Koje su funkcije nukleolusa u stanici? Nucleolus: struktura i funkcija

Stanica je elementarna jedinica živih organizama na Zemlji i ima složenu kemijsku organizaciju struktura nazvanih organela. To uključuje nukleolus, čija će struktura i funkcije proučiti u ovom članku.

Značajke eukariotske jezgre

Nukleatne stanice u svom sastavu sadrže nonnbrannye organele zaobljenog oblika, gušća od karioplazme, nazvane nukleolima ili nukleolima. Otkriveni su u 19. stoljeću. Nucleoli su sada proučavani sasvim temeljito zahvaljujući elektronskoj mikroskopiji. Gotovo do 50-ih godina 20. stoljeća, funkcije nukleola nisu određene, a znanstvenici su to smatrali organskom, kao rezervoarom rezervnih tvari koje se koriste tijekom mitoze.

Suvremena istraživanja pokazala su da organoid uključuje granule nukleoproteinske prirode. Štoviše, biokemijski pokusi su potvrdili da organela sadrži veliki broj proteina. Također određuju visoku gustoću. Osim proteina, nukleolus sadrži RNA i malu količinu DNA.

Stanični ciklus

Zanimljivo je da u životu stanice, koja se sastoji od razdoblja odmora (interphase) i podjele (meioza - u seksualnoj, mitozi - u somatskim stanicama), nukleoli ostaju nestabilni. Dakle, u međufaznoj jezgri s nukleolusom, čije su funkcije - očuvanje genoma i stvaranje organela sinteze proteina - obvezni. Na početku stanične podjele, točnije u profazi, one nestaju i ponovno se oblikuju tek na kraju telofaze, preostale u stanici do sljedeće sekcije ili do apoptoze - njezinu smrt.

Nucleolus organizator

U tridesetima prošlog stoljeća znanstvenici su otkrili da se formiranje nukleola kontrolira određenim područjima određenih kromosoma. Oni sadrže gene koji pohranjuju informacije o strukturi i funkcijama nukleolusa u stanici. Postoji korelacija između broja organizatora nukleola i samih organela. Na primjer, špijunska žaba sadrži dva kromosoma koji stvaraju nukleolus u svom kariotipu i, prema tome, dva nukleola nalaze se u jezgrama svojih somatskih stanica.

Budući da su funkcije nukleolusa, kao i njihova prisutnost, usko povezane s podjelom stanica i formiranjem ribosoma, same organele odsutne su u visoko specijaliziranim tkivima mozga, krvi, a također i blastomerima zigoca zgušnjavanja.

Nukleolno pojačanje

U sintetskoj fazi interfaze, uz samo-dupliciranje DNA, postoji prekomjerna replikacija broja rRNA gena. Budući da su glavne funkcije nukleolusa proizvodnja ribosoma, u vezi s prekomjernom sintezom DNA lokusa koji nose informacije o RNK, broj tih organela naglo se povećava. Nukleoproteini, koji nisu povezani s kromosomima, počinju samostalno funkcionirati. Kao rezultat, jezgra se formira u jezgri, udaljavajući od kromosoma koji stvaraju nukleolus. Taj se fenomen naziva amplifikacija rRNA gena. Nastavljajući s proučavanjem funkcija nukleolusa u stanici, imamo na umu da se njihova najaktivnija sinteza javlja u prvoj fazi reduktivne podjele meioze, zbog čega prvoklasni oociti mogu sadržavati nekoliko stotina nukleola.

Biološko značenje ovog fenomena postaje razumljivo kada se uzme u obzir da je u ranim stadijima embriogeneze: fragmentacije i blastulacije potrebna ogromna količina ribosoma, sintetiziranje glavnih građevinskih materijala - proteina. Povećanje je prilično čest proces, pojavljuje se u ovojenesisu biljaka, insekata, vodozemaca, kvasaca, ali i nekih protista.

Histokemijski sastav organela

Nastavimo proučavanje eukariotskih stanica i njihovih struktura i razmotrimo nukleolus, strukturu i funkcije koje su međusobno povezane. Utvrđeno je da sadrži tri vrste elemenata:

1. Nukleonomi (vlaknaste formacije). Oni su heterogeni i sadrže fibrile i grudice. Ulazak u sastav obje biljne i životinjske stanice, nukleonomi formiraju fibrilarne centre. Citokemička struktura i funkcije nukleolusa također ovise o prisustvu matrice u njemu - mreži podržavajućih proteinskih molekula tercijarne strukture.
2. Vacuoles (svijetle površine).
3. Granulirane granule (nukleolini).

S gledišta kemijske analize, ovaj organoid je gotovo u potpunosti sastavljen od RNA i proteina, a DNA se nalazi samo na njegovoj periferiji, formirajući prstenastu strukturu - perikamerni kromatin.

Tako smo utvrdili da se nukleolus sastoji od pet formacija: fibrilarnih i granularnih centara, kromatina, proteinskog retikuluma i guste fibrilarne komponente.

Vrste nukleola

Biokemijska struktura tih organoida ovisi o tipu stanica u kojima su prisutni, kao io svojstvima njihovog metabolizma. Postoji 5 osnovnih strukturalnih tipova nukleola. Prvi je reticular, najčešći i obilježen obiljem gustog fibrilarnog materijala, nukleoproteinskog bloka i nukleona. Proces prepisivanja informacija od organizatora nukleola je vrlo aktivan, stoga su fibrilarni centri slabo vidljivi na polju gledišta mikroskopa.

Budući da su glavne funkcije nukleolusa u stanici sinteza ribosomalnih podjedinica, od kojih nastaju organcina sinteze proteina, retikularna vrsta organizma inherentna je u biljnim i životinjskim stanicama. Prstenasti tip nukleola nalazi se u stanicama vezivnog tkiva: limfocitima i endotelozima, u kojima rRNA geni nisu praktički transkribirani. Rezidualne nukleole nalaze se u stanicama koje su potpuno izgubile sposobnost transkribiranja, na primjer, u normoblastima i enterocitima.

Segregirane vrste su svojstvene stanicama koje su iskusile opijanje karcinogenima, antibioticima. Konačno, kompaktan tip nukleolusa karakterizira mnoštvo fibrilarnih centara i mali broj nukleona.

Proteinska nukleinska matrica

Nastavimo s proučavanjem unutarnje strukture jezgrenih struktura i odredimo koje su funkcije nukleolusa u metabolizmu stanice. Poznato je da oko 60% suhe težine ovog organoida računaju proteini koji su dio kromatina, ribosomnih čestica, kao i zapravo nukleolni proteini. Dopustimo im da preciznije razmišljamo o njima. Neki od proteida su uključeni u preradu - formiranje zrele ribosomalne RNA. To uključuje RNA polimerazu 1 i nukleus, koji uklanjaju dodatne triplete od krajeva molekule rRNA. Protein fibrilarin je u gustoj fibrilarnoj komponenti i kao nukleus provodi obradu. Drugi protein je nukleolin. Zajedno s fibrillarinom nalazi se u PFC i FC nukleolima i u nukleolarnim organizatorima kromosoma profazne mitoze.

Takav polipeptid kao nukleofosin se nalazi u granuliranoj zoni i gusta fibrilarna komponenta, sudjeluje u stvaranju ribosoma iz 40 S i 60 S podjedinica.

Koja je funkcija nukleolusa?

Sinteza ribosomske RNA glavni je zadatak da nukleolus treba izvršiti. U ovom trenutku na svojoj površini (naime, u fibrilarnim centrima) dolazi do transkripcije uz sudjelovanje enzimske RNA polimeraze. Ovaj nukleolus organizator sintetizira stotine pre-ribosoma, nazvanih ribonukleoproteinskih globula. Od tih, nastaju ribosomalne podjedinice, koje kroz nuklearne pora napuštaju klaroplazmiju i pojavljuju se u citoplazmi stanice. Mala podjedinica 40S veže se na informacijsku RNK i samo je njihova vezana velika podjedinica 40S. Stvoren je zreli ribosom, sposoban za prevođenje - sintezu staničnih proteina.

U ovom radu proučavali smo strukturu i funkcije nukleolusa u biljnim i životinjskim stanicama.