Nukleus sel

Nukleus (s. karyon) terdapat dalam semua sel manusia kecuali eritrosit dan trombosit. Fungsi nukleus adalah untuk menyimpan dan menghantar maklumat keturunan kepada sel baru (anak perempuan). Fungsi ini dikaitkan dengan kehadiran DNA dalam nukleus. Sintesis protein - asid ribonukleik RNA dan bahan ribosom - juga berlaku dalam nukleus.

Kebanyakan sel mempunyai nukleus sfera atau ovoid, tetapi terdapat juga bentuk lain nukleus (berbentuk cincin, berbentuk batang, berbentuk gelendong, berbentuk manik, berbentuk kacang, bersegmen, berbentuk pir, polimorfik). Saiz nukleus berbeza-beza - dari 3 hingga 25 µm. Nukleus terbesar terdapat dalam sel telur. Kebanyakan sel manusia adalah mononuklear, tetapi terdapat yang binuklear (beberapa neuron, hepatosit, kardiomiosit). Sesetengah struktur adalah multinuklear (gentian otot). Nukleus mempunyai membran nuklear, kromatin, nukleolus dan nukleoplasma.

Membran nuklear, atau caryotheca, yang memisahkan kandungan nukleus daripada sitoplasma, terdiri daripada membran nuklear dalam dan luar, setiap 8 nm tebal. Membran dipisahkan oleh ruang perinuklear (caryotheca cistern), 20–50 nm lebar, mengandungi bahan berbutir halus dengan ketumpatan elektron sederhana. Membran nuklear luar masuk ke dalam retikulum endoplasma berbutir. Oleh itu, ruang perinuklear membentuk satu rongga dengan retikulum endoplasma. Membran nuklear dalam disambungkan dari dalam ke rangkaian fibril protein bercabang yang terdiri daripada subunit individu.

Membran nuklear mengandungi banyak liang nuklear bulat, setiap diameter 50-70 nm. Liang nuklear menduduki sehingga 25% daripada permukaan nuklear secara keseluruhan. Bilangan liang dalam satu nukleus mencapai 3000-4000. Di tepi pori-pori, membran luar dan dalam bersambung antara satu sama lain dan membentuk cincin liang yang dipanggil. Setiap liang ditutup oleh diafragma, yang juga dipanggil kompleks liang. Diafragma liang mempunyai struktur yang kompleks; ia dibentuk oleh butiran protein yang bersambung antara satu sama lain. Pengangkutan terpilih zarah besar dan pertukaran bahan antara nukleus dan sitosodem sel dijalankan melalui liang nuklear.

Di bawah membran nuklear adalah nukleoplasma (karyoplasma) (nukleoplasma, s. karyoplasma), yang mempunyai struktur homogen, dan nukleolus. Dalam nukleoplasma nukleus tidak membahagi, dalam matriks protein nuklearnya, terletak butiran osmiofilik (gumpalan) yang dipanggil heterochromatin. Kawasan kromatin yang lebih longgar, terletak di antara butiran, dipanggil eukromatin. Kromatin longgar juga dipanggil kromatin decondensed, di mana proses sintetik berlaku paling intensif. Semasa pembahagian sel, kromatin dipadatkan, terkondensasi, dan membentuk kromosom.

Kromatin (kromatin) nukleus tidak membahagi dan kromosom nukleus yang membahagi dibentuk oleh molekul asid deoksiribonukleik (DNA) yang dikaitkan dengan asid ribonukleik (RNA) dan protein - histon dan bukan histon. Perlu ditekankan bahawa kromatin dan kromosom adalah sama secara kimia.

Setiap molekul DNA terdiri daripada dua rantai polinukleotida tangan kanan yang panjang (heliks berganda), dan setiap nukleotida terdiri daripada bes nitrogen, glukosa, dan sisa asid fosforik. Pangkalan terletak di dalam heliks berganda, dan tulang belakang gula-fosfat berada di luar.

Maklumat keturunan dalam molekul DNA direkodkan dalam jujukan linear nukleotidanya. Zarah asas keturunan ialah gen. Gen ialah bahagian DNA yang mempunyai urutan nukleotida tertentu yang bertanggungjawab untuk sintesis satu protein tertentu.

Molekul DNA dalam nukleus dibungkus dengan padat. Oleh itu, satu molekul DNA yang mengandungi 1 juta nukleotida, dengan susunan linearnya, akan menduduki segmen hanya 0.34 mm panjang. Panjang satu kromosom manusia dalam bentuk lanjutan adalah kira-kira 5 cm, tetapi dalam keadaan padat kromosom mempunyai isipadu kira-kira 10 ^-15 cm ³.

Molekul DNA yang terikat pada protein histon membentuk nukleosom, yang merupakan unit struktur kromatin. Nukleosom mempunyai rupa manik dengan diameter 10 nm. Setiap nukleosom terdiri daripada histon di mana bahagian DNA dipintal, termasuk 146 pasang nukleotida. Di antara nukleosom terdapat bahagian linear DNA yang terdiri daripada 60 pasang nukleotida.

Kromatin diwakili oleh fibril yang membentuk gelung kira-kira 0.4 µm panjang, mengandungi dari 20,000 hingga 30,000 pasangan nukleotida.

Hasil daripada pemadatan (kondensasi) dan pemisahan (superspecialization) deoksiribonukleoprotein (DNP) dalam nukleus yang membahagi, kromosom menjadi kelihatan. Struktur ini - kromosom (chromasomae, dari kroma Yunani - cat, soma - badan) - adalah pembentukan berbentuk batang memanjang dengan dua lengan dipisahkan oleh penyempitan yang dipanggil - sentromer. Bergantung pada lokasi sentromer dan kedudukan relatif serta panjang lengan (kaki), tiga jenis kromosom dibezakan: metasentrik, dengan lebih kurang lengan yang sama; submetasentrik, di mana panjang lengan berbeza-beza; akrosentrik, di mana satu lengan panjang dan satu lagi sangat pendek, hampir tidak dapat dilihat. Kromosom mempunyai kawasan eu- dan heterokromatik. Yang terakhir kekal padat dalam nukleus tidak membahagi dan dalam profasa awal mitosis. Selang seli kawasan eu- dan heterokromatik digunakan untuk mengenal pasti kromosom.

Permukaan kromosom dilitupi dengan pelbagai molekul, terutamanya ribonukleoprotein (RNP). Sel somatik mempunyai 2 salinan setiap kromosom, ia dipanggil homolog. Mereka adalah sama panjang, bentuk, struktur, membawa gen yang sama, yang terletak dengan cara yang sama. Ciri-ciri struktur, bilangan dan saiz kromosom dipanggil karyotype. Karyotype manusia biasa termasuk 22 pasang autosom dan sepasang kromosom seks (XX atau XY). Sel somatik manusia (diploid) mempunyai bilangan kromosom berganda - 46. Sel seks mengandungi set haploid (tunggal) - 23 kromosom. Oleh itu, sel seks mengandungi 2 kali ganda DNA kurang daripada sel somatik diploid.

Nukleolus, satu atau lebih, terdapat dalam semua sel yang tidak membahagi. Ia mempunyai rupa badan bulat yang sangat ternoda, saiznya berkadar dengan keamatan sintesis protein. Nukleolus terdiri daripada nukleolonema padat elektron (dari bahasa Yunani peta - benang), di mana bahagian filamen (fibrillar) dibezakan, yang terdiri daripada banyak benang RNA yang saling berkait kira-kira 5 nm tebal, dan bahagian berbutir. Bahagian berbutir (granular) dibentuk oleh butiran kira-kira 15 nm diameter, yang merupakan zarah RNP - prekursor subunit ribosom. Kromatin perinucleolar tertanam dalam lekukan nukleolonema. Ribosom terbentuk dalam nukleolus.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]