Функции ядрышка в клетке растений: «Какие функции выполняет ядрышко?»

Содержание

Ядрышки – компонент ядра эукариотической клетки

Ядрышки – обязательный компонент ядра эукариотической клетки. Они наблюдаются в ядрах практически всех клеток, но это правило имеет небольшое количество исключений, которые лишь подчеркивают роль ядрышка в жизненном цикле клетки. К таким исключениям относятся клетки яиц, на стадии дробления, здесь ядрышки отсутствуют на ранних этапах эмбриогенеза, и клетки, которые проходят специализацию, как, например, некоторые клетки крови.

Впервые ядрышки были описаны в конце XIX столетия, когда в научных исследованиях стали активно использоваться разнообразные методы окраски ядра. Настоящий прогресс в этом направлении был достигнут при разработке и использовании в цитологии специальных ядрышковых красителей и методов, связанных с применением азотнокислого серебра [1, 2]. В шестидесятых годах прошлого столетия было показано, что ядрышко является основным местом биогенеза рибосом. С этого времени ядрышки стали объектом многих исследований.

В клеточном цикле ядрышки, присутствуют в течение всей интерфазы; в период митоза, в профазе, во время компактизации хромосом, они постепенно исчезают. В метафазе и анафазе ядрышки отсутствуют. Первые признаки новых ядрышек появляются после стадии средней телофазы, когда уже достаточно разрыхлились хромосомы дочерних ядер. В это время близ хромосом, которые деконденсируются, появляются плотные тельца – первичные ядрышки [3]. Обычно, их количество больше, чем в интерфазе. Позднее, в G1-периоде клеточного цикла первичные ядрышки растут, начинают объединяться одно за другим, их общее количество уменьшается, но возрастает объем. Общий объем ядрышка увеличивается вдвое в S- G2- периодах клеточного цикла [4].

Образование ядрышек топографически связано с определенными зонами на ядрышкообразующих хромосомах. Эти зоны называются ядрышковыми организаторами, или ядрышкообразующими районами (ЯОР) хромосом, которые локализованы в области вторичных перетяжек хромосом. В интерфазных ядрах в структуре ядрышка выделяют следующие составляющие: фибриллярные центры, плотный фибриллярный и гранулярный компоненты, ядрышковые вакуоли, и ассоциированный с ядрышком хроматин [4, 5]. Фибриллярные центры окружены плотными фибриллярными и гранулярными компонентами и содержат расплетенную рДНК и рассматриваются как интерфазные “двойники” митотических ЯОР [6]. Исследования последних лет показали, что число и размеры фибриллярных центров существенно варьирует в клетках, и зависит от их (клеток) функционального состояния, в частности, от интенсивности транскрипции рДНК [5, 7]. Что касается гранулярного компонента ядрышка, то принята точка зрения, что он, прежде всего, представлен дозревающими прерибосомами [4, 5]. В состав ядрышка входят также ферменты: РНК-полимераза-1, РНК-метилаза, топоизомераза-1; ядрышковые протеины, наиболее изученными из которых являются нуклеолин, протеины Р80 и Р105, и фосфопротеины С23 и Р100, все они локализуются преимущественно в зоне фибриллярного центра [4, 7]. На протяжении последних лет в ядрышках идентифицировано более чем 400 белков. Исследования молекулярного строения и содержимого ядрышек продолжаются сегодня и помогают понять широкий спектр ядрышковых функций.

Ядрышко представляет собой комплекс амплифицированных генов рРНК и продуктов – предшественников рибосом, и является источником основной массы цитоплазматической РНК, представленной, главным образом, рибосомной РНК.

Структурная организация ядрышка тесно связана с его функциональной активностью, и зависит от интенсивности транскрипции рДНК, скорости процессинга и выхода зрелых субъединиц рибосом из ядрышка в нуклеоплазму [4]. Поэтому, когда транскрипция и/или обработка рРНК замедлены, ядрышко частично, или полностью теряет структурную целостность. Когда транскрипция блокирована, отмечают сегрегацию ядрышковых компонентов [8]. Когда обработка и созревание рРНК ослаблены, но транскрипция рДНК все еще активна, т.е. когда утрачена связь между транскрипцией рДНК и обработкой рРНК, наблюдают рассеивание ядрышек по всей кариоплазме.

Лабильность морфологических показателей ядрышка (числа, формы, размера, микроскопического строения) считают одним из основных его функциональных свойств [4, 5]. Изменчивость морфологических и химических свойств ядрышек определяется основной их функцией – синтезом клеточной РНК, которая была отмечена Т. Касперсоном [2]. Им было показано, что количество РНК и белка в цитоплазме зависит от объема ядрышка и концентрации в нем РНК. Этот вывод позволяет связать изменения морфологических параметров ядрышек с метаболическими особенностями синтеза РНК и белка в клетке. Так, клетки, которые синтезируют большое количество белка, имеют большое ядрышко или много ядрышек [1, 6]. В малоактивных клетках ядрышко маленькое или его вообще тяжело обнаружить. При обычной функциональной нагрузке, которая отвечает нуждам определенной популяции клеток, структура ядрышка остается практически неизменной. Но в ходе клеточного цикла, в процессе дифференцирования и дедифференцирования, при угнетении или активации синтеза рРНК происходят значительные перестройки ядрышка [4].

Согласно литературным данным количество ядрышек в клетке может изменяться, но их число зависит от генного баланса клетки. Он определяется числом ядрышковых организаторов и увеличивается согласно плоидности ядра [1, 7]. Чаще всего в клетках количество ядрышек меньше, чем число ядрышковых организаторов. Это связано с тем, что при новообразовании они могут сливаться одно с другим, таким образом, в образовании одного ядрышка принимают участие несколько ядрышкообразующих районов (ЯОР) хромосом.

Ряд авторов [8-10,] считает, что увеличение количества ядрышек свидетельствует об амплификации рибосомной ДНК, а некоторые утверждают, что количество ядрышек может быть критерием дифференцирования клетки. Отмечена значительная корреляция между общим объемом ядрышек в клетках и их митотической активностью. При угнетении синтеза рРНК значительно снижается количество ядрышек на клетку, а сами ядрышки резко уменьшаются в размере и уплотняются. Подобную реакцию наблюдают, как при действии на клетки разных ингибиторов синтеза рРНК, так и в процессе естественной инактивации рыбосомных генов [9-11].

Чаще всего для визуализации ядрышек используется методика Ховела и Блэка [12] – она отличается от других применением коллоида желатина, который выступает в качестве стабилизатора и катализатора реакции, которая проходит в слабокислой среде. Разработаны многочисленные модификации данного метода, позволяющие использовать его при исследовании клеток и тканей, разнообразных организмов [13].

Экспериментальные исследования показали, что реакция серебрения базируется на выборочном связывании нитрата серебра с негистоновыми белками хромосом, которые образуют рибонуклеопротеиновые комплексы из только что синтезированной рРНК. Считают, что в ходе реакции происходит восстановление ионов Ag⁺ до металлического серебра, однако при этом нет единой точки зрения относительно того, какие компоненты белков осуществляют процесс восстановления ионов. Наибольшую родственность к серебру проявляют сульфгидрильные и карбоксильные группы [14]. Есть мнение, что взаимодействие с серебром может осуществляться за счет фосфатных групп, которые связаны с серином и треонином в фосфорилированных белках [13].

При окраске препаратов интерфазных клеток методом Ховела и Блека, ядрышковые организаторы видны в виде черных точек (гранул) на желтом фоне ядер или слабоокрашенных хромосом. Сами ядрышки в интерфазных ядрах окрашиваются в коричневый цвет. Специфичность окраски достигается лишь при соблюдении определенных условий (рН, температуры, времени окрашивания и концентрации AgNO₃). В связи с тем, что родственность к серебру проявляют практически все компоненты хроматина, изменение условий проведения реакции ведет к выявлению, кроме ЯОР, других структур. Так, при более продолжительном крашении азотнокислым серебром проявляются центромеры хромосом и центриоли [15].

Микрофотография. Ядрышки в клетках плавника рыб и в клетках гидры. Увеличение 10х100. Окраска азотнокислым серебром.

Нитратом серебра окрашиваются лишь те ядрышковые организаторы, которые в данный момент активно функционируют [14, 15]. Поэтому данный метод не только позволяет выявить ЯОР, но и дает возможность оценить функциональное состояние рыбосомных генов в клетке.

Степень аргентофильности ядрышек тесно связана с пролиферативным потенциалом клеток и уровнем их дифференцирования. Это дает возможность использовать явление аргентофильности ядрышек для изучения роста, дифференцирования и других клеточных процессов, при которых происходит изменение функционального состояния клетки, опосредствованное вариацией функциональной активности рыбосомных генов [13]. Вывод о том, что азотнокислым серебром окрашиваются лишь активные ЯОР, получил подтверждение в экспериментах по искусственному усилению и угнетению синтеза рРНК, эмбриогенеза у мышей и птиц, гаметогенеза у млекопитающих, в том числе и человека [14]. С помощью иммуноцитогенетических методов показано, что интерфазные ядрышки и хромосомные ЯОР млекопитающих, которые окрашиваются серебром, прямо отражают транскрипционную активность генов рРНК [15]. Показано, что способность определенного сайта данной хромосомы окрашиваться серебром постоянна у данного индивидуума, но существуют индивидуальные вариации в числе и распределении ЯОР, что заметно при крашении азотнокислым серебром. Установлено, что способность данного сайта окрашиваться серебром или, другими словами, способность данной хромосомы образовывать ядрышко передается наследственно. В связи с этим метод окраски азотнокислым серебром успешно применяют в кариосистематике.

Имеется много работ посвященных изучению изменения ядрышковых характеристик растительных и животных организмов в разных условиях, при влиянии естественных и антропогенных факторов [16].

Показано изменение структуры ядрышек под воздействием цитостатических препаратов в культуре клеток и в экспериментах на лабораторных животных [18]. Авторы отмечают, что данные эффекты характерны для агентов, которые угнетают транскрипцию и процессинг рРНК, блокируют обособление прерыбосом от ядрышка.

Показано увеличение объема ядрышкового материала в клетках растений при воздействии неблагоприятных экологических условий [19]. Более высокую активность ядрышкового аппарата в условиях естественной и антропогенной нагрузок связывают с действием адаптивных механизмов в условиях экстремальности, вызванной природными и антропогенными факторами.

Отмечено влияние малых доз ионизирующей радиации на ядрышковый аппарат зародышей карпа [20]. Показано стимулирующее свойство низких концентраций некоторых мутагенных факторов на гонады рыб и ооциты млекопитающих, следствием, которого является образование большого количества дополнительных ядрышек и усиление биосинтеза белка [21].

При исследовании влияния растворов солей кадмия и хрома на клетки жабр и гепатоцитов рыб Odontesthes bonariensis, показано значительное изменение объема ядрышек в этих клетках в зависимости от концентрации тяжелых металлов [22]. В экспериментах по влиянию растворов кадмия на клетки представителя миксомицет, Physarum polycephalum, отмечено изменение структуры ядрышка, описана его сегрегация, появление множественных ядрышкоподобных телец в ядре и образование кольцевидного ядрышка, при этом наблюдалось значительное снижение синтеза РНК [23]. Подобные изменения наблюдались и при влиянии кадмия на клетки корневой меристемы лука [24]

Приведенный выше обзор, позволяет заключить, что ядрышко – это обязательная структура ядра интерфазной клетки, оно занимает одно из центральных мест в синтезе белка клеткой, и отображает как уровень биосинтетической активности клетки на разных стадиях клеточного цикла, так и функциональное состояние клетки в нормальных условиях и в условиях патологии, или влияния токсичных веществ и других факторов.

Shaw P.J. The nucleolus / J.Shaw, E.G. Jordan // Annu. Rev. Cell Dev. Biol. – 1995. – N 11. – P. 93-121.
Caspersson T.O. Cell growth and cell function / Caspersson T. O. – W. W. Norton and Co. Inc. New York, 1950. – 185 p.
Dundr M., Misteli T., Olson M. The Dynamics of Postmitotic Reassembly of the Nucleolus // The Journal of Cell Biology. – 2000. — V. 150, N 3. – P. 433-446.
Hernandez-Verdun D. Nucleolus: from structure to dynamics / Hernandez-Verdun // Histochemistry and Cell Biology. – 2006. – V. 125. – Р.127-137.
Leger-Silvestre I. The Nucleolar UltrastructureIn Yeast / Leger-Silvestre, N. Gas // Olson, M.O.J. (Ed.). The Nucleolus. – Kluwer Academic / Plenum Publishers, 2004. – P. 21–28.
The multifunctional nucleolus / M.Boisvert, S. Koningsbruggen, J. Navascues [et al.] // Nature Reviews Molecular Cell Biology. – 2007. – V.8, №7.– Р.574-585.
Mosgöller W. Nucleolar Ultrastructure in Vertebrates // The Nucleolus / M.O.J. Olson [ed.]. — Kluwer Academic/ Plenum Publishers, – P.10–20.
Dynamic sorting of nuclear components into distinct nucleolar caps during transcriptional inhibition /Shav-Tal, J. Blechman, X. Darzacq [et al.] // Molecular Biology of the Cell. –2005. – V. 16. – P. 2395–2413.
Мамаев Н.Н. Структура и функция ЯОР хромосом: молекулярные, цитологические и клинические аспекты / Н.Н. Мамаев, С.Е. Мамаева // Цитология. – 1992. – Т. 34, № 10. – С. 3–26.
Pederson T. The plurifunctional nucleolus / T. Pederson // Nucleic Acids Res. — 1998. – N 26. – P. 3871-3876.
Ранняя экспрессия белка ядрышка SURF-6 в лимфоцитах селезенки мыши, активированных к пролиферации in vitro / А.А. Моралева, М.В.Малышева, Х. Магоулас [и др.] // Бюллетень экспериментальной биологии. — 2009. — Т. 147, № 5. — С. 507—511.
Howell W.M. Controlled silver-staining of nucleolus organizer regions with a protective colloidal developer: a l-step method / M.Howell, D.A.Black // Experientia. – 1980. – V.36. – P. 1014–1015.
Ochs R.L. Methods used to study structure and function of the nucleolus. / L. Ochs // Methods in Cell Biology. – 1998. – V. 53 – P. 303-321.
“Ag-NORs” are not always true NORs: new evidence in mammals / G. Dobigny, C. Ozouf-Costaz, C. Bonillo [et al.] // Cytogenetic and Genome Research. – 2002. – V. 98. – P. 75-77.
Сабонеева Е.В. Специфичность окрашивания ядрышковых организаторов азотнокислым серебром / Е.В. Сабонеева // Цитология. – 1989. – Т. 31, № 1. – С. 5-15.
Котеева Н.К. Изменение структуры ядрышек клеток апикальной меристемы побега и мезофила хвои сосны обыкновенной в годичном цикле / Н.К.Котеева // Цитология. – 1999. – Т. 41, № 6. – С. 479-485.
Reprogramming of nucleolar gene expression during the acclimatization of the carp / M.I.Vera, L. Norambuena, M. Alvarez [et al.] // Cell molecular biology Research. – 1993. –V. 39. – P. 665–674.
Сауткина Е.Н. Состояние ядрышковых белков В23/нуклеофозмина и UBА в клетках HELa при апоптозе, индуцируемом фактором некроза опухолей / Е.Н. Сауткина, Н.А. Потапенко, Н.М. Владимирова // Биохимия. – 2006. – Т. 71, № 6. – Р. 786-797.
Артюхов В.Г. Цитогенетический полиморфизм семенного потомства деревьев березы повислой (Betula pendula Roth), произрастающих в различных экологических условиях / В. Г. Артюхов, В.Н.Калаев, С.С. Карпова // Экологическая генетика. – 2009. – Т. 7, № 1. – С. 30 – 40.
Архипчук В.В. Влияние малых доз радиации на ядрышковую активность эмбрионов карповых рыб / В.В. Архипчук // Радиобиология. — 1990. — Т. 30, N 4 — С. 496 -501.
Хволес А.Г Механизм стимуляции мутагенами / А.Г. Хволес, Т.А.Черняев // Доклады АН СССР. – 1988. – Т. 301, № 4. – С. 985-988.
Nucleolar variation in response to nutritional condition in juvenile pejerrey Odontesthes bonariensis (Valenciennes) / P. Carriquiriborde, J.C. De Luca, F.N. Dulout, A.E. Ronco// Journal of Fish Biology. – 2007. – V. 70, 3. – P. 947–958.
Sina J.F. Cadmium Modification of Nucleolar Ultrastructure and RNA Synthesis in Physarum polycephaluml / F.Sina, B.Chin // Toxicology And Applied Pharmacology. – 1978. – N. 43. – Р. 449–459.
Marcano L. Effect of cadmium on the nucleoli of meristematic cells of onion Allium cepa L: an ultrastructural study / Marcano // Environmental research. – 2002. – V. 88, № 1. – Р.30-35.

Фотоматериалы из личного архива автора.

Веялкина Наталия Николаевна

e-mail: [email protected]

Функции ядрышка в клетке каковы? Ядрышко: строение и функции — Полезная информация для всех

Клетка является элементарной единицей живых организмов на Земле и имеет сложную химическую организацию структур, называемых органеллами. К ним относится ядрышко, строение и функции которого мы изучим в данной статье.

Особенности эукариотических ядер

Ядросодержащие клетки в своем составе содержат немембранные органеллы округлой формы, более плотные, чем кариоплазма, и называемые ядрышками или нуклеолами. Они были обнаружены ещё в 19 веке. Сейчас нуклеолы достаточно полно изучены благодаря электронной микроскопии. Практически до 50-х годов 20 века функции ядрышек не были определены, и ученые рассматривали эту органеллу, скорее, как резервуар запасных веществ, используемых во время митоза.

Современными исследованиями установлено, что органоид включает в себя гранулы нуклеопротеидной природы. Более того, биохимические опыты подтвердили, что органелла содержит большое количество белков. Именно они и обуславливают её высокую плотность. Кроме протеидов, в составе ядрышек присутствует РНК и небольшое количество ДНК.

Клеточный цикл

Интересно, что в жизни клетки, которая состоит из периода покоя (интерфазы) и деления (мейоза – у половых, митоза – у соматических клеток), ядрышки сохраняются непостоянно. Так, в интерфазе ядро с ядрышком, функции которых – сохранение генома и образование белоксинтезирующих органелл, присутствуют обязательно. В начале клеточного деления, а именно в профазе, они исчезают и заново образуются лишь в конце телофазы, сохраняясь в клетке до следующего деления или до апоптоза – её гибели.

Ядрышковый организатор

В 30-х годах прошлого века учеными было установлено, что образование ядрышек контролируется определенными участками некоторых хромосом. Они содержат гены, хранящие информацию о том, какое строение и каковы функции ядрышка в клетке. Существует корреляция между количеством ядрышковых организаторов и самих органелл. Например, шпорцевая лягушка содержит в своем кариотипе две ядрышкообразующие хромосомы и, соответственно, в ядрах её соматических клеток находится две нуклеолы.

Так как функции ядрышка, а также его наличие тесно связаны с делением клетки и образованием рибосом, сами органеллы отсутствуют в высокоспециализированных тканях головного мозга, крови, а также в бластомерах дробящейся зиготы.

Амплификация нуклеол

В синтетической стадии интерфазы наряду с самоудвоением ДНК происходит избыточная репликация числа генов рРНК. Так как основные функции ядрышка – продуцирование рибосом, то в связи со сверхсинтезом локусов ДНК, несущих информацию о РНК, резко возрастает количество этих органелл. Нуклеопротеиды, не связанные с хромосомами, начинают функционировать автономно. Как результат — в ядре образуется множество нуклеол, дистанцирующихся от ядрышкообразующих хромосом. Это явление называется амплификацией генов рРНК. Продолжая изучать функции ядрышка в клетке, отметим, что наиболее активный их синтез происходит в профазе редукционного деления мейоза, вследствие чего овоциты первого порядка могут содержать несколько сотен ядрышек.

Биологическое значение этого явления становится понятным, если учесть, что на ранних этапах эмбриогенеза: дроблении и бластуляции, необходимо огромное количество рибосом, синтезирующих главный строительный материал – белок. Амплификация – достаточно распространенный процесс, он происходит в овогенезе растений, насекомых, земноводных, дрожжей, а также у некоторых протист.

Гистохимический состав органеллы

Продолжим изучение эукариотических клеток и их структур, и рассмотрим ядрышко, строение и функции которого взаимосвязаны. Установлено, что оно содержит три вида элементов:

Нуклеонемы (нитевидные образования). Они неоднородны и содержат фибриллы и глыбки. Входя в состав как растительных, так и животных клеток, нуклеонемы образуют фибриллярные центры. Цитохимическое строение и функции ядрышка зависят также от присутствия в нем матрикса – сети опорных белковых молекул третичной структуры.

Вакуоли (светлые участки).

Зернистые гранулы (нуклеолины).

С точки зрения химического анализа, этот органоид почти полностью состоит из РНК и белка, а ДНК находится только на его периферии, образуя кольцеобразную структуру – околоядрышковый хроматин.

Итак, мы установили, что в состав ядрышка входят пять образований: фибриллярный и гранулярный центры, хроматин, белковый ретикулум и плотный фибриллярный компонент.

Виды ядрышек

Биохимическое строение этих органоидов зависит от типа клеток, в которых они присутствуют, а также от особенностей их метаболизма. Различают 5 основных структурных типов нуклеол. Первый – ретикулярный, наиболее распространен и характеризуется изобилием плотного фибриллярного материала, глыбок нуклеопротеидов и нуклеонем. Процесс переписывания информации с ядрышковых организаторов происходит очень активно, поэтому фибриллярные центры плохо видны в поле зрения микроскопа.

Так как главные функции ядрышка в клетке – синтез рибосомных субъединиц, из которых образуются белоксинтезирующие органеллы, то ретикулярный тип организации присущ как растительным, так и животным клеткам. Кольцевидный тип ядрышек встречается в клетках соединительной ткани: лимфоцитах и эндотелиоцитах, у которых гены рРНК практически не транскрибируются. Остаточные ядрышки встречаются в клетках, полностью утративших способность к транскрипции, например, у нормобластов и энтероцитов.

Сегрегированный вид присущ клеткам, испытавшим интоксикацию канцерогенами, антибиотиками. И, наконец, компактный тип ядрышка характеризуется множеством фибриллярных центров и небольшим количеством нуклеонем.

Белковый ядрышковый матрикс

Продолжим изучение внутреннего строения структур ядра и определим, каковы функции ядрышка в метаболизме клетки. Известно, что около 60% сухой массы этого органоида приходится на белки, входящие в состав хроматина, рибосомных частиц, а также на собственно ядрышковые белки. Остановимся на них подробнее. Часть протеидов задействована в процессинге – формировании зрелых рибосомных РНК. К ним относятся РНК-полимераза 1 и нуклеаза, которые удаляют лишние триплеты с концов молекулы рРНК. Белок фибрилларин находится в плотном фибриллярном компоненте и, так же, как и нуклеаза, осуществляет процессинг. Еще один белок – нуклеолин. Вместе с фибрилларином он находится в ПФК и ФЦ ядрышек и в ядрышковых организаторах хромосом профазы митоза.

Такой полипептид, как нуклеофозин располагается в гранулярной зоне и плотном фибриллярном компоненте, он участвует в формировании рибосом из 40 S и 60 S субъединиц.

Какую функцию выполняет ядрышко

Синтез рибосомной РНК – главное задание, которое должна выполнить нуклеола. В это время на её поверхности (а именно в фибриллярных центрах) происходит транскрипция при участии фермента РНК-полимеразы. На данном ядрышковом организаторе синтезируются сотни пре-рибосом, называемых рибонуклеопротеидными глобулами. Из них образуются рибосомные субъединицы, которые через ядерные поры покидают кариоплазму и оказываются в цитоплазме клетки. Малая субъединица 40S соединяется с информационной РНК и только после этого к ним прикрепляется большая субъединица 40S. Образуется зрелая рибосома, способная осуществлять трансляцию – синтез клеточных белков.

В данной статье нами было изучено строение и функции ядрышка в растительных и животных клетках.

Что такое ядрышко? — Мудрая биология

Нравится? Поделиться этим!

В клеточной биологии одна из основных структур эукариотических клеток известна как ядрышко. В этой статье мы попытаемся понять, что такое ядрышко, а также узнать его функцию в клетке.

В общей биологии в живых организмах существует два основных типа клеток: прокариотические клетки и эукариотические клетки. Сейчас мы не будем углубляться в различия между прокариотическими и эукариотическими клетками, а попытаемся узнать больше о ядрышках. Чтобы начать с основ клетки, давайте рассмотрим центр ядра эукариотической клетки, здесь мы замечаем ядро клетки.

Ядро представляет собой мембранную структуру, которая несет наследственную информацию клетки и регулирует размножение и рост клетки. Это ядро, которое также содержит структуру ядрышка, помогающую синтезировать рибосомы в клетке. Ядрышко также называют нуклеолом , что означает клеточную структуру, обнаруженную в ядре эукариотической клетки.

Что такое ядрышко клетки

Как животные, так и растительные клетки содержат ядрышки. Как упоминалось выше, ядрышко представляет собой клеточную структуру, присутствующую в ядре эукариотической клетки. В клеточной биологии ядрышко определяется как суборганелла ядра клетки (которая сама является органеллой). Это круглое и, как правило, небольшое зернистое тело, состоящее из РНК и белковых веществ в ядре клетки. В эукариотической клетке ядрышко является ключевым местом для производства рибосом, а также участвует в синтезе рибосомной РНК в клетке. Количество ядрышек варьируется, в ядре одной клетки растения или животного может быть одно или несколько ядрышек.

Поскольку все мы знаем, что ядро называют «контролирующей структурой» клеточной жизни, его основная функция заключается в том, чтобы нести жизненно важную генетическую информацию клетки. Ядро представляет собой большую структуру (относительно большую, учитывая размер клетки), в которой присутствует несколько других структур, одной из которых является ядрышко . Ядрышко образуется вокруг области организатора ядрышка (ЯОР), которая представляет собой хромосомную область в клетке. Вся эта хромосомная область представляет собой специфическую часть хромосом, которая связана с ядрышком вскоре после деления ядра в клетке.

Какова структура ядрышка

Ядрышко представляет собой центральное место в ядре, где происходит процессинг, синтез и сбор всех рибосомных РНК с помощью рибосомных белков. Таким образом, в клетке ядрышко известно как фабрика по производству рибосом.

Структура ядрышка состоит из трех основных компонентов; один: плотный фибриллярный компонент (DFC), два: фибриллярные центры (FC) и три: зернистые компоненты (GC). В самом начале, когда начался этот процесс, сложилась сложная организация ядрышка, когда фаза анамниот перешла в амниот. Между тем во время этой фазы перехода межгенная область ДНК претерпела значительный рост, и, следовательно, исходный фибриллярный компонент был разделен, который состоял из фибриллярных центров (FC) и плотных фибриллярных компонентов (DFC).

Какова функция ядрышка

Основная цель ядрышка в клетке состоит в регулировании трансакций белков, а также жизненно важной регуляции каждой клеточной функции в клетке. Это немембранная клеточная структура, которая присутствует в ядре клетки и содержит рибосомы, содержащие в себе рибонуклеиновую кислоту (РНК).

Итак, второй основной функцией ядрышка является сборка и производство компонентов рибосом внутри клетки. Ядрышко в основном действует как суспензионная среда для клеточных органелл в ядре клетки. Ядрышко, являясь одним из основных источников содержащих хромосомы с присутствующей в нем ДНК, очень богато РНК и используется для поддержания правильной формы и структуры ядра. Другие функции ядрышка, такие как транспортировка молекул, ионов и жизненно важных веществ для эффективного функционирования клеточного метаболизма, также включены в функции ядрышка.

Центром хроматиновой сети и РНК в жизни одной единицы клетки является ядрышко, клеточная структура, состоящая из ДНК, образованной для синтеза белков в клетке с образованием хромосом.

Без категорий

Получайте обновления прямо в папку «Входящие»

Подпишитесь, чтобы получать последние и лучшие статьи с нашего сайта автоматически каждую неделю (плюс-минус)… прямо в папку «Входящие».

Обновления блога

Адрес электронной почты
*

Маркированная диаграмма, объясняющая функцию ядрышка

Нравится? Поделиться этим!

Ядрышко – одна из важнейших органелл эукариотической клетки. Его основная функция — производство и сборка субъединиц, образующих рибосомы. Здесь перечислены различные функции, выполняемые ядрышком.

Знаете ли вы?

В отличие от большинства клеточных органелл, ядрышко не является статичной структурой. В фазе митоза он разбирается и снова собирается в начальной фазе G1.

Цепи РНК и ДНК являются структурными компонентами ядрышка. Состоит из зернистого и фибриллярного компонентов. Фибриллярные компоненты подразделяются на фибриллярные центры и плотные фибриллярные компоненты. Такой тип структурной организации ядрышка встречается в эукариотических клетках. Ядрышковые вакуоли встречаются только в растительных клетках. Ядрышко, которое присутствует в почкующейся форме дрожжей, больше, чем в других клетках. Он покрывает почти половину ядра; ядрышко, находящееся в ядерном матриксе, не окружено какой-либо оболочкой. Основными компонентами этой клеточной органеллы являются рибонуклеиновая кислота (РНК), дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и белки.

Какова функция ядрышка?

Основной функцией ядрышка является образование и сборка субъединиц, образующих рибосому. Рибосома – место синтеза белка. Ядрышко играет косвенную, но решающую роль в синтезе белка, собирая субъединицы рибосомы. Ядрышко осуществляет 50% всей продукции РНК, происходящей в клетке. Эта функциональность приписывается сотням r-генов, присутствующих в ядрышке.

Сборка рибосомной субъединицы

Сборка рибосомных субъединиц происходит следующим образом.

▶Ядрышко является местом транскрипции молекулы-предшественника рРНК из ДНК. Эта длинная молекула-предшественник рРНК процессируется с образованием 3 зрелых РНК.

▶Следующим шагом в этом процессе является упаковка. РНК упакованы с определенными, специфическими формами белков.

▶Наконец формируются рибосомные звенья. Эти рибосомные единицы могут различаться по размеру. Сырье в виде рибосомных субъединиц необходимо для процесса трансляции.

▶Сборка рибосомных субъединиц транспортируется в цитоплазму клетки (т.е. за пределы ядрышка) и участвует в процессе трансляции (синтезе белка).

Ядрышковый органайзер (ЯОР)

ЯРД представляет собой область в клетках, в которой вокруг хромосом происходит образование ядрышка. Поскольку образование и расположение ядрышка не происходит случайно, его называют «генетически детерминированным элементом». NOR имеет круглую форму и окружена нитями, называемыми фиброзной частью (PF). Нити фиброзной части образованы вновь транскрибированной рибосомной РНК. После деления ядра этот участок связывается с ядром. Несколько копий генов рибосомной РНК составляют регион организатора ядрышка (ЯОР). В ЯОР обнаружено множество тандемных копий генов рибосомной РНК. Количество ЯОР, присутствующих в хромосомах человека, равно 5. ЯОР можно идентифицировать с помощью анализа кариотипа с помощью окрашивания нитратом серебра.

Ядрышковая секвестрация

Слово секвестр означает скрытие или изоляцию определенной вещи. Секвестрация является одной из важных функций ядрышка. Процесс секвестрации ядрышек приводит к иммобилизации белков. Это означает, что белки больше не могут взаимодействовать со своими партнерами по спариванию. Белки, секвестрированные ядрышком, включают pVHL, Mdm2, hTERT и т. д.

Биогенез мРНК

Известно, что ядрышки играют важную роль в биогенезе мРНК. Они также участвуют в метаболизме РНК и процессах сборки РНП (рибонуклеопротеинов).

Структура ядрышка

Это самая крупная органелла внутри ядра. Сложная структурная организация ядрышка сложилась на переходном этапе живых существ от анамниот к амниотам. Анамниоты — позвоночные, не обладающие амнионом; еще одна примечательная особенность этих организмов заключается в том, что они откладывают яйца в воде. Амниоты — организмы (рептилии, птицы и т. д.), откладывающие яйца и приспособившиеся к наземной среде.

Краткий факт!

Амнион представляет собой защитную оболочку, покрывающую эмбрион млекопитающих, птиц и рептилий. Он состоит из серозной жидкости, называемой амниотической жидкостью. Известно, что помимо защиты эмбриона жидкость обеспечивает его необходимым питанием.

В этом процессе адаптации к земной среде межгенная область рДНК претерпела значительные изменения. В этой фазе произошло отделение исходного фибриллярного компонента; в результате сформировались ФК (фибриллярные центры) и ДФК (плотные фибриллярные компоненты).

Структура и функционирование ядрышка более сложны, чем это представлялось исследователям до настоящего времени.