هسته سلول: ساختار ، عملکرد و بیماری ها

هسته سلول یا هسته در هر سلول به اصطلاح یوکاریوت (موجودات زنده با هسته) یافت می شود. از سیتوپلاسم ، ماده مایع درون سلول توسط غشا جدا شده است ، اما قادر به انتخاب است توده انتقال با سیتوپلاسم از طریق منافذ هسته ای در غشای هسته ای. هسته ، با آن موجود است کروماتین (DNA به علاوه دیگر پروتئین ها) ، به عنوان مرکز کنترل سلول عمل می کند.

هسته چیست؟

هسته یک اندامک است که در (تقریبا) تمام سلولهای موجودات بالاتر وجود دارد. به موجودات زنده با هسته ، یوکاریوت گفته می شود. هسته ها به عنوان مرکز کنترل یا فرمان سلول عمل می کنند و شامل تمام اطلاعات ارثی به جز اطلاعات ارثی برای سلول هستند. میتوکندری، که DNA خاص خود را دارند. اطلاعات ژنتیکی به اصطلاح وجود دارد کروماتین، که از رشته های مارپیچ دوتایی و خاص تشکیل شده است پروتئین ها. در طول مرحله تقسیم هسته و سلول ، رشته ها خود را به ترتیب قرار می دهند کروموزوم. در مقایسه با سیتوپلاسم ، فضای داخلی سلول ، هسته کروی معمولاً توسط یک غشای دو لایه از لیپیدها. از آنجا که هسته باید قابلیت انتخاب داشته باشد توده انتقال با سیتوپلاسم ، غشای هسته ای با منافذ هسته ای به اصطلاح پراکنده می شود که از طریق آن انتقال جرم انتخابی انجام می شود. تقریباً در مرکز هسته ، هسته هسته ای (هسته هسته) قرار دارد که دستورالعمل های مونتاژ پروتئین از ژن ها را به اصطلاح mRNA و tRNA کپی می کند. mRNA و tRNA عملاً از طریق منافذ هسته ای به داخل منتقل می شوند ریبوزومها در سیتوپلاسم به عنوان دستورالعمل ساخت پروتئین ها.

آناتومی و ساختار

هسته ها که معمولاً کروی شکل هستند ، توسط غشای هسته ای از سیتوپلاسم سلول جدا می شوند. در پستانداران ، هسته به قطر 5 تا 16 میکرومتر می رسد. غشای هسته ای ضخامت تقریبی 35 نانومتر از یک لایه دو لایه تشکیل شده است لیپیدها و تقریباً از نظر آب نفوذ ناپذیر است راه حل به دلیل خاصیت آبگریز بودن آن. غشای سلولی شامل حدود 2,000 منافذ هسته ای است که از طریق آنها یک تبادل انتخابی ، دو جانبه ، مواد انجام می شود. سمت خارجی غشا در شبکه آندوپلاسمی خشن ادغام می شود ، در حالی که سمت داخلی غشا by توسط لایه ای از ریز رشته ها پوشانده شده است که ثبات غشا را فراهم می کند و یک مرز واضح با کروماتین. کروماتین جز component اصلی هسته هسته ای است و از رشته های بی نظیر کروماتین تشکیل شده است که حاوی DNA و پروتئین های دیگر هستند و خود را به گونه های خاص می رسانند کروموزوم قبل از تقسیم هسته ای و هسته ای. تقریباً در مرکز هسته ، پیکره هسته ای (نوکلئوس) قرار دارد که از یک کنگره RNA ریبوزومی تشکیل شده است.

عملکرد و وظایف

وظایف اصلی هسته ذخیره اطلاعات ژنتیکی کل ارگانیسم و ​​کنترل فرآیندهای متابولیکی سلول از جمله تقسیم هسته و سلول در طی فرآیندهای رشد است. کنترل فرآیندهای متابولیکی مطابق با دستورالعمل های ژنتیکی موجود برای هسته برای این منظور انجام می شود. اطلاعات ژنتیکی برای کل ارگانیسم به صورت رشته های کروماتین در هسته سلول قرار دارد. هسته های سلولی در انواع بافت های موجود همیشه شامل کل طرح اصلی ارگانیسم است به جز موارد موجود در آن میتوکندری، نیروگاه های سلول. میتوکندری حاوی DNA خود هستند و از مرکز کنترل هسته مستقل هستند. هسته می تواند توالی DNA را با استفاده از پیکره هسته ای خود به طور انتخابی تکثیر یا رونویسی کند و آنها را از طریق منافذ هسته ای به داخل سیتوپلاسم منتقل کند ، ریبوزومها توالی های RNA برای ساخت پروتئین ها به توالی اسیدهای آمینه "واقعی" تبدیل می شوند. برای کنترل وظیفه تقسیم سلولی ، هسته باعث جمع شدن رشته های کروماتین به گونه های خاص می شود کروموزوم قبل از تقسیم این توزیع DNA به سلول دختر را آسانتر می کند و می توان ژن ها را بهتر به هم نزدیک کرد زیرا غشا nuclear هسته ای در مرحله تقسیم حل می شود ، بنابراین عملا هسته ای قابل شناسایی نیست. پس از اتمام مرحله تقسیم ، شبکه آندوپلاسمی مجدداً غشای هسته ای ایجاد می کند و ساختار کروموزوم ها حل می شود. اطلاعات وراثتی اکنون دوباره به صورت رشته های کروماتین به طور انتخابی در دسترس هسته قرار می گیرند.

بیماری ها و اختلالات

سو Mal عملکرد از هسته می تواند باعث ایجاد جدی شود سلامت مشکلات. علائم خاص می تواند به طور مستقیم یا غیرمستقیم به اختلال در عملکرد سلول مربوط شود. میتوکندریوپاتی ، که مبتنی بر برخی نقایص ژنتیکی ارثی است ، در ابتدا خود را در این واقعیت نشان می دهد که یک یا چند پروتئین رمزگذاری شده در هسته سلول ، که از طریق منافذ هسته ای به میتوکندری هدایت می شوند ، رهبری به سو mal عملکرد در میتوکندری. میتوکندریوپاتی می تواند رهبری به مشکلات جدی حتی در سنین جوانی نیز می رسد زیرا تأمین انرژی از طریق میتوکندری مختل شده است. این کمتر یک سو true عملکرد درست در کدگذاری است و بیشتر یک "دستورالعمل" معیوب توسط یک توالی DNA جهش یافته است. گروه دیگری از بیماری ها که توسط نقایص ژنتیکی ایجاد می شوند و به عنوان سندرم هاچینسون-گیلفورد (HGPS) شناخته می شوند ، به این دلیل است که یک پروتئین خاص که ثبات غشای هسته ای را تأمین می کند به درستی کدگذاری نشده است. این امر منجر به تغییر شکل هسته سلول با عواقب جدی می شود. تمام اشکال شناخته شده HGPS روند پیری را به طور چشمگیری تسریع می کنند ، به طوری که میانگین امید به زندگی فقط حدود 14 سال است. HGPS بسیار نادر توسط ژن نقص و متعاقباً منجر به سو mal عملکرد مستقیم غشا nuclear هسته ای می شود. یک گروه تحقیقاتی آلمان و بلژیک پیوند می دهد اسکلروز جانبی جانبی amyotrophic (ALS) و frontotemporal جنون (FTD) به شکست پروتئین TDP-43 ، که به طور معمول در کدگذاری پروتئین در هسته نقش دارد. تیم تحقیقاتی دریافتند که TD-43 در خارج از هسته رسوب می کند و دیگر نمی تواند از طریق منافذ هسته ای وارد هسته شود و از انجام عملکرد در آنجا جلوگیری می کند.