Sel adalah unit dasar organisme hidup di Bumi dan memiliki struktur organisasi kimia kompleks yang disebut organel. Ini termasuk nukleolus, struktur dan fungsinya yang akan kita pelajari dalam artikel ini.
Fitur inti eukariotik
Sel inti mengandung organel bulat non-membran, lebih padat dari karioplasma, dan disebut nukleolus atau nukleolus. Mereka ditemukan pada abad ke-19. Sekarang nukleolus dipelajari sepenuhnya berkat mikroskop elektron. Hampir sampai 50-an abad ke-20, fungsi nukleolus tidak ditentukan, dan para ilmuwan menganggap organel ini, sebagai gantinya, sebagai reservoir zat cadangan yang digunakan selama mitosis.
Penelitian modern telah menetapkan bahwa organoid mencakup butiran yang bersifat nukleoprotein. Selain itu, percobaan biokimia telah mengkonfirmasi bahwa organel mengandung sejumlah besar protein. Merekalah yang menentukan kepadatannya yang tinggi. Selain protein, nukleolus mengandung RNA dan sedikit DNA.
Siklus sel
Sangat menarik bahwa dalam kehidupan sel, yang terdiri dariperiode istirahat (interfase) dan pembelahan (meiosis - dalam seks, mitosis - dalam sel somatik), nukleolus tidak dipertahankan secara permanen. Jadi, dalam interfase, nukleus dengan nukleolus, yang fungsinya adalah pelestarian genom dan pembentukan organel yang mensintesis protein, harus ada. Pada awal pembelahan sel, yaitu pada profase, mereka menghilang dan terbentuk kembali hanya pada akhir telofase, tetap berada di dalam sel sampai pembelahan berikutnya atau sampai apoptosis - kematiannya.
Penyelenggara nuklir
Pada 30-an abad terakhir, para ilmuwan menemukan bahwa pembentukan nukleolus dikendalikan oleh bagian-bagian tertentu dari beberapa kromosom. Mereka mengandung gen yang menyimpan informasi tentang struktur dan fungsi nukleolus dalam sel. Ada korelasi antara jumlah penyelenggara nukleolar dan organel itu sendiri. Misalnya, katak cakar mengandung dalam kariotipenya dua kromosom pembentuk nukleolus dan, karenanya, ada dua nukleolus di dalam inti sel somatiknya.
Karena fungsi nukleolus, serta keberadaannya, terkait erat dengan pembelahan sel dan pembentukan ribosom, organel itu sendiri tidak ada dalam jaringan otak yang sangat khusus, darah, dan juga dalam blastomer suatu menghancurkan zigot.
Amplifikasi Nukleol
Pada tahap sintetik interfase, bersamaan dengan duplikasi diri DNA, terjadi replikasi jumlah gen rRNA yang berlebihan. Karena fungsi utama nukleolus adalah produksi ribosom, jumlah organel ini meningkat tajam karena sintesis berlebih dari lokus DNA yang membawa informasi tentang RNA. Nukleoprotein tidak terkait dengankromosom mulai berfungsi secara mandiri. Akibatnya, banyak nukleolus terbentuk di dalam nukleus, menjauhkan diri dari kromosom pembentuk nukleolus. Fenomena ini disebut amplifikasi gen rRNA. Melanjutkan mempelajari fungsi nukleolus dalam sel, kami mencatat bahwa sintesis mereka yang paling aktif terjadi pada profase pembelahan reduksi meiosis, sebagai akibatnya oosit orde pertama dapat mengandung beberapa ratus nukleolus.
Makna biologis dari fenomena ini menjadi jelas, mengingat bahwa pada tahap awal embriogenesis: penghancuran dan blastulasi, sejumlah besar ribosom diperlukan untuk mensintesis bahan bangunan utama - protein. Amplifikasi adalah proses yang cukup umum, terjadi pada oogenesis tanaman, serangga, amfibi, ragi, dan juga pada beberapa protista.
Komposisi histokimia organel
Mari kita lanjutkan studi tentang sel eukariotik dan strukturnya, dan perhatikan nukleolus, yang struktur dan fungsinya saling berhubungan. Ditetapkan bahwa itu berisi tiga jenis elemen:
- Nucleonema (formasi berserabut). Mereka heterogen dan mengandung fibril dan gumpalan. Menjadi bagian dari sel tumbuhan dan hewan, nukleonem membentuk pusat fibrilar. Struktur sitokimia dan fungsi nukleolus juga bergantung pada keberadaan matriks di dalamnya - jaringan molekul protein pendukung struktur tersier.
- Vakuola (area terang).
- granul Granular (nukleolin).
Dari sudut pandang analisis kimia, organel ini hampir seluruhnya terdiri dari RNA dan protein, danDNA terletak hanya di pinggirannya, membentuk struktur berbentuk cincin - kromatin perinukleolar.
Jadi, kami telah menetapkan bahwa nukleolus terdiri dari lima formasi: pusat fibrilar dan granular, kromatin, retikulum protein dan komponen fibrilar padat.
Jenis nukleolus
Struktur biokimia organel ini bergantung pada jenis sel tempat mereka berada, serta pada karakteristik metabolismenya. Ada 5 tipe struktural utama nukleolus. Yang pertama - retikuler, adalah yang paling umum dan ditandai dengan kelimpahan bahan fibrilar padat, gumpalan nukleoprotein dan nukleon. Proses penulisan ulang informasi dari pengatur nukleolar sangat aktif, sehingga pusat fibrilar tidak terlihat dengan jelas di bidang pandang mikroskop.
Karena fungsi utama nukleolus dalam sel adalah sintesis subunit ribosom, dari mana organel sintesis protein terbentuk, tipe organisasi retikuler melekat pada sel tumbuhan dan hewan. Jenis nukleolus berbentuk cincin ditemukan dalam sel jaringan ikat: limfosit dan endoteliosit, di mana gen rRNA praktis tidak ditranskripsi. Nukleolus sisa terjadi pada sel yang benar-benar kehilangan kemampuan untuk mentranskripsi, seperti normoblas dan enterosit.
Spesies terpisah melekat pada sel yang telah mengalami keracunan dengan karsinogen, antibiotik. Dan, akhirnya, tipe nukleolus yang kompak dicirikan oleh banyak pusat fibrilar dan sejumlah kecilnukleonim.
Matriks nukleolar protein
Mari kita lanjutkan mempelajari struktur internal struktur nukleus dan menentukan apa fungsi nukleolus dalam metabolisme sel. Diketahui bahwa sekitar 60% dari massa kering organel ini dicatat oleh protein yang membentuk kromatin, partikel ribosom, dan juga oleh protein nukleolar itu sendiri. Mari kita bahas lebih detail. Beberapa protein terlibat dalam pemrosesan - pembentukan RNA ribosom matang. Ini termasuk RNA polimerase 1 dan nuklease, yang menghilangkan kembar tiga tambahan dari ujung molekul rRNA. Protein fibrillarin terletak di komponen fibrillar padat dan, seperti nuklease, melakukan pemrosesan. Protein lain adalah nukleolin. Bersama-sama dengan fibrillarin, ia ditemukan di PFC dan FC nukleolus dan di pengatur nukleolar kromosom profase mitosis.
Sebuah polipeptida seperti nukleofosin terletak di zona granular dan komponen fibrilar padat, terlibat dalam pembentukan ribosom dari subunit 40 S dan 60 S.
Apa fungsi nukleolus
Sintesis RNA ribosom adalah tugas utama yang harus dilakukan nukleolus. Pada saat ini, transkripsi terjadi pada permukaannya (yaitu, di pusat fibrilar) dengan partisipasi enzim RNA polimerase. Pada pengatur nukleolar ini, ratusan pra-ribosom, yang disebut butiran ribonukleoprotein, disintesis. Mereka membentuk subunit ribosom, yang meninggalkan karioplasma melalui pori-pori inti dan berakhir di sitoplasma sel. Subunit kecil 40S mengikat RNA pembawa pesan dan hanya kemudian mengikatnyasubunit besar 40S terpasang. Ribosom matang terbentuk, mampu melakukan translasi - sintesis protein seluler.
Pada artikel ini, kita mempelajari struktur dan fungsi nukleolus pada sel tumbuhan dan hewan.
