Nhân tế bào là bào quan quan trọng nhất của nó, là nơi lưu trữ và tái tạo thông tin di truyền. Đây là cấu trúc màng chiếm 10-40% tế bào, chức năng rất quan trọng đối với sự sống của sinh vật nhân thực. Tuy nhiên, ngay cả khi không có sự hiện diện của hạt nhân, việc nhận biết thông tin di truyền vẫn có thể xảy ra. Một ví dụ của quá trình này là hoạt động quan trọng của các tế bào vi khuẩn. Tuy nhiên, các đặc điểm cấu trúc của hạt nhân và mục đích của nó là rất quan trọng đối với một sinh vật đa bào.
Vị trí của nhân trong tế bào và cấu trúc của nó
Nhân nằm trong bề dày của tế bào chất và tiếp xúc trực tiếp với lưới nội chất thô và mịn. Nó được bao quanh bởi hai lớp màng, giữa đó là không gian ngoại nhân. Bên trong hạt nhân có một chất nền, chất nhiễm sắc và một số nucleoli.
Một số tế bào trưởng thành không có nhân, trong khi những tế bào khác hoạt động trong điều kiện bị ức chế nghiêm trọng hoạt động của nó. Nói chung, cấu trúc của nhân (sơ đồ) được trình bày như một khoang hạt nhân, được giới hạn bởi một karyolemma từ tế bào, chứa chất nhiễm sắc và nucleoli cố định trong nhân chất.ma trận hạt nhân.
Cấu trúc của karyolemma
Để thuận tiện cho việc nghiên cứu tế bào nhân, tế bào sau này nên được coi là bong bóng, bị giới hạn bởi lớp vỏ từ các bong bóng khác. Nhân là một bong bóng với thông tin di truyền nằm trong độ dày của tế bào. Nó được bảo vệ khỏi tế bào chất bởi một màng lipid kép. Cấu trúc của vỏ của nhân tương tự như màng tế bào. Trên thực tế, chúng chỉ được phân biệt bằng tên và số lớp. Không có tất cả những điều này, chúng giống nhau về cấu trúc và chức năng.
Cấu trúc của karyolemma (màng nhân) là hai lớp: nó bao gồm hai lớp lipid. Lớp bilipid bên ngoài của karyolemma tiếp xúc trực tiếp với lưới thô của nội chất tế bào. Karyolemma bên trong - với nội dung của hạt nhân. Có một không gian quanh hạt nhân giữa màng karyome bên ngoài và bên trong. Rõ ràng, nó được hình thành do hiện tượng tĩnh điện - lực đẩy của các khu vực tồn dư glycerol.
Chức năng của màng nhân là tạo hàng rào cơ học ngăn cách nhân với tế bào chất. Màng trong của nhân đóng vai trò như một vị trí cố định cho chất nền nhân - một chuỗi các phân tử protein hỗ trợ cấu trúc khối. Có các lỗ đặc biệt trong hai màng nhân: RNA thông tin đi vào tế bào chất qua chúng để đến các ribosome. Trong chính độ dày của hạt nhân có một số nucleoli và chất nhiễm sắc.
Cấu trúc bên trong của nhân chất
Các đặc điểm về cấu trúc của nhân cho phép chúng ta so sánh nó với chính tế bào. Bên trong nhân còn có một môi trường đặc biệt (nucleoplasm),được đại diện bởi gel-sol, một dung dịch keo của các protein. Bên trong nó có một bộ xương nhân (ma trận), được đại diện bởi các protein hình sợi. Sự khác biệt chính chỉ nằm ở thực tế là các protein chủ yếu có tính axit có trong nhân. Rõ ràng, phản ứng như vậy của môi trường là cần thiết để bảo toàn các đặc tính hóa học của axit nucleic và sự xuất hiện của các phản ứng sinh hóa.
Hạt nhân
Cấu trúc của nhân tế bào không thể được hoàn thiện nếu không có nucleolus. Nó là một RNA ribosome đã được phân hóa, đang trong giai đoạn trưởng thành. Sau đó, một ribosome sẽ được lấy từ nó - một bào quan cần thiết cho quá trình tổng hợp protein. Trong cấu trúc của nhân, người ta phân biệt hai thành phần: hình sợi và hình cầu. Chúng chỉ khác nhau qua kính hiển vi điện tử và không có màng riêng.
Thành phần fibrillar nằm ở trung tâm của nucleolus. Nó là một sợi RNA loại ribosome mà từ đó các tiểu đơn vị của ribosome sẽ được lắp ráp. Nếu chúng ta xem xét phần lõi (cấu trúc và chức năng), thì rõ ràng là một thành phần hạt sau đó sẽ được hình thành từ chúng. Đây là những tiểu đơn vị ribosom trưởng thành giống nhau trong giai đoạn phát triển sau của chúng. Chúng sớm hình thành ribosome. Chúng được loại bỏ khỏi nhân qua các lỗ nhân của karyolemma và đi vào màng của lưới nội chất thô.
Nhiễm sắc thể và nhiễm sắc thể
Cấu trúc và chức năng của nhân tế bào được liên kết hữu cơ với nhau: chỉ có những cấu trúc cần thiết để lưu trữ và tái tạo thông tin di truyền. Ngoài ra còn có một bộ xương karyoskeleton(chất nền nhân), chức năng của nó là duy trì hình dạng của bào quan. Tuy nhiên, thành phần quan trọng nhất của nhân là chất nhiễm sắc. Đây là những nhiễm sắc thể đóng vai trò tủ chứa các nhóm gen khác nhau.
Chất nhiễm sắc là một protein phức tạp bao gồm một polypeptit có cấu trúc bậc bốn kết nối với axit nucleic (RNA hoặc DNA). Chất nhiễm sắc cũng có trong plasmid của vi khuẩn. Gần một phần tư tổng trọng lượng của chất nhiễm sắc được tạo thành từ các histon - protein chịu trách nhiệm "đóng gói" thông tin di truyền. Tính năng này của cấu trúc được nghiên cứu bởi hóa sinh và sinh học. Cấu trúc của hạt nhân rất phức tạp, chính xác là do chất nhiễm sắc và sự hiện diện của các quá trình xen kẽ quá trình phân hóa và khử hơi nước của nó.
Sự hiện diện của histone giúp nó có thể cô đặc và hoàn thiện chuỗi DNA ở một nơi nhỏ - trong nhân tế bào. Điều này xảy ra như sau: các histon tạo thành các nucleosom, là một cấu trúc giống như các hạt. H2B, H3, H2A và H4 là các protein histone chính. Nuclêôtit được hình thành bởi bốn cặp của mỗi loại histon được trình bày. Đồng thời, histone H1 là chất liên kết: nó liên kết với DNA tại vị trí xâm nhập vào nucleosome. Quá trình đóng gói DNA xảy ra do "cuộn dây" của một phân tử mạch thẳng xung quanh 8 protein cấu trúc histone.
Cấu trúc của hạt nhân, sơ đồ được trình bày ở trên, gợi ý sự hiện diện của cấu trúc giống như mạch phân tử của DNA được hoàn thiện trên các histon. Chiều dày của khối kết tụ này là khoảng 30 nm. Đồng thời, cấu trúc có thể được nén chặt hơn nữa để chiếm ít không gian hơn và ít tiếp xúc vớihư hỏng cơ học chắc chắn xảy ra trong thời gian tồn tại của tế bào.
Phân đoạn nhiễm sắc
Cấu trúc, cấu trúc và chức năng của nhân tế bào được cố định để duy trì các quá trình năng động của quá trình biến đổi chất nhiễm sắc và khử hơi nước. Do đó, có hai phần chính của nó: xoắn khuẩn mạnh (dị nhiễm sắc) và biến hóa nhẹ (euchromatin). Chúng được tách biệt cả về cấu trúc và chức năng. Trong dị nhiễm sắc thể, DNA được bảo vệ tốt khỏi bất kỳ ảnh hưởng nào và không thể được phiên mã. Euchromatin ít được bảo vệ hơn, nhưng các gen có thể được nhân đôi để tổng hợp protein. Thông thường, các phần của dị nhiễm sắc và euchromatin thay thế nhau trong suốt chiều dài của toàn bộ nhiễm sắc thể.
Sắc
Nhân tế bào, cấu trúc và chức năng được mô tả trong ấn phẩm này, chứa các nhiễm sắc thể. Nó là một chất nhiễm sắc phức tạp và được đóng gói chặt chẽ, có thể nhìn thấy dưới kính hiển vi ánh sáng. Tuy nhiên, điều này chỉ có thể thực hiện được nếu một tế bào nằm trên lam kính ở giai đoạn nguyên phân hoặc phân bào sinh học. Một trong những giai đoạn là sự phân hóa của chất nhiễm sắc với sự hình thành của các nhiễm sắc thể. Cấu trúc của chúng cực kỳ đơn giản: nhiễm sắc thể có một telomere và hai cánh tay. Mỗi sinh vật đa bào của cùng một loài đều có cấu trúc nhân giống nhau. Bảng bộ nhiễm sắc thể của anh ấy cũng tương tự.
Thực hiện các chức năng của hạt nhân
Các tính năng chính của cấu trúc của hạt nhân liên quan đến việc thực hiện các chức năng nhất định và nhu cầu kiểm soát chúng. Hạt nhân đóng vai trò là kho chứa thông tin cha truyền con nối, tức là nó là một loại tủ đựng tài liệu vớiTrình tự viết tắt của các axit amin của tất cả các loại protein có thể được tổng hợp trong tế bào. Điều này có nghĩa là để thực hiện bất kỳ chức năng nào, tế bào phải tổng hợp một protein, cấu trúc của protein này được mã hóa trong gen.
Để nhân có thể "hiểu" loại protein cụ thể nào cần được tổng hợp vào đúng thời điểm, cần có một hệ thống thụ thể bên ngoài (màng) và bên trong. Thông tin từ chúng đến hạt nhân thông qua các chất dẫn truyền phân tử. Thông thường điều này được thực hiện thông qua cơ chế adenylate cyclase. Đây là cách các hormone (adrenaline, norepinephrine) và một số loại thuốc có cấu trúc ưa nước hoạt động trên tế bào.
Cơ chế truyền thông tin thứ hai là nội bộ. Nó là đặc trưng của các phân tử ưa mỡ - corticosteroid. Chất này xuyên qua màng bilipid của tế bào và đi đến nhân, nơi nó tương tác với thụ thể của nó. Là kết quả của việc kích hoạt các phức hợp thụ thể nằm trên màng tế bào (cơ chế adenylate cyclase) hoặc trên karyolemma, phản ứng hoạt hóa của một gen nhất định được kích hoạt. Nó tái tạo, trên cơ sở RNA thông tin của nó được xây dựng. Sau đó, theo cấu trúc của protein sau này, một protein được tổng hợp để thực hiện một chức năng nhất định.
Nhân của sinh vật đa bào
Ở sinh vật đa bào, các đặc điểm cấu tạo của nhân giống như ở sinh vật đơn bào. Mặc dù có một số sắc thái. Đầu tiên, đa tế bào ngụ ý rằng một số tế bào sẽ có (hoặc một số) chức năng cụ thể của riêng chúng. Điều này có nghĩa là một số gen sẽ luônkhử mùi trong khi những người khác không hoạt động.
Ví dụ, trong các tế bào mô mỡ, quá trình tổng hợp protein sẽ không hoạt động, và do đó phần lớn chất nhiễm sắc bị biến thể. Và trong các tế bào, ví dụ, phần ngoại tiết của tuyến tụy, quá trình sinh tổng hợp protein đang diễn ra. Do đó, chất nhiễm sắc của chúng được khử hơi nước. Ở những khu vực có gen được sao chép thường xuyên nhất. Đồng thời, một đặc điểm cơ bản rất quan trọng: bộ nhiễm sắc thể của tất cả các tế bào của một loài sinh vật đều giống nhau. Chỉ vì sự khác biệt của các chức năng trong các mô, một số trong số chúng bị tắt hoạt động, trong khi những người khác bị khử mùi thường xuyên hơn những người khác.
Tế bào nhân của cơ thể
Có những tế bào, các đặc điểm cấu trúc của nhân có thể không được xem xét, bởi vì kết quả của hoạt động quan trọng của chúng, chúng ức chế chức năng của nó hoặc loại bỏ hoàn toàn. Ví dụ đơn giản nhất là tế bào hồng cầu. Đây là những tế bào máu, nhân của tế bào này chỉ có trong giai đoạn đầu của sự phát triển, khi hemoglobin được tổng hợp. Ngay khi có đủ lượng oxy cần thiết để vận chuyển oxy, nhân sẽ được loại bỏ khỏi tế bào để tạo điều kiện thuận lợi cho nó mà không cản trở quá trình vận chuyển oxy.
Nói một cách tổng quát, hồng cầu là một túi tế bào chất chứa đầy huyết sắc tố. Một cấu trúc tương tự là đặc điểm của các tế bào mỡ. Cấu trúc của nhân tế bào của tế bào mỡ cực kỳ đơn giản, nó giảm và chuyển sang màng, và các quá trình tổng hợp protein bị ức chế tối đa. Những tế bào này cũng giống như "túi" chứa đầy chất béo, mặc dù tất nhiên, sự đa dạngcó các phản ứng sinh hóa trong chúng nhiều hơn một chút so với trong hồng cầu. Tiểu cầu cũng không có nhân, nhưng chúng không nên được coi là tế bào chính thức. Đây là những mảnh tế bào cần thiết để thực hiện các quá trình cầm máu.
