A sejtmag funkciói

bevezetés

A sejtmag (atommag) képezi az eukarióta sejtek legnagyobb organelláját, és a citoplazmában helyezkedik el, kettős membránnal elválasztva (nukleáris boríték). Mivel a genetikai információ hordozója, a sejtmag magában foglalja a genetikai információkat kromoszómák (DNS-szál) formájában, és így alapvető szerepet játszik az öröklésben. A legtöbb emlős sejtnek csak egymagja van; ez kerek és átmérője 5-16 mikrométer. Bizonyos sejttípusokkal, pl. Az izomrostok, vagy a csontok speciális sejtjei egynél több maggal lehetnek.

További információ a Sejtmag

A sejtmag funkciói

A sejtmag a legfontosabb organellek egy sejtben, és a sejt térfogatának 10-15% -át teszi ki. A mag tartalmazza a sejt genetikai információinak nagy részét. Az emberekben a sejtmag mellett a mitokondriumok DNS-t is tartalmaznak ("mitokondriális DNS"). A mitokondriális genom azonban csak néhány fehérjét kódol, amelyekre főleg a légzési láncban van szükség az energiatermeléshez.

Tudjon meg többet erről a következő címen:

• A mitokondriumok
• Sejtek légzése emberben (légzési lánc)

Illusztráció egy sejtmagból

1. Sejtmag -
   Atommag
2. Külső nukleáris membrán
   (Sejtmag)
   Nucleolemma
3. Belső nukleáris membrán
4. Nukleáris test
   nucleolus
5. Nukleáris plazma
   nukleoplazmában
6. DNS-szál
7. Nukleáris pórus
8. A kromoszómák
9. sejt
   Celulla
   A - mag
   B - cella

A Dr-Gumpert összes képének áttekintését az alábbiakban találhatja: orvosi képek

A genetikai információk tárolása

A dezoxiribonukleinsav (DNS) tárolójaként a sejtmag a sejt kontroll központja és szabályozza a sejtek metabolizmusának számos fontos folyamatát. A sejtmag szükséges a sejt működéséhez. A sejtmag nélküli sejtek általában nem képesek életben maradni. Kivétel ez alól a nukleáris vörösvértestek (Eritrociták). A szabályozó funkciókon túl a sejtmag feladatai közé tartozik a DNS tárolása, sokszorosítása és átvitele.

A DNS egy hosszú, szálszerű kettős spirál formájában fekszik a sejtmagban, ahol a magfehérjékkel, a hisztonokkal kromoszómákba kompaktan be van csomagolva. A kromoszómák kromatinból állnak, amely csak a sejtosztódás során mikroszkóposan látható kromoszómákat képez. Minden emberi sejt tartalmaz 23 kromoszómát, mindegyik másolatban, amelyeket mindkét szülő örökölt. A sejt gének fele az anyától, a másik fele az apától származik.

A sejtmag az anyagcsere-folyamatokat a sejtben szabályozza az RNS-ből készített hírvivő molekulák segítségével. A sejtek működéséért és szerkezetéért felelős fehérjék genetikai információi kódolása. Szükség esetén a DNS bizonyos szekcióit, úgynevezett géneket, átírják messenger anyaggá (messenger RNS vagy mRNS) .A képződött mRNS elhagyja a sejtmagot, és mintázsablonként szolgál a megfelelő fehérjék szintéziséhez.

Gondolj a DNS-re mint egy négy betűből álló titkosított nyelvre. Ez a négy bázis: adenin, timin, guanin és citozin. Ezek a betűk szavakat alkotnak, mindegyik három alapból áll, kodonoknak nevezik.

Mindegyik kodon egy bizonyos aminosavat kódol, és így képezi az alapot a fehérje bioszintéziséhez, mivel a gének bázisszekvenciája a megfelelő aminosavak összekapcsolásával fehérjévé alakul. Ennek a titkosított információnak a teljes részét genetikai kódnak hívják. A bázisok specifikus szekvenciája egyedivé teszi a DNS-t és meghatározza a génjeinket.

De nem csak a bázisok vesznek részt a DNS szerkezetében. A DNS nukleotidokból áll egymás után, amelyek viszont cukorból, foszfátból és bázisból állnak. A nukleotidok a DNS gerincét képviselik, amely spirális kettős spirál formájában van. Ezenkívül ez a szál tovább kondenzálódik, így illeszkedik a sejt kis magjába. Akkor a kromoszómákról, mint a DNS csomagolásának formájáról is beszélünk. Az egyes sejtosztódásokkal a teljes DNS-t lemásoljuk, hogy minden egyes lánysejt tartalmazza a teljesen azonos genetikai információt.

A DNS csomagolására használt kromoszómák

A kromoszóma genetikai anyagunk (DNS) bizonyos formájú csomagolása, amely csak a sejtosztódás során látható. A DNS egy lineáris szerkezet, amely túlságosan hosszú ahhoz, hogy természetes állapotában beleférjen a sejtmagba. Ezt a problémát a DNS különféle helytakarékos spirálokkal és olyan kis fehérjék beépítésével oldják meg, amelyek körül a DNS tovább burkálhat. A DNS legszorosabb formája a kromoszómák. A mikroszkóp alatt ezek kis rúd alakú testekként jelennek meg, középső szűkülettel.A DNS ilyen formája csak a sejtosztódás, azaz a mitózis során figyelhető meg. A sejtosztódás viszont több fázisra osztható, ahol a kromoszómák a legjobban képviseltetõk a metafázisban. A normál testsejtek kettős kromoszómakészlettel rendelkeznek, amely 46 kromoszómából áll.

A sejtmag-megosztással kapcsolatos további információk a következő címen érhetők el: Mitózis

RNS mint a sejtmag része

Az RNS leírja a ribonukleinsavat, amelynek szerkezete hasonló a DNS-hez. Ez azonban egyszálú szerkezet, amely az egyes komponensekben különbözik a DNS-től. Ezen túlmenően az RNS sokkal rövidebb, mint a DNS, és ehhez képest számos különböző feladatot lát el. Ilyen módon az RNS különféle RNS alcsoportokra osztható, amelyek különböző feladatokat látnak el. Többek között az mRNS fontos szerepet játszik a sejtmag-megosztás során. A tRNS-hez hasonlóan, fehérjék és enzimek előállításához is felhasználják. Az RNS másik alcsoportja az rRNS, amely a riboszómák részét képezi, és ezért részt vesz a fehérjék előállításában.

Protein szintézis

A fehérje bioszintézisének első lépése a DNS transzkripciója mRNS-ként (átírás) és a sejtmagban zajlik. A DNS-szál egy komplementer RNS-szekvencia templátjaként szolgál. Mivel azonban a sejtmagban nem termelődhetnek fehérjék, a képződött mRNS-t a citoplazmába kell engedni, és a riboszómákba kell vinni, ahol a fehérjék tényleges szintézise zajlik. A riboszómákon belül az mRNS aminosavak sorozatá alakul át, amelyeket fehérjék építéséhez használnak. Ezt a folyamatot fordításnak nevezzük.

Mielőtt a hírvivő RNS-t a magból ki tudjuk szállítani, először több lépésben dolgozzuk fel, azaz bizonyos szekvenciákat vagy hozzáfűzünk, vagy kivágunk, és újra összerakunk. Ez azt jelenti, hogy különböző átalakulások származhatnak egy átiratból. Ez a folyamat lehetővé teszi az emberek számára, hogy számos különböző fehérjét előállítsanak, viszonylag kevés génnel.

replikáció

A sejt másik fontos funkciója, amely a sejtmagban megy végbe, a DNS (replikáció). Egy sejtben folyamatos a felhalmozódás és a bomlás ciklusa: a régi fehérjék, szennyező anyagok és anyagcseretermékek lebontásra kerülnek, új fehérjéket kell szintetizálni és energiát termelni. Ezenkívül a sejt növekszik és két azonos lányos sejtre osztódik. Mielőtt azonban egy sejt megosztódhat, először meg kell másolni a genetikai információt. Ez azért fontos, mert egy szervezetben az összes sejt genomja teljesen azonos.

A replikáció egy pontosan meghatározott időpontban zajlik a sejtmagban a sejtosztódás során; mindkét folyamat szorosan kapcsolódik egymáshoz, és bizonyos fehérjék irányítják őket (enzimek) szabályozott. Először a kettős szálú DNS-t elválasztjuk, és az egyes szálak templátként szolgálnak a következő duplikációhoz. Ehhez különféle enzimek dokkolnak a DNS-re, és kiegészítik az egyszálúságot, hogy új kettős hélixet képezzenek. Ennek a folyamatnak a végén elkészült a DNS pontos másolata, amelyet tovább lehet adni a lánysejtnek, amikor megoszlik.

Ha azonban a sejtciklus egyik szakaszában hibák fordulnak elő, különböző mutációk alakulhatnak ki. Különböző típusú mutációk léteznek, amelyek spontán módon fordulhatnak elő a sejtciklus különböző fázisaiban. Például, ha egy gén hibás, akkor génmutációnak nevezzük. Ha azonban a hiba bizonyos kromoszómákat vagy kromoszóma-részeket érinti, akkor ez kromoszóma mutáció. Ha ez befolyásolja a kromoszóma számát, akkor genom mutációhoz vezet.

A téma érdekelhetne Önt is: Kromoszóma-rendellenesség - mit jelent ez?

Nukleáris pórusok és jelátviteli útvonalak

A nukleáris burkolat kettős membránja pórusokkal rendelkezik, amelyek a fehérjék, nukleinsavak és szignál anyagok szelektív szállítását szolgálják a magba és a magba.

Bizonyos anyagcsere-tényezők és szignál anyagok ezen a pórusokon keresztül jutnak be a magba, és befolyásolják bizonyos fehérjék átírását. A genetikai információ fehérjévé történő átalakulását szigorúan ellenőrzik, és számos anyagcsere-tényező és szignál anyag szabályozza, az egyik a génexpresszióról szól. Számos jelátviteli útvonal történik, amely egy sejtvégben végződik a magban, ahol befolyásolják bizonyos fehérjék génexpresszióját.

Nukleáris test (nucleolus)

Az eukarióta sejtek magjában belül van a nucleolus, a nukleáris test. Egy sejt tartalmazhat egy vagy több nukleolt, és a nagyon aktív és gyakran megosztódó sejtek legfeljebb 10 nukleolt tartalmazhatnak.

A mag egy gömb alakú, sűrű szerkezet, amely jól látható a fénymikroszkóp alatt, és a sejtmagban egyértelműen meghatározható. Ez a mag funkcionálisan független részét képezi, de nem vesz körül a saját membránjával. A magmag DNS-ből, RNS-ből és fehérjékből áll, amelyek egy sűrű konglomerátumban helyezkednek el. A riboszómális alegységek érése a nukleolusban zajlik. Minél több fehérjét szintetizálnak egy sejtben, annál több riboszómára van szükség, és ezért metabolikusan aktív sejtekben több nukleáris test van.

A mag működése az idegsejtben

Az idegsejt magja sokféle funkcióval rendelkezik. Az idegsejt magja a sejttestben található (Soma) más sejtkomponensekkel (organellák), például az endoplazmatikus retikulummal (ER) és a Golgi készülékkel együtt. Mint minden testsejtben, a sejtmag magában foglalja a genetikai információt DNS formájában. A DNS jelenléte miatt más testsejtek képesek duzzadni magukat a mitózis révén. Az idegsejtek azonban nagyon specifikus és nagymértékben differenciált sejtek, amelyek az idegrendszer részét képezik. Ennek eredményeként már nem képesek duplázni. A sejtmag azonban egy másik fontos feladatot is vállal. Az idegsejtek többek között felelősek az izmaink gerjesztéséért, ami végül az izmok mozgásához vezet. Az idegsejtek, valamint az idegsejtek és az izmok közötti kommunikáció hírvivő anyagokon keresztül zajlik (Adó). Ezeket a kémiai anyagokat és más fontos életfenntartó anyagokat a sejtmag segítségével állítják elő. Nem csak a sejtmag, hanem a szoma többi komponense is fontos szerepet játszik. Ezenkívül a sejtmag az összes anyagcsere-útvonalat szabályozza minden sejtben, idegsejteket is ideértve. Ehhez a sejtmag tartalmazza az összes gént, amely felhasználástól függően leolvasható és átfordítható a szükséges fehérjékbe és enzimekbe.

Az idegsejt sajátosságairól további információk a következő címen szerezhetők be: Idegsejt