Λειτουργία του Πυρήνα

Ηλειτουργία του πυρήνα είναι η αποθήκευση του κληρονομικού υλικού ή του DNA ενός κυττάρου, το οποίο βοηθά και ελέγχει την ανάπτυξη, τη λειτουργία και την αναπαραγωγή ενός κυττάρου. Ο πυρήνας είναι ένα οργανίδιο που βρίσκεται σε ευκαρυωτικά κύτταρα και λειτουργεί ως κάτοχος του σχεδιαγράμματος ενός κυττάρου.

Ο πυρήνας που συχνά αναφέρεται ως ο «εγκέφαλος» του κυττάρου, είναι το μεγαλύτερο και πιο προεξέχον οργανίδιο του κυττάρου. Ο λόγος που ο πυρήνας αναφέρεται ως ο εγκέφαλος του κυττάρου είναι ότι ελέγχει την ανάπτυξη και την αναπαραγωγή του κυττάρου. Για να γίνει αυτό, ο πυρήνας του κυττάρου πρέπει να περιέχει όλες τις κληρονομικές πληροφορίες, καθώς και να διαθέτει μικρότερα οργανίδια μέσα του, τα οποία το βοηθούν να ρυθμίζει και να χειρίζεται αυτές τις πληροφορίες.

Αν και υπάρχει συνήθως μόνο ένας πυρήνας σε ένα ευκαρυωτικό κύτταρο, ορισμένα κύτταρα μπορεί να έχουν περισσότερους από έναν πυρήνες ή καθόλου πυρήνες. Για παράδειγμα, τα ερυθρά αιμοσφαίρια δεν έχουν πυρήνα. Εν τω μεταξύ, τα μυϊκά κύτταρα των ανθρώπων έχουν πολλαπλούς πυρήνες.

Μέρη του πυρήνα:

• Πυρηνικός φάκελος
• Πυρηνικοί πόροι
• Πυρηνόπλασμα
• Χρωματίνη
• Πυρήνας

Η δομή του πυρήνα:

Πριν εμβαθύνουμε σε όλες τις διαφορετικές λειτουργίες και μέρη του πυρήνα, ας εξετάσουμε τη γενική του δομή. Αρχικά, η εξωτερική μεμβράνη του πυρήνα αναφέρεται ως πυρηνικό περίβλημα. Το πυρηνικό περίβλημα είναι μια διπλή μεμβράνη που περιέχει όλα τα μέρη του πυρήνα και τον χωρίζει από το κυτταρόπλασμα του κυττάρου. Το πυρηνικό περίβλημα είναι γεμάτο από τρύπες που ονομάζονται πυρηνικοί πόροι, οι οποίες επιτρέπουν στα μόρια να κινούνται μέσα και έξω από τον πυρήνα.

Το πυρηνόπλασμα είναι μια ουσία που μοιάζει με ζελέ που βρίσκεται μέσα στο πυρηνικό περίβλημα και η λειτουργία του είναι παρόμοια με το κυτταρόπλασμα που βρίσκεται στο κύριο κύτταρο, υποστηρίζοντας τον πυρήνα και προστατεύοντας το περιεχόμενό του. Εντός του πυρήνα βρίσκεται επίσης μια ουσία γνωστή ως χρωματίνη, ένα μακρομόριο που συνθέτει το γενετικό υλικό ενός κυττάρου. Τέλος, ο πυρήνας είναι η μεγαλύτερη δομή που βρίσκεται στον πυρήνα. Είναι πολύ πυκνό, δεν έχει μεμβράνη και αποτελείται από κομμάτια πρωτεΐνης και RNA.

Η λειτουργία του πυρήνα και των μερών του:

Η δουλειά του πυρήνα είναι να ελέγχει τη δραστηριότητα του κυττάρου, να ρυθμίζει την έκφραση των γονιδίων και να διατηρεί την ακεραιότητα των γενετικών πληροφοριών του κυττάρου. Τα διάφορα μέρη του πυρήνα έχουν όλα διαφορετικούς ρόλους στην επίτευξη αυτών των στόχων.

Function Of The Nuclear Envelope

Το πυρηνικό περίβλημα πρέπει να προστατεύει το DNA του κυττάρου και να διασφαλίζει ότι διατηρεί την ακεραιότητά του. Η βλάβη στο DNA ενός κυττάρου μπορεί να προκαλέσει μεγάλη ποικιλία προβλημάτων υγείας, επομένως το DNA πρέπει να προστατεύεται από τις χημικές αλληλεπιδράσεις που συμβαίνουν στις άλλες περιοχές του κυττάρου.

Η εξωτερική μεμβράνη του πυρήνα είναι μια φωσφολιπιδική διπλή στιβάδα, παρόμοια με την κυτταρική μεμβράνη, και έχει ριβοσώματα στην επιφάνειά της. Η εσωτερική μεμβράνη του πυρηνικού περιβλήματος περιέχει πολλές διαφορετικές πρωτεΐνες που βοηθούν στη διατήρηση των γενετικών υλικών ομαδοποιημένα και στη θέση τους. Οι ίνες που ονομάζονται πυρηνικό έλασμα επιδιορθώνουν οποιαδήποτε βλάβη στο DNA και ρυθμίζουν γεγονότα όπως η κυτταρική διαίρεση. Το πυρηνικό έλασμα βρίσκεται μόνο στα κύτταρα των ζώων, αν και τα φυτικά κύτταρα φαίνεται να έχουν ισοδύναμες πρωτεΐνες.

Το πυρηνικό περίβλημα είναι ημιπερατό, γεγονός που του επιτρέπει να διαχειρίζεται το είδος των υλικών που μπορούν να εξέλθουν και να εισέλθουν στον πυρήνα. Μόνο επιλεγμένες πρωτεΐνες που συμμορφώνονται με μια συγκεκριμένη μοριακή δομή μπορούν να περάσουν από το διπλό στρώμα της πυρηνικής μεμβράνης, εισχωρώντας σε σημεία που ονομάζονται πυρηνικοί πόροι.

Οι πυρηνικοί πόροι

Οι πυρηνικοί πόροι είναι αυτοί που επιτρέπουν στις ουσίες να περνούν τόσο από την εσωτερική όσο και από την εξωτερική μεμβράνη του πυρήνα. Είναι μια συλλογή πρωτεϊνών, περίπου 30 διαφορετικές, που επιτρέπουν μόνο σε ορισμένα μόρια να περάσουν μέσα από αυτές, αποκρούοντας άλλα. Συνδέουν επίσης την εσωτερική και την εξωτερική μεμβράνη.

Η λειτουργία του πυρηνοπλάσματος

Όπως το εσωτερικό του κύριου κυττάρου, το εσωτερικό του πυρήνα έχει μια ουσία που μοιάζει με ζελατίνη. Αυτό το νουκλεόπλασμα, που μερικές φορές ονομάζεται καρυόπλασμα, αποτελείται κυρίως από νερό, διαλυμένα ιόντα και διάφορα άλλα μόρια. Το πυρηνόπλασμα βοηθά στη διατήρηση του σχήματος του πυρήνα και υποστηρίζει τους πυρήνες και τα χρωμοσώματα που βρίσκονται μέσα σε αυτόν.

Το ρευστό συστατικό του πυρηνοπλάσματος αναφέρεται ως πυρηνικό υαλόπλασμα και βοηθά στη μεταφορά υλικών που χρειάζεται το κύτταρο για να λειτουργήσει και να μεταβολίσει ουσίες. Τα ένζυμα και τα νουκλεοτίδια συχνά διαλύονται στο νουκλεόπλασμα όταν δεν χρειάζονται πλέον.

Η χρωματίνη

Η χρωματίνη που βρίσκεται στον πυρήνα είναι μια μάζα DNA και πρωτεϊνών που ενώνονται για να δημιουργήσουν χρωμοσώματα κατά τη διαίρεση των ευκαρυωτικών κυττάρων. Η χρωματίνη αποτελείται από μικρές πρωτεΐνες γνωστές ως ιστόνες και DNA και είναι υπεύθυνη για τη συμπίεση του DNA σε συσκευασίες που είναι αρκετά μικρές ώστε να χωρούν στον πυρήνα. Οι ίνες χρωματίνης τυλίγονται για να δημιουργήσουν αδελφές χρωματίδες, οι οποίες ενώνονται μεταξύ τους σε ένα κεντρομερές για να δημιουργήσουν χρωμοσώματα.

Μια άλλη δομή μπαίνει στο παιχνίδι κατά την οργάνωση του DNA και την προετοιμασία του για κυτταρική διαίρεση. Το κεντρόσωμα βοηθά στην τοποθέτηση των χρωμοσωμάτων, μέσω της χρήσης μικροσωληνίσκων, όταν το κύτταρο ετοιμάζεται να διαιρεθεί. Μόνο τα ζωικά κύτταρα έχουν κεντροσώματα και τα φυτικά κύτταρα φαίνεται να βασίζονται αποκλειστικά στη δύναμη της πυρηνικής μεμβράνης για να οργανώσουν μέρη κατά την κυτταρική διαίρεση.

The Nucleolus

Ο πυρήνας είναι μια πυκνή συλλογή πρωτεϊνών, RNA και DNA. Αυτά τα συστατικά συγκεντρώνονται γύρω από τις περιοχές οργάνωσης των πυρηνικών. Εκτός από την οργάνωση του DNA και του RNA, η βιογένεση του ριβοσώματος συμβαίνει εδώ.

Ο πυρήνας κατά την κυτταρική διαίρεση

Η μίτωση, η διαδικασία της κυτταρικής διαίρεσης, είναι υπεύθυνη για τη δημιουργία δύο κυττάρων από ένα. Για να γίνει αυτό, το κελί πρέπει να αναπαράγει όλα τα μέρη του. Η μίτωση βλέπει τον πυρήνα στην πραγματικότητα να αποσυναρμολογείται και στη συνέχεια να μεταμορφώνεται όταν τελειώσει η διαδικασία διαίρεσης. Κατά τη μίτωση, το πυρηνικό περίβλημα διασπάται, το οποίο απελευθερώνει όλο το περιεχόμενο του πυρήνα του κυτταροπλάσματος του κυττάρου. Πριν συμβεί αυτό, ο πυρήνας προετοιμάζεται για διαίρεση. Τα χρωμοσώματα συμπυκνώνονται και είναι έτοιμα για αντιγραφή και ο πυρήνας επίσης εξαφανίζεται. Αυτή η διαδικασία αντιστρέφεται όταν ολοκληρωθεί η μίτωση.

Σημειώστε ότι ενώ πολλά κύτταρα διαλύουν τον πυρήνα κατά την αναπαραγωγή, δεν το κάνουν όλα. Μερικοί μονοκύτταροι ευκαρυώτες περνούν από μια διαδικασία γνωστή ως κλειστή μίτωση, όπου το πυρηνικό περίβλημα παραμένει άθικτο. Σε αυτήν την περίπτωση, τα χρωμοσώματα στον πυρήνα μεταναστεύουν σε αντίθετα άκρα του πυρήνα και στη συνέχεια ο ίδιος ο πυρήνας χωρίζεται στα δύο, μαζί με το υπόλοιπο κύτταρο.

Ο πυρήνας του κυττάρου είναι κρίσιμος για τη λειτουργία και την αναπαραγωγή του κυττάρου. Χωρίς τον πυρήνα, το κύτταρο δεν θα μπορούσε να αναπαραχθεί ή να αναπτυχθεί.