Întreaga zonă interioară a citoplasmei este umplută cu numeroase canale și cavități mici, ale căror pereți sunt membrane similare structurii cu membrana plasmatică. Aceste canale se încadrează, se conectează și formează o rețea, numită reticulul endoplasmatic.
Reticulul endoplasmatic este structurat în mod eterogen. Două dintre tipurile sale sunt cunoscute: granulare și netede. Pe membranele canalelor și cavităților rețelei granulare există numeroase telocuri rotunde mici - ribozomi, care conferă membranelor un aspect aspru. Membranele unui reticul endoplasmatic neted nu poartă ribozomi pe suprafața lor.
Reticulul endoplasmatic îndeplinește multe funcții diverse. Funcția principală a reticulului endoplasmic granular este de a participa la sinteza proteinei care se desfășoară în ribozomi.
Pe membranele unui reticul endoplasmic neted, se sintetizează lipidele și carbohidrații. Toate aceste produse de sinteză sunt acumulate pe canale și cavități și apoi transportate în diferite organele ale celulei unde sunt consumate sau acumulate în citoplasmă ca incluziuni celulare. Reticulul endoplasmatic conectează organele principale ale celulei între ele.
Nucleul (nucleul celular), în biologie - este o parte obligatorie a celulei în multe organisme unicelulare și multicelulare. Dimensiuni de la 1 micron (la unele protozoare) până la 1 mm (în ouă ale unor pești și amfibieni). Toate organismele biosferei noastre, atât unicelulare cât și multicelulare, sunt subdivizate în eucariote - celulele lor conțin un nucleu și procariote, ale căror celule nu au un nucleu format morfologic. Termenul "nucleu" (nucleul latin) a fost folosit pentru prima oară de către R. Brown în 1833, când a descris structurile sferice observate de el în celulele de plante.
Spațiul interior al nucleului celular este separat de citoplasmă printr-un înveliș nuclear constând din două membrane. Membranele coajă de miez cu structură similară cu alte componente ale membranei celulare și sunt construite pe același principiu: peliculele subțiri lipoproteinelor alcătuite din două straturi de molecule de lipide în care sunt încorporate moleculele proteice. Spațiul dintre membranele nucleare interioare și exterioare se numește perinuclear. un număr mare de ribozomi și, uneori, posibil să se observe tranziția directă a membranei în sistemul de conducte al granulari celulelor rețelei endoplasmatic pe suprafața exterioară a membranei nucleare este de obicei localizat. Membrana nucleară internă este conectată cu un strat proteic fibros subțire - o lamă nucleară constând din straturi proteice. Rețeaua densă de fibrile lamins nucleare poate asigura integritatea de bază chiar și după dizolvarea membranelor shell miez lipidic în experiment. Din interior spre lamina, buclele cromatinei care umple miezul sunt atașate.
Envelopele nucleare au găuri cu diametrul de aproximativ 90 nm, formate prin fuziunea membranelor nucleare exterioare și interioare. Astfel de găuri în coaja nucleului sunt înconjurate de structuri complexe de proteine, numite complexul de pori nucleare. Opt subunități de proteine care alcatuiesc porii nucleari, perforațiile sunt aranjate în jurul membranei nucleare sub formă de inele cu un diametru de okolo120 nm observate la microscop electronic cu ambele părți ale învelișului nuclear. Pore subunități proteice complexe au protuberante îndreptate spre centrul porilor, unde uneori vizibile „pellet centrală“ diametru de 10-40 nm. Dimensiunea porilor nucleari și structura lor sunt standard pentru toate celulele eucariote. Numărul porilor nucleare depinde de activitatea metabolică a celulelor: cu cât nivelul proceselor de sinteză în celulă, mai mulți pori per unitate de suprafață de pe suprafața nucleului celulei. În procesul de transport nuclear funcției nucleare citoplasmatice porii ca un fel de sită moleculară, lăsând ionii și moleculele mici (zaharuri, nucleotide, ATP etc.). Gradientului pasiv, concentrarea și care transportă un transport selectiv activ de molecule mari de proteine și ribonucleoproteine, adică complecși ribonucleic acizi (ARN) cu proteine. De exemplu, proteinele sunt transportate din citoplasmă la nucleu, unde ele sunt sintetizate, trebuie să aibă o anumită secvență de aproximativ 50 de aminoacizi, (t. Chemat. Secvențele NLS), „recunoscut“ complex porilor nuclear. În acest caz, complexul porilor nucleare, consumând energie sub formă de ATP, o proteină activă translocă din citoplasmă la nucleu.
Nucleul celulei este depozitul de informații genetice practic toate celulele, astfel încât conținutul principal al nucleului celulei - un cromatinei: un set de acid dezoxiribonucleic (ADN) și proteine diferite. In nucleu, si mai ales in cromozomi mitotici, ADN-ul cromatinei pliat în mod repetat, ambalate într-un mod special de a atinge un grad ridicat de compactare. La urma urmelor, catenele lungi ale ADN-ului, o lungime totală, de exemplu, o persoană care aproximativ 164 cm, trebuie pus în nucleul celulei, al cărui diametru este de numai câteva micrometri. Această problemă este rezolvată prin ambalarea ADN secvențială în cromatină cu ajutorul proteinelor speciale. Grosul Proteinele cromatinei - un proteine histone care alcatuiesc subunitati globulare cromatină numite nucleosomes. Există 5 tipuri de proteine histone în total. Nucleozomul constă dintr-o particulă cilindric format din 8 molecule de histone, aproximativ 10 nm în diametru, care „rană“ ușor mai puțin de două rotații ale ADN-ului. Într-un microscop electronic, un astfel de cromatină decodificată artificial arata ca "margele pe un șir". In vivo celulele core nucleozomilor strâns combinate între ele printr-o altă proteină de legătură histone, formând un așa numit elementar diametru cromatinei fibrilă de 30 nm. Alte proteine, natura non-histone care alcătuiesc cromatinei furnizeze în continuare compactare, t. E. stivuit, cromatinei fibrile, care atinge valoarea sa maximă în timpul diviziunii celulare in mitotică sau cromozomi meiotice. Nucleul celulei cromatinei este prezent sub forma unui cromatinei condensat dens în care 30 fibrile elementare nm sunt ambalate ermetic, sau ca o cromatinei difuză omogenă. Raportul cantitativ dintre aceste două tipuri de cromatină depinde de natura activității metabolice a celulei, gradul de diferențiere. De exemplu, aviare nucleu eritrocite în care nu există nici un proces de replicare și transcriere activă conțin cromatină substanțial doar condensat dens. O parte din cromatinei își păstrează starea sa compactă, condensat pe tot parcursul ciclului celular - un cromatinei numit heterocromatinei și eucromatină este diferit de un număr de proprietăți.
Replicarea și transcripția
Celulele eucariote conțin în mod tipic mai multe cromozomi (doi la câteva sute) care pierd în miez (în interfază, t. e. între diviziunile mitoticheskomi) celule forma sa compactă, slăbit și umple volumul nucleului în formă de cromatină. In ciuda stat decondensed, fiecare cromozom în nucleu ocupă o poziție bine definită și este asociată cu pachetul nuclear prin lamina. Strict fixat pe suprafața interioară a cochilie astfel structura de bază de cromozomi ca centromeres si telomere. Într-o anumită etapă a ciclului de viață al celulelor în perioada de sinteză are loc replicarea, t. E. Dublarea întregul ADN al nucleului și cromatina devine de două ori. Proteinele necesare pentru acest proces vin, bineînțeles, din citoplasmă prin porii nucleari. Astfel, celula se pregătește pentru diviziunea celulara viitoare - mitozei, atunci când cantitatea totală de ADN în nucleu revine la nivelul inițial.
Punerea în aplicare a informației genetice conținută în ADN-ul intr-o gena incepe cu transcriere, adică ARNm-sintetic (ARNm) - .. copii exacte ale genelor, care apoi se va baza pe ribozomi din proteinele citoplasmatice. Acest proces are loc în diferite puncte din volumul nucleului, diferit morfologic de cromatina din jur. Cel mai adesea este posibil să se observe transcripția difuză, adică cromatină decondensată.
În plus față de cromatina care formează cromozomul, unul sau mai multe nucleoli există de obicei în nucleele eucariotelor. Acestea sunt structuri dense care nu au propriul lor înveliș și sunt grupuri de molecule de alt tip de ARN-ARN-ribozomal (ARN p) în combinație cu proteine. Astfel de complexe se numesc ribonucleoproteine (RNP). Nucleocitele au o morfologie standard și se formează în nucleu după divizarea celulară în jurul punctelor active active ale sintezei active a ARN-ului ribozomal. Genele de ARN ribozomal, spre deosebire de majoritatea celorlalte gene care codifică proteine, sunt conținute în genom sub formă de numeroase copii. Aceste copii, localizate într-o tandemă de moleculă de ADN, adică una după alta, sunt situate în anumite regiuni ale mai multor cromozomi ai genomului. Astfel de zone de cromozomi se numesc organizatori nucleul. Din punct de vedere morfologic, în nucleol, folosind microscopul electronic, putem distinge următoarele trei zone: centrele fibrilare compacte omogene conținând organizatori nucleu ADN; o componentă fibrilă densă în jurul lor, unde există o transcripție a genelor ARN ribozomale și o componentă nucleolară granulară masivă constând din particule RNP - ribozomi viitori. Aceste granule de RNP, formate în nucleol, sunt transportate în citoplasmă și formează ribozomi care efectuează sinteza tuturor proteinelor celulare. Al treilea tip principal de ARN celular - ARN de transport mic - este transcris în diferite părți ale nucleului și părăsește citoplasma prin porii nucleari. Acolo ei sunt cunoscuți pentru a asigura transportul aminoacizilor la ribozomi în procesul de sinteză a proteinelor.
Matricea proteinelor nucleare
Pentru punerea în aplicare a replicării, transcripției și menținerii unei anumite poziții de cromozomi în nucleu, există structuri de proteine scheletice numite matrice de proteine nucleare. O astfel de matrice constă din cel puțin trei componente morfologice: stratul fibros periferic-lamina; matricea internă sau interchromatină a nucleului și a matricei de nucleol. Observațiile arată că componentele matricei nucleare nu sunt structuri înghețate rigide, sunt dinamice și pot fi puternic modificate în funcție de caracteristicile funcționale ale nucleelor. Se demonstrează că matricea de proteine are multe puncte de legare puternică la ADN-ul nucleului, care, la rândul său, are secvențe nucleotidice speciale necesare pentru aceasta.