מה עושה הגרעין ברמות שלב?

ה גרעין המיקום נמצא בתוך הגרעין של כל תא. גרעינים קיימים במהלך ייצור החלבון בגרעין, אך הם מתפרקים במהלך המיטוזה.

מדענים גילו כי הגרעין ממלא תפקיד מסקרן למחזור התאים ואולי לאורך החיים של בני האדם.

TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)

הגרעין הוא תת-מבנה של גרעין כל תא ואחראי בעיקר על ייצור החלבון. בשלב השלבי, הגרעין יכול להיות מופרע, ולכן הוא משמש בדיקה האם המיטוזה יכולה להמשיך או לא.

אחד ממבני המשנה של תא גַרעִין, הגרעין התגלה לראשונה במאה ה -18. בשנות השישים גילו מדענים את הפונקציה העיקרית של הגרעין כ- ריבוזום יַצרָן.

מיקום הגרעין נמצא בתוך גרעין התא. תחת מיקרוסקופ, זה נראה כמו נקודה כהה השוכנת על ידי הגרעין. הגרעין הוא מבנה שאינו בעל קרום. הגרעין יכול להיות גדול או קטן בהתאם לצרכי התא. זהו, לעומת זאת, האובייקט הגדול ביותר בתוך הגרעין.

חומרים שונים כוללים את הגרעין. אלה כוללים חומר גרגירי העשוי מיחידות משנה ריבוזומליות, חלקים סיביים עשויים בעיקר RNA ריבוזומלי (rRNA), חלבונים להרכבת סיבים וגם קצת DNA.

בדרך כלל תא איקריוטי מאכלס גרעין אחד, אך ישנם יוצאים מן הכלל. מספר הגרעינים הוא ספציפי למין. בבני אדם, יכולים להיות עד 10 גרעינים לאחר

מיקום הגרעין חשוב בשל פונקציותיו המרובות עבור הגרעין. זה קשור לכרומוזומים, ונוצר באתרי כרומוזומים הנקראים _ nucleolus regioner regions_s או NORs. הגרעין יכול לשנות את צורתו או להתפרק לחלוטין בשלבים שונים של מחזור תאים.

הגרעינים קיימים להרכבת הריבוזום. הגרעין משמש כמעין מפעל לריבוזום, בו התעתיק מתרחש כל הזמן כשהוא במצב מורכב לחלוטין.

הגרעין מורכב סביב פיסות DNA ריבוזומאלי חוזר (rDNA) באזורי מארגן הגרעין הכרומוזומלי (NORs). ואז RNA פולימראז I מתמלל את החזרות ומכין רנ"א טרום. אותם רנ"א טרום מתקדמים, ויחידות המשנה שנוצרו המורכבות על ידי חלבונים ריבוזומלים הופכות בסופו של דבר לריבוזומים. חלבונים אלה, בתורם, משמשים לתפקודים וחלקי גוף רבים, החל מאותות, לשלוט בתגובות, לייצור שיער וכן הלאה.

המבנה הגרעיני קשור לרמות ה- RNA, מכיוון שה- pre-rRNAs הופכים את החלבונים המשמשים לפיגום לגרעין. כאשר תעתיק rRNA מפסיק, זה מוביל להפרעה גרעינית. שיבוש גרעיני יכול להוביל להפרעות במחזור התא, מוות תא ספונטני (אפופטוזיס) והתמיינות תאים.

הגרעין משמש גם כבדיקת איכות לתאים, ובמובנים רבים הוא יכול להיחשב כ"מוח "של הגרעין.

חלבונים גרעיניים חשובים לשלבי מחזור התא, שכפול הדנ"א ותיקון.

כאשר התאים מתחלקים, הגרעינים שלהם חייבים להתפרק. בסופו של דבר זה יורכב מחדש כשהתהליך הושלם. מעטפת הגרעין מתקלקלת בתחילת הדרך מיטוזה, השלכת חלק מסימני מתוכנו ב ציטופלזמה.

בתחילת המיטוזה, הגרעין מתפרק. זאת בשל דיכוי שעתוק rRNA על ידי קינאז 1 תלוי ציקלין (Cdk1). Cdk1 עושה זאת על ידי זרחון של רכיבי התעתיק rRNA. חלבונים גרעיניים עוברים אז לציטופלזמה.

השלב במיטוזה שבו המעטפה הגרעינית מתקלקלת הוא סוף הפרופאז. שרידי מעטפת הגרעין קיימים למעשה כשלפוחית ​​בשלב זה. תהליך זה אינו מתרחש בחלק מהשמרים. זה נפוץ באורגניזמים גבוהים יותר.

בנוסף לפירוק המעטפת הגרעינית ופירוק הגרעין, הכרומוזומים מתעבים. הכרומוזומים הופכים להיות צפופים למוכנות לבימת שלב, כך שהם לא ייפגעו כאשר הם מסודרים לתאי בת חדשים. DNA נפצע בחוזקה בכרומוזומים באותה נקודה, ו תַעֲתוּק נעצר כתוצאה מכך.

לאחר השלמת המיטוזה, הכרומוזומים מתרופפים שוב, ומעטפות גרעיניות מתאספות מחדש סביב כרומוזומי הבת המופרדים ויוצרים שני גרעינים חדשים. ברגע שהכרומוזומים מתנקזים, מתרחש דה-זרחון של גורמי שעתוק rRNA. תעתיק RNA מתחיל מחדש, והגרעין יכול להתחיל בעבודתו.

כדי למנוע נזק ל- DNA המועבר לתאי הבת, קיימות כמה מחסומים במחזור התא. חוקרים סבורים כי נזק ל- DNA עלול להיגרם לפחות באופן חלקי מדלדול תעתיק ה- rRNA הגורם להפרעה של הגרעין.

כמובן, אחת המטרות העיקריות של מחסומים אלה היא גם להגן על כך שתאי הבת הם עותקים של תאי האב, ומחזיקים במספר הכרומוזומים הנכון.

נכנסים תאי בנות שלב, אשר עשוי מכמה שלבים ביוכימיים לפני חלוקת התאים.

בשלב הפער או שלב G1התא מייצר חלבונים לשכפול DNA. אחרי זה, שלב S מסמן את זמן שכפול הכרומוזום. זה מניב שתי כרומטידות אחיות, ומכפילות את כמות ה- DNA בתא.

ה שלב G2 מגיע אחרי שלב S. ייצור החלבונים מוגבר ב- G2, ולשים לב במיוחד, צינורות מיקרו מיוצרים למיטוזה.

שלב נוסף, G0, מתרחש עבור תאים שאינם משוכפלים. הם יכולים להיות רדומים או להזדקנות, וחלקם יכולים להמשיך ולהיכנס שוב לשלב G1 כדי להתחלק.

בעקבות חלוקת התאים, אין צורך יותר ב- Cdk1, ותעתיק ה- RNA יכול להתחיל שוב. נוקליולי נמצאים בשלב זה.

במהלך שלב, הגרעין הופרע. החוקרים חושבים שהפרעה גרעין זו נובעת כתגובה למתח בתא, עקב דיכוי תעתיק ה- rRNA באמצעות נזק ל- DNA, היפוקסיה או מחסור בחומרים מזינים.

מדענים עדיין מקניטים את התפקידים השונים של הגרעין במהלך הבין שלב. בגרעין שוכנים אנזימי שינוי לאחר טרנספורמציה במהלך שלב.

מתברר יותר שמבנה הגרעין קשור לוויסות מתי התאים נכנסים למיטוזה. שיבוש גרעיני מוביל למיתוזה מאוחרת.

נראה שגילויים אחרונים גילו קשר בין הגרעין לבין הְזדַקְנוּת. נראה כי שבר של הגרעין הוא המפתח להבנת התהליך הזה, כמו גם פגיעה ב- RNA הריבוזומלי.

נראה כי תהליכים מטבוליים ממלאים תפקיד עם הגרעין. מכיוון שהגרעין יכול להיות מותאם לזמינות התזונה ומגיב לאותות גדילה, כאשר יש לו פחות גישה למשאבים אלה, הוא יורד בגודלו ויוצר פחות ריבוזומים. תאים נוטים לחיות זמן רב יותר כתוצאה מכך, ומכאן הקשר לאריכות ימים.

כאשר לגרעין יש גישה לתזונה רבה יותר, הוא יגרום לריבוזומים רבים יותר, והוא בתורו יגדל. נראה שיש נקודת מפנה שבה זה יכול להפוך לבעיה. גרעינים גדולים יותר נוטים להימצא אצל אנשים עם מחלות כרוניות וסרטן.

החוקרים לומדים ללא הרף את חשיבות הגרעין וכיצד הוא פועל. לימוד התהליכים שבאמצעותם הגרעין עובד במחזורי תאים ובניית ריבוזומלים יכול לסייע החוקרים במציאת טיפולים חדשים למניעת מחלות כרוניות ואולי להגדלת תוחלת החיים של בני אנוש.