A sejtmag funkciói

bevezetés

A mag (atommag) képezi az eukarióta sejtek legnagyobb organelláját, és a citoplazmában helyezkedik el, kettős membránnal (magburok) elválasztva. A genetikai információ hordozójaként a sejtmag genetikai információkat tartalmaz kromoszómák (DNS-szál) formájában, és ezért alapvető szerepet játszik az öröklésben. A legtöbb emlős sejtnek csak egy magja van; ez kerek és átmérője 5-16 mikrométer. Bizonyos sejttípusoknak, például izomrostoknak vagy speciális csontsejteknek egynél több magja lehet.

További információ a Sejtmag

A sejtmag funkciói

A sejtmag a sejtben a legfontosabb organella, és a sejttérfogat 10-15% -át teszi ki. A mag tartalmazza a sejt genetikai információinak nagy részét. Emberben a sejtmag mellett a mitokondrium DNS-t is tartalmaz ("mitokondriális DNS"). A mitokondriális genom azonban csak néhány fehérjét kódol, amelyekre főleg a légzési láncban van szükség az energiatermeléshez.

További információ erről:

• Mitokondria
• Sejtlégzés emberben (légzési lánc)

A sejtmag illusztrációja

1. Atommag -
   Atommag
2. Külső magmembrán
   (Sejtmag)
   Nucleolemma
3. Belső maghártya
4. Nukleáris sejtek
   Nucleolus
5. Nukleáris plazma
   Nukleoplazma
6. DNS szál
7. Nukleáris pórus
8. Kromoszómák
9. sejt
   Celulla
   A - mag
   B - sejt

A Dr-Gumpert összes képéről áttekintést talál: orvosi képek

A genetikai információk tárolása

A dezoxiribonukleinsav (DNS) raktáraként a sejtmag a sejt vezérlő központja, és a sejtanyagcsere számos fontos folyamatát szabályozza. A sejtmag elengedhetetlen a sejt működéséhez. A sejtek nélküli sejtek általában nem tudnak túlélni. Ez alól kivételt képeznek a maggombolt vörösvértestek (Vörösvértestek). A szabályozó funkciók mellett a sejtmag feladatai közé tartozik a DNS tárolása, duplikálása és továbbítása.

A DNS hosszú, szálszerű kettős spirál formájában fekszik a sejtmagban, ahol a magfehérjékkel, a hisztonokkal kromoszómákba tömörül. A kromoszómák kromatinból állnak, amely csak a sejtosztódás során kondenzálódik mikroszkóposan látható kromoszómákká. Minden emberi sejt 23 kromoszómát tartalmaz két példányban, amelyeket mindkét szülő örököl. A sejtben lévő gének fele az anyától, a másik fele az apától származik.

A sejtmag RNS-ből származó messenger molekulák segítségével szabályozza a sejten belüli anyagcsere folyamatokat. A sejtek működéséért és szerkezetéért felelős fehérjék genetikai információi kódolják. Ha szükséges, a DNS bizonyos szakaszait, az úgynevezett géneket, átírják egy hírvivő anyaggá (hírvivő RNS vagy mRNS) .A képződött mRNS elhagyja a sejtmagot, és templátként szolgál a megfelelő fehérjék szintéziséhez.

Gondoljon a DNS-re, mint egyfajta titkosított nyelvre, amely négy betűből áll. Ez a négy bázis: adenin, timin, guanin és citozin. Ezek a betűk szavakat alkotnak, amelyek mindegyike három alapból áll, úgynevezett kodonok.

Mindegyik kodon egy bizonyos aminosavat kódol, és így képezi az alapját a fehérje bioszintézisének, mivel a gének bázisainak szekvenciája a megfelelő aminosavak összekapcsolásával fehérjévé alakul. Ezen titkosított információ teljes egészét genetikai kódnak nevezzük. A bázisok sajátos szekvenciája egyedivé teszi DNS-ünket és meghatározza génjeinket.

De nemcsak a bázisok vesznek részt a DNS felépítésében. A DNS egymás után nukleotidokból áll, amelyek viszont cukorból, foszfátból és bázisból állnak. A nukleotidok a DNS gerincét jelentik, amely spirális kettős spirál formájában van. Ezenkívül ez a szál tovább kondenzálódik, így illeszkedik a sejt kis magjába. Ezután a kromoszómákról is beszélünk, mint a DNS csomagolásának egyik formájáról. Minden sejtosztódással a teljes DNS-t másoljuk, így minden leánysejt tartalmazza a teljesen azonos genetikai információt is.

A DNS csomagolásához használt kromoszómák

A kromoszóma genetikai anyagunk (DNS) bizonyos formája, amely csak a sejtosztódás során látható. A DNS egy lineáris szerkezet, amely túl hosszú ahhoz, hogy természetes állapotában elférjen sejtmagunkban. Ezt a problémát a DNS különféle helytakarékos spiráljai és kis fehérjék beépítése oldja meg, amelyek köré a DNS tovább tekerhet. A DNS legkompaktabb formája a kromoszóma. Mikroszkóp alatt ezek rúd alakú testekként jelentkeznek, amelyek központi összehúzódással rendelkeznek. A DNS ezen formája csak a sejtosztódás, azaz a mitózis során figyelhető meg. A sejtosztódás viszont több fázisra osztható, így a kromoszómák a legjobban a metafázisban vannak ábrázolva. A normál testsejtek kettős kromoszómakészlettel rendelkeznek, amely 46 kromoszómából áll.

A sejtmag-osztódással kapcsolatos további információk a következő címen érhetők el: Mitózis

Az RNS a sejtmag részeként

Az RNS leírja a ribonukleinsavat, amelynek szerkezete hasonló a DNS-hez. Ez azonban egy egyszálú szerkezet, amely az egyes komponensek tekintetében különbözik a DNS-től. Ezenkívül az RNS is jóval rövidebb, mint a DNS, és ehhez képest több különböző feladata van. Ily módon az RNS különböző RNS alcsoportokra osztható, amelyek különböző feladatokat látnak el. Többek között az mRNS fontos szerepet játszik a sejtmag osztódása során. A tRNS-hez hasonlóan fehérjék és enzimek termelésében is használják. Az RNS másik alcsoportja az rRNS, amely a riboszómák része, és ezért részt vesz a fehérjék termelésében is.

Protein szintézis

A fehérje bioszintézisének első lépése a DNS átírása mRNS-be (átírás) és a sejtmagban játszódik le. A DNS-szál templátként szolgál a komplementer RNS-szekvenciához. Mivel azonban a sejtmagban nem képződhetnek fehérjék, a képződött mRNS-t ki kell juttatni a citoplazmába, és el kell juttatni a riboszómákba, ahol végül a fehérjék tényleges szintézise végbemegy. A riboszómákon belül az mRNS aminosavak szekvenciájává alakul, amelyeket fehérjék felépítésére használnak. Ezt a folyamatot fordításnak nevezik.

Mielőtt az üzenetküldő RNS-t a magból kiszállíthatnák, azt először sok lépésben feldolgozzák, vagyis bizonyos szekvenciákat vagy csatolnak, vagy kivágnak, és újra összeraknak. Ez azt jelenti, hogy egy transzkriptumból különböző fehérjeváltozatok származhatnak. Ez a folyamat lehetővé teszi az emberek számára, hogy nagyszámú különböző fehérjét állítsanak elő, viszonylag kevés génnel.

Replikáció

A sejt másik fontos funkciója, amely a sejtmagban játszódik le, a DNS duplikációja (Replikáció). Egy sejtben állandó felépülési és lebontási ciklus zajlik: a régi fehérjék, szennyező anyagok és metabolikus termékek lebomlanak, új fehérjéket kell szintetizálni és energiát kell előállítani. Ezenkívül a sejt növekszik és két azonos leánysejtre oszlik. Mielőtt egy sejt meg tudna osztódni, először meg kell ismételni az összes genetikai információt.Ez azért fontos, mert egy szervezetben az összes sejt genomja teljesen azonos.

A replikáció egy pontosan meghatározott időpontban megy végbe a sejtosztódás során a sejtmagban; mindkét folyamat szorosan kapcsolódik és bizonyos fehérjék (Enzimek) szabályozza. Először a kettős szálú DNS-t elválasztjuk, és minden egyes szál templátként szolgál a későbbi duplikációhoz. Ehhez különféle enzimek dokkolják a DNS-t, és kiegészítik az egyetlen szálat egy új kettős spirál képződéséhez. Ennek a folyamatnak a végén elkészült a DNS pontos másolata, amely tovább osztható a leánysejten.

Ha azonban hibák lépnek fel a sejtciklus egyik fázisában, különféle mutációk alakulhatnak ki. Különböző típusú mutációk létezhetnek spontán módon a sejtciklus különböző fázisaiban. Például, ha egy gén hibás, génmutációnak nevezzük. Ha azonban a hiba bizonyos kromoszómákat vagy kromoszómarészeket érint, akkor ez egy kromoszóma mutáció. Ha a kromoszóma száma érintett, akkor az genommutációhoz vezet.

A téma érdekes lehet az Ön számára is: Kromoszóma-rendellenesség - mit jelent?

Nukleáris pórusok és jelátviteli utak

A mag burkolatának kettős membránján olyan pórusok vannak, amelyek a fehérjék, a nukleinsavak és a szignálanyagok szelektív transzportját szolgálják a magból.

Bizonyos metabolikus faktorok és szignálanyagok ezen pórusokon keresztül jutnak el a magig, és befolyásolják bizonyos fehérjék transzkripcióját. A genetikai információ fehérjékké történő átalakítását szigorúan ellenőrzik, és számos metabolikus tényező és szignálanyag szabályozza, az egyik a génexpresszióról beszél. Számos jelátviteli út, amely egy sejtben végbemegy, véget ér a magban, és befolyásolja bizonyos ott lévő fehérjék génexpresszióját.

Nukleáris test (nucleolus)

Az eukarióta sejtek magjában a mag, a mag teste található. Egy sejt tartalmazhat egy vagy több nukleolust, a nagyon aktív és gyakran osztódó sejtek pedig akár 10 nukleolust is.

A mag egy gömb alakú, sűrű szerkezet, amely jól látható a fénymikroszkóp alatt, és egyértelműen körülhatárolt a sejtmagon belül. A mag funkcionálisan független területét képezi, de nem veszi körül saját membránja. A nukleolus DNS-ből, RNS-ből és fehérjékből áll, amelyek sűrű konglomerátumban fekszenek. A riboszomális alegységek érése a nucleolusban történik. Minél több fehérje szintetizálódik egy sejtben, annál több riboszómára van szükség, ezért az anyagcserében aktív sejteknek több magteste van.

A mag működése az idegsejtben

Az idegsejt magja sokféle funkcióval rendelkezik. Az idegsejt magja a sejttestben található (Soma) más sejtkomponensekkel (organellák), például az endoplazmatikus retikulummal (ER) és a Golgi-készülékkel együtt. Mint minden testsejtben, a sejtmagban is megtalálható a genetikai információ DNS formájában. A DNS jelenléte miatt más testsejtek képesek önmagukat megismételni a mitózis révén. Az idegsejtek azonban nagyon specifikus és erősen differenciált sejtek, amelyek az idegrendszer részét képezik. Ennek eredményeként már nem képesek duplázni. A sejtmag azonban még egy fontos feladatot vállal. Többek között az idegsejtek felelősek izmaink gerjesztéséért, ami végül az izmok mozgásához vezet. Az idegsejtek, valamint az idegsejtek és az izmok közötti kommunikáció messenger anyagokon keresztül zajlik (Adó). Ezeket a vegyi anyagokat és más fontos életfenntartó anyagokat a sejtmag segítségével állítják elő. Nemcsak a sejtmag, hanem a szóma többi komponense is fontos szerepet játszik. Ezenkívül a sejtmag ellenőrzi az összes anyagcsere útvonalat az összes sejtben, ideértve az idegsejteket is. Ehhez a sejtmag tartalmazza az összes génünket, amelyek a felhasználástól függően leolvashatók és lefordíthatók a szükséges fehérjékké és enzimekké.

Az idegsejt sajátosságairól további információkat talál: Idegsejt