Kaj nukleolus počne v medfazi?

The jedrce leži znotraj jedra vsake celice. Nukleoli so prisotni med proizvodnjo beljakovin v jedru, vendar se med mitozo razstavijo.

Znanstveniki so odkrili, da ima jedro zanimivo vlogo za celični cikel in potencialno za dolgo življenjsko dobo ljudi.

TL; DR (predolgo; Nisem prebral)

Nukleolus je podstruktura jedra vsake celice in je v prvi vrsti odgovoren za proizvodnjo beljakovin. V medfazi se lahko jedro moti in zato služi kot preverjanje, ali mitoza lahko nadaljuje ali ne.

Ena od podstruktur celic jedro, jedro so prvič odkrili v 18. stoletju. V šestdesetih letih so znanstveniki odkrili primarno funkcijo jedra kot a ribosom proizvajalec.

Lokacija jedra leži znotraj jedra celice. Pod mikroskopom je videti kot temna pega, v kateri se nahaja jedro. Nukleolus je struktura, ki nima membrane. Jedro je lahko veliko ali majhno, odvisno od potreb celice. Je pa največji objekt znotraj jedra.

Različni materiali obsegajo jedro. Sem spadajo zrnat material iz ribosomskih podenot, fibrilarni deli, večinoma iz njih ribosomska RNA (rRNA), beljakovine, ki tvorijo fibrile in nekaj DNK.

V evkariontski celici je običajno eno jedro, vendar obstajajo izjeme. Število nukleolov je specifično za posamezno vrsto. Pri ljudeh je lahko po 10 jedrc delitev celic. Sčasoma pa se prelevijo v večje samostojno jedro.

Lokacija jedrca je pomembna zaradi več funkcij jedra. Povezan je s kromosomi, ki nastajajo na mestih kromosomov, imenovanih _nukleolus organizer region_s ali NORs. Jedro lahko spremeni obliko ali se v celoti razstavi v različnih fazah celični cikel.

Nukleoli so prisotni za sestavljanje ribosoma. Nukleolus služi kot nekakšna tovarna ribosomov, pri kateri se transkripcija nenehno pojavlja, ko je v popolnoma sestavljenem stanju.

Nukleolus se sestavi okoli bitov ponavljajoče se ribosomske DNA (rDNA) na kromosomskih regijah organizatorjev nukleolov (NOR). Nato RNA polimeraza I prepiše ponovitve in tvori pre-rRNA. Te pre-rRNA napredujejo in nastale podenote, ki jih sestavijo ribosomski proteini, sčasoma postanejo ribosomi. Te beljakovine pa se uporabljajo za številne telesne funkcije in dele, od signaliziranja, nadzorovanja reakcij, oblikovanja las itd.

Nukleolarna struktura je vezana na raven RNA, saj pre-rRNA tvorijo beljakovine, ki služijo kot oder za jedro. Ko se transkripcija rRNA ustavi, to vodi do jedrskih motenj. Jedrske motnje lahko privedejo do motenj celičnega cikla, spontane celične smrti (apoptoza) in diferenciacije celic.

Nukleolus služi tudi kot preverjanje kakovosti celic in v mnogih pogledih ga lahko štejemo za "možgane" jedra.

Nukleolarni proteini so pomembni za korake celičnega cikla, Replikacija DNA in popravila.

Ko se celice delijo, se morajo njihova jedra razgraditi. Sčasoma se ponovno sestavi, ko je postopek končan. Jedrska ovojnica se propade že zgodaj mitoza, dampinški del vsebine odvrže v citoplazmi.

Na začetku mitoze se jedro razstavi. To je posledica supresije transkripcije rRNA s ciklin-odvisno kinazo 1 (Cdk1). Cdk1 to stori s fosforilacijo komponent transkripcije rRNA. Nato se jedrski proteini premaknejo v citoplazmo.

Korak v mitozi, pri katerem se jedrska ovojnica razgradi, je konec faze. Ostanki jedrske ovojnice na tej točki v bistvu obstajajo kot mehurčki. Vendar se pri nekaterih kvasih ta postopek ne zgodi. Prevladuje v višjih organizmih.

Poleg razgradnje jedrske ovojnice in razstavljanja jedrca se kromosomi tudi kondenzirajo. Kromosomi postanejo gosti v pripravljenosti za interfazo, zato se ne bodo poškodovali, ko bodo razporejeni v nove hčerinske celice. DNA je v tej točki v kromosomih tesno navita in prepis zaradi tega se ustavi.

Ko je mitoza končana, se kromosomi spet zrahljajo in jedrske ovojnice se ponovno zberejo okoli ločenih hčerinskih kromosomov, ki tvorijo dve novi jedri. Ko se kromosomi dekondenzirajo, pride do defosforilacije transkripcijskih faktorjev rRNA. Nato se transkripcija RNA začne na novo in nukleolus lahko začne delovati.

Da bi se izognili poškodbam DNA, ki bi se prenesle na hčerinske celice, v celičnem ciklusu obstaja več kontrolnih točk. Raziskovalci menijo, da lahko poškodbe DNA vsaj delno povzroči izčrpavanje transkripcije rRNA, ki povzroči motnje jedra.

Seveda je eden glavnih ciljev teh kontrolnih točk tudi zagotoviti, da so hčerinske celice kopije starševskih celic in imajo pravilno število kromosomov.

Vstopijo hčerinske celice medfazni, ki je sestavljen iz več biokemijskih korakov pred delitvijo celic.

V fazi reže oz Faza G1, celica tvori beljakovine za replikacijo DNA. Po tem, S faza označuje čas replikacije kromosomov. Tako dobimo dve sestrski kromatidi, kar podvoji količino DNA v celici.

The Faza G2 pride po fazi S. Proizvodnja beljakovin je povečana v G2, še posebej velja, da so mikrotubule narejene za mitozo.

Druga faza, G0, nastopi pri celicah, ki se ne replicirajo. Lahko so v mirovanju ali se starajo, nekateri pa lahko spet vstopijo v fazo G1, da se delijo.

Po delitvi celic Cdk1 ni več potreben in transkripcija RNA se lahko začne znova. V tej točki so prisotni nukleoli.

Med interfazo se jedrce moti. Raziskovalci menijo, da je ta jedrska motnja posledica odziva na stres na celici zaradi zatiranja transkripcije rRNA s poškodbami DNA, hipoksije ali pomanjkanja hranil.

Znanstveniki še vedno dražijo različne vloge jedra med medfazo. V jedru so interfazni encimi po translacijski modifikaciji.

Vse bolj je jasno, da je struktura jedra povezana z regulacijo, ko celice vstopijo v mitozo. Jedrske motnje vodijo v zapoznelo mitozo.

Zdi se, da so nedavna odkritja razkrila povezavo med jedrom in staranje. Zdi se, da je fragmentacija nukleolusa ključnega pomena za razumevanje tega procesa, pa tudi poškodbe ribosomske RNA.

Zdi se, da imajo presnovni procesi tudi vlogo pri jedru. Ker je jedro prilagodljivo razpoložljivosti hranil in se odziva na signale rasti, ko ima manj dostopa do teh virov, se zmanjša in naredi manj ribosomov. Celice nato zaradi tega ponavadi živijo dlje, zato je povezava z dolgoživostjo.

Ko ima jedro dostop do več prehrane, bo ustvarilo več ribosomov, nato pa se bo povečalo. Zdi se, da obstaja prelomen trenutek, ko lahko to postane problem. Večja jedra najdemo pri posameznikih s kroničnimi boleznimi in rakom.

Raziskovalci se nenehno učijo pomena jedrca in njegovega delovanja. Pomaga preučevanje procesov, po katerih jedro deluje v celičnih ciklih, in ribosomska gradnja raziskovalci pri iskanju novih načinov zdravljenja za preprečevanje kroničnih bolezni in morda podaljšanje življenjske dobe ljudje.