Inti sel adalah organel terpentingnya, tempat penyimpanan dan reproduksi informasi keturunan. Ini adalah struktur membran yang menempati 10-40% dari sel, yang fungsinya sangat penting bagi kehidupan eukariota. Namun, bahkan tanpa kehadiran nukleus, realisasi informasi turun-temurun adalah mungkin. Contoh dari proses ini adalah aktivitas vital sel bakteri. Namun demikian, fitur struktural nukleus dan tujuannya sangat penting bagi organisme multiseluler.
Lokasi nukleus dalam sel dan strukturnya
Inti terletak di dalam sitoplasma yang tebal dan bersentuhan langsung dengan retikulum endoplasma kasar dan halus. Itu dikelilingi oleh dua membran, di antaranya adalah ruang perinuklear. Di dalam nukleus terdapat matriks, kromatin dan beberapa nukleolus.
Beberapa sel manusia dewasa tidak memiliki nukleus, sementara yang lain berfungsi dalam kondisi penghambatan aktivitasnya yang parah. Secara umum, struktur nukleus (skema) disajikan sebagai rongga nukleus, dibatasi oleh kariolema dari sel, mengandung kromatin dan nukleolus yang terfiksasi dalam nukleoplasma.matriks nuklir.
Struktur karyolemma
Untuk kenyamanan mempelajari sel nukleus, yang terakhir harus dianggap sebagai gelembung, dibatasi oleh cangkang dari gelembung lain. Nukleus adalah gelembung dengan informasi herediter yang terletak di ketebalan sel. Ini dilindungi dari sitoplasma oleh membran lipid bilayer. Struktur cangkang nukleus mirip dengan membran sel. Bahkan, mereka hanya dibedakan dengan nama dan jumlah lapisan. Tanpa semua ini, mereka identik dalam struktur dan fungsi.
Struktur kariolema (membran inti) terdiri dari dua lapisan: terdiri dari dua lapisan lipid. Lapisan bilipid luar kariolema bersentuhan langsung dengan retikulum kasar endoplasma sel. Karyolemma internal - dengan isi nukleus. Ada ruang perinuklear antara kariomembran luar dan dalam. Rupanya, itu terbentuk karena fenomena elektrostatik - tolakan area residu gliserol.
Fungsi membran nukleus adalah menciptakan penghalang mekanis yang memisahkan nukleus dari sitoplasma. Membran bagian dalam nukleus berfungsi sebagai situs fiksasi untuk matriks nuklir - rantai molekul protein yang mendukung struktur massal. Ada pori-pori khusus dalam dua membran inti: RNA pembawa pesan memasuki sitoplasma melalui mereka ke ribosom. Di bagian inti yang sangat tebal terdapat beberapa nukleolus dan kromatin.
Struktur internal nukleoplasma
Fitur struktur nukleus memungkinkan kita untuk membandingkannya dengan sel itu sendiri. Di dalam nukleus juga terdapat lingkungan khusus (nukleoplasma),diwakili oleh gel-sol, larutan koloid protein. Di dalamnya ada nukleoskeleton (matriks), diwakili oleh protein fibrillar. Perbedaan utama hanya terletak pada kenyataan bahwa sebagian besar protein asam hadir dalam nukleus. Rupanya, reaksi lingkungan seperti itu diperlukan untuk melestarikan sifat kimia asam nukleat dan terjadinya reaksi biokimia.
Nukleolus
Struktur inti sel tidak dapat diselesaikan tanpa nukleolus. Ini adalah RNA ribosom spiral, yang berada dalam tahap pematangan. Kemudian, ribosom akan diperoleh darinya - organel yang diperlukan untuk sintesis protein. Dalam struktur nukleolus, dua komponen dibedakan: fibrillar dan globular. Mereka berbeda hanya dengan mikroskop elektron dan tidak memiliki membran sendiri.
Komponen fibrilar berada di tengah nukleolus. Ini adalah untaian RNA tipe ribosom dari mana subunit ribosom akan dirakit. Jika kita mempertimbangkan inti (struktur dan fungsi), maka jelas bahwa komponen granular selanjutnya akan terbentuk dari mereka. Ini adalah subunit ribosom pematangan yang sama yang berada pada tahap akhir perkembangannya. Mereka segera membentuk ribosom. Mereka dikeluarkan dari nukleoplasma melalui pori-pori inti kariolema dan memasuki membran retikulum endoplasma kasar.
Kromatin dan kromosom
Struktur dan fungsi inti sel terhubung secara organik: hanya ada struktur yang diperlukan untuk menyimpan dan mereproduksi informasi herediter. Ada juga karioskeleton(matriks inti), yang fungsinya untuk mempertahankan bentuk organel. Namun, komponen terpenting dari nukleus adalah kromatin. Ini adalah kromosom yang berperan sebagai lemari arsip dari berbagai kelompok gen.
Chromatin adalah protein kompleks yang terdiri dari polipeptida struktur kuaterner yang terhubung dengan asam nukleat (RNA atau DNA). Kromatin juga terdapat dalam plasmid bakteri. Hampir seperempat dari total berat kromatin terdiri dari histon - protein yang bertanggung jawab atas "pengemasan" informasi herediter. Fitur struktur ini dipelajari oleh biokimia dan biologi. Struktur nukleus kompleks justru karena kromatin dan adanya proses yang bergantian antara spiralisasi dan despiralisasi.
Kehadiran histon memungkinkan untuk memadatkan dan melengkapi untai DNA di tempat kecil - di inti sel. Ini terjadi sebagai berikut: histon membentuk nukleosom, yang merupakan struktur seperti manik-manik. H2B, H3, H2A dan H4 adalah protein histon utama. Nukleosom dibentuk oleh empat pasang dari masing-masing histon yang disajikan. Pada saat yang sama, histon H1 adalah penghubung: itu terkait dengan DNA di tempat masuk ke nukleosom. Pengemasan DNA terjadi sebagai akibat dari "pembelitan" molekul linier di sekitar 8 protein struktur histon.
Struktur nukleus, skema yang disajikan di atas, menunjukkan adanya struktur DNA seperti solenoida yang diselesaikan pada histon. Ketebalan konglomerat ini sekitar 30 nm. Pada saat yang sama, struktur dapat dipadatkan lebih lanjut untuk mengambil lebih sedikit ruang dan lebih sedikit terpaparkerusakan mekanis yang pasti terjadi selama kehidupan sel.
Fraksi kromatin
Struktur, struktur, dan fungsi inti sel terpaku pada pemeliharaan proses dinamis spiralisasi dan despiralisasi kromatin. Oleh karena itu, ada dua fraksi utama: spiral kuat (heterokromatin) dan spiral sedikit (eukromatin). Mereka dipisahkan baik secara struktural maupun fungsional. Dalam heterokromatin, DNA terlindungi dengan baik dari pengaruh apa pun dan tidak dapat ditranskripsi. Eukromatin kurang terlindungi, tetapi gen dapat diduplikasi untuk sintesis protein. Paling sering, bagian heterokromatin dan eukromatin bergantian sepanjang seluruh kromosom.
Kromosom
Inti sel, yang struktur dan fungsinya dijelaskan dalam publikasi ini, mengandung kromosom. Ini adalah kromatin yang kompleks dan padat yang dapat dilihat di bawah mikroskop cahaya. Namun, ini hanya mungkin jika sel terletak di kaca objek pada tahap pembelahan mitosis atau meiosis. Salah satu tahapannya adalah spiralisasi kromatin dengan pembentukan kromosom. Struktur mereka sangat sederhana: kromosom memiliki telomer dan dua lengan. Setiap organisme multiseluler dari spesies yang sama memiliki struktur nukleus yang sama. Tabel set kromosomnya juga mirip.
Implementasi fungsi kernel
Fitur utama struktur nukleus terkait dengan kinerja fungsi tertentu dan kebutuhan untuk mengendalikannya. Nukleus berperan sebagai gudang informasi turun-temurun, yaitu semacam lemari arsip denganurutan tertulis asam amino dari semua protein yang dapat disintesis di dalam sel. Ini berarti bahwa untuk melakukan fungsi apa pun, sel harus mensintesis protein, yang strukturnya dikodekan dalam gen.
Agar nukleus dapat "memahami" protein mana yang perlu disintesis pada waktu yang tepat, terdapat sistem reseptor eksternal (membran) dan internal. Informasi dari mereka datang ke nukleus melalui pemancar molekuler. Paling sering ini diwujudkan melalui mekanisme adenilat siklase. Beginilah cara kerja hormon (adrenalin, norepinefrin) dan beberapa obat dengan struktur hidrofilik pada sel.
Mekanisme transfer informasi kedua adalah internal. Ini adalah karakteristik molekul lipofilik - kortikosteroid. Zat ini menembus membran bilipid sel dan pergi ke nukleus, di mana ia berinteraksi dengan reseptornya. Sebagai hasil dari aktivasi kompleks reseptor yang terletak di membran sel (mekanisme adenilat siklase) atau pada kariolema, reaksi aktivasi gen tertentu dipicu. Ini mereplikasi, atas dasar RNA messenger dibangun. Kemudian, menurut struktur yang terakhir, protein disintesis yang melakukan fungsi tertentu.
Inti organisme multiseluler
Dalam organisme multiseluler, fitur struktural nukleus sama seperti pada organisme uniseluler. Meskipun ada beberapa nuansa. Pertama, multiseluleritas menyiratkan bahwa sejumlah sel akan memiliki fungsi spesifiknya sendiri (atau beberapa). Ini berarti bahwa beberapa gen akan selaluputus asa sementara yang lain tidak aktif.
Misalnya, dalam sel jaringan adiposa, sintesis protein tidak akan aktif, dan karena itu sebagian besar kromatin mengalami spiral. Dan dalam sel, misalnya, bagian eksokrin pankreas, proses biosintesis protein sedang berlangsung. Oleh karena itu, kromatin mereka didespiralisasi. Di daerah-daerah yang gennya paling sering direplikasi. Pada saat yang sama, fitur kunci penting: set kromosom semua sel dari satu organisme adalah sama. Hanya karena perbedaan fungsi dalam jaringan, beberapa dari mereka dimatikan dari pekerjaan, sementara yang lain lebih sering kehilangan semangat daripada yang lain.
Sel inti tubuh
Ada sel, fitur struktural nukleus yang mungkin tidak dipertimbangkan, karena sebagai hasil dari aktivitas vitalnya, mereka menghambat fungsinya atau menghilangkannya sama sekali. Contoh paling sederhana adalah sel darah merah. Ini adalah sel darah, yang intinya hanya ada pada tahap awal perkembangan, ketika hemoglobin disintesis. Segera setelah cukup untuk membawa oksigen, nukleus dikeluarkan dari sel untuk memfasilitasinya tanpa mengganggu transportasi oksigen.
Secara umum, eritrosit adalah kantung sitoplasma yang berisi hemoglobin. Struktur serupa adalah karakteristik sel-sel lemak. Struktur inti sel adiposit sangat disederhanakan, berkurang dan bergeser ke membran, dan proses sintesis protein terhambat secara maksimal. Sel-sel ini juga menyerupai "kantong" berisi lemak, meskipun, tentu saja, beragamada sedikit lebih banyak reaksi biokimia di dalamnya daripada di eritrosit. Trombosit juga tidak memiliki nukleus, tetapi mereka tidak boleh dianggap sebagai sel yang lengkap. Ini adalah fragmen sel yang diperlukan untuk pelaksanaan proses hemostasis.
