الخلية هي الوحدة الأولية للكائنات الحية على الأرض ولها تنظيم كيميائي معقد من الهياكل تسمى العضيات. وتشمل هذه النواة ، وهيكلها ووظائفها التي سندرسها في هذه المقالة.
ميزات نواة حقيقية النواة
تحتوي الخلايا النووية على عضيات مدورة غير غشائية ، وهي أكثر كثافة من بلازم الكاريوبلازم ، وتسمى النوى أو النوى. تم اكتشافها في القرن التاسع عشر. الآن يتم دراسة النوى بشكل كامل بفضل الفحص المجهري الإلكتروني. حتى الخمسينيات من القرن العشرين تقريبًا ، لم يتم تحديد وظائف النوى ، واعتبر العلماء هذه العضية ، بدلاً من ذلك ، كمستودع للمواد الاحتياطية المستخدمة أثناء الانقسام.
أثبتت الأبحاث الحديثة أن العضيات تحتوي على حبيبات ذات طبيعة بروتين نووي. علاوة على ذلك ، أكدت التجارب البيوكيميائية أن العضية تحتوي على كمية كبيرة من البروتينات. هم الذين يحددون كثافتها العالية. بالإضافة إلى البروتينات ، تحتوي النواة على RNA وكمية صغيرة من الحمض النووي.
دورة الخلية
المثير للاهتمام في حياة الخلية التي تتكون منفترة الراحة (الطور البيني) والانقسام (الانقسام الاختزالي - في الجنس ، الانقسام - في الخلايا الجسدية) ، لا يتم حفظ النوى بشكل دائم. لذلك ، في الطور البيني ، توجد بالضرورة النواة مع النواة ، والتي تتمثل وظائفها في الحفاظ على الجينوم وتشكيل عضيات تصنيع البروتين. في بداية انقسام الخلية ، وبالتحديد في الطور الأولي ، تختفي وتُعاد تشكيلها فقط في نهاية الطور البعيد ، وتبقى في الخلية حتى الانقسام التالي أو حتى موت الخلايا المبرمج - موتها.
منظم نووي
في الثلاثينيات من القرن الماضي ، وجد العلماء أن تكوين النوى يتم التحكم فيه بواسطة أقسام معينة من بعض الكروموسومات. تحتوي على جينات تخزن معلومات حول بنية ووظائف النواة في الخلية. هناك علاقة بين عدد المنظمين النواة والعضيات نفسها. على سبيل المثال ، يحتوي الضفدع المخالب في النمط النووي على اثنين من الكروموسومات المكونة للنووية ، وبالتالي ، هناك نواتان في نوى خلاياه الجسدية.
نظرًا لأن وظائف النواة ، بالإضافة إلى وجودها ، ترتبط ارتباطًا وثيقًا بانقسام الخلايا وتكوين الريبوسومات ، فإن العضيات نفسها غائبة في أنسجة المخ عالية التخصص والدم وأيضًا في الخلايا المتفجرة في سحق الزيجوت.
تضخيم النوكليول
في المرحلة التركيبية من الطور البيني ، جنبًا إلى جنب مع التكرار الذاتي للحمض النووي ، هناك تكرار مفرط لعدد جينات الرنا الريباسي. نظرًا لأن الوظائف الرئيسية للنواة هي إنتاج الريبوسومات ، فإن عدد هذه العضيات يزداد بشكل حاد بسبب الإفراط في تركيب مواقع الحمض النووي التي تحمل معلومات حول الحمض النووي الريبي. لا ترتبط البروتينات النووية بـتبدأ الكروموسومات في العمل بشكل مستقل. نتيجة لذلك ، تتشكل العديد من النوى في النواة ، وتبعد نفسها عن الكروموسومات المكونة للنواة. هذه الظاهرة تسمى تضخيم الجين rRNA. بالاستمرار في دراسة وظائف النواة في الخلية ، نلاحظ أن التوليف الأكثر نشاطًا يحدث في الطور الأول لتقسيم الاختزال للانقسام الاختزالي ، ونتيجة لذلك يمكن أن تحتوي البويضات من الدرجة الأولى على عدة مئات من النوى.
تتضح الأهمية البيولوجية لهذه الظاهرة ، بالنظر إلى أنه في المراحل المبكرة من التطور الجنيني: التكسير والتفجير ، هناك حاجة إلى عدد كبير من الريبوسومات لتجميع مادة البناء الرئيسية - البروتين. التضخيم عملية شائعة إلى حد ما ؛ تحدث في تكوين بويضات النباتات والحشرات والبرمائيات والخمائر وأيضًا في بعض الطلائعيات.
التركيب النسيجي للعضية
دعنا نواصل دراسة الخلايا حقيقية النواة وهياكلها ، وننظر إلى النواة ، التي يرتبط هيكلها ووظائفها ببعضها البعض. ثبت أنه يحتوي على ثلاثة أنواع من العناصر:
- نوكليونيما (تكوينات خيطية). فهي غير متجانسة وتحتوي على ليفية وكتل. كونها جزءًا من الخلايا النباتية والحيوانية على حد سواء ، تشكل النيوكليونات مراكز ليفية. يعتمد التركيب الكيميائي الخلوي ووظائف النواة أيضًا على وجود مصفوفة فيه - شبكة من جزيئات البروتين الداعمة للهيكل الثالث.
- فجوات (مناطق ضوئية).
- حبيبات حبيبية (نيوكليولين).
من وجهة نظر التحليل الكيميائي ، تتكون هذه العضية بالكامل تقريبًا من RNA والبروتين ، ويقع الحمض النووي فقط على محيطه ، ويشكل بنية على شكل حلقة - الكروماتين حول النواة.
إذن ، لقد أثبتنا أن النواة تتكون من خمسة تكوينات: مراكز ليفية وحبيبية ، كروماتين ، شبكية بروتينية ومكون ليفي كثيف.
أنواع النوى
يعتمد التركيب الكيميائي الحيوي لهذه العضيات على نوع الخلايا التي توجد فيها ، وكذلك على خصائص التمثيل الغذائي الخاص بها. هناك 5 أنواع هيكلية رئيسية للنواة. الأول - شبكي ، هو الأكثر شيوعًا ويتميز بوفرة المواد الليفية الكثيفة ، وكتل من البروتينات النووية والنيوكليون. عملية إعادة كتابة المعلومات من المنظمين النوويين نشطة للغاية ، لذا فإن المراكز الليفية تكون ضعيفة الرؤية في مجال رؤية المجهر.
نظرًا لأن الوظائف الرئيسية للنواة في الخلية هي تخليق الوحدات الفرعية الريبوسومية ، والتي تتشكل منها عضيات تصنيع البروتين ، فإن النوع الشبكي للتنظيم متأصل في كل من الخلايا النباتية والحيوانية. يوجد نوع النوى الدائري الشكل في خلايا النسيج الضام: الخلايا الليمفاوية والخلايا البطانية ، حيث لا يتم نسخ جينات الرنا الريباسي عمليًا. تحدث النوى المتبقية في الخلايا التي فقدت تمامًا القدرة على النسخ ، مثل الخلايا السوية والخلايا المعوية.
الأنواع المنفصلة متأصلة في الخلايا التي تعرضت للتسمم بمواد مسرطنة ومضادات حيوية. وأخيرًا ، يتميز النوع المضغوط للنواة بالعديد من المراكز الليفية وكمية صغيرة مننيوكليونيم
مصفوفة النواة البروتين
دعنا نواصل دراسة التركيب الداخلي لهياكل النواة وتحديد وظائف النواة في استقلاب الخلية. من المعروف أن حوالي 60٪ من الكتلة الجافة لهذه العضية تُعزى إلى البروتينات التي تشكل الكروماتين وجزيئات الريبوسوم وكذلك البروتينات النووية نفسها. دعونا نتناولها بمزيد من التفصيل. تشارك بعض البروتينات في المعالجة - تكوين الحمض النووي الريبوزي الناضج. وتشمل هذه RNA polymerase 1 و nuclease ، التي تزيل ثلاثة توائم إضافية من نهايات جزيء rRNA. يقع بروتين الفيبريلارين في المكون الليفي الكثيف ، ويقوم بمعالجة مثل النيوكلياز. بروتين آخر هو النوكليولين. جنبا إلى جنب مع الفيبريلارين ، يوجد في PFC و FC للنواة وفي المنظمات النووية للكروموسومات في طور الانقسام.
يوجد بولي ببتيد مثل نوكليوفوسين في المنطقة الحبيبية والمكون الليفي الكثيف ، ويشارك في تكوين الريبوسومات من 40 S و 60 S.
ما هي وظيفة النواة
توليف الحمض النووي الريبي هو المهمة الرئيسية التي يجب أن تؤديها النواة. في هذا الوقت ، يحدث النسخ على سطحه (أي في المراكز الليفية) بمشاركة إنزيم بوليميريز الحمض النووي الريبي. في هذا المنظم النووي ، يتم تصنيع المئات من ما قبل الريبوسومات ، والتي تسمى كريات البروتين النووي الريبي. أنها تشكل وحدات فرعية ريبوسومية ، والتي تترك karyoplasm من خلال المسام النووية وينتهي بها المطاف في سيتوبلازم الخلية. ترتبط الوحدة الفرعية الصغيرة 40S بالحمض النووي الريبي الرسول وعندها فقط ترتبط بهايتم توصيل الوحدة الفرعية الكبيرة 40S. يتكون الريبوسوم الناضج ، القادر على القيام بالترجمة - تخليق البروتينات الخلوية.
في هذه المقالة درسنا بنية ووظائف النواة في الخلايا النباتية والحيوانية.
