Матрицалық процестердегі ядро рөлі

Құрылысы мен функциялары ядро
Ядро білдіреді міндетті бөлігі жасушалары көптеген біржасушалы ағзалардан пайда болуының және барлық көпжасушалы организмдер.

Сур. 1. Схемасы құрылымының жасушалық ядро
Ол құрамында ядролық гендер және тиісінше орындайды 2 басты функциялары:
1.Сақтау және ойнату генетикалық ақпарат;
2.Реттелуі зат алмасу процесін ағатын клеткадағы.
Клетка, утратившая ядро, мүмкін емес, әрі қарай өмір сүруі. Ядро сонымен қатар, неспособно өз бетінше өмір сүруіне, сондықтан ядро және цитоплазма құрайды взаимозависимую жүйесі.
Болуына немесе болмауына қарай торларда ресімделген ядро барлық организмдер болып бөлінеді прокариотические және эукариотические. Негізгі айырмашылығы болып табылады дәрежесі оқшаулануы, генетикалық материал (ДНҚ) цитоплазмы және білім эукариоттардың күрделі ДНҚ-бар құрылымдар-хромосомалардың. Эукариот жасушалары қамтиды ресімделген ядро. Прокариот жасушалары жоқ морфологиялық ресімделген ядро.
Іске асыру жолымен жасалған гендер тұқым қуалайтын ақпарат ядро басқарады белковыми синтезами, физиологиялық және морфологическими процестерді клеткадағы. Функциялары ядро жүзеге асырылады өзара тығыз байланыста цитоплазмой.
Алғаш рет ядро бақылады. Я. Пуркине (1825) яйцеклетке тауық. Ядро өсімдік жасушаларының сипатталды. Р. Броуном (1831-33) бақылады, оларға шарообразные құрылымы. Ядро жануарлар жасушалары болды сипатталған Т. Шванном (1838-39 жж.)
Ядроның өлшемдері ауытқиды 1 мкм-ден (кейбір қарапайым) 1 мм-ге дейін (жұмыртқа кейбір балықтар мен қос мекенділер). Құрамына көптеген эукариоттық жасушалар кіреді бір ядросы. Алайда, кездеседі және многоядерные жасушалары (поперечнополосатые бұлшық талшықтар және т. б.). Құрамына жасушалар инфузории, мысалы, кіреді 2 ядро (макронуклеус және микронуклеус). Кездеседі және полиплоидные жасушалар, олардың өсуі хромосомалардың жиынтығы.
Нысаны ядро әртүрлі болуы мүмкін (сфералық, эллипсовидной, дұрыс және т. б.) және түріне байланысты жасушалар.
Көлемі арасындағы ядро және көлемі цитоплазмы байланыс бар. Астам жас клеткалары әдетте ірі ядро. Ереже ядросының жасушадағы өзгеруі мүмкін қарай дифференцировка немесе жинақтау қоректік заттар.
Ядро окружено ядролық мембраной, бекемделген екі қабатты болып табылады және құрамында ядролық тері тесігін, орналасқан бір-бірінен бірдей қашықтықта.
Құрамына интерфазного ядро кіреді кариоплазма, хроматин, жұлын, сондай-ақ синтезируемые ядросында құрылымын (перихроматиновые фибриллы, перихроматиноые түйіршіктер, интерхроматиновые түйіршіктер). Кезінде белсенді фазалардың бөлу ядро жүреді спирализация хроматиннің және білім хромосомалардың.
Құрылымы ядро біркелкі емес. Бар көп спирализованные гетерохроматиновые учаскелері (жалған немесе хроматиновые жұлын). Қалған учаскелер — эухроматиновые. Үлес салмағы ядро одан қалған цитоплазмы. Арасында ядролық құрылымдардың ең көп салмағы ие ядрышко. Тұтқырлығы ядро қарағанда жоғары тұтқырлығы цитоплазмы. Егер ядролық қабығы ажыратылады және кариоплазма шығады сыртқа қарай жүреді спадание ядро ешбір белгілері қайта.

Сур. 2. Ядросында бар үлкен бөлігі ДНК эукариотической жасушалар. Ядросы анық көрінеді электрондық микрофотографии жұқа кесінді жасушалары млекопитающего. (В. Альбертсу)

Сур. 3. Көлденең кесіндісі ядро әдеттегі жасушалар.
Ядролық қабық екі мембраналар, әрі сыртқы жалғасы болып табылады мембраналар эндоплазматического ретикулума. Липидті бислой ішкі және сыртқы ядролық мембраналар қосылады ядролық кезде. Екі желі нитевидных аралық фибрилл (түрлі-түсті желісі) қамтамасыз етеді механикалық беріктігі ядролық қабықшаның.Фибриллы ішіндегі өзегін құрайды подстилающую ядролық ламину (Альбертсу).
Ядролық қабық тікелей байланысты эндоплазматическим ретикулумом. Екі жақтан да оған прилегают сетеподобные тұратын құрылым аралық филаментов. Сетеподобная құрылымы, ол выстилает ішкі ядролық мембрана деп аталады ядролық ламиной.

Сур. 4. Әр түрлі құрылымын жасушалық ядро
Ядролық қабық
Бұл құрылым тән барлық эукариоттық жасушалар. Ядролық қабық тұрады сыртқы және ішкі липопротеидных мембраналардың қалыңдығы құрайтын 7-8 нм. Липопротеидные мембраналар бөлінген перинуклеарным кеңістігі ені 20-дан 60 нм. Ядролық қабық шектейді ядро жылғы цитоплазмы.
Ядролық қабық пронизана ұяшық диаметрі құрайды 60-100 нм. Шетінде әрбір тері тесігін орналасқан тығыз зат (аннулус). Шекарасы бойынша округлого тесіктер ядролық қабығында орналасады үш бірқатар түйіршіктер, 8 дана әр: бір қатарға жатыр тарапынан ядро, басқа жағынан цитоплазмы, үшінші орталық бөлігінде орналасқан пор. Мөлшері түйіршіктер шамамен 25 нм. Осы түйіршіктер отходят фибриллярные отростки, просвете тері тесігін бар орталық элементі диаметрі 15-20 нм, соединенный с аннулусом радиал фибриллами. Бірге бұл құрылымдар құрайды поровый кешені, ол реттейді өту макромолекулалардың арқылы тері тесігін.
Сыртқы ядролық мембранасы мүмкін өтуге в мембраналар эндоплазматической. Сыртқы ядролық мембране әдетте орналасқан үлкен саны рибосом. Көптеген жануарлар мен өсімдік жасушаларының сыртқы мембранасы ядролық қабықшаның емес білдіреді мінсіз тегіс беті — ол құруға көлемі әр түрлі выпячивания немесе выросты жағына цитоплазмы.
Саны ядролық уақытқа байланысты дененің метаболикалық қызметінің арттыру жасушаларының: одан синтетикалық процестер жасушаларында көп пор бірлігіне бетінің жасушалық ядро.
Химиялық тұрғыдан алғанда, ядролық қабық кіреді ДНК (0-8%), РНК (3-9%), липидтер (13-35%) және белоктар (50-75%).
Бұл липид құрамын ядролық мембраналар, онда ол сходен химиялық құрамымен мембраналардың ЖТС (эндоплазматической желі). Ядролық мембранах төмендігі байқалады холестерин және жоғары мазмұны фосфолипидтер.
Ақуызды құрамы мембраналық фракциялары өте күрделі. Арасында белоктар табылған бірқатар ферменттердің жалпы байланысты ЭР (мысалы, глюкозо-6-фосфатаза, Mg-тәуелді АТФаза, глютамат-дегидрогеназа және т. б.) табылған РНК-полимераза. Мұнда анықталды белсенділігін көптеген қышқылдану ферменттерінің (цитохромоксидазы, НАДН-цитохром-с-редуктазаның) және әр түрлі цитохромов.
Арасында белок фракцияларын ядролық мембраналардың кездеседі негізгі белоктар үлгідегі гистонов, бұл түсіндіріледі байланыспен учаскелерін хроматиннің ядролық қабықпен болады.
Ядролық қабық проницаема иондары үшін, заттарды шағын молекулярным салмағы (қант, амин қышқылдары, нуклеотидтер). Бірі-ядро » цитоплазму жүреді көлік РНК.
Ядролық қабық болып табылады кедергі шектейтін мазмұн ядро жылғы цитоплазмы және кедергі жасайтын еркін кіру ядросы ірі биополимеров.

Сур. 5. Ядролық қабық ажыратады ядро жылғы цитоплазматических органелл. Осы электрондық микрофотографии ұсынылған жұқа кесінді ооцита теңіз ежа, ядро, оның боялады ерекше біркелкі, ал цитоплазма тығыз толып қалған органеллами. (Альбертсу)
Кариоплазма
Кариоплазма немесе ядролық шырын — бұл мазмұнды жасушалық ядро, ол тиелуі хроматин, жұлын, внутриядерные түйіршіктер. Кейін экстракция хроматиннің химиялық агенттер кариоплазме сақталады деп аталатын ядролық матрикс. Бұл кешен емес, білдіреді қандай таза фракция, мұнда компоненттер кіреді және ядролық қабық, және ядрышка және кариоплазмы. Ядролық матриксом болды байланысты қалай гетерогенная РНҚ және ДНҚ бөлігі. Матрикс ядро маңызды рөл атқарады қолдауда жалпы құрылымын интерфазного ядро ғана қатыса алады реттеуде синтезі нуклеин қышқылдары.
Хроматин
Жасушалық ядро болып табылады вместилищем дерлік бүкіл генетикалық ақпараттың жасушалары, сондықтан негізгі мазмұн жасушалық ядро — бұл хроматин: кешені дезоксирибонуклеин қышқылы (ДНҚ) және әр түрлі белоктар. Ядросында, әсіресе, митотических хромосомах, ДНК хроматиннің бірнеше рет свернута, оралуы ерекше түрде жоғары дәрежесіне қол жеткізу үшін компактизации.

Өйткені, барлық ұзын жіпті ДНК қажет жатқызып » жасушалық ядро, оның диаметрі бірнеше микрометр. Бұл міндет шешіледі дәйекті орау ДНК хроматине көмегімен арнайы белоктар. Негізгі массасы хроматиннің ақуыздар — бұл ақуыздар гистоны құрамына кіретін глобулярных субъединиц хроматиннің деп аталатын нуклеосомами. Хроматин білдіреді нуклеопротеидные жіптің құрамына кіретін хромосомалардың. Термині «хроматин» енгізілді. В. Флеммингом (1880). Хроматин — бұл дисперсное жағдайы хромосомалардың да интерфазе жасушалық цикл. Негізгі құрылымдық компоненттері хроматиннің болып табылады: ДНҚ (30-45%), гистоны (30-50%), негистоновые белоктар (4-33%). Бар 5 типті белоктар-гистонов құрамына кіретін хроматиннің (Н1, Н2А, Н2В, Н3 және Н4). Белок Н1 әлсіз байланысты хроматином.
Өз морфология хроматин ескертеді құрылымы «бус», тұратын нуклеосом (бөлшектердің диаметрі шамамен 10 нм). Нуклеосома — бұл ДНК сегменті ұзындығы 200 жұп негіздер, навитый арналған белковую сердцевину, ол 8 молекулалар белоктар-гистонов (Н2А, Н2В, Н3 және Н4). Әрбір нуклеосома жасырады 146 жұп негіздер. Нуклеосома дегеніміз цилиндр бөлшекті тұратын 8 молекулалардың гистонов, диаметрі шамамен 10 нм болатын «намотано» сәл ғана кем екі орам жіптің ДНК молекулалары. Барлық ақуыз-гистоны, сонымен Н1 кіргенде құрамына өзегінің нуклеосомы. Белок Н1 бірге ДНК байланыстырады жекелеген нуклеосомы-бірімен (бұл учаскесі деп аталады линкерная ДНК). Электрондық микроскопе мұндай жасанды деконденсированный хроматин сияқты көрінеді «моншақ кездесті желіде». Тірі жасушалар ядросында нуклеосомы тығыз біріктірілген бір-бірімен көмегімен тағы бір линкерного гистонового ақуыз құра отырып, осылай деп аталатын элементарную хроматиновую фибриллу, диаметрі 30 нм. Басқа белоктар, негистоновой табиғат құрамына кіретін хроматиннің қамтамасыз етеді одан әрі компактизацию, т. е. укладка, фибрилл хроматиннің, жетеді өз максимальнах мәндерін бөлу кезінде клеткалар митотических немесе мейотических хромосомах. Ядрода жасушаның хроматин бар түрінде тығыз конденсированного хроматиннің, онда 30 нм қарапайым фибриллы тығыз оралған, сондай-ақ түрінде гомогенного диффузного хроматиннің. Сандық қатынасы осы екі түрлерін хроматиннің сипатына байланысты дененің метаболикалық қызметінің арттыру жасушалары дәрежесін, оның дифференцированности. Мысалы, ядро эритроциттердің құстардың, болмайды белсенді процестер репликация және транскрипция қамтиды іс жүзінде тек тығыз конденсированный хроматин. Кейбір бөлігі хроматиннің сақтайды өзінің жинақы, конденсацияланган күй бойы жасушалық цикл — мұндай хроматин деп аталады гетерохроматином және ерекшеленеді эухроматина бірқатар қасиеттеріне байланысты.
Спирализованные учаскелері хромосомалардың инертны генетикалық қатысты. Беруді генетикалық ақпараттың жүзеге асырады деспирализованные учаскелері хромосомалардың өзінің кіші қалыңдығы көрінбейді бұл жарық микроскоп. Қр бөлінетін жасушаларда барлық хромосоманың қатты спирализуются, укорачиваются алады шағын мөлшері мен нысаны.
Хроматин интерфазных ядролардың білдіреді тірек ДНК түйіршіктер (хромосоманың), олар жоғалтады-бұл өз компактную нысанын, разрыхляются, деконденсируются. Дәрежесі мұндай деконденсации хромосомалардың әр түрлі болуы мүмкін ядроларындағы әр түрлі жасушалар. Кезде хромосома немесе оның учаскесі толығымен деконденсирован, онда бұл аймақ деп атайды диффузды хроматином. При неполном разрыхлении хромосомалардың да интерфазном ядрода көрінетін учаскелер конденсированного хроматиннің (кейде деп аталатын, гетерохроматин). Көрсетілгендей, бұл дәрежесі деконденсации хромосомалық материалдың интерфазе көрсетуі мүмкін функционалдық жүктеме осы құрылымдар. Бірақ диффузен хроматин интерфазного ядро, соғұрлым онда синтетикалық процестер. Төмендеуі синтез РНК жасушаларында әдетте өсуімен бірге аймақтардың конденсированного хроматиннің.
Барынша конденсирован хроматин кезінде митотического бөлу жасушалар, ол-нда түрінде тығыз торпақ — хромосомалардың. Бұл кезеңде хромосоманың көтермейді, ешқандай синтетикалық жүктемелерді, оның ішінде жүреді қосу предшественников ДНҚ және РНҚ.

Сур. 6. Құрылысы нуклеосом.
Нуклеосомные бөлшектер тұрады толық екі ораммен ДНК (83 нуклеотидных жұп сатысы), закрученных айналасындағы қабығы білдіретін гистоновый октамер және біріктіріледі бір-бірімен линкерной ДНК. Нуклеосом-дық бәрі бөлініп отыр хроматиннің арқылы шектелген гидролиз линкерных учаскелерін ДНК микрококковой нуклеазой. Әрбір нуклеосомнои частице фрагменті қос спиральді ДНҚ бар ұзындығы 146 жұп негіздер, закручен айналасында гистонового қабығы. Бұл ақуызды кор құрамында екі молекуласының әрқайсысының гистонов Н2А, Н2В, НЗ және Н4. Полипептидные тізбегі гистонов қорында жылғы 102-ден 135 аминоқышқыл қалдықтары, ал жалпы салмағы октамера шамамен 100000 Иә. «Деконденсированной нысан хроматиннің әрбір «моншақ» байланысты көрші частицей нитевидным учаскесін линкерной ДНК (Альбертсу).

Сур. 7. Схемасы, иллюстрирующая түрлі деңгейлері орау хроматиннің, олар, шамасы, көрсетеді дәйекті қалыптастыру кезеңдері высококонденсированной метафазной хромосоманың (Альбертсу).
Сур. 8. Учаскесі хроматиннің нысанында нуклеосомной жіптер.
Көрсетілген үш жіптер хроматиннің, олардың бірінде екі молекуласының РНК-полимеразы транскрибируют ДНК. Көп бөлігі ядрода хроматиннің жоғары эукариот құрамында белсенді гендердің, және, демек, бос жылғы РНҚ-транскриптов. Айта кету керек, нуклеосомы бар сияқты транскрибируемых, сондай-ақ нетранскрибируемых облыстарында, және олар байланысты ДНК тікелей алдында және дереу үшін қозғалыстағы молекулалар РНҚ-полимераз. (Альбертсу) .

Сур. 9. Ұйымдастыру нуклеосом.
А. жоғарыдан Көрініс. Б. Түрі бүйірінен.
Бұл түрінде орау нуклеосому келеді бір молекуласы гистона Н1 (көрсетілмесе). Дегенмен бекітілу орнын гистона Н1 — нуклеосоме анықталды, орналасуы молекулалардың Н1 осы фибрилле белгісіз (Альбертсу).
Хроматиннің ақуыздар
Гистоны — сильноосновные белоктар. Олардың сілтілігі байланысты олардың обогащенностью негізгі амин (негізінен лизином және аргинином). Бұл белоктар құрамында триптофан. Препарат жиынтық гистонов бөлуге болады 5 фракциялары:
Н-1 (ағылшын histone) — бай лизином гистон, мол. Салмағы 2100;
Н 2а — орташа бай лизином гистон, салмағы 13 700;
Н 2б — орташа бай лизином гистон, салмағы 14 500;
Н 4 — бай аргинином гистон, салмағы 11 300;
Н 3 — бай аргинином гистон, салмағы 15 300.
Препараттардағы хроматиннің бұл фракциясының гистонов қандай да бір в шамамен тең мөлшерде басқа, Н 1 , оның шамамен 2 есе аз, кез келген басқа да фракциялар.
Үшін молекулалардың гистонов тән әркелкі бөлу негізгі амин қышқылдарының тізбегі: байытылған оң заряженными аминогруппами байқалады ұшында ақуыз тізбектерінің. Бұл учаскелер гистонов байланыстырылады фосфатными топтармен ДНК, ал салыстырмалы аз зарядталған орталық учаскелері молекулалардың қамтамасыз етеді, олардың өзара іс-қимыл бір-бірімен. Осылайша, арасындағы өзара іс-қимыл гистонами және ДНК әкеліп соғатын білімі дезоксирибонуклеопротеинового кешенді сипатқа иондық сипатта болады.
Гистоны синтезделінеді арналған полисомах в цитоплазме, бұл синтез басталады бірнеше ертерек редупликации ДНК. Синтезделген гистоны мигрируют бірі цитоплазмы в ядро, онда байланыстырылады учаскелерін ДНК.
Функционалдық рөлі гистонов емес, әбден айқын. Бір уақытта жақсылыққа гистоны болып табылады ерекше реттеуші белсенділік ДНК хроматиннің, бірақ одинаковость құрылыстың негізгі массасын гистонов дейді туралы шағын ықтималдығы. Астам айқын құрылымдық рөл гистонов қамтамасыз ететін тек ерекше укладка хромосомалық ДНК, бірақ үлкен рөл атқарады реттелуі транскрипция.

Сур. 10. Құрылысы нуклеосом.
Нуклеосомные бөлшектер тұрады толық екі ораммен ДНК (83 нуклеотидных жұп сатысы), закрученных айналасындағы қабығы білдіретін гистоновый октамер және біріктіріледі бір-бірімен линкерной ДНК. Нуклеосом-дық бәрі бөлініп отыр хроматиннің арқылы шектелген гидролиз линкерных учаскелерін ДНК микрококковой нуклеазой. Әрбір нуклеосомнои частице фрагменті қос спиральді ДНҚ бар ұзындығы 146 жұп негіздер, закручен айналасында гистонового қабығы. Бұл ақуызды кор құрамында екі молекуласының әрқайсысының гистонов Н2А, Н2В, НЗ және Н4. Полипептидные тізбегі гистонов қорында жылғы 102-ден 135 аминоқышқыл қалдықтары, ал жалпы салмағы октамера шамамен 100000 Иә. «Деконденсированной нысан хроматиннің әрбір «моншақ» байланысты көрші частицей нитевидным учаскесін линкерной ДНК.
Негистоновые белоктар — ең жаман охарактеризованная фракциясы хроматиннің. Басқа ферменттер тікелей байланысты хроматином (ферменттер, жауапты репарацию, редубликацию, транскрипция және түрлендіру ДНК, ферменттер модификациясы гистонов және басқа да белоктар), бұл фракцияны кіреді және көптеген басқа да белоктар. Өте бәлкім, бұл бөлігі негистоновых белоктар білдіреді ерекше белоктар — регуляторлар, узнающие белгілі бір нуклеотидные ретпен ДНК.
РНҚ хроматиннің құрайды 0,2-ден 0,5% мазмұны ДНК. Бұл РНК білдіреді барлық белгілі клеткалық РНҚ типтері процесінде тұрған синтез немесе жетілу байланысты ДНК хроматиннің.
Құрамында хроматиннің табылуы мүмкін липидтер 1% — ға дейін таразы ұстау ДНК, олардың рөлі құрылымы мен жұмыс істеуі хромосомалардың белгісіз.
Химиялық тұрғыдан препараттар хроматиннің білдіреді күрделі кешендері дезоксирибонуклеопротеидов құрамына ДНҚ және арнайы хромосомдық ақуыз — гистоны. Құрамында хроматиннің табылған РНК. Сандық қатысты ДНК, ақуыз және РНҚ орналасқан 1:1,3:0,2. Маңызы туралы РНҚ құрамында хроматиннің әлі жеткілікті бір мәнді деректер. Мүмкін, бұл РНК білдіреді ілеспе препаратқа функциясын синтезирующейся РНҚ және сондықтан ішінара байланысты ДНК немесе бұл ерекше түрі РНҚ тән, хроматиннің құрылымы.
ДНК хроматиннің
Бұл препарат хроматиннің үлесіне ДНК тиесілі, әдетте, 30-40%. Бұл ДНҚ білдіреді двухцепочечную спиральную молекула бар. ДНК хроматиннің ие, молекулалық массасы 7-9*10 6 . Осындай салыстырмалы түрде шағын салмағы ДНК-ның препараттарды түсіндіруге болады зақымдалған ДНК бөлу процесінде хроматиннің.

Кейбір амфибиялардың » ядроларындағы саны ДНК-ға артық ядроларындағы адам 10-30 есе, дегенмен генетикалық конституциясы адам несравненно қиын қарағанда, лягушек. Демек, болжауға болады, бұл артық саны ДНК-дан астам төмен ұйымдасқан организмдердің не орындаумен генетикалық рөлін, не саны гендердің қайталанады болса, есе саны.
Сателлитная ДНҚ, немесе фракциясы ДНК-жиі қайталанатын последовательностями қатыса алады узнавании гомологичных аудандардың хромосомалардың кезінде мейозе. Басқа предположениям, бұл учаскелер рөл атқарады, бөлгіштер (спейсеров) әр түрлі функционалдық бірліктер-хромосомалық ДНҚ.
Сөйтсек, фракциясы қалыпты қайталанатын (10 2 10 5 рет) тізбектер жатады пестрому сыныбы учаскелерін ДНК маңызды рөл атқаратын айырбастау процестер. Бұл фракцияны кіреді гендер рибосомных ДНК, бірнеше рет повторенные учаскелері синтезі үшін барлық тРНК. Сонымен қатар, кейбір құрылымдық гендер жауапты синтезі белгілі бір белоктар, сондай-ақ, мүмкін бірнеше рет қайталануы, ұсынылған көптеген көшірмелерімен (гендер үшін ақуыздардың хроматиннің — гистонов).
Ядрышко
Ядрышко (нуклеола) — бұл тығыз тельце ішіндегі ядро көптеген жасушаларының эукариот. Тұрады рибонуклеопротеидов — предшественников рибосом. Әдетте торда бір ядрышко, сирек көп. «Ядрышке бөледі аймаққа внутриядрышкового хроматиннің аймағы фибрилл аймағына түйіршіктер. Ядрышко-бұл тұрақты құрылымы эукариот жасушаларында. Белсенді митозе жұлын металеместер, содан кейін синтезделінеді. Негізгі функциясы ядрышек-РНҚ синтезі және субъединиц рибосом.
«Ядрышке бөледі аймаққа внутриядрышкового хроматиннің аймағы фибрилл аймағына түйіршіктер. Ядрышко табылмайды, органоидом жасушалар, айырған мембрана құрылады айналасында учаскесінің хромосоманың, онда закодирована құрылымы рРНК (ядрышковый ұйымдастырушы), онда синтезируется рРНК; басқа жинақтау рРНК » ядрышке қалыптасады рибосомы, содан кейін ауыстырылады цитоплазму. Т. о. ядрышко — бұл жиналуы рРНК және рибосом әр түрлі кезеңдерінде қалыптастыру.
Негізгі функциясы ядрышка болып табылады синтезі рибосом (бұл процеске қатысады РНҚ-полимераза I)

Сур. 11. Электрондық микрофотография жұқа кесінді ядрышка » фибробласте адам. Жақсы көрінетін үш дискретті аймағы. А-Жалпы түрі ядрышка. Б. Нақтылау. (Альбертсу).
. ДНҚ — ның тұқым қуалайтын ақпарат
Дезоксирибонуклеиновая кислота тасымалдаушысы болып табылады тұқым қуалайтын ақпарат торда қамтиды ретінде көмірсу компонентінің дезоксирибозу ретінде азотты негіз аденин (А), гуанин (G), цитозин (C) және тимин (Т), сондай-ақ фосфор қышқылының қалдығы.

Сур. 12. Үш нысандары спиральді ДНК, олардың әрқайсысы құрамында 22 нуклеотидные жұп.
Барлық осы құрылымдар құрылды екі антипараллельными ДНҚ тізбектерін, удерживаются бірге арқасында шағылысу комплементарных нуклеотидтер. Әрбір нысаны көрсетілген, жанынан және үстінен. Сахарно-фосфатный бақылау бекеттері мен жұп негіздер бөлініп, әр түрлі реңктерімен сұр қара-сұр түспен белгіленген және ақшыл-сұр түспен белгіленген, тиісінше.
А-нысаны ДНК, ол жиі кездеседі жасушаларында.
Б. А-нысаны ДНК болып отыр, ол басым кептіру кезінде кез келген ДНК қарамастан, оның реттілігі. В. Z-нысаны ДНК: осындай нысанын ие болады кейбір дәйектілігі белгілі бір жағдайларда. -Нысаны және А-нысаны-правоза-крученные, ал Z-нысаны -левозакрученная ( Альбертсу).
ДНК — ұзақ неразветвленный полимер тұратын барлығы төрт субъединиц — дезоксирибонуклеотидов. Нуклеотидтер бір-бірімен ковалентными фосфодиэфирными байланыстары бар, біріктіруші 5′-атом көміртегінің бір қалдығының 3′-атомом көміртек келесі қалдық. Негізі төрт түрі «нанизаны» сахарфосфатную тізбегі сияқты төрт түрлі типтегі бусинок, надетых бір желіге. Осылайша, ДНК молекулалары тұрады екі ұзын комплементарных тізбектерін ұсталатын бірге арқасында шағылысу негіздер.
Үлгі ДНК, оған сәйкес барлық негіз ДНҚ орналасқан ішіндегі қос спираль, ал сахарофосфатный бақылау бекеттері — сыртынан ұсынылды 1953 ж. Уотсонмен мен Айқайлап. Саны тиімді сутекті байланыстар пайда болуы мүмкін арасындағы G және немесе және Т амӛз болады бұл жағдайда, (қажет болған жағдайда кез келген басқа комбинациясы. Дәл ДНК моделі, ұсынылған Уотсонмен мен Айқайлап, тұжырымдауға мүмкіндік берді негізгі принциптері беру тұқым қуалайтын ақпарат, негізделген комплементарности екі ДНҚ тізбегінің. Бір тізбек қызмет етеді матрицасы үшін білім комплементарной оған тізбектері, ал кажный нуклеотид болып табылады әрпі » четырехбуквенном әліпбиіне.
Нуклеотидтер құрамына кіретін ДНК тұрады азотсодержащего циклдік қосылыстар (азотистого негіздері), пятиуглеродного қант қалдығының және бір немесе бірнеше фосфатты топтар. Негізгі және маңызды рөл нуклеотидтердің торда, яғни, олар болып табылады мономерами, оның ішінде салынды полинуклеотиды — нуклеин қышқылдары, жауапты сақтауды және беруді биологиялық ақпаратты. 2 бас типті нуклеин қышқылдарының бойынша ерекшеленеді сахарному қалдығы олардың полимерном каркасе. Негізінде құрылған рибозы рибонуклеин қышқылы (РНҚ) құрамында аденин, гуанин, цитозин және урацил. Құрамына дезоксирибонуклеин қышқылы (ДНҚ) кіреді туынды рибозы — дезоксирибоза. ДНҚ құрамында нуклеотидтер: аденин, гуанин, цитозин және тимин. Реті негіздерін анықтайды генетикалық ақпарат. Үш нуклеотида тізбегіндегі ДНК кодируют бір амин қышқылы (триплетный коды). Т. о. ДНК учаскелері білдіреді гендер бар барлық генетикалық ақпаратты жасуша мен қызметшілер матрицамен синтезі үшін жасуша белоктар.
Ең бастысы қасиеті полинуклеотидов — білу жолдауға реакция матрицалық синтез (білім беру қосылыстар — ДНК, РНК немесе белок) пайдалана отырып, матрицасын — белгілі бір полинуклеотид арқасында қабілетінің негіздерін білуге, бір-бірін өзара іс-қимыл нековалентными байланыстар — бұл құбылыс комплементарного шағылысу кезінде гуанин спаривается с цитозином, ал аденин тиминмен байланысады (ДНҚ) немесе урацилом (РНҚ).
Комплементарность болып табылады әмбебап принципі құрылымдық-функционалдық ұйымның нуклеин қышқылдарының және іске асырылуда қалыптастыру кезінде макромолекулалардың ДНК және РНК барысында репликация және транскрипция.
Репликация кезінде ДНҚ жаңа молекуласы ДНК матрицасы құрылады ДНК процесінде транскрипциясын (РНК) матрицасы ретінде қызмет етеді ДНҚ және трансляция (ақуыз синтезі) матрица ретінде пайдаланылады РНҚ. Негізінен болды мүмкін және кері процесс — құру ДНК-ға матрицасы РНҚ.
Сонымен қатар, нуклеотидтер атқарады торда тағы бір өте маңызды функциясын: олар ретінде әрекет етеді таратушылар химиялық энергия. Ең басты (бірақ жалғыз емес) переносчик — аденозинтрифосфат немесе АТФ.
Ұштастыра отырып басқа да химиялық топтармен нуклеотидтер құрамына кіреді, ферменттер. Туынды нуклеотидтердің мүмкін тасымалдауға белгілі бір химиялық топтың бір молекуласының басқа.
Қыздыру, айтарлықтай өзгерту рН төмендейді, иондық күш және т. б. тудырады денатурацию двухцепочечной ДНК молекулалары. Термикалық денатурация, әдетте, туындайды температурада 80-90С. Мүмкін сондай-ақ, процесс ренатурации ДНК молекулалары (толық қалпына келтіру оның нативной құрылымдар).

Көпшілігі табиғи ДНК бар двухцепочечную құрылымы сызықтық немесе айналма нысанын (декларацияны вирустар, табылды одноцепочечная ДНК-сондай-ақ, сызықты немесе сақиналы). «Эукариотической клеткадағы ДНК, басқа, ядро, кір құрамы митохондриялар мен пластид, онда қамтамасыз етеді автономды ақуыз синтезі. В цитоплазме эукариоттық жасушалар табылған аналогтар плазмидных ДНК бактериялар.
. Репликация ДНК
Репликация — бұл екі еселену ДНК, болып жатқанның бәрі синтетическую (S) сатысына интерфазы жасушалық цикл. Мақсаты бұл оқиғалар жабдықтау ұрпақтарының жасушаның генетикалық ақпарат, бірыңғай ана. Үшін қажетті ақпарат репликация, қаланған ең оның құрылымы, өйткені жіптер ДНК комплементарны бір-біріне.
Процесс-репликация ДНК ағады ұқсас у про — және эукариот, отличаясь қатысатын ферменттерге, жылдамдығы, бағыты репликация, көп нүкте репликация. Жылдамдығы репликация эукариоттардың төмен прокариоттардың, бірақ жылдамдығы төмен репликация өтеледі двунаправленностью репликация және көп репликонов.
Негізгі тетігі репликация эукариоттардың болып табылады полуконсервативная репликациясы. Екі жіпті ДНК расплетаются ретінде сыдырма ілгек. Әрбір тізбек қызмет етеді матрицамен білім беру үшін жаңа еншілес тізбектері. Молекуласы ДНК бөлінеді бірте-бірте арнайы ферментом екі жартысынан бойлық бағытта. Еркін последовательностям нуклеотидтер, бірте-бірте қосылады, нуклеотидтер, синтезделген в цитоплазме. Әрбір половинная спираль қайтадан айналады тұтас қамтиды бір ескі, бір жаңа жіп.
Ал 1955 ж. А. Корнберг және оның әріптестері ашты фермент, ол қамтамасыз етеді ДНҚ репликациясын бұзады және атады, оның полимеразой.
Көрсетілді, бұл субстраттары болып ДНК полимеразы қызмет етеді дезоксирибонуклеозидтрифосфаты, полимеризующиеся бір-цепочечной ДНҚ-матрицасы (двухступенчатый тетігі осы полимерлеу ұсынылған сур. 5-34 талқылануына байланысты процесінің репарации ДНК). Кейінірек бөлінуі және РНК-полимераза үшін субстраттары болып қызмет етеді рибонуклеозидтрифосфаты.
Полимераза қосады комплиментарный нуклеотид — матрицалық тізбек. Ферменттер топоизомеразы катализируют өтпелері молекулах ДНҚ-ның жай-күйі теріс сверхспирализации. Фермент ДНҚ-гираза аударады двухцепочечную ДНК-күйіне теріс сверхспирализации. Бұл қажет алу үшін оң сверхвитков кезінде туындайтын репликация-раскручивания қос сверхспирали.
Осылайша, жылдамдығы мен дәлдігіне қол жеткізіледі көмегімен ерекше мультиферментного кешенін жіберуші процесс-репликация. Бұл кешен тұратын бірнеше әр түрлі белоктар болып табылады күрделі және жетілген аппараты «репликация».
\ «Репликация басталады сверхспиралей бар ДНК. Үдерісін бастау үшін қажет болуы ДНҚ-гираза болмауымен түсіндіріледі және АТФ. Содан кейін сверхспираль раскручивается хеликазой. Бірі жаңа тізбектердің синтезируется үздіксіз деп аталады жетекші, ал екіншісі — түрінде ДНҚ фрагменттерін (Оказаки фрагменттерін).
У эукариоттық жасушалардың полирепликонная репликациясы. Сонымен бір мезгілде, интерфазной хромосомада көптеген нүктелер басталғанға репликация. Ұзындығы хромосоманың бойында оған орналасқан көптеген тәуелсіз учаскелерін репликация — репликонов. Орташа шамасы репликонов бар жоғары жануарлар құрайды 30 мкм, немесе 100 мың п. ғ. д. Демек, гаплоидном теру сүтқоректілер 20 000- 30 000 репликонов. Синтез ДНК репликоне жүріп екі қарама-қарсы бағыттары. Реплицирующиеся ұштары, немесе шанышқы, репликоне қозғалыс жасауды тоқтатады, қашан кездеседі айыры бар көрші репликонов (терминалдық нүктесінде, жалпы көрші репликонов). Бұл жерде реплицированные учаскелері көрші репликонов біріктіріледі бірыңғай ковалентные тізбектің екі новосинтезированных молекулалардың ДНК. Бүкіл ДНҚ синтезі жеке хромосомада ағады есебінен тәуелсіз синтез көптеген жекелеген репликонов кейіннен жалғаудың ұштарын екі көршілес ДНҚ кесінділерінің.
Уақыт репликация ДНК бар сүтқоректілердің құрайды 6-8 сағат. Барлық репликоны жеке хромосоманың бір мезгілде қосылады. Сирек жағдайларда байқалады жеке қосу барлық репликонов немесе пайда болуы жүреді қосымша нүктелерін репликация (мысалы, ерте кезеңдерінде эмбриогенеза сүтқоректілер). Бұл мүмкіндік береді аяқтау репликациясын бұзады неғұрлым қысқа мерзімде.
ДНҚ синтезі ұзындығы бойынша жеке хромосоманың бірқалыпты емес. Белсенді репликоны жинақталған белсенді топ — репликативные бірлік қамтиды 20-80 нүкте басталғанға репликация.

Сур. 13. Құрылысы репликационной шанышқы.
Екі еншілес тізбек құрылады бағытында 5′ → 3′. Бұл үшін отстающая тізбегі ДНҚ тиіс интезироваться түрінде бірқатар қысқа фрагменттерін (Оказаки фрагменттері) (Альбертсу).
Кластерлер репликонов біріктірілген репликативные бірлік, байланысты ақуыз ядролық матрикса, ал ферменттер репликация құрайды кластеросомы-аймақтың интерфазном ядрода, ДНҚ синтезі жүреді. ДНҚ синтезі хромосомалардың басталады бір мезгілде дерлік барлық хромосомах ядро S-кезеңі. Бірақ бұл жүйелі және асинхронды іске қосу әр түрлі репликонов ретінде әр түрлі хромосомалардың учаскелерінде, сондай-ақ әр түрлі хромосомах. Реті репликация немесе басқа учаскесінің геномның детерминирована генетикалық.

Сур. 14. Жұмыс істеуі үш элементтерінің дәйектілігі ДНК үшін қажетті білім тұрақты сызықтық эукариоттық хромосомалардың.
Теломерные реттілігін алдын алады укорачивание хромосомалардың, ол олар жоқ болған жағдай еді кезінде әрбір циклде репликация ДНК. Центромеры қызмет құру үшін молекулалардың ДНК-ға митотическом веретене барысында М-фазасы. Басталатын нүктеден репликация (сайттар бастамашылық жасау репликация) қажет қалыптастыру үшін решшкационных шанышқы S-фазасында.
4. Репарация ДНК
Репарация процесі болып табылады қалпына келтіру, табиғи (нативной) ДНҚ құрылымын, бүлінген кезде қалыпты биосинтезе ДНҚ-ның клеткадағы, сондай-ақ әсер етуі нәтижесінде физикалық немесе химиялық агенттер. Репарацию ретінде сипаттауға болады ерекше функциясын жасуша, заключающуюся қр қабілетін қалпына келтіру зақымдалған ДНК молекулалары, олар пайда ретінде әсер етуі нәтижесінде химиялық, физикалық агенттерді, сондай-ақ қалыпты нәруыз биосинтезі барысында.
Бұзу жүйелерінің жұмыс істеуін репарации жасушаларында себебі болып табылады көптеген тұқым қуалайтын аурулардың айтарлықтай қаупін арттырады, онкологиялық аурулардың даму. Жүйесін репарации қамтамасыз етеді дәлдігі беру және ойнату ақпарат.
Неғұрлым күрделі ұйымдастырылған клетка көбірек саны құрылымдық және реттеуші гендер қатысады процестерінде репарации қамтамасыз ете отырып, арасындағы тепе тұрақтылығымен генетикалық ақпарат және оның изменчивостью.
Белгілі болғандай, көздері зақымданған ДНК болуы мүмкін:
ультракүлгін зерттеу
радиация
химиялық заттар
репликация қателіктері
апуринизация
д б
Құрылымында ДНҚ бүлінуі мүмкін ретінде жеке нуклеотидтер, және жұп нуклеотидтер, орын алуы мүмкін алшақтық тізбегі ДНК, сондай-ақ білім көлденең тігісті арасындағы негіздер бір тізбекте немесе әр түрлі ДНҚ тізбегінің.
Репарация көмегімен жүзеге асырылады арнайы ферментті жүйелердің жасушалар. Неғұрлым маңызды болып табылады келесі 3 тетігін репарации:

Сур. 15. ДНК құрылымының зақымдануына
фоторепарация (фотореактивация);
эксцизионная репарация;
пострепликативная репарация
Фоторепарация процесті білдіреді ыдырату ферментом дезоксирибопиримидинфотолиазой циклобутановых димеров туындайтын ДНҚ әсерінен ультракүлгін жарық. Әсіресе маңызды болып табылады бұл фермент фоторепарации іске қосылады көрінетін жарық.
Эксцизионная репарация процесі болып табылады тану, зақымдалған ДНК және вырезания (эксцизии) бүлінген учаскенің. Қалпына келтіру, үздіксіз тізбек ДНК есебінен жүреді ресинтеза ДНК матрицасы бойынша интактной тізбек.
Пострепликативная репарация — қалпына келтіру нативной құрылымын пайдалана отырып, кезең рекомбинации. Әдетте, пострепликативная репарация жүзеге асырылады, егер эксцизионная репарация көрсетіледі тиімсіз.
Бұл ретте әрбір жүйесі репарации бірқатар бағыттарды қамтиды компоненттері:
фермент, распознающий зақымдалған учаске ДНК жүзеге асыратын разрыв тізбегін тікелей жанында зақымдануы;
фермент жояды бүлінген учаскесі;
ферменттер (ДНҚ-полимераза) жүзеге асырады синтез ДНК учаскесінің орнына қашықтан;
ферменттер (ДНҚ-лигаза), қалыптастыратын үздіксіздігі, ДНК

Сур. 16. Репарация ДНК
Туралы деректер бар жас жүйелеріндегі өзгерістер, репарации, құрылымының өзгеруі туралы гендердің жіберу және олардың жұмыс істеуі.
жасуша ядросы репликация дезоксирибонуклеиновый

Добавить комментарий

Your email address will not be published.