ο πυρήνας Η τοποθεσία βρίσκεται στον πυρήνα κάθε κυττάρου. Τα πυρήνα είναι παρόντα κατά την παραγωγή πρωτεϊνών στον πυρήνα, αλλά αποσυναρμολογούνται κατά τη διάρκεια της μίτωσης.
Οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι ο πυρήνας παίζει ενδιαφέρον ρόλο για τον κυτταρικό κύκλο και ενδεχομένως για τη μακροζωία των ανθρώπων.
TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)
Ο πυρήνας είναι μια υπο-δομή του πυρήνα κάθε κυττάρου και είναι κυρίως υπεύθυνος για την παραγωγή πρωτεϊνών. Στην ενδιάμεση φάση, ο πυρήνας μπορεί να διαταραχθεί, και ως εκ τούτου χρησιμεύει ως έλεγχος για το αν μπορεί να προχωρήσει η μίωση ή όχι.
Τι είναι ο πυρήνας;
Μία από τις υποδομές ενός κελιού πυρήνας, ο πυρήνας ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά τον 18ο αιώνα. Στη δεκαετία του 1960, οι επιστήμονες αποκάλυψαν την πρωταρχική λειτουργία του πυρήνα ως α ριβόσωμα παραγωγός.
Η θέση του πυρήνα βρίσκεται εντός του πυρήνα του κυττάρου. Κάτω από ένα μικροσκόπιο, μοιάζει με ένα σκοτεινό σημείο που στεγάζεται από τον πυρήνα. Ο πυρήνας είναι μια δομή που δεν διαθέτει μεμβράνη. Ο πυρήνας μπορεί να είναι μεγάλος ή μικρός ανάλογα με τις ανάγκες ενός κυττάρου. Είναι, ωστόσο, το μεγαλύτερο αντικείμενο μέσα στον πυρήνα.
Διάφορα υλικά περιλαμβάνουν τον πυρήνα. Αυτά περιλαμβάνουν κοκκώδες υλικό κατασκευασμένο από ριβοσωμικές υπομονάδες, ινώδη τμήματα που αποτελούνται κυρίως από ριβοσωμικό RNA (rRNA), πρωτεΐνες για τη δημιουργία ινιδίων και επίσης DNA.
Συνήθως, ένα ευκαρυωτικό κύτταρο στεγάζει έναν πυρήνα, αλλά υπάρχουν εξαιρέσεις. Ο αριθμός των πυρήνων είναι ειδικός για κάθε είδος. Στους ανθρώπους, μπορεί να υπάρχουν έως και 10 πυρήνες μετά κυτταρική διαίρεση. Ωστόσο, τελικά μεταμορφώθηκαν σε έναν μεγαλύτερο, σόλο πυρήνα.
Η θέση του πυρήνα είναι σημαντική λόγω των πολλαπλών λειτουργιών του για τον πυρήνα. Συνδέεται με χρωμοσώματα, σχηματίζοντας σε περιοχές χρωμοσωμάτων που ονομάζονται _nucleolus organizer region_s ή NORs. Ο πυρήνας μπορεί να αλλάξει το σχήμα του ή να αποσυναρμολογηθεί πλήρως κατά τη διάρκεια διαφορετικών φάσεων του κυτταρικός κύκλος.
Ποιες είναι οι λειτουργίες του πυρήνα;
Οι πυρήνες υπάρχουν για συναρμολόγηση ριβοσωμάτων Ο πυρήνας χρησιμεύει ως ένα είδος εργοστασίου ριβοσώματος, όπου η μεταγραφή γίνεται συνεχώς όταν βρίσκεται σε πλήρως συναρμολογημένη κατάσταση.
Ο πυρήνας συγκεντρώνεται γύρω από κομμάτια επαναλαμβανόμενου ριβοσωμικού DNA (rDNA) στις περιοχές οργανωτή του χρωμοσωμικού πυρήνα (NORs). Στη συνέχεια, η RNA πολυμεράση Ι μεταγράφει τις επαναλήψεις και δημιουργεί προ-rRNAs. Αυτά τα προ-rRNA προχωρούν, και οι προκύπτουσες υπομονάδες που συναρμολογούνται από ριβοσωμικές πρωτεΐνες τελικά γίνονται ριβοσώματα. Αυτές οι πρωτεΐνες, με τη σειρά τους, χρησιμοποιούνται για πολλές λειτουργίες και μέρη του σώματος, από σηματοδότηση, έλεγχο αντιδράσεων, δημιουργία μαλλιών και ούτω καθεξής.
Η πυρηνική δομή συνδέεται με τα επίπεδα RNA, δεδομένου ότι τα προ-rRNAs κάνουν τις πρωτεΐνες που χρησιμεύουν ως ικρίωμα για τον πυρήνα. Όταν η μεταγραφή του rRNA σταματά, αυτό οδηγεί σε νουκλεολογική διακοπή. Η πυρηνική διαταραχή μπορεί να οδηγήσει σε διακοπές κυτταρικού κύκλου, αυθόρμητο κυτταρικό θάνατο (απόπτωση) και διαφοροποίηση κυττάρων.
Ο πυρήνας χρησιμεύει επίσης ως ποιοτικός έλεγχος για τα κύτταρα, και με πολλούς τρόπους μπορεί να θεωρηθεί ο «εγκέφαλος» του πυρήνα.
Οι πυρηνικές πρωτεΐνες είναι σημαντικές για τα στάδια του κυτταρικού κύκλου, Αναπαραγωγή DNA και επισκευή.
Ο πυρηνικός φάκελος καταρρέει από τη μιτώση
Όταν τα κύτταρα διαιρούνται, οι πυρήνες τους πρέπει να διαλυθούν. Τελικά συναρμολογείται ξανά όταν ολοκληρωθεί η διαδικασία. Ο πυρηνικός φάκελος διαλύεται στις αρχές μίτωσις, απόρριψη τμήματος σημασίας του περιεχομένου του στο κυτόπλασμα.
Στην αρχή της μίτωσης, ο πυρήνας αποσυντίθεται. Αυτό οφείλεται στην καταστολή της μεταγραφής rRNA από εξαρτώμενη από κυκλίνη κινάση 1 (Cdk1). Το Cdk1 το κάνει αυτό φωσφορυλιώνοντας τα συστατικά μεταγραφής rRNA. Οι πυρηνικές πρωτεΐνες μετά μετακινούνται στο κυτόπλασμα.
Το βήμα της μίτωσης στο οποίο διασπάται ο πυρηνικός φάκελος είναι το τέλος της προπάσης. Τα απομεινάρια του πυρηνικού φακέλου υπάρχουν ουσιαστικά ως κυστίδια σε αυτό το σημείο. Αυτή η διαδικασία δεν συμβαίνει σε κάποια ζύμη, ωστόσο. Είναι διαδεδομένο σε ανώτερους οργανισμούς.
Εκτός από τη διάσπαση του πυρηνικού περιβλήματος και την αποσυναρμολόγηση του πυρήνα, τα χρωμοσώματα συμπυκνώνονται. Τα χρωμοσώματα καθίστανται πυκνά σε ετοιμότητα για μεσοδιάσταση, ώστε να μην καταστραφούν όταν τοποθετηθούν σε νέα θυγατρικά κύτταρα. Το DNA τυλίγεται σφιχτά στα χρωμοσώματα εκείνο το σημείο και μεταγραφή σταματά ως αποτέλεσμα.
Μόλις ολοκληρωθεί η μίτωση, τα χρωμοσώματα χαλαρώνουν ξανά και οι πυρηνικοί φάκελοι συγκεντρώνονται γύρω από τα διαχωρισμένα θυγατρικά χρωμοσώματα σχηματίζοντας δύο νέους πυρήνες. Μόλις αποσυμπυκνωθούν τα χρωμοσώματα, εμφανίζεται αποφωσφορυλίωση των παραγόντων μεταγραφής rRNA. Στη συνέχεια, η μεταγραφή RNA ξεκινά εκ νέου και ο πυρήνας μπορεί να ξεκινήσει την εργασία του.
Για να αποφευχθεί οποιαδήποτε βλάβη στο DNA που μεταφέρεται στα θυγατρικά κύτταρα, υπάρχουν πολλά σημεία ελέγχου στον κύκλο των κυττάρων. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι η βλάβη του DNA μπορεί να οφείλεται τουλάχιστον εν μέρει στην εξάντληση της μεταγραφής του rRNA που προκαλεί διαταραχή του πυρήνα.
Φυσικά, ένας από τους πρωταρχικούς στόχους αυτών των σημείων ελέγχου είναι επίσης να διασφαλιστεί ότι τα θυγατρικά κύτταρα είναι αντίγραφα των γονικών κυττάρων και διαθέτουν τον σωστό αριθμό χρωμοσωμάτων.
Ο πυρήνας κατά τη διάρκεια της ενδιάμεσης φάσης
Τα θυγατρικά κελιά μπαίνουν ενδιάμεση φάση, το οποίο αποτελείται από διάφορα βιοχημικά στάδια πριν από την διαίρεση των κυττάρων.
Στη φάση του κενού ή Φάση G1, το κύτταρο παράγει πρωτεΐνες για αναπαραγωγή DNA. Μετά από αυτό, Φάση S σηματοδοτεί την ώρα της αντιγραφής του χρωμοσώματος. Αυτό αποδίδει δύο αδελφές χρωματοειδή, διπλασιάζοντας την ποσότητα του DNA σε ένα κύτταρο.
ο Φάση G2 έρχεται μετά τη φάση S. Η παραγωγή πρωτεϊνών αυξάνεται στο G2 και, ιδιαίτερα, οι μικροσωληνίσκοι κατασκευάζονται για μίτωση.
Μια άλλη φάση, το G0, συμβαίνει για κύτταρα που δεν αναπαράγονται. Μπορεί να είναι αδρανής ή γήρανση, και μερικοί μπορούν να συνεχίσουν να επανέρχονται στη φάση G1 για να χωρίσουν.
Μετά την κυτταρική διαίρεση, το Cdk1 δεν χρειάζεται πλέον και η μεταγραφή του RNA μπορεί να ξεκινήσει ξανά. Τα νουκλεόλια είναι παρόντα σε αυτό το σημείο.
Κατά τη διάρκεια της ενδιάμεσης φάσης, ο πυρήνας διασπάται. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι αυτή η πυρηνική διαταραχή προκύπτει ως απόκριση στο στρες στο κύτταρο, λόγω της καταστολής της μεταγραφής του rRNA μέσω βλάβης στο DNA, υποξίας ή έλλειψης θρεπτικών ουσιών.
Οι επιστήμονες εξακολουθούν να πειράζουν τους διάφορους ρόλους του πυρήνα κατά τη διάρκεια της ενδιάμεσης φάσης. Ο πυρήνας φιλοξενεί ένζυμα μετα-μεταφραστικής τροποποίησης κατά τη διάρκεια της ενδιάμεσης φάσης.
Καθίσταται όλο και πιο σαφές ότι η δομή του πυρήνα σχετίζεται με τη ρύθμιση του πότε τα κύτταρα εισέρχονται σε μίτωση. Η πυρηνική διαταραχή οδηγεί σε καθυστερημένη μίτωση.
Η σημασία του πυρήνα και της μακροζωίας
Οι πρόσφατες ανακαλύψεις φαίνεται να αποκάλυψαν μια σύνδεση μεταξύ του πυρήνα και του γηράσκων. Ο κατακερματισμός του πυρήνα φαίνεται να είναι το κλειδί για την κατανόηση αυτής της διαδικασίας, καθώς και η βλάβη στο ριβοσωμικό RNA.
Οι μεταβολικές διεργασίες φαίνεται επίσης να παίζουν ρόλο στον πυρήνα. Δεδομένου ότι ο πυρήνας είναι προσαρμόσιμος στη διαθεσιμότητα θρεπτικών ουσιών και ανταποκρίνεται στα σήματα ανάπτυξης, όταν έχει λιγότερη πρόσβαση σε αυτούς τους πόρους, μειώνεται σε μέγεθος και κάνει λιγότερα ριβοσώματα. Τα κύτταρα στη συνέχεια τείνουν να ζουν περισσότερο ως αποτέλεσμα, εξ ου και η σύνδεση με τη μακροζωία.
Όταν ο πυρήνας έχει πρόσβαση σε περισσότερη διατροφή, θα κάνει περισσότερα ριβοσώματα και με τη σειρά του θα μεγαλώσει. Φαίνεται να υπάρχει ένα κρίσιμο σημείο στο οποίο αυτό μπορεί να γίνει πρόβλημα. Μεγαλύτεροι πυρήνες τείνουν να εντοπίζονται σε άτομα με χρόνιες ασθένειες και καρκίνο.
Οι ερευνητές μαθαίνουν συνεχώς τη σημασία του πυρήνα και πώς λειτουργεί. Η μελέτη των διαδικασιών με τις οποίες λειτουργεί ο πυρήνας σε κυτταρικούς κύκλους και ριβοσωμική κατασκευή μπορεί να βοηθήσει ερευνητές στην εύρεση νέων θεραπειών για την πρόληψη χρόνιων παθήσεων και ίσως να αυξήσουν τη διάρκεια ζωής του του ανθρώπου.