Apakah fungsi nukleolus dalam sel? Nukleolus: struktur dan fungsi

Sel adalah unit asas organisma hidup di Bumi dan mempunyai struktur kimia kompleks yang dipanggil organel. Ini termasuk nukleolus, struktur dan fungsinya yang akan kita pelajari dalam artikel ini.

Ciri-ciri nukleus eukariotik

Sel-sel nukleus dalam komposisi mereka mengandungi organ-organ nemnbrannye bentuk bulat, lebih padat daripada karyoplasma, dipanggil nucleoli atau nukleol. Mereka ditemui pada abad ke-19. Nukleol kini telah dipelajari dengan teliti terima kasih kepada mikroskop elektron. Hampir hingga 50-an abad ke-20, fungsi-fungsi nukleoli tidak ditentukan, dan para saintis menganggap organelle ini, sebaliknya, sebagai reservoir bahan-bahan rizab yang digunakan semasa mitosis.

Kajian moden telah membuktikan bahawa organoid mengandungi butiran-butiran sifat nukleoprotein. Selain itu, eksperimen biokimia telah mengesahkan bahawa organelle mengandungi sebilangan besar protein. Mereka juga menentukan ketumpatannya yang tinggi. Sebagai tambahan kepada protein, nukleolus mengandungi RNA dan sejumlah kecil DNA.

Kitaran sel

Adalah menarik bahawa dalam kehidupan sel, yang terdiri daripada tempoh rehat (interphase) dan pembahagian (meiosis - dalam seksual, mitosis - dalam sel somatik), nukleoli kekal tidak stabil. Oleh itu, dalam nukleus interfas dengan nukleolus, yang berfungsi - pemeliharaan genom dan pembentukan organel sintesis protein, adalah wajib. Pada permulaan pembahagian sel, iaitu dalam prophase, mereka hilang dan membentuk semula hanya pada akhir telofase, yang tinggal di sel sehingga bahagian seterusnya atau sehingga apoptosis - kematiannya.

Penganjur Nukleolus

Dalam 30-an abad yang lalu, para saintis telah mendapati bahawa pembentukan nukleoli dikawal oleh beberapa kromosom tertentu. Mereka mengandungi gen yang menyimpan maklumat tentang struktur apa dan fungsi nukleolus dalam sel. Terdapat korelasi antara bilangan penganjur nukleolar dan organel sendiri. Contohnya, katak merangsang mengandungi dua kromosom yang membentuk nukleolus dalam karyotipnya dan, sama ada dua nukleol terletak di dalam sel-sel somatiknya.

Oleh kerana fungsi-fungsi nukleolus, serta kehadirannya, berkait rapat dengan pembahagian sel dan pembentukan ribosom, organel sendiri tidak hadir dalam tisu-tisu yang sangat khusus dari otak, darah, dan juga dalam blastomer zigot yang menghancurkan.

Penguatan nukleol

Dalam fasa sintetik interphase, bersama dengan duplikasi diri DNA, terdapat replikasi berlebihan bilangan gen rRNA. Oleh kerana fungsi utama nukleolus adalah penghasilan ribosom, berkaitan dengan sintesis DNA konkrit yang membawa maklumat tentang RNA, jumlah organel ini meningkat dengan ketara. Nukleoprotein, tidak dikaitkan dengan kromosom, mula berfungsi secara autonomi. Akibatnya, nukleus dibentuk dalam nukleus, menjauhkan dari kromosom yang membentuk nucleolus. Fenomena ini dipanggil penguatan gen rRNA. Melanjutkan mengkaji fungsi nukleolus dalam sel, kita perhatikan bahawa sintesis paling aktif mereka berlaku di prophase divisi meiosis reduktif, sebagai akibatnya oosit pertama yang boleh mengandungi beberapa ratus nucleoli.

Kepentingan biologi fenomena ini dapat difahami apabila seseorang menganggap bahawa pada peringkat awal embriogenesis: pemecahan dan pembasmian, sejumlah besar ribosom diperlukan, mensintesis bahan bangunan utama - protein. Amplifikasi adalah proses yang agak biasa, ia berlaku di ovogenesis tumbuhan, serangga, amfibia, ragi, dan juga dalam beberapa protista.

Susunan organel histokimia

Mari kita teruskan kajian sel eukariotik dan struktur mereka, dan pertimbangkan nukleolus, struktur dan fungsi yang saling berkaitan. Ia ditubuhkan bahawa ia mengandungi tiga jenis unsur:

1. Nucleonomes (pembentukan filamen). Mereka adalah heterogen dan mengandungi fibril dan benjolan. Memasuki komposisi sel tumbuhan dan haiwan, nukleonomes membentuk pusat fibrillar. Struktur sitokimia dan fungsi nukleolus juga bergantung pada kehadiran matriks di dalamnya - rangkaian molekul protein yang mendukung struktur tersier.
2. Vacuoles (kawasan ringan).
3. Granular butiran (nukleolin).

Dari sudut pandangan analisis kimia, organoid ini hampir seluruhnya terdiri daripada RNA dan protein, dan DNA terletak hanya di pinggirnya, membentuk struktur anular - kromatin pericameral.

Jadi, kita telah menetapkan bahawa nukleolus terdiri daripada lima formasi: pusat fibrillar dan butiran, kromatin, retikulum protein dan komponen fibrillar padat.

Jenis nukleoli

Struktur biokimia organoid ini bergantung kepada jenis sel di mana ia hadir, dan juga ciri-ciri metabolisme mereka. Terdapat 5 jenis nukleol struktur asas. Yang pertama adalah reticular, yang paling umum dan dicirikan oleh banyak bahan fibrillar padat, blok nucleoprotein dan nukleon. Proses penyusunan semula maklumat daripada penganjur nukleolar sangat aktif, oleh itu pusat fibrillar tidak dapat dilihat dengan jelas dalam bidang mikroskop.

Oleh kerana fungsi utama nukleolus dalam sel adalah sintesis subunit ribosom, yang mana organel sintesis protein terbentuk, jenis organisasi retikular yang wujud dalam sel-sel tumbuhan dan haiwan. Jenis nukleoli seperti cincin terdapat dalam sel-sel tisu penghubung: limfosit dan endotheliocytes, di mana gen rRNA tidak praktikal tidak ditranskripsikan. Nukleoli sisa didapati dalam sel-sel yang telah kehilangan keupayaan untuk menyalin, sebagai contoh, dalam normoblas dan enterosit.

Spesis terpencil adalah wujud dalam sel yang telah mengalami keracunan dengan karsinogen, antibiotik. Dan, akhirnya, jenis nukleolus padat dicirikan oleh banyak pusat fibrillar dan sebilangan kecil nukleon.

Matriks protein nukleolar

Marilah kita meneruskan kajian tentang struktur dalaman struktur nukleus dan menentukan apakah fungsi nukleolus dalam metabolisme sel. Telah diketahui bahwa kira-kira 60% berat kering organoid ini dipertanggungjawabkan oleh protein yang merupakan bagian dari kromatin, zarah ribosom, serta sebenarnya protein nukleolar. Marilah kita meneruskannya dengan lebih terperinci. Sesetengah protein terlibat dalam pemprosesan - pembentukan RNA ribosom matang. Ini termasuk RNA polimerase 1 dan nukleus, yang membuang kembar tambahan dari hujung molekul rRNA. Fibrillarin protein berada dalam komponen fibrillar padat dan, seperti nuclease, ia menjalankan pemprosesan. Protein lain adalah nukleolin. Bersama fibrillarin ia terletak di nucleoli PFC dan Fc dan dalam penganjur nucleolar kromosom propase mitosis.

Polipeptida seperti nukleofosin terletak di zon butiran dan komponen fibrillar padat, ia mengambil bahagian dalam pembentukan ribosom dari subunit 40 S dan 60 S.

Apakah fungsi nukleolus?

Sintesis RNA ribosom adalah tugas utama yang nukleolus perlu dilakukan. Pada masa ini pada permukaannya (iaitu, di pusat fibrillar) transkripsi berlaku dengan penyertaan polimerase RNA enzim. Penganjur nukleolus ini mensintesis ratusan pra-ribosom, dipanggil globular ribonucleoprotein. Daripada jumlah ini, subunit ribosomal terbentuk, yang melalui liang nuklear meninggalkan karyoplasma dan muncul di sitoplasma sel. Subunit kecil 40S mengikat maklumat RNA dan hanya satu subunit besar 40S yang melekat pada mereka. Satu ribosom matang dibentuk, mampu menterjemahkan - sintesis protein sel.

Dalam artikel ini kita telah mengkaji struktur dan fungsi nukleolus dalam sel tumbuhan dan haiwan.