Stanična jezgra

Jezgra (s. karyon) prisutna je u svim ljudskim stanicama osim eritrocita i trombocita. Funkcije jezgre su pohranjivanje i prijenos nasljednih informacija novim (kćerinskim) stanicama. Ove funkcije povezane su s prisutnošću DNA u jezgri. Sinteza proteina - ribonukleinske kiseline RNA i ribosomskih materijala - također se odvija u jezgri.

Većina stanica ima sferičnu ili jajoliku jezgru, ali postoje i drugi oblici jezgre (prstenasta, štapićasta, vretenasta, kuglasta, graholika, segmentirana, kruškolika, polimorfna). Veličina jezgre uvelike varira - od 3 do 25 µm. Najveća jezgra nalazi se u jajnoj stanici. Većina ljudskih stanica je mononuklearna, ali postoje i binuklearne (neki neuroni, hepatociti, kardiomiociti). Neke strukture su višenuklearne (mišićna vlakna). Jezgra ima nuklearnu membranu, kromatin, nukleolus i nukleoplazmu.

Nuklearna membrana, ili karioteka, koja odvaja sadržaj jezgre od citoplazme, sastoji se od unutarnje i vanjske nuklearne membrane, svaka debljine 8 nm. Membrane su odvojene perinuklearnim prostorom (karioteka cisterna), širine 20–50 nm, koji sadrži sitnozrnati materijal umjerene gustoće elektrona. Vanjska nuklearna membrana prelazi u granularni endoplazmatski retikulum. Stoga perinuklearni prostor tvori jednu šupljinu s endoplazmatskim retikulumom. Unutarnja nuklearna membrana je iznutra povezana s razgranatom mrežom proteinskih fibrila koje se sastoje od pojedinačnih podjedinica.

Nuklearna membrana sadrži brojne okrugle nuklearne pore, svaka promjera 50-70 nm. Nuklearne pore zauzimaju ukupno do 25% površine jezgre. Broj pora u jednoj jezgri doseže 3000-4000. Na rubovima pora, vanjska i unutarnja membrana su međusobno povezane i tvore takozvani prsten pora. Svaka pora je zatvorena dijafragmom, koja se naziva i kompleks pora. Dijafragme pora imaju složenu strukturu; formirane su od međusobno povezanih proteinskih granula. Selektivni transport velikih čestica i izmjena tvari između jezgre i citozodema stanice provode se kroz nuklearne pore.

Ispod nuklearne membrane nalaze se nukleoplazma (karyoplazma) (nucleoplasm, s. karyoplasma), koja ima homogenu strukturu, i nukleolus. U nukleoplazmi jezgre koja se ne dijeli, u njezinoj matrici nuklearnih proteina, nalaze se osmiofilne granule (grudvice) tzv. heterokromatina. Područja rahlijeg kromatina, smještena između granula, nazivaju se eukromatin. Rastresiti kromatin naziva se i dekondenzirani kromatin, u kojem se sintetski procesi odvijaju najintenzivnije. Tijekom stanične diobe kromatin se zbija, kondenzira i tvori kromosome.

Kromatin (kromatinum) jezgre koja se ne dijeli i kromosomi jezgre koja se dijeli tvore molekule deoksiribonukleinske kiseline (DNK) povezane s ribonukleinskom kiselinom (RNA) i proteinima - histonima i nehistonima. Treba naglasiti da su kromatin i kromosomi kemijski identični.

Svaka molekula DNA sastoji se od dva duga, desnoruka polinukleotidna lanca (dvostruke uzvojnice), a svaki nukleotid sastoji se od dušične baze, glukoze i ostatka fosforne kiseline. Baza se nalazi unutar dvostruke uzvojnice, a šećerno-fosfatni lanac je s vanjske strane.

Nasljedna informacija u molekulama DNA zapisana je u linearnom slijedu njezinih nukleotida. Elementarna čestica nasljednosti je gen. Gen je dio DNA koji ima specifičan slijed nukleotida odgovoran za sintezu jednog specifičnog proteina.

Molekula DNA u jezgri je kompaktno pakirana. Dakle, jedna molekula DNA koja sadrži 1 milijun nukleotida, s njihovim linearnim rasporedom, zauzimala bi segment duljine samo 0,34 mm. Duljina jednog ljudskog kromosoma u ispruženom obliku je oko 5 cm, ali u zbijenom stanju kromosom ima volumen od oko 10 ^-15 cm3 ^.

Molekule DNA vezane za histonske proteine tvore nukleosome, koji su strukturne jedinice kromatina. Nukleosom ima izgled kuglice promjera 10 nm. Svaki nukleosom sastoji se od histona oko kojih je uvijen dio DNA, uključujući 146 pari nukleotida. Između nukleosoma nalaze se linearni dijelovi DNA koji se sastoje od 60 pari nukleotida.

Kromatin je predstavljen fibrilama koje tvore petlje duljine oko 0,4 µm, a sadrže od 20 000 do 30 000 parova nukleotida.

Kao rezultat zbijanja (kondenzacije) i uvijanja (superspecijalizacije) deoksiribonukleoproteina (DNP) u diobenoj jezgri, kromosomi postaju vidljivi. Ove strukture - kromosomi (kromasomi, od grčkog chroma - boja, soma - tijelo) - su izdužene štapićaste tvorbe s dva kraka odvojena tzv. suženjem - centromerom. Ovisno o položaju centromere i relativnom položaju i duljini krakova (nogu), razlikuju se tri vrste kromosoma: metacentrični, s približno istim krakovima; submetacentrični, kod kojih duljina krakova varira; akrocentrični, kod kojih je jedan krak dug, a drugi vrlo kratak, jedva primjetan. Kromosom ima eu- i heterokromatska područja. Potonja ostaju kompaktna u nedijelećoj jezgri i u ranoj profazi mitoze. Izmjena eu- i heterokromatskih područja koristi se za identifikaciju kromosoma.

Površina kromosoma prekrivena je raznim molekulama, uglavnom ribonukleoproteinima (RNP). Somatske stanice imaju 2 kopije svakog kromosoma, nazivaju se homolognim. Identične su duljine, oblika, strukture, nose iste gene, koji su smješteni na isti način. Strukturne značajke, broj i veličina kromosoma nazivaju se kariotip. Normalan ljudski kariotip uključuje 22 para autosoma i jedan par spolnih kromosoma (XX ili XY). Ljudske somatske stanice (diploidne) imaju dvostruki broj kromosoma - 46. Spolne stanice sadrže haploidni (jednostruki) set - 23 kromosoma. Stoga spolne stanice sadrže 2 puta manje DNA od diploidnih somatskih stanica.

Nukleolus, jedan ili više njih, nalazi se u svim stanicama koje se ne dijele. Ima izgled intenzivno obojenog okruglog tijela, čija je veličina proporcionalna intenzitetu sinteze proteina. Nukleolus se sastoji od elektron-gustog nukleolonema (od grčkog peta - nit), u kojem se razlikuje filamentozni (fibrilarni) dio, koji se sastoji od mnogih isprepletenih RNA niti debljine oko 5 nm, i granularni dio. Granularni (zrnati) dio tvore zrna promjera oko 15 nm, koja su RNP čestice - prekursori ribosomskih podjedinica. Perinukleolarni kromatin ugrađen je u udubljenja nukleolonema. U nukleolusu se formiraju ribosomi.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]