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细胞核及其功能

细胞的结构和功能在进化过程中经历了一些变化。 新细胞器的出现之前是在一个年轻的星球的大气和岩石圈的转变。 重要的收购之一是细胞核。 由于存在分离的细胞器,真核生物与原核生物相比具有显着的优势,并且迅速开始占主导地位。

细胞核的结构和功能在不同的组织和器官中有些不同,使得可以提高RNA生物合成的质量和遗传信息的转移。

起源

迄今为止,有关于真核细胞形成的两个主要假设。 根据共生理论,细胞器(例如鞭毛或线粒体)曾经是分离的原核生物。 现代真核生物的祖先吸收了他们。 结果形成共生生物体。

细胞核由于突入细胞 质膜 而形成 。 这 是在细胞开发新的饮食,吞噬途径的必要的收购途径。 缉获食物伴随着细胞质迁移程度的增加。 作为原核细胞遗传物质并附着在墙壁上的生物群落落入强大的“当前”区域,需要保护。 结果,形成了含有附着的基因组的膜的区域的深入。 这一假设得益于细胞核的壳与细胞的细胞质膜不可分割的联系。

还有另一个版本的事件发展。 根据细胞核的病毒假说,它是由于古代古细菌的感染而形成的。 将DNA病毒引入其中,并逐渐获得对生命过程的完全控制。 考虑这个理论的科学家更为正确,引发了很多争议。 然而,迄今为止,没有任何现有假设的综合证据。

一个或多个

现代真核生物的大部分细胞都有核。 其中绝大多数仅包含一个类似的细胞器。 然而,由于一些功能特征,已经失去核心的单元格。 这些包括例如红细胞。 还有两个细胞(infusoria)甚至几个细胞核。

细胞核的结构

不管身体的特征如何,细胞核的结构都以一组典型的细胞器为特征。 从细胞的内部空间,它被双层隔离。 其内外层融合,形成毛孔。 它们的功能是在细胞质和细胞核之间交换物质。

细胞器的空间充满了核质,也叫核汁或核仁。 它含有染色质和核仁。 有时,细胞核中最后命名的细胞器不存在于单个样本中。 然而,在一些生物体中,核仁不存在。

核包膜由脂质形成,由两层组成:外层和内层。 事实上,它是相同的细胞膜。 细胞核通过核内空间与内质网的通道连通,这是由两层信封形成的空腔。

外膜和内膜在结构上有其独特的特性,但总体而言它们非常相似。

最靠近细胞质

外层进入内质网的膜。 它与后者的主要区别是结构中蛋白质浓度高得多。 直接与细胞的细胞质接触的膜被来自外部的一层核糖体覆盖。 内膜与多个孔相连,蛋白质相当大。

内层

膜变成细胞核,与外部细胞不同,是光滑的,不被核糖体覆盖。 它限制了核质。 内膜的特征是从与核质接触的一侧衬里的核层的层。 这种具体的蛋白质结构支持膜的形状,参与基因表达的调节,并且还促进染色质与核心膜的连接。

代谢

核和细胞质的相互作用是通过核孔进行的。 它们是由30个蛋白质形成的相当复杂的结构。 一个芯上的孔数可以不同。 这取决于 细胞, 器官和生物的 类型 。 因此,在人类中,细胞核可以有3〜5万个毛孔,一些青蛙达到5万个。

孔的主要功能是细胞核与细胞间隙的代谢。 一些分子被动地穿透毛孔,无需额外的能量消耗。 它们体积小。 大分子和超分子复合物的运输需要消耗一定量的能量。

在核质中,合成细胞核的RNA分子落入细胞。 在相反的方向,运输核内过程所必需的蛋白质。

核质

核汁是蛋白质的胶体溶液。 它由核的壳界定,并包围染色质和核仁。 核质是其中溶解各种物质的粘性液体。 这些包括核苷酸和酶。 前者是合成DNA所必需的。 酶参与转录,以及DNA修复和复制。

核汁的结构根据细胞的状态而变化。 两者是稳定的,并在裂变期出现。 第一个是间断的特征(分割之间的时间)。 在这种情况下,核汁的特征在于核酸和非结构化DNA分子的均匀分布。 在此期间,遗传材料以染色质的形式存在。 细胞核的分裂伴随染色质转染染色体。 此时,核质结构发生变化:遗传物质具有明确的结构,核膜消失,核质与细胞质混合。

染色体

染色体分化转化的核蛋白结构的主要功能是存储,实现和传播包含细胞核的遗传信息。 染色体的特征在于一种明确的形式:它们通过主要收缩被分为部分或肩部,也称为完整的。 通过排列,区分三种类型的染色体:

  • 棒状或偏心的:对于他们来说,整数的位置几乎在结束,一个手臂变得非常小;
  • 杂色或亚中心有不等长的肩膀;
  • 平等或中心。

细胞中的一组染色体称为染色体核型。 在每个物种中都是固定的。 在这种情况下,同一生物体的不同细胞可以含有二倍体(双)或单倍体(单)组。 第一种变体是体细胞的特征,主要由身体组成。 单倍体是性细胞的特权。 人体细胞含有46条染色体,23种。

二倍体组的染色体是成对的。 该对中相同的核蛋白结构称为等位基因。 它们具有相同的结构并执行相同的功能。

染色体的结构单位是基因。 它是编码特定蛋白质的DNA分子的一部分。

内体

细胞核还有一个有机体 - 核仁。 它不通过膜与核膜分离,但是在使用显微镜研究细胞期间容易看到。 一些核可能有几个核仁。 还有那些细胞器完全不存在的那些。

在形状上,核仁类似球体,尺寸相当小。 它含有各种蛋白质。 核仁的主要功能是核糖体RNA和核糖体本身的合成。 它们是产生多肽链所必需的。 核仁在基因组的特定区域周围形成。 他们被称为核仁组织者。 这里含有核糖体RNA的基因。 核仁,尤其是细胞中蛋白质浓度最高的部位。 需要一些蛋白质来执行有机体的功能。

核仁由两部分组成:颗粒状和纤维状。 第一个是核糖体的成熟亚基。 在纤维中心, 合成核糖体RNA。 颗粒状组分包围位于核仁中心的纤维组分。

细胞核及其功能

核心的作用与其结构密不可分。 有机体的内部结构共同实现细胞中最重要的过程。 它包含决定细胞结构和功能的遗传信息。 细胞核负责在有丝分裂和减数分裂过程中存储和传播遗传信息。 在第一种情况下,子细胞接受相同的遗传基因集合。 作为减数分裂的结果,形成具有单倍体染色体组的性细胞。

核的另一个不太重要的功能是调节细胞内过程。 其作为控制负责细胞元件的结构和功能的蛋白质的合成的结果来进行。

对蛋白质合成的影响还有一个表达。 核心,控制细胞内的过程,将其所有组织结合成一个具有良好运作的工作机制的单一系统。 通常,其中的失败导致细胞死亡。

最后,核是核糖体亚基的合成位点,其负责从氨基酸形成所有相同的蛋白质。 核糖体在转录过程中是不可或缺的。

真核细胞是比原核细胞更完美的结构。 具有自身膜的有机体的出现允许增加细胞内过程的效率。 由双脂壳包围的细胞核的形成在这种演变中起着非常重要的作用。 通过膜保护遗传信息,可以通过古老的单细胞生物学习新的生活方式。 其中有吞噬作用,根据一个版本,导致共生体的出现,后来成为现代真核细胞与其所有特征组织的祖先。 细胞核,一些新结构的结构和功能允许在代谢中使用氧。 其结果是地球生物圈的巨大变化,为多细胞生物的形成和发展奠定了基础 今天,一个人所属的真核生物主导着地球,没有什么预示着这个计划的任何变化。

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