Koks yra biologijos pagrindas? Branduolio struktūra ir funkcijos

Kiekvienoje gyvoje ląstelėje yra daug biocheminių reakcijų ir procesų. Norint juos valdyti ir reguliuoti daugybę gyvybiškai svarbių veiksnių, reikia specialios struktūros. Koks yra biologijos pagrindas? Dėl ko ji veiksmingai susidoroja su užduotimi?

Koks yra biologijos pagrindas. Apibrėžimas

Branduolys yra būtina bet kokios kūno ląstelės struktūra. Kas yra pagrindinis dalykas? Biologijoje tai yra svarbiausias kiekvieno organizmo komponentas. Branduolį galima rasti vienarūšiškuose pirmuoniuose, taip pat itin organizuotuose eukariotinio pasaulio atstovuose. Pagrindinė šios struktūros funkcija yra čia pateikiamos genetinės informacijos saugojimas ir perdavimas.

Po apvaisinimo kiaušialąstėmis su spermatozonu yra sujungti du haploidiniai branduoliai. Po lytinių ląstelių suliejimo susidaro zigotas, kurio branduolys jau turi diploidinį chromosomų rinkinį. Tai reiškia, kad kariotipas (branduolio genetinė informacija) jau yra motinos ir tėvo genų kopijų.

Diploidinis branduolys yra beveik visose eukariotinėse ląstelėse. Haploidinį branduolį valdo ne tik gametos, bet ir daugelis paprasčiausių organizmų atstovų. Tai apima kai kurių vienarūšių parazitų, dumblių, vienarūšių organizmų laisvą gyvenimą. Reikėtų pažymėti, kad dauguma išvardytų atstovų turi haploidinį branduolį tik tam tikru gyvenimo ciklo etapu.

Branduolio kompozicija

Kas yra branduolio charakteristika? Biologija kruopščiai tiria branduolinio aparato sudėtį, nes ji gali paskatinti genetikos, atrankos ir molekulinės biologijos vystymąsi.

Šerdis yra dviejų membranų struktūra. Membranos yra endoplazminio retikulumo tęsinys , kuris būtinas susiformavusių medžiagų transportavimui iš ląstelės. Pagrindinis turinys vadinamas nukleoplazmu.

Chromatinas yra pagrindinė nukleoplazmo medžiaga. Chromatino kompozicija yra skirtinga: čia daugiausia yra nukleorūgščių (DNR ir RNR), taip pat baltymų ir daug metalo jonų. DNR nukleoplazmoje yra išdėstyta chromosomų forma. Tai yra chromosomos, kurios skaidomos dalijant, po kurio kiekvienas jų rinkinys patenka į dukterines ląsteles.

RNR nukleoplazmoje dažniausiai būna dviejų tipų: mRNR ir rRNR. Matricos RNR susidaro per transkripcijos procesą - informacijos iš DNR nuskaitymą. Tokios ribonukleino rūgšties molekulė vėliau palieka branduolį ir toliau veikia kaip naujų baltymų formavimo matrica.

Ribosominė RNR formuojama specialiose struktūrose, vadinamose nucleoli. Branduolys yra pastatytas iš galutinių chromosomų, sudarytų antrinių susitraukimų, srityse. Šią struktūrą galima matyti šviesos mikroskopu kompaktiškoje vietoje ant branduolio. Ribozominės RNR, kurios sintezuotos čia, taip pat patenka į citoplazmą ir formuojasi kartu su baltymėmis ribosomos.

Branduolio kompozicija daro tiesioginę įtaką funkcijoms. Biologija kaip mokslas analizuoja chromatino savybes, norint geriau suprasti transkripcijos ir ląstelių dalijimosi procesus.

Branduolio funkcijos. Branduolių procesų biologija

Pirmoji ir svarbiausia branduolio funkcija yra paveldimos informacijos saugojimas ir perdavimas. Branduolys yra unikali ląstelės struktūra, nes joje yra dauguma žmogaus genų. Kariotipas gali būti haploidinis, diploidinis, triploidinis ir pan. Nuodų ploidija priklauso nuo pačios ląstelės funkcijos: gametos yra haploidai, o somatinės ląstelės yra diploidinės. Endospermos ląstelės antogždariose augaluose yra triploidinės, ir, pagaliau, daugelyje sėjos kultūrų veislių yra poliploidinis chromosomų rinkinys.

Paveldimos informacijos perkėlimas į citoplazmą iš branduolio atsiranda, kai susidaro mRNR. Transkripcijos metu skaitomos būtinos genetinės kariotipai, ir galiausiai sintezuojamos matricos ar informacijos RNR molekulės.

Be to, paveldimumas pasireiškia ląstelių dalijimu pagal mitozę, mejozę ar amitozę. Kiekvienu atveju branduolys vykdo savo specifinę funkciją. Pavyzdžiui, mitozės profazėje branduolio korpusas žlunga, o labai suspaustos chromosomos patenka į citoplazmą. Tačiau mejojoje chromosomų perėjimas vyksta prieš membranos sunaikinimą branduolyje. Ir amitozėje branduolys yra visiškai sunaikintas ir šiek tiek prisideda prie padalijimo proceso.

Be to, branduolys netiesiogiai dalyvauja medžiagų transportavime iš ląstelės, nes tiesiogiai su membrana susieja EPS. Štai kodėl branduolys yra biologijoje.

Branduolio forma

Šerdis, jo struktūra ir funkcijos gali priklausyti nuo membranos formos. Branduolinis aparatas gali būti suapvalintas, pailgintas peiliukų formos ir tt Dažnai branduolio forma yra būdinga atskiroms audinoms ir ląstelėms. Vienakieniniai organizmai skiriasi pagal mitybos tipą, gyvavimo ciklą ir tuo pačiu metu taip pat skiriasi ir branduolių membranos forma.

Branduolio formos ir dydžio įvairovė gali būti atsekta leukocitų pavyzdžiu.

• Neutrofilų branduolys gali būti segmentuotas, o ne segmentuotas. Pirmuoju atveju mes kalbame apie pasagos formos branduolį, ir ši forma yra būdinga jaunoms ląstelėms. Segmentuota šerdis yra kelių membranų pertvarų susidarymo rezultatas, dėl kurio susidaro kelios sujungtos dalys.
• Eozinofiluose branduolys turi būdingą hantelio formą. Tokiu atveju branduolinį aparatą sudaro du segmentai, sujungti pertvara.
• Beveik visą limfocitų kiekį užima didžiulis branduolys. Tik maža citoplazmo dalis lieka aplink ląstelės periferiją.
• Geležies vabzdžių ląstelėse branduolys gali turėti šakotą struktūrą.

Branduolių skaičius vienoje ląstelėje gali būti skirtingas

Ne visada kūno ląstelėje yra tik vienas branduolys. Kartais dviejų ar daugiau branduolinių prietaisų buvimas yra būtinas vienu metu atlikti kelias funkcijas. Ir atvirkščiai, kai kurios ląstelės apskritai gali veikti be branduolio. Štai keletas neįprastų ląstelių pavyzdžių, kuriuose yra daugiau nei vienas branduolys arba apskritai nėra.

1. Eritrocitai ir trombocitai. Šie kraujo elementai transportuoja atitinkamai hemoglobino ir fibrinogeno. Kad viena ląstelė laikytų didžiausią medžiagos kiekį, ji prarado savo branduolį. Ši savybė nėra būdinga visiems gyvūnų pasaulio atstovams: varlės turi milžiniškų raudonųjų kraujo kūnelių su ryškiu branduoliu. Tai rodo šios klasės primityvumą, palyginti su labiau išsivysčiusiomis taksonomis.

2. Kepenų hepatocitai. Šios ląstelės turi du branduolius. Vienas iš jų reguliuoja kraujo valymą iš toksinų, o kitas yra atsakingas už perlų formavimą, kuris ateityje bus kraujo hemoglobino dalis.

3. Miocitai iš skersinio strypo skeleto audinio. Raumenų ląstelės yra daugiapakopės. Taip yra dėl to, kad jie aktyviai perneša ATP sintezę ir skilimą, taip pat baltymų surinkimą.

Branduolinės aparatūros savybės pirmuoniuose

Pavyzdžiui, apsvarstykite dviejų rūšių pirmuonis: infuzoria ir amoeba.

1. Infuzijos batų. Šis vienarūšių organizmų atstovas turi du branduolius: vegetatyvinius ir generatyvinius. Kadangi jie skiriasi tiek funkcijomis, tiek dydžiais, ši funkcija vadinama branduoliu dualizmu.

Augalinis šerdis yra atsakingas už kasdieninį ląstelės gyvenimą. Jis reguliuoja jo metabolizmo procesus. Generatyvinis branduolys dalyvauja ląstelių dalijime ir konjugacijos procese - seksualiniame procese, kuriame genetiškai keičiasi informacija su tos pačios rūšies individais.

2. Amoeba. Ryškūs atstovai - disenterinė ir žarnyno amoeba. Pirmasis nurodo agresyvius žmogaus parazitus, o antrasis yra paprastas simbiontas, kuris gyvena žarnyne ir nedaro žalos. Kadangi disenterinė amoeba parazituoja ir žarnyne, svarbu atskirti šias dvi rūšis tarpusavyje. Norėdami tai padaryti, naudokite branduolinio aparato savybes: dienteriška amoeba gali turėti iki 4 šerdžių, o žarnyne amoeba - nuo 0 iki 8.

Ligos

Daugelis genetinių ligų yra susijusios su sutrikusios chromosomų įdarbinimui. Čia yra žinomiausių branduolio genetinio aparato nukrypimų sąrašas:

• Dauno sindromas;
• Siddrum Patau;
• Edwardo sindromas ;
• Klinefeltero sindromas;
• Šereshevskio-Turnerio sindromas.

Sąrašas tęsiasi, o kiekviena iš ligų skiriasi pagal serijos numerį poros chromosomų. Be to, šios ligos dažnai veikia lytinius X ir Y chromosomos.

Išvada

Branduolys vaidina svarbų vaidmenį ląstelių aktyvumo procese. Ji reguliuoja biocheminius procesus, yra paveldimos informacijos saugykla. Medžiagų transportavimas iš ląstelės, baltymų sintezė taip pat yra susijusi su šios centrinės ląstelių struktūros funkcionavimu. Štai kodėl branduolys yra biologijoje.