2. Једро (нуклеус) је најзначајнији део ћелије и представља
високоспецијализовану органелу која служи као административни
центар ћелије. То је и најуочљивија органела у свим еукариотским
ћелијама и можемо је сматрати за мозак ћелије. Сам латински назив -
нуцлеус (језгро), говори о значају једра за ћелију. Ова органела има две
главне функције. Носи генетске информације које су садржане у ДНК и
координира актиност ћелије, која укључује метаболизам, раст и деобу
ћелије и синтезу протеина. Дакле у ДНК молекулу је записано све што
ћелија треба да уради да би се одржала у животу и прилагодила
променама околине.
4. “Најкрупнија органела је једро. Унутар једра
види се хроматин (кондензована ДНК)
тамно обојен. У оквиру њега уочава се
нулеолус.Са десне стране једра виде се
митохондрије као лоптаста тела а горе
лево се уочава ендоплазматични
ретикулум.
6. Синтеза протеина се она одвија према генетској информацији коју носи
ДНК. Упркос разлици у структури, функцији и продуктима, све ћелије
једног организма имају исте гене, а улога једра је да селективно
контролише употребу одређених информација, вршећи експресију и
репресију активност појединих гена. Поред тога једро има улогу у синтези
иРНК и тРНК (транскрипција) које се управо у њему стварају одакле се
транспортују у цитоплазму, где су заједно са рибозомима ангажоване у
синтези протеина. У једру настају и рибозоми који су грађени од рРНК која
се синтетише у нуклеолусу и протеина који се синтетишу у цитосолу
одакле се преносе у једро. Ове две компоненте у једру изграђују
рибозомалне субјединице.
7.
8. Само ћелије еукариота имају једро. Међутим има изузетака, у зрелим
еритроцитима и крвним плочицама сисара их нема. Генерално постоји
само један нуклеус у ћелији али има ћелија и са два једра као што су ћелије
јетре, док ћелије коштаног ткива имају 10-15 једара или влакна скелетне
мускулатуре која могу имати до 150 једара на 1 цм дужине. Једноставнији
једноћелијски организми као бактерије и цијанобактерије немају једро
(прокариоте). Код ових организама све ћелијске информације и
административне функције су распоређене по целој цитоплазми.
11. Пречник једра варира од 3 до 14 µм, мада може бити и већи. Једро јајне
ћелије и неких ганглијских ћелија премашује 40 µм. Волумен једра зависи од
ћелијске активности, тј. од садржаја ДНК. Однос волумена једра и
цитоплазме је сталан за одређени тип ћелије и назива се
нуклеоцитоплазматски однос (Н/Ц) и што је његова вредност већа ћелија
је метаболички активнија. Димензије једра се мењају током раста ћелије.
Нпр. током раста овоцита једро се увећава преко 5000 пута. Најмање
једро имају лимфоцити и сперматозоиди.
12.
13. Нуклеус је најчешће округао или овалан али његов облик и положај такође
зависе од типа ћелије и њене активности. Можемо наћи и једро
бубрежастог или неправилног облика као што имају гранулирани
леукоцити. У активним ћелијама једро повећава своју површина
стварањем набора на својој површини. Положај једра је тђ.
карактеристичан за ћелију. Током ембрионалног развића једро је најчешће
смештено у централном делу ћелије.током процеса диференцијације
ћелије у ткива и органе, положај једра се мења, у зависности од
активности ћелије. Тако је код жлезданих ћелија једро смештено при бази
ћелије.
14. Треба напоменути и то да је нуклеус органела која током
ћелијског циклуса мења изглед, тако да се његов изглед у
интерфази разликује од оног у митози. У интерфази се на једру
могу уочити следећи структурни елементи:
◉ Једрова мембрана - омотач,
◉ Хроматин,
◉ Једарце- нуклеолус и
◉ Нуклеоплазма - кариоплазма
16. Двострука мембрана која затваран ДНК у еукариотској ћелији назива се
једрова мембрана или нуклеусни омотач. Она одваја ДНК од цитосола.
Састоји се од две мембране. Прва је спољашња, и на њу се настављају
мембране гЕР-а. Она носи и рибозоме. Друга, унутрашња мембрана
представља праву једрову мембрану. Између ове две мембране налази се
перинуклеарни простор (цистерна) која чини континуитет са
цистернама гЕР-а. Ширина овог простора зависи од количине
новосинтетисаног протеина (као и у цистернама гЕР-а), али најчешће је
од 20 до 100нм.
18. На унутрашњу површину једрове мембране належе нуклеарна ламина која
даје ослонац једровом омотачу. Нуклеарна ламина се састоји од мреже
интермедијерних филамената дебљине 30-100 нм,који су грађени од
протеина ламинина. За ову мрежу се везује периферни хроматин и
комплекс нуклеарне поре. Нуклеарна ламина поред ове улоге има функцију
у процесу дезинтеграције једра и његове поновне интеграције пре и после
митозе. Током митозе, фосфорилација доводи до разградње протеина
ламинина и распадања једрове мембране на везикуле, док
дефосфорилација ламинина омогућује обнављање ламинина и поновно
формирање једровог омотача.
20. У свим еукариотским ћелијама једров омотач садржи поре ширине око 70
нм које омогућују размену молекула и јона између једра и цитоплазме. Број
пора на једровој мембрани је око 3000. Око отвора поре спољашња и
унутрашња једрова мембрана су спојене. У сам отвор поре уметнут је
тзв. комплекс нуклеарне поре који је грађен од 3 прстена: спољашњи
(цитоплазматични), средишњи (интермедијерни) и унутрашњи
(нуклеусни). У центар поре је смештен средишњи прстен у којем се налази
централна гранула, дијаметра 35-40 нм . Ову централну гранулу граде 2
структуре грађене од по 8 субјединица које се могу раширити и
формирати хидрофилни канал дужине 15 нм и ширине 9 нм, и скупити га
када га затварају. Кроз канал који се у њој ствара дифузијом могу
слободно пролазити јони и мали молекули док већи молекули
(иРНК,тРНК,нуклеусни протеини) пролазе активним транспортом.
22. Хроматин представља једарни материјал, грађен претежно од
ДНК, али садржи и 3 форме РНК, хистоне и неке нехистонске
протеине (кисели протеини хроматина) који имају улогу у
експресији појединих гена. Уочава се у интерфазном једру (то је
једро ћелије која није у деоби, већ се налази у тзв. интерфази) .
Назив хроматина (хромозома) потиче од грц. цхромос што значи
боја, односно, лепо се боји одређеним базним бојама.
За време интерфазе у једру хроматин постоји у две форме, као:
хетерохроматин (спирилизовани, кондензовани хроматин,
тамније обојен) и еухроматин (деспирилизовани хроматин
светлије обојен)
23.
24. Хроматин представља једарни материјал, грађен претежно од
ДНК, али садржи и 3 форме РНК, хистоне и неке нехистонске
протеине (кисели протеини хроматина) који имају улогу у
експресији појединих гена. Уочава се у интерфазном једру (то је
једро ћелије која није у деоби, већ се налази у тзв. интерфази) .
Назив хроматина (хромозома) потиче од грц. цхромос што значи
боја, односно, лепо се боји одређеним базним бојама.
За време интерфазе у једру хроматин постоји у две форме, као:
хетерохроматин (спирилизовани, кондензовани хроматин,
тамније обојен) и еухроматин (деспирилизовани хроматин
светлије обојен)
25. Хетерохроматин
се у нуклеусу види као таман регион
и он је чврсто спирилизован тако да
на њему гени нису доступни за
трансакцију на иРНК. Најчешће је
распоређен по периферији једра. У
централном делу једра гради мања
или већа острва а у мањој мери је
везан и за нуклеолус. Количина
хетреохроматина у ћелији говори
нам о њеној активности. Већа
количина хетерохроматина указује
на слабу метаболичку активност
ћелије.
Еухроматин
је најчешће смештен у
централном делу једра и знатно је
светлије обојен од
хетерохроматина јер представља
деспирализовани хроматин. У овом
хроматину највећа површина ДНК
је изложена за транскрипцију.
27. Током ћелијске деобе хроматин се кондензује у структуре познате као
хромозоми. Хромозоми постају јасно видљиви и интензивно обојени у
раној митози. Грађени су од нулеозома, сложених глобуларних структура
које су распоређене једна изнад друге целом дужином хромозома .
Нуклеозоми се састоје од протеинског језгра, грађеног од хистона, око
којед ланац ДНК прави дупли навој у дужини од 146 нуклеотида, а потом се
спушта и намотава око протеинског језгра суседног нуклеозома и тако
целом дужином хромозома. Током кондензације хромозома у митози,
нуклеозоми се веома чврсто пакују један уз други, јер се услед изражене
спирализације ДНК, скраћује растојање између њих. Насупрот овоме, у
интерфазном једру појединачни хромозоми нису видљиви, јер је хроматин
у великој мери деспирализован.
28.
29. Хромозоми се састоје од 2 хроматиде спојене центромером која
представља примарно сужење на хромозому и има улогу у
орјентацији и кретању хромозома током ћелијске деобе. Делови
хромозома који су лоцирани изнад и испод центромере означени су
као краци хромозома.
30.
31. Према положају центромере хромозоми се деле на:
◉метацентричне - центромера је у средини
па су краци једнаке дужине (р = q)
◉субметацентрични - центромера је изнад центра,
ближа је једном врху (р : q = 1 : 1.5-3)
◉акроцентрични хромозоми - центромера је при врху (р :
q = 1 : 7<)
33. Краци хромозома могу бити исте или различите
дужине, у зависности од тога на ком се месту налази
центромера. У основи се разликују 4 основна типа
хромозома.
34. На акроцентричним хромозомима поред примарног постоји и
секунарно сужење које је смештено при самом врху њихових
краћих кракова. Управо на месту овог сужења је смештена
секвенца ДНК одговорна за кодирање синтеза рРНК. У
интерфазном једру секундарна сужења акроцентричних
хромозома образују нуклеолус.
Број хромозома је карактеристичан за сваку врсту и сталан је у
телесним ћелијама. Скуп свих хромозома једног организма назива
се кариотип. Телесна (соматска) ћелија код човека има 46
хромозома и зову се аутозоми. Полне ћелије имају 23 хромозома
од којих један одређује пол и то је тзв. секс хромозом. Код мушког
пола то је Y док је код женског то X хромозом.
37. Мушкарац има хромозомску конституцију 44 аутосома и XY полне
хромозоме, а жена има исто 44 аутосома и XX полне хромозоме. Код
женског пола један од полних X хромозома је увек више кондензован,
генетски је неактиван и присутан је у свим соматским ћелијама женског
организма, а зове се секс хроматин или Барр-ово тело.
38. У свим ћелијама једног организма парови аутозома су
симетрични тј. хомологи. У соматској ћелији дакле сваки
хромозом који води порекло од мајке има свој одговарајући
хромозом који води порекло од оца. Ови хомологи хромозоми
носе алтернативне форме истих гена, назване алели. Код
женксог пола постоји 23 пара хомологих хромозома јер оне
садрже два XX хромозома који су такође хомологи. Код
мушког пола имамо 22 пара хомологих хромозома јер они
садрже XY хромозоме који су асиметрични – нехомологи.
40. Једарце је једрова органела смештена у нуклеоплазми од које није
одвојен мембраном. Има улогу у синтези рибозомалне
рибонуклеинске киселине и у формирању рибозомалних субјединица.
Једро може да садржи једно или већи број једараца. Уочава се у
интерфазном једру, док за време деобе, када нема синтезе рРНК
оно нестаје а постаје поново видљиво пред крај митозе (телофаза)
. Нуклеолус се образује у пределу секундарног сужења хромозома,
где су локализовани генски сегменти који кодирају генетску
информацију са синтезу рРНК. У људским телесним ћелијама
једарце образују секундарна сужења 5 пари акрозомалних
хромозома, а то су следећи хромозомски парови - 13, 14, 15, 21, и 22.
42. Може бити смештено на различитим локацијама у једру, али је
најчешће локализовано уз саму једрову мембрану, што је веома
повољан положај за брз транспорт његових продуката у
цитоплазму. Величина и изглед једарцета зависе од типа ћелије и
њене активности, тј. нивоа синтезе рРНК. Веома је уочљиво у једру
ћелија у којима се врши интезивна производња протеина и у
таквим ћелијама његов волумен је знатно већи. Нпр. ћелије
егзокриног дела панкреаса имају врло истакнуто једарце док је у
мишићним ћелијама слабо уочљиво. Запремина нуклеолусног
материјала је увек иста за ћелије једне врсте ткива.
43. Једарце чине 3 морфолошки и функционално
различита региона:
парс аморфа
се на електронском микроскопу
виде као светли региони. У њима
је смештена ДНК са које се врши
транскрипција рРНК, односно то
су региони акроцентричних
хромозома. Тај део се назива
нуклеусни организациони регион
(НОР). Удиплоидној телесној
ћелији човека постоји 10 НОР-а јер
се на сваком од 5 акрозомалних
хромозома налази по један НОР.
Но, на електронском микроскопу
се не виде сви јер се међусобно
спајају тако да се у ћелији
најчешће види само 1-2 једарцета.
парс фибриларис
је смештен у близини парс
аморфа и граде га многобројни
густо збијени ланци РНКкоји
учествују у процесу
транскрипције са ДНК.
парс гранулоса
је смештен периферно од
претходна два дела а назив му
потиче од грануларног садржаја
који садржи бројне субјединице
рибозома које ће кроз нуклеарне
поре проћи у цитоплазму где ће се
спојити и образовати рибозоме
45. Унутрашњост једра (нуклеуса) испуњава нуклеоплазма -
кариоплазма. У односу на цитиосол нуклеоплазма садржи мање воде
а више јона калијума, натријума и хлора док је количина
аминокиселина и АТП иста. Састав нуклеоплазме се стално мења
што зависи од степена активности хроматина и једарцета.
Сталан састав је веома тешко одредити из разлога што се велики
број јона налази само у пролазу.
46. У кариоплазми је присутан и нуклеусни скелет грађен од
протеинских филамената причвршћених за једров омотач.
Нуклеусни скелет има улогу у одржавању сталног положаја
једрове мембране, хроматина и нуклеолуса. Он такође
омогућава и транспорт рибозомалних киселина, нуклеусних
протеина и рибозомалних субјединица кроз нуклеоплазму
али и покрете који се дешавају за време ћелијске деобе
унутар једра.
