细胞核的功能

介绍

细胞核 是真核细胞最大的细胞器,位于细胞质中,由双膜(核被膜)隔开。 作为遗传信息的载体, 细胞核 包含以下形式的遗传信息 染色体 (DNA链),因此在遗传中起着至关重要的作用。 大多数哺乳动物细胞只有一个核。 这是圆形的,直径为5到16微米。 某些细胞类型,例如肌肉纤维或骨骼中的特化细胞,可能具有不止一个核。

细胞核的功能

细胞核 是细胞最重要的细胞器,占细胞体积的10 -15%。 细胞核包含细胞的大多数遗传信息。 在人类中,除了细胞核, 线粒体 也包含DNA(“线粒体DNA”)。

然而,线粒体基因组仅编码少数 蛋白质,这主要是在呼吸链中产生能量所需的。 作为脱氧核糖核酸(DNA)的存储,细胞核被认为是细胞的控制中心,并调节细胞代谢的许多重要过程。 细胞核对于细胞功能至关重要。

没有细胞核的细胞通常无法存活。 例外是无核红色 血液 细胞 (红细胞)。 除调节功能外,细胞核的任务还包括DNA的存储,复制和传输。

DNA以长链状双螺旋的形式位于细胞核中,并与核紧密结合。 蛋白质,组蛋白,形成 染色体. 染色体 包括 染色质,仅在细胞分裂过程中凝结成显微镜下可见的染色体。 每个人类细胞都包含23条染色体,每条染色体都是重复的并从父母双方那里继承而来。

因此,一个细胞中的一半基因来自母亲,另一半来自父亲。 细胞核通过RNA的信使分子控制细胞内的代谢过程。 遗传信息编码为 蛋白质 这些负责细胞的功能和结构。

必要时,将DNA的某些部分(称为基因)转录为信使物质(信使RNA或mRNA)。 形成的mRNA离开细胞核,并用作合成相应蛋白质的模板。 可以想象DNA是一种由四个字母组成的编码语言。

这是四个碱基:腺嘌呤,胸腺嘧啶,鸟嘌呤和胞嘧啶。 这些字母构成单词,每个单词由三个基数组成,称为密码子。 每个密码子编码一个特定的氨基酸,因此形成蛋白质生物合成的基础,因为基因的碱基序列通过连接各个氨基酸而被翻译成蛋白质。

所有这些编码信息称为遗传密码。 特定的碱基序列使我们的DNA独一无二,并决定了我们的基因。 但是,不仅碱基参与DNA的构建。

DNA由串在一起的核苷酸组成,而核苷酸又由糖,磷酸酯和碱基组成。 核苷酸形成DNA主链,其呈螺旋双螺旋形式。 另外,该链进一步缩合,使其适合小细胞核。

这也称为染色体,即DNA的包装形式。 每次细胞分裂时,都会复制完整的DNA,以便每个子细胞都包含完整的相同遗传信息。 染色体是我们遗传材料(DNA)的一种特殊包装形式,仅在细胞分裂过程中可见。

DNA是一种线性结构,太长了,无法以其自然状态放入我们的细胞核中。 通过各种节省空间的DNA螺旋和小蛋白质的掺入解决了这个问题,DNA可以围绕这些小蛋白质进一步包裹自身。 DNA的最紧凑形式是染色体。

在显微镜下,它们显示为具有中央收缩的杆状体。 这种DNA形式只能在细胞分裂期间(即有丝分裂期间)观察到。 细胞分裂又可以分为几个阶段,其中染色体最好地表现在中期。

正常的体细胞具有由46条染色体组成的双组染色体。 RNA描述了核糖核酸,其结构与DNA类似。 但是,它是一个单链结构,与单个构建基块中的DNA不同。

另外,RNA也比DNA短得多,并且与DNA相比具有许多不同的任务。 RNA可以进一步分为执行不同任务的不同RNA亚组。 其中,mRNA在细胞核分裂过程中起着重要作用。

与tRNA一样,它也可用于蛋白质和蛋白质的生产。 。 RNA的另一个亚组是rRNA,它是 核糖体 因此也参与蛋白质的生产。 蛋白质生物合成的第一步是将DNA转录成mRNA(转录),并发生在细胞核中。

在此过程中,一条DNA链充当互补RNA序列的模板。 但是,由于在细胞核内无法产生蛋白质,因此形成的mRNA必须排出到细胞质中并转运到细胞核中。 核糖体,最终蛋白质会真正合成。 内 核糖体,将mRNA转换为用于构建蛋白质的氨基酸序列。

此过程称为翻译。 但是,在信使RNA可以运出细胞核之前,首先要经过很多步骤,即将某些序列连接起来或切除或重新组装。 这样,可以从一个转录本产生不同的蛋白质变体。

该过程使人类能够以相对较少的基因产生大量不同的蛋白质。 在细胞核中发生的细胞的另一个重要功能是DNA的复制(复制)。 在一个细胞中,有一个不断建立和分解的循环:旧的蛋白质,污染物和代谢产物被分解,新的蛋白质必须被合成并且必须产生能量。

另外,细胞生长并分成两个相同的子细胞。 但是,在细胞分裂之前,必须先复制整个遗传信息。 这很重要,因为生物体内所有细胞的遗传物质都是绝对相同的。

复制发生在细胞核中精确定义的细胞分裂时间。 这两个过程紧密相连,并受某些蛋白质的调控()。 首先,分离双链DNA,每条单链充当后续复制的模板。 为此,各种 对接至DNA并完成单链形成新的双螺旋。

在此过程结束时,已产生了精确的DNA拷贝,可在分裂过程中传递给子细胞。 但是,如果在细胞周期阶段之一发生错误,则会发生不同的突变。 在不同的细胞周期阶段可以自发发生多种类型的突变。

例如,如果基因有缺陷,这称为基因突变。 但是,如果缺陷影响某些染色体或部分染色体,则称为染色体突变。 如果染色体数目受到影响,则会导致基因突变。

您可能也对该主题感兴趣:染色体畸变–这是什么意思? 核被膜的双层膜具有孔,这些孔用于选择性地将蛋白质,核酸和信号传导物质转运出核或转运到核中。 通过这些孔,某些代谢因子和信号传导物质进入细胞核,从而影响某些蛋白质的转录。

遗传信息到蛋白质的转化受到严格监控,并受许多代谢因子和信号传导物质的调节,这称为基因表达。 发生在细胞核末端的许多信号传导途径,会影响某些蛋白质的基因表达。 真核细胞核内是核仁。

一个细胞可以包含一个或多个核仁,而活跃且频繁分裂的细胞最多可以包含10个核仁。 核仁是球形的致密结构,在光学显微镜下清晰可见,并在细胞核内清楚地勾画出。 它形成了功能上独立的核区域,但没有被其自身的膜包围。

核仁由DNA,RNA和蛋白质组成,它们一起位于一个密集的聚集体中。 核糖体亚基的成熟发生在核仁中。 细胞中合成的蛋白质越多,需要的核糖体就越多,因此,具有代谢活性的细胞具有多个核仁。

原子核 神经细胞 具有多种功能。 原子核 神经细胞 内质网与其他细胞成分(细胞器)(例如内质网(ER)和高尔基体)一起位于细胞体(体)中。 像在所有人体细胞中一样,细胞核包含DNA形式的遗传信息。

由于DNA的存在,其他人体细胞能够通过有丝分裂复制自身。 然而,神经细胞是非常特殊且高度分化的细胞,构成了神经细胞的一部分。 神经系统。 结果,他们不再能够复制自己。

然而,细胞核执行另一项重要任务。 其中,神经细胞负责刺激我们的肌肉,最终导致肌肉运动。 它们之间的神经细胞之间以及神经细胞与肌肉之间的通信是通过信使物质(递质)进行的。

这些化学物质以及其他重要的维持生命的物质是在细胞核的帮助下产生的。 在此过程中,不仅细胞核而且体细胞的其他成分也起着重要作用。 此外,细胞核控制着包括神经细胞在内的所有细胞中的所有代谢途径。 为此,细胞核包含我们所有的基因,根据它们的用途,这些基因可以被读取并翻译成所需的蛋白质和酶。 有关神经细胞特殊功能的更多信息可以在神经细胞处找到