Cellekjernen

Cellekjernen (s. karyon) finnes i alle menneskeceller unntatt erytrocytter og trombocytter. Cellekjernens funksjoner er å lagre og overføre arvelig informasjon til nye (datter-)celler. Disse funksjonene er knyttet til tilstedeværelsen av DNA i cellekjernen. Syntesen av proteiner – ribonukleinsyre-RNA og ribosomalt materiale – skjer også i cellekjernen.

De fleste celler har en sfærisk eller oval kjerne, men det finnes også andre former for kjernen (ringformet, stavformet, spindelformet, perleformet, bønneformet, segmentert, pæreformet, polymorf). Størrelsen på kjernen varierer mye - fra 3 til 25 µm. Den største kjernen finnes i eggcellen. De fleste menneskeceller er mononukleære, men det finnes binukleære (noen nevroner, hepatocytter, kardiomyocytter). Noen strukturer er flernukleære (muskelfibre). Kjernen har en kjernemembran, kromatin, nukleolus og nukleoplasma.

Kjernemembranen, eller caryotheca, som skiller innholdet i kjernen fra cytoplasmaet, består av en indre og en ytre kjernemembran, hver 8 nm tykk. Membranene er atskilt av et perinukleært rom (caryotheca cisterna), 20–50 nm bredt, som inneholder finkornet materiale med moderat elektrontetthet. Den ytre kjernemembranen går over i det granulære endoplasmatiske retikulum. Derfor danner det perinukleære rommet et enkelt hulrom med det endoplasmatiske retikulum. Den indre kjernemembranen er koblet fra innsiden til et forgrenet nettverk av proteinfibriller som består av individuelle underenheter.

Kjernemembranen inneholder en rekke runde kjerneporer, hver med en diameter på 50–70 nm. Kjerneporer opptar opptil 25 % av kjerneoverflaten totalt. Antallet porer i én kjerne når 3000–4000. Ved kantene av porene er den ytre og indre membranen forbundet med hverandre og danner den såkalte poreringen. Hver pore er lukket av et diafragma, som også kalles et porekompleks. Poremembranene har en kompleks struktur; de er dannet av proteingranuler forbundet med hverandre. Selektiv transport av store partikler og utveksling av stoffer mellom kjernen og cellens cytosodem utføres gjennom kjerneporene.

Under kjernemembranen ligger nukleoplasmaet (karyoplasma) (nukleoplasma, s. karyoplasma), som har en homogen struktur, og nukleolen. I nukleoplasmaet til en ikke-delende kjerne, i dens kjerneproteinmatrise, ligger osmiofile granuler (klumper) av det såkalte heterokromatinet. Områder med mer løsnet kromatin, som ligger mellom granulene, kalles eukromatin. Løst kromatin kalles også dekondensert kromatin, der syntetiske prosesser forekommer mest intensivt. Under celledeling komprimeres, kondenseres kromatinet og danner kromosomer.

Kromatin (kromatinum) i en ikke-delende kjerne og kromosomer i en delende kjerne dannes av molekyler av deoksyribonukleinsyre (DNA) assosiert med ribonukleinsyre (RNA) og proteiner - histoner og ikke-histoner. Det bør understrekes at kromatin og kromosomer er kjemisk identiske.

Hvert DNA-molekyl består av to lange, høyrehendte polynukleotidkjeder (dobbelthelikser), og hvert nukleotid består av en nitrogenholdig base, glukose og en fosforsyrerest. Basen er plassert inne i dobbeltheliksen, og sukker-fosfat-ryggraden er på utsiden.

Arvelig informasjon i DNA-molekyler er registrert i den lineære sekvensen av nukleotidene. Den elementære partikkelen i arvelighet er genet. Et gen er en del av DNA som har en spesifikk sekvens av nukleotider som er ansvarlig for syntesen av et spesifikt protein.

DNA-molekylet i kjernen er pakket kompakt. Dermed ville ett DNA-molekyl som inneholder 1 million nukleotider, med sin lineære ordning, oppta et segment på bare 0,34 mm i lengde. Lengden på ett menneskelig kromosom i utstrakt form er omtrent 5 cm, men i komprimert tilstand har kromosomet et volum på omtrent ^10–15 cm³ ^.

DNA-molekyler bundet til histonproteiner danner nukleosomer, som er de strukturelle enhetene i kromatin. Et nukleosom har utseendet til en kule med en diameter på 10 nm. Hvert nukleosom består av histoner som en del av DNA er tvunnet rundt, inkludert 146 par nukleotider. Mellom nukleosomene er det lineære DNA-seksjoner som består av 60 par nukleotider.

Kromatin er representert av fibriller som danner løkker som er omtrent 0,4 µm lange, og som inneholder fra 20 000 til 30 000 nukleotidpar.

Som et resultat av kompaktering (kondensasjon) og vridning (superspesialisering) av deoksyribonukleoproteiner (DNP) i den delende kjernen, blir kromosomer synlige. Disse strukturene – kromosomer (chromasomae, fra gresk chroma – maling, soma – kropp) – er langstrakte stavformede formasjoner med to armer atskilt av den såkalte innsnevringen – sentromeren. Avhengig av sentromerens plassering og den relative plasseringen og lengden på armene (bena), skilles det mellom tre typer kromosomer: metasentriske, med omtrent like armer; submetakentriske, der lengden på armene varierer; akrosentriske, der den ene armen er lang og den andre er veldig kort, knapt merkbar. Kromosomet har eu- og heterokromatiske regioner. Sistnevnte forblir kompakte i den ikke-delende kjernen og i den tidlige profasen av mitose. Veksling mellom eu- og heterokromatiske regioner brukes til å identifisere kromosomer.

Overflaten på kromosomene er dekket av forskjellige molekyler, hovedsakelig ribonukleoproteiner (RNP). Somatiske celler har 2 kopier av hvert kromosom, de kalles homologe. De er identiske i lengde, form, struktur, og bærer de samme genene, som er plassert på samme måte. De strukturelle trekkene, antallet og størrelsen på kromosomene kalles karyotype. En normal menneskelig karyotype inkluderer 22 par autosomer og ett par kjønnskromosomer (XX eller XY). Menneskelige somatiske celler (diploide) har et dobbelt antall kromosomer - 46. Kjønnsceller inneholder et haploidt (enkelt) sett - 23 kromosomer. Derfor inneholder kjønnsceller dobbelt så mye DNA som diploide somatiske celler.

En eller flere nukleoler finnes i alle ikke-delende celler. Den har utseendet til en intenst farget rund kropp, hvis størrelse er proporsjonal med intensiteten av proteinsyntesen. Nukleolen består av et elektrontett nukleolonem (fra gresk peta - tråd), hvor en filamentøs (fibrillær) del skilles ut, bestående av mange sammenflettede RNA-tråder omtrent 5 nm tykke, og en granulær del. Den granulære (granulære) delen dannes av korn omtrent 15 nm i diameter, som er RNP-partikler - forløpere til ribosomale underenheter. Perinukleolært kromatin er innebygd i fordypningene i nukleolonemet. Ribosomer dannes i nukleolen.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]