The ядрото местоположението се намира в ядрото на всяка клетка. Нуклеолите присъстват по време на производството на протеин в ядрото, но се разглобяват по време на митоза.
Учените са открили, че ядрото играе интригуваща роля за клетъчния цикъл и потенциално за дълголетието на хората.
TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)
Ядрото е подструктура на ядрото на всяка клетка и е основно отговорно за производството на протеини. В интерфазата ядрото може да се наруши и следователно служи за проверка дали митозата може да продължи или не.
Какво е Nucleolus?
Една от подструктурите на клетката ядро, ядрото е открито за първи път през 18 век. През 60-те години на миналия век учените разкриха основната функция на ядрото като а рибозома продуцент.
Местоположението на ядрото се намира в ядрото на клетката. Под микроскоп изглежда като тъмно петно, поместено от ядрото. Ядрото е структура, която не притежава мембрана. Ядрото може да бъде голямо или малко в зависимост от нуждите на клетката. Това е обаче най-големият обект вътре в ядрото.
Ядрото се състои от различни материали. Те включват гранулиран материал, направен от рибозомни субединици, фибриларни части, предимно от рибозомна РНК (rRNA), протеини, за да образуват фибрили, както и малко ДНК.
Обикновено в еукариотната клетка се помещава едно ядро, но има и изключения. Броят на ядрата е специфичен за видовете. При хората може да има до 10 нуклеоли след това клетъчно делене. В крайна сметка те се превръщат в по-голямо, самостоятелно ядро, обаче.
Местоположението на ядрото е важно поради многобройните му функции за ядрото. Той е свързан с хромозоми, образувайки се на местата на хромозомите, наречени _nucleolus organizer region_s или NORs. Ядрото може да промени формата си или да се разглоби изцяло по време на различни фази на клетъчен цикъл.
Какви са функциите на нуклеола?
Ядрата присъстват за сглобяване на рибозома. Ядрото служи като нещо като фабрика за рибозоми, при което транскрипцията се случва постоянно, когато е в напълно сглобено състояние.
Ядрото се сглобява около битове на повтаряща се рибозомна ДНК (rDNA) в хромозомните области на организатора на ядрото (NORs). Тогава РНК полимераза I транскрибира повторенията и прави пре-рРНК. Тези pre-rRNAs напредват и получените субединици, сглобени от рибозомни протеини, в крайна сметка се превръщат в рибозоми. Тези протеини от своя страна се използват за множество телесни функции и части, от сигнализиране, контролиране на реакции, правене на коса и така нататък.
Ядрената структура е обвързана с нивата на РНК, тъй като pre-rRNAs правят протеините, които служат като скеле за ядрото. Когато транскрипцията на рРНК спре, това води до ядрено разрушаване. Ядрените нарушения могат да доведат до нарушения на клетъчния цикъл, спонтанна клетъчна смърт (апоптоза) и клетъчна диференциация.
Ядрото служи и за проверка на качеството на клетките и в много отношения може да се счита за „мозъкът“ на ядрото.
Ядрените протеини са важни за стъпките на клетъчния цикъл, ДНК репликация и ремонт.
Ядрената обвивка се разрушава при митоза
Когато клетките се делят, техните ядра трябва да се разпаднат. В крайна сметка се сглобява отново, когато процесът приключи. Ядрената обвивка се разпада в началото на митоза, изхвърляща значителна част от съдържанието му в цитоплазма.
В началото на митозата ядрото се разглобява. Това се дължи на потискането на rRNA транскрипцията от циклин-зависима киназа 1 (Cdk1). Cdk1 прави това чрез фосфорилиране на рРНК транскрипционните компоненти. След това ядрените протеини се преместват в цитоплазмата.
Стъпката в митозата, при която ядрената обвивка се разрушава, е краят на профазата. В този момент остатъците от ядрената обвивка по същество съществуват като везикули. Този процес обаче не се случва при някои дрожди. Преобладава при висшите организми.
В допълнение към разграждането на ядрената обвивка и разглобяването на ядрото, хромозомите се кондензират. Хромозомите стават плътни в готовност за интерфаза, така че няма да се повредят, когато бъдат подредени в нови дъщерни клетки. ДНК е плътно навита в хромозомите в този момент и транскрипция спира в резултат.
След като митозата завърши, хромозомите отново се разхлабват и ядрените обвивки се събират отново около отделените дъщерни хромозоми, образувайки две нови ядра. След като хромозомите се декондензират, настъпва дефосфорилиране на транскрипционните фактори на рРНК. След това РНК транскрипцията започва отначало и ядрото може да започне своята работа.
За да се избегне увреждане на ДНК, предавано на дъщерни клетки, съществуват няколко контролни точки в клетъчния цикъл. Изследователите смятат, че увреждането на ДНК може да бъде поне частично причинено от изчерпването на транскрипцията на рРНК, което причинява разрушаване на ядрото.
Разбира се, една от основните цели на тези контролни точки е също така да се гарантира, че дъщерните клетки са копия на родителските клетки и притежават правилния брой хромозоми.
Нуклеолът по време на междуфазната
Влизат дъщерни клетки междуфазна, който е направен от няколко биохимични етапа преди клетъчното делене.
Във фазата на празнината или G1 фаза, клетката произвежда протеини за репликация на ДНК. След това, S фаза отбелязва времето на хромозомна репликация. Това дава две сестрински хроматиди, удвоявайки количеството ДНК в клетката.
The G2 фаза идва след S фазата. Производството на протеини се увеличава в G2, и по-специално, микротубулите са създадени за митоза.
Друга фаза, G0, настъпва за клетки, които не се репликират. Те могат да са в латентно състояние или да стареят, а някои могат да продължат отново да влизат във фаза G1, за да се разделят.
След клетъчното делене Cdk1 вече не е необходим и транскрипцията на РНК може да започне отново. През тази точка присъстват нуклеоли.
По време на интерфазата ядрото се нарушава. Изследователите смятат, че това ядрено разрушаване се получава като отговор на стрес върху клетката, поради потискане на транскрипцията на рРНК чрез увреждане на ДНК, хипоксия или липса на хранителни вещества.
Учените все още дразнят различните роли на ядрото по време на интерфаза. В ядрото се помещават ензими за пост-транслационна модификация по време на интерфаза.
Става все по-ясно, че структурата на ядрото е свързана с регулирането на това кога клетките навлизат в митоза. Ядреното разрушаване води до забавена митоза.
Значението на нуклеола и дълголетието
Неотдавнашните открития изглежда разкриха връзка между ядрото и стареене. Фрагментацията на ядрото изглежда е ключът към разбирането на този процес, както и увреждането на рибозомната РНК.
Изглежда, че метаболитните процеси играят роля и с ядрото. Тъй като ядрото е адаптивно към наличието на хранителни вещества и реагира на сигнали за растеж, когато има по-малък достъп до тези ресурси, то намалява по размер и прави по-малко рибозоми. В резултат на това клетките са склонни да живеят по-дълго, следователно връзката с дълголетието.
Когато нуклеолът има достъп до повече хранене, той ще направи повече рибозоми и от своя страна ще се увеличи. Изглежда, че има повратна точка, в която това може да се превърне в проблем. По-големи ядра обикновено се срещат при лица с хронични заболявания и рак.
Изследователите непрекъснато научават значението на ядрото и как работи. Изучаването на процесите, по които ядрото работи в клетъчните цикли и рибозомната конструкция може да помогне изследователи в намирането на нови лечения за предотвратяване на хронични заболявания и може би увеличаване на продължителността на живота на хората.