Giới thiệu
Nhân tế bào là bào quan lớn nhất của tế bào nhân thực và nằm trong tế bào chất, ngăn cách nhau bằng màng kép (bao nhân). Là người mang thông tin di truyền, nhân tế bào chứa thông tin di truyền dưới dạng nhiễm sắc thể (DNA sợi) và do đó đóng một vai trò thiết yếu trong di truyền. Hầu hết các tế bào của động vật có vú chỉ có một nhân; cái này hơi tròn và có đường kính từ 5 đến 16 micromet. Một số loại tế bào, chẳng hạn như sợi cơ hoặc tế bào chuyên biệt trong xương, có thể có nhiều hơn một nhân.
Chức năng của nhân tế bào
Nhân tế bào là bào quan quan trọng nhất của tế bào và chiếm 10 -15% thể tích tế bào. Nhân tế bào chứa hầu hết thông tin di truyền của tế bào. Ở người, ngoài nhân tế bào, mitochondria cũng chứa DNA (“DNA ty thể”).
Tuy nhiên, bộ gen của ty thể chỉ mã hóa cho một số protein, được yêu cầu chủ yếu trong chuỗi hô hấp để sản xuất năng lượng. Là một kho dự trữ axit deoxyribonucleic (DNA), nhân tế bào được coi là trung tâm điều khiển của tế bào và điều hòa nhiều quá trình quan trọng của quá trình trao đổi chất của tế bào. Nhân tế bào rất cần thiết cho chức năng của tế bào.
Tế bào không có nhân tế bào thường không thể tồn tại. Một ngoại lệ cho điều này là màu đỏ không có hạt nhân máu ô (hồng cầu). Ngoài các chức năng điều hòa, các nhiệm vụ của nhân tế bào bao gồm lưu trữ, nhân đôi và truyền DNA.
DNA nằm trong nhân tế bào ở dạng chuỗi xoắn kép dài, giống như sợi và được xếp chặt với nhân. protein, các lịch sử, để hình thành nhiễm sắc thể. Nhiễm sắc thể bao gồm chất nhiễm sắc, chỉ ngưng tụ thành các nhiễm sắc thể có thể nhìn thấy được ở kính hiển vi trong quá trình phân bào. Mỗi tế bào của con người đều chứa 23 nhiễm sắc thể, mỗi nhiễm sắc thể được nhân đôi và thừa hưởng từ cả bố và mẹ.
Do đó, một nửa số gen trong tế bào đến từ mẹ, phần còn lại từ bố. Nhân tế bào kiểm soát các quá trình trao đổi chất bên trong tế bào thông qua các phân tử RNA thông tin. Mã thông tin di truyền cho protein chịu trách nhiệm về chức năng và cấu trúc của tế bào.
Khi cần thiết, một số đoạn DNA, được gọi là gen, được phiên mã thành một chất truyền tin (RNA thông tin hoặc mRNA). MRNA được hình thành rời khỏi nhân tế bào và đóng vai trò như khuôn mẫu để tổng hợp các protein tương ứng. Người ta có thể tưởng tượng rằng DNA là một loại ngôn ngữ được mã hóa bao gồm bốn chữ cái.
Đây là bốn cơ sở: adenine, thymine, guanine và cytosine. Các chữ cái này tạo thành các từ, mỗi từ bao gồm ba cơ sở, được gọi là codon. Mỗi codon mã hóa cho một axit amin cụ thể và do đó tạo cơ sở cho quá trình sinh tổng hợp protein, vì trình tự các bazơ của gen được dịch mã thành protein bằng cách liên kết các axit amin tương ứng.
Tất cả thông tin được mã hóa này được gọi là mã di truyền. Chuỗi bazơ cụ thể làm cho DNA của chúng ta trở nên độc nhất và xác định gen của chúng ta. Nhưng không chỉ có bazơ tham gia vào quá trình xây dựng DNA.
DNA được tạo thành từ các nucleotide được xâu chuỗi lại với nhau, lần lượt bao gồm đường, phốt phát và bazơ. Các nucleotide tạo thành xương sống của DNA, ở dạng chuỗi xoắn kép xoắn. Ngoài ra, sợi này còn được cô đặc lại để phù hợp với nhân tế bào nhỏ.
Đây cũng được gọi là nhiễm sắc thể là dạng đóng gói của DNA. Với mỗi lần phân chia tế bào, DNA hoàn chỉnh được sao chép để mỗi tế bào con chứa thông tin di truyền hoàn toàn giống hệt nhau. Nhiễm sắc thể là một dạng đóng gói cụ thể của vật liệu di truyền (DNA) của chúng ta mà chỉ có thể nhìn thấy trong quá trình phân chia tế bào.
DNA là một cấu trúc tuyến tính quá dài để phù hợp với nhân tế bào của chúng ta ở trạng thái tự nhiên. Vấn đề này được giải quyết bằng các vòng xoắn ốc tiết kiệm không gian khác nhau của DNA và sự kết hợp của các protein nhỏ xung quanh mà DNA có thể tự quấn thêm. Dạng DNA nhỏ gọn nhất là nhiễm sắc thể.
Dưới kính hiển vi, chúng xuất hiện dưới dạng các vật thể hình que với phần thắt ở giữa. Dạng DNA này chỉ có thể được quan sát thấy trong quá trình phân chia tế bào, tức là trong quá trình nguyên phân. Đến lượt mình, quá trình phân chia tế bào có thể được chia thành nhiều giai đoạn, theo đó các nhiễm sắc thể được thể hiện tốt nhất trong phép siêu phân.
Tế bào sinh dưỡng bình thường có bộ nhiễm sắc thể kép, gồm 46 nhiễm sắc thể. RNA mô tả axit ribonucleic, có cấu trúc tương tự như DNA. Tuy nhiên, nó là một cấu trúc sợi đơn khác với DNA ở các khối xây dựng riêng lẻ.
Ngoài ra, RNA cũng ngắn hơn nhiều so với DNA và có một số nhiệm vụ khác so với DNA. RNA có thể được chia thành nhiều phân nhóm RNA khác nhau thực hiện các nhiệm vụ khác nhau. Trong số những thứ khác, mRNA đóng một vai trò quan trọng trong quá trình phân chia nhân tế bào.
Giống như tRNA, nó cũng được sử dụng trong sản xuất protein và enzyme. Một phân nhóm khác của RNA là rRNA, là một thành phần của ribosome và do đó cũng tham gia vào quá trình sản xuất protein. Bước đầu tiên trong quá trình sinh tổng hợp protein là phiên mã DNA thành mRNA (phiên mã) và diễn ra trong nhân tế bào.
Trong quá trình này, một sợi DNA đóng vai trò là khuôn mẫu cho một chuỗi RNA bổ sung. Tuy nhiên, vì không có protein nào có thể được tạo ra trong nhân tế bào, mRNA được tạo thành phải được thải vào tế bào chất và vận chuyển đến ribosome, nơi cuối cùng diễn ra quá trình tổng hợp thực sự của các protein. Trong ribosome, mRNA được chuyển đổi thành một chuỗi các axit amin được sử dụng để cấu tạo nên các protein.
Quá trình này được gọi là quá trình dịch. Tuy nhiên, trước khi RNA thông tin có thể được vận chuyển ra khỏi nhân, đầu tiên nó được xử lý theo nhiều bước, tức là một số trình tự nhất định được gắn hoặc cắt ra và lắp ráp lại. Bằng cách này, các biến thể protein khác nhau có thể được tạo ra từ một bản sao.
Quá trình này cho phép con người tạo ra một số lượng lớn các protein khác nhau với tương đối ít gen. Một chức năng quan trọng khác của tế bào, diễn ra trong nhân tế bào, là nhân đôi DNA (sao chép). Trong một tế bào, có một chu kỳ xây dựng và phá vỡ liên tục: protein cũ, chất ô nhiễm và các sản phẩm trao đổi chất bị phá vỡ, protein mới phải được tổng hợp và năng lượng phải được sản xuất.
Ngoài ra, tế bào lớn lên và phân chia thành hai tế bào con giống nhau. Tuy nhiên, trước khi một tế bào có thể phân chia, toàn bộ thông tin di truyền trước tiên phải được nhân đôi. Điều này rất quan trọng vì vật chất di truyền của tất cả các tế bào trong một sinh vật là hoàn toàn giống nhau.
Sự sao chép diễn ra vào một thời điểm xác định chính xác của quá trình phân chia tế bào trong nhân tế bào; cả hai quá trình được liên kết chặt chẽ và được điều chỉnh bởi một số protein (enzyme). Đầu tiên, DNA sợi đôi được tách ra và mỗi sợi đơn đóng vai trò như khuôn mẫu cho quá trình nhân đôi tiếp theo. Với mục đích này, nhiều enzyme cập vào DNA và hoàn thành sợi đơn để tạo thành một chuỗi xoắn kép mới.
Vào cuối quá trình này, một bản sao chính xác của DNA đã được tạo ra, bản sao này có thể được truyền cho tế bào con trong quá trình phân chia. Tuy nhiên, nếu sai sót xảy ra ở một trong các giai đoạn của chu kỳ tế bào, các đột biến khác nhau có thể phát triển. Có một số loại đột biến có thể xảy ra một cách tự phát trong các giai đoạn khác nhau của chu kỳ tế bào.
Ví dụ, nếu một gen bị lỗi, đây được gọi là đột biến gen. Tuy nhiên, nếu khiếm khuyết ảnh hưởng đến một số nhiễm sắc thể hoặc các phần của nhiễm sắc thể, thì nó được gọi là đột biến nhiễm sắc thể. Nếu số lượng nhiễm sắc thể bị ảnh hưởng, nó sẽ dẫn đến đột biến gen.
Chủ đề cũng có thể được bạn quan tâm: Quang sai nhiễm sắc thể - điều này có nghĩa là gì? Màng kép của vỏ nhân có các lỗ xốp phục vụ cho việc vận chuyển có chọn lọc protein, axit nucleic và các chất truyền tín hiệu ra hoặc vào nhân. Thông qua các lỗ này, một số yếu tố trao đổi chất và các chất truyền tín hiệu đi vào nhân, nơi chúng ảnh hưởng đến quá trình phiên mã của một số protein nhất định.
Việc chuyển đổi thông tin di truyền thành protein được giám sát chặt chẽ và được điều chỉnh bởi nhiều yếu tố trao đổi chất và chất truyền tín hiệu, đây được gọi là biểu hiện gen. Nhiều con đường tín hiệu xảy ra trong tế bào kết thúc trong nhân, nơi chúng ảnh hưởng đến sự biểu hiện gen của một số protein nhất định. Trong nhân của tế bào nhân thực là nucleolus, cơ thể nucleic.
Một tế bào có thể chứa một hoặc nhiều nucleoli, trong khi những tế bào hoạt động mạnh và phân chia thường xuyên có thể chứa tới 10 nucleoli. Nhân là một cấu trúc hình cầu, đặc, có thể nhìn thấy rõ ràng dưới kính hiển vi ánh sáng và được phân định rõ ràng bên trong nhân tế bào. Nó tạo thành một vùng độc lập về mặt chức năng của nhân, nhưng không được bao bọc bởi màng riêng của nó.
Các nucleolus bao gồm DNA, RNA và protein, nằm cùng nhau trong một khối đặc. Sự trưởng thành của các tiểu đơn vị ribosome diễn ra trong nucleolus. Càng nhiều protein được tổng hợp trong một tế bào, thì càng cần nhiều ribosome và do đó các tế bào hoạt động trao đổi chất có một số nucleoli.
Hạt nhân trong một tế bào thần kinh có một loạt các chức năng. Hạt nhân của một tế bào thần kinh nằm trong cơ thể tế bào (soma) cùng với các thành phần tế bào khác (bào quan), chẳng hạn như lưới nội chất (ER) và bộ máy Golgi. Như trong tất cả các tế bào cơ thể, nhân tế bào chứa thông tin di truyền dưới dạng DNA.
Do sự hiện diện của DNA, các tế bào cơ thể khác có thể tự nhân đôi thông qua nguyên phân. Tuy nhiên, tế bào thần kinh là những tế bào rất cụ thể và biệt hóa cao tạo thành một phần của hệ thần kinh. Kết quả là chúng không còn khả năng tự sao chép.
Tuy nhiên, nhân tế bào thực hiện một nhiệm vụ quan trọng khác. Trong số những thứ khác, các tế bào thần kinh chịu trách nhiệm về sự kích thích của cơ bắp của chúng ta, cuối cùng dẫn đến chuyển động của cơ bắp. Sự liên lạc giữa các tế bào thần kinh với nhau và giữa các tế bào thần kinh với cơ bắp diễn ra thông qua các chất truyền tin (chất dẫn truyền).
Các chất hóa học này và các chất duy trì sự sống quan trọng khác được tạo ra với sự trợ giúp của nhân tế bào. Không chỉ nhân tế bào mà các thành phần khác của soma cũng đóng vai trò quan trọng trong quá trình này. Hơn nữa, nhân tế bào kiểm soát tất cả các con đường trao đổi chất trong tất cả các tế bào, bao gồm cả tế bào thần kinh. Vì mục đích này, nhân tế bào chứa tất cả các gen của chúng ta, có thể đọc và dịch mã thành các protein và enzym cần thiết tùy thuộc vào việc sử dụng chúng. Thông tin thêm về tính năng đặc biệt của tế bào thần kinh có thể được tìm thấy tại Tế bào thần kinh
