một loại protein khác là nucleolin. Cùng với fibrillarin, nó được tìm thấy trong PFC và FC của nucleoli và trong các cơ quan tổ chức nucleolar của nhiễm sắc thể của quá trình giảm phân.
Một polypeptide như nucleophosin nằm trong vùng hạt và thành phần sợi dày đặc, nó tham gia vào việc hình thành các ribosome từ các tiểu đơn vị 40 S và 60 S.
Chức năng của nucleolus là gì
Tổng hợp RNA ribosome là nhiệm vụ chính mà nucleolus phải thực hiện. Tại thời điểm này, quá trình phiên mã xảy ra trên bề mặt của nó (cụ thể là ở các tâm sợi) với sự tham gia của enzym RNA polymerase. Trên cơ cấu tổ chức hạt nhân này, hàng trăm tiền ribosome, được gọi là các cầu ribonucleoprotein, được tổng hợp. Chúng tạo thành các tiểu đơn vị của ribosom, chúng rời khỏi nhân chất qua các lỗ nhân và kết thúc trong tế bào chất của tế bào. Tiểu đơn vị nhỏ 40S liên kết với RNA thông tin và chỉ sau đó với chúngđơn vị con lớn 40S được đính kèm. Một ribosome trưởng thành được hình thành, có khả năng thực hiện dịch mã - tổng hợp các protein tế bào.
Trong bài viết này, chúng tôi đã nghiên cứu cấu trúc và chức năng của nucleolus trong tế bào động thực vật.
