ბირთვი მდებარეობა მდებარეობს თითოეული უჯრედის ბირთვში. ბირთვში ცილები წარმოიქმნება ნუკლეოლი, მაგრამ ისინი იშლება მიტოზის დროს.
მეცნიერებმა აღმოაჩინეს, რომ ბირთვი დამაინტრიგებელ როლს ასრულებს უჯრედული ციკლისთვის და პოტენციურად ადამიანის ხანგრძლივობისთვის.
TL; DR (ძალიან გრძელია; არ წავიკითხე)
ნუკლეოლი ყოველი უჯრედის ბირთვის ქვე-სტრუქტურაა და პირველ რიგში პასუხისმგებელია ცილების წარმოქმნაზე. ინტერფაზაში ბირთვი შეიძლება დაირღვეს და, შესაბამისად, იგი ემსახურება თუ არა მიტოზის მოქმედებას.
რა არის ბირთვი?
უჯრედის ერთ-ერთი ქვე-სტრუქტურა ბირთვი, ბირთვი პირველად მე -18 საუკუნეში აღმოაჩინეს. 1960-იან წლებში მეცნიერებმა აღმოაჩინეს ნუკლეოლის ძირითადი ფუნქცია, როგორც ა რიბოსომა პროდიუსერი.
ნუკლეოლის ადგილი უჯრედის ბირთვში მდებარეობს. მიკროსკოპის ქვეშ ის ბნელ წერტილს ჰგავს, რომელიც ბირთვით არის მოთავსებული. ბირთვი არის სტრუქტურა, რომელიც არ ფლობს მემბრანს. ბირთვი შეიძლება იყოს დიდი ან მცირე, რაც დამოკიდებულია უჯრედის საჭიროებებზე. ეს არის ყველაზე დიდი ობიექტი ბირთვის შიგნით.
სხვადასხვა მასალა შეიცავს ბირთვს. ეს მოიცავს რიბოსომული ქვედანაყოფებისგან დამზადებულ მარცვლოვან მასალას, ძირითადად ფიბრილის ნაწილებს
რიბოსომული RNA (rRNA), ცილები, რომ შეიქმნას ფიბრილები და ზოგიერთი დნმ.როგორც წესი, ეუკარიოტულ უჯრედში მდებარეობს ერთი ბირთვი, მაგრამ არსებობს გამონაკლისები. ნუკლეოლების რაოდენობა სპეციფიკურია სახეობებისთვის. ადამიანებში შეიძლება იყოს 10 ნუკლეოლი უჯრედის დაყოფა. ისინი საბოლოოდ გადადიან უფრო დიდ, სოლო ნუკლეოლად.
ნუკლეოლის ადგილი მნიშვნელოვანია ბირთვის მრავალი ფუნქციის გამო. ეს ასოცირდება ქრომოსომებთან, წარმოიქმნება ქრომოსომების ადგილებში, რომლებსაც ეწოდება _nucleolus organizer region_s ან NORs. ბირთვს შეუძლია შეცვალოს ფორმა ან დაიშალა მთლიანად სხვადასხვა ფაზის განმავლობაში უჯრედის ციკლი.
რა არის Nucleolus- ის ფუნქციები?
ნუკლეოლი იმყოფება რიბოსომის აწყობისთვის. ბირთვი ემსახურება როგორც რიბოსომის ქარხანას, სადაც ტრანსკრიფცია მუდმივად ხდება, როდესაც ის სრულყოფილად აწყობილ მდგომარეობაშია.
ბირთვი იკრიბება განმეორებითი რიბოსომული დნმ-ის (rDNA) ნაწილაკების გარშემო, ქრომოსომული ბირთვების ორგანიზატორი რეგიონებში (ნორები). შემდეგ RNA პოლიმერაზა I გადაწერს განმეორებებს და ქმნის წინა rRNA- ს. ეს წინასწარი rRNA- ები წინ მიიწევს და შედეგად მიღებული ქვედანაყოფები, რომლებიც რიბოსომული ცილებით არის აწყობილი, საბოლოოდ იქცევიან რიბოსომად. ეს ცილები, თავის მხრივ, გამოიყენება სხეულის მრავალი ფუნქციისა და ნაწილისთვის, სიგნალისგან, რეაქციების კონტროლისთვის, თმის შექმნისთვის და ა.შ.
ბირთვული სტრუქტურა უკავშირდება RNA დონეს, ვინაიდან წინასწარი rRNA ქმნის პროტეინებს, რომლებიც ბირთვებისთვის ხარაჩოს ასრულებენ. როდესაც rRNA ტრანსკრიფცია შეჩერდება, ეს იწვევს ნუკლეოლური მოშლას. ბირთვული სისტემის მოშლამ შეიძლება გამოიწვიოს უჯრედის ციკლის მოშლა, უჯრედის სპონტანური სიკვდილი (აპოპტოზი) და უჯრედების დიფერენციაცია.
ნუკლეოლი ასევე ემსახურება უჯრედების ხარისხის შემოწმებას და მრავალი თვალსაზრისით ის შეიძლება ჩაითვალოს ბირთვის "ტვინად".
ნუკლეოლური ცილები მნიშვნელოვანია უჯრედის ციკლის საფეხურებზე, დნმ-ის რეპლიკაცია და შეკეთება.
ბირთვული კონვერტი იშლება მიტოზში
უჯრედების გაყოფისას მათი ბირთვები უნდა დაიშალოს. ეს საბოლოოდ იკრიბება, როდესაც პროცესი დასრულდება. ბირთვული კონვერტი იშლება ადრეულ პერიოდში მიტოზი, მისი შინაარსის ნიშანთა ნაწილის გადაყრა ციტოპლაზმა.
მიტოზის დასაწყისში ბირთვი იშლება. ეს განპირობებულია rRNA ტრანსკრიფციის ჩახშობით ციკლინზე დამოკიდებული კინაზით 1 (Cdk1). Cdk1 ამას ახდენს rRNA ტრანსკრიფციის კომპონენტების ფოსფორილაციით. ნუკლეოლური ცილები შემდეგ ციტოპლაზმაში გადადის.
მიტოზის საფეხური, რომელზეც ბირთვული კონვერტი იშლება, პროფაზის დასასრულია. ბირთვული კონვერტის ნაშთები არსებითად არსებობს ამ ეტაპზე ბუშტუკების სახით. ზოგიერთ საფუარში ეს პროცესი არ ხდება. ეს გავრცელებულია მაღალ ორგანიზმებში.
ბირთვული კონვერტის დაშლისა და ბირთვის ბროლის დაშლის გარდა, ქრომოსომები კონდენსირდება. ქრომოსომები მკვრივი ხდება ინტერფაზისთვის მზადყოფნაში, ამიტომ ისინი არ დაზიანდებიან ახალი ქალიშვილ უჯრედებში განლაგებისას. ამ დროს ქრომოსომებში მჭიდროდ არის დაჭრილი დნმ და ტრანსკრიფცია აჩერებს შედეგად.
მიტოზის დასრულების შემდეგ, ქრომოსომები კვლავ იხსნება და ბირთვული კონვერტები ხელახლა იკრიბება გამოყოფილი ქალიშვილი ქრომოსომების გარშემო და ქმნის ორ ახალ ბირთვს. ქრომოსომების დაშლის შემდეგ ხდება rRNA ტრანსკრიფციის ფაქტორების დეფოსფორილაცია. შემდეგ RNA ტრანსკრიფცია თავიდან იწყება და ბირთვს შეუძლია დაიწყოს მუშაობა.
იმისათვის, რომ თავიდან იქნას აცილებული დნმ – ის დაზიანება ქალიშვილ უჯრედებზე, უჯრედულ ციკლში არსებობს რამდენიმე საგუშაგო. მკვლევარების აზრით, დნმ-ის დაზიანება შეიძლება ნაწილობრივ მაინც გამოწვეული იყოს rRNA ტრანსკრიფციის ამოწურვით, რაც იწვევს ბირთვის ბირთვს.
რა თქმა უნდა, ამ საგუშაგოების ერთ-ერთი მთავარი მიზანი ასევე არის დაცვა, რომ ქალიშვილი უჯრედები წარმოადგენს მშობლის უჯრედების ასლებს და აქვთ ქრომოსომების სწორი რაოდენობა.
ბირთვი ინტერფაზის დროს
ქალიშვილის უჯრედები შემოდის ინტერფაზი, რომელიც კეთდება რამდენიმე ბიოქიმიური საფეხურისგან უჯრედის გაყოფამდე.
ხარვეზის ფაზაში ან G1 ფაზა, უჯრედი ქმნის ცილებს დნმ – ის რეპლიკაციისთვის. ამის შემდეგ, S ფაზა აღნიშნავს ქრომოსომის გამრავლების დროს. ამით ხდება ორი დის ქრომატიდი, რაც ორმაგდება უჯრედში დნმ-ის რაოდენობა.
G2 ფაზა მოდის S ფაზის შემდეგ. პროტეინის წარმოება მძაფრდება G2– ში და განსაკუთრებით უნდა აღინიშნოს, რომ მიკროტუბულები მზადდება მიტოზისთვის.
კიდევ ერთი ეტაპი, G0, ხდება უჯრედებისათვის, რომელთა ტირაჟირება არ ხდება. ისინი შეიძლება იყოს მიძინებული ან მოძველებული და ზოგიერთმა შეიძლება განაგრძოს G1 ფაზის დაყოფა.
უჯრედების დაყოფის შემდეგ, Cdk1 აღარ არის საჭირო და RNA– ს ტრანსკრიფცია შეიძლება თავიდან დაიწყოს. ამ ეტაპზე იმყოფებიან ნუკლეოლები.
ინტერფაზის დროს ხდება ბირთვული სისტემის დარღვევა. მკვლევარების აზრით, ეს ბირთვული მოშლა იწვევს უჯრედზე სტრესის საპასუხო რეაქციას rRNA ტრანსკრიფციის ჩახშობის შედეგად დნმ-ის დაზიანების, ჰიპოქსიის ან საკვები ნივთიერებების ნაკლებობის გამო.
მეცნიერები დღემდე ანებივრებენ ბირთვების სხვადასხვა როლებს ინტერფაზის დროს. ბირთვში ინტერფაზის დროს განთავსებულია პოსტ-ტრანსლაციური მოდიფიკაციის ფერმენტები.
უფრო ცხადი ხდება, რომ ბირთვის სტრუქტურა უკავშირდება რეგულირებას უჯრედების მიტოზის დროს. ბირთვული მოშლა იწვევს მიტოზის დაგვიანებას.
ნუკლეოლის მნიშვნელობა და ხანგრძლივობა
ბოლოდროინდელმა აღმოჩენებმა, როგორც ჩანს, გამოავლინეს კავშირი ბირთვსა და დაბერება. ბირთვულის ფრაგმენტაცია, როგორც ჩანს, ამ პროცესის გასაგებად, ასევე რიბოსომული რნმ-ის დაზიანების გასაღებია.
მეტაბოლური პროცესები ასევე თამაშობს როლს ბირთვში. მას შემდეგ, რაც ბირთვი ადაპტირებულია საკვები ნივთიერებების ხელმისაწვდომობასთან და რეაგირებს ზრდის სიგნალებზე, როდესაც მას ამ რესურსებზე ნაკლები წვდომა აქვს, იგი იკლებს ზომაში და ამცირებს რიბოსომებს. ამის შემდეგ უჯრედები, როგორც წესი, უფრო მეტხანს იცოცხლებენ, შესაბამისად, კავშირია ხანგრძლივობასთან.
როდესაც ბირთვს უფრო მეტი კვების მიღება ექნება, ის უფრო მეტ რიბოსომს გახდის და ის თავის მხრივ გაიზრდება. როგორც ჩანს, არსებობს გარდამტეხი წერტილი, რომლის დროსაც ეს შეიძლება გახდეს პრობლემა. უფრო დიდი ბირთვი გვხვდება ქრონიკული დაავადებების და კიბოს მქონე პირებში.
მკვლევარები მუდმივად სწავლობენ ნუკლეოლის მნიშვნელობას და მის მუშაობას. იმ პროცესების შესწავლა, რომლითაც ბირთვი მუშაობს უჯრედულ ციკლებში და რიბოსომული კონსტრუქცია დაგეხმარებათ მკვლევარებმა აღმოაჩინეს ახალი მკურნალობა ქრონიკული დაავადებების თავიდან ასაცილებლად და შესაძლოა სიცოცხლის ხანგრძლივობის გაზრდის მიზნით ადამიანები.