Branduolys – struktūra, transportas, replikacija


Biologijos analizė. Įvadas. Struktūra. Replikacija. Transportas. Išvados. Literatūra ir šaltiniai.


Ląstelės branduolys yra neginčijamai svarbi ląstelės organelė, be kurios ląstelė negalėtų egzistuoti. Branduolys yra būdingas visoms eukariotinėms ląstelėms. Net bebranduolėms ląstelėms branduolys reikalingas ląstelės brendimo metu. Branduolys atlieka svarbias funkcijas susijusias su genetinės informacijos saugojimu ir įgyvendinimu, biomolekulių sinteze ir katalize. Šiame darbe aptariamos branduolio struktūros detalės, molekulių transportas iš branduolio ir į jį, atkreipiant dėmesį į būtinus baltymus, ir branduolio replikacija.

Supažindinti su informacija ir pateikti gilų ir išsamų požiūrį į branduolį ir svarbiausius jo bruožus.

Branduolio apvalkalėlis – tai sudėtinis dviejų membranų darinys, gaubiantis ląstelės branduolį ir atskiriantis jo turinį nuo citoplazmos (taip pat jis atskiria transkripcijos ir transliacijos procesus – tai ribojanti makromolekulių užkarda). Minėtosios dvi membranos yra sudarytos iš lipidų sluoksnių (kaip ir kitos membranos, pavyzdžiui, plazminė membrana). Išorinė branduolio membrana yra susijusi su endoplazminio tinklo membrana, todėl tarp jų vyksta transportas. Iš vidinės pusės apvalkalėlį supa skaidulų tinklas, vadinamas branduolio lamina (augalų ląstelės neturi branduolio laminos). Tai struktūra, kuri mechaniškai laiko apvalkalą ir prie jos tvirtinasi chromatino siūlai. Tarp abiejų membranų plyti 10-50 nm pločio tarpmembraninė ertmė. Tiesa, apvalkalėlyje yra cilindrinės struktūros, kurios sudaro branduolio porų kompleksus.

• ląstelės ciklo valdymui (3,5% branduolėlio baltymų),

• DNR pažaidų taisymui (1% branduolėlio baltymų),

• pre-mRNR brendimui (5% branduolėlio baltymų),

• RNR redagavimui,

CHROMATINAS. Kai vyksta normali ląstelės interfazė, chromosomos „išsipakuoja“ ir virsta chromatinu. Tai pati svarbiausia branduolio sudėtinė dalis – DNR ir baltymų kompleksas. Pagal chromatino susipakavimo laipsnį skiriamos dvi chromatino kategorijos:

Euchromatinas – tai laisviau ir rečiau supakuotas chromatinas, kuriame gausu ir aktyviai transkribuojamų, ir „tylinčių“ genų, t.y. nurašoma DNR ir sintetinama RNR.

Heterochromatinas – tai tankus, kompaktiškas, bet mažiau aktyvus chromatinas, kuriame nevyksta transkripcija. Šis chromatinas gali būti konstityvus - nuolatinis ir fakultyvus – nenuolatinis (t.y. jis gali pereiti į euchromatiną esant tam tikrai genų raiškai).

Naudojantis elektroninės mikroskopijos tyrimo metodais nuotraukose matoma, kad dažai heterochromatino sritis nudažo tamsesnėmis spalvomis ir būna pasiskirstęs branduolio pakraščiuose bei branduolėlio apvalkalo šonuose. Euchromatinas pasiskirsto branduolio viduryje. Tai lemia genų aktyvumas. Branduolyje gerai matyti netolygus chromatino pasiskirstymas.

Kaip minėta, chromatinas yra DNR ir baltymų kompleksas, kuriame DNR yra supakuota ir apsivijusi vienus baltymus bei prilaikoma kitų baltymų. Chromatino baltymai yra skirstomi į dvi grupes:

Histonai – maži, gerai ištirti baziniai baltymai, kuriuose gausu lizino ir arginino liekanų;

Nehistoniniai baltymai – įvairūs fermentai ir reguliaciniai baltymai.

Būtina paminėti, kad nukleosomų gija chromatine gali būti dar labiau supakuota. Susidaro triskart storesnės gijos, vadinamosios 30 nm gijos. Susidarant šioms gijoms, nukleosomos gija sutrumpėja 6 kartus. Taip pat ir 30 nm gijos gali būti dar labiau supakuotos, kai gija surenkama į eilę superspiralizuotų kilpų arba domenų, susidarant 80-100 nm gijoms. Tokios kilpos jungiasi prie branduolio užpildo baltymų. Šiam procesui svarbus baltymas yra topoizomerazė II, kuri, manoma, reguliuoja DNR superspiralizaciją. Taigi, maksimaliai suspaudus DNR grandinę, ji sutrumpėja 10000 kartų.

Kiekvienas gyvas organizmas, nepriklausomai nuo to, iš kiek ląstelių jis sudarytas, kiekvienoje iš jų saugo savo genetinę medžiagą – DNR, kurią siekia išsaugoti ir perduoti palikuonims. DNR, nesvarbu, ar organizuota daugelyje chromosomų, ar tik vienoje, reguliuoja visos ląstelės vystimąsi, egzistavimą, sąveiką su aplinka, dalijimąsi ir žūtį. Genetinės medžiagos išsaugojimas ir perdavimas pasiekiamas DNR replikacijos procesu, kai prieš pasidalijant ląstelei genetinė medžiaga padvigubėja.

1953 m. D. Vatsonas (James D. Watson) ir F. Krikas (Francis Crick) pristatė ne tik dvigubos DNR grandinės struktūros modelį, bet ir galimą šios molekulės kopijavimo metodą. Jis buvo paremtas komplementarumu tarp heterociklinių bazių, įeinančių į sudėtį nukleotidų, sudarančių DNR molekulę. Vatsono ir Kriko pasiūlytas DNR replikacijos būdas liudija tai, jog naujos DNR molekulės sintetinamos pagal matricas – laikinai atskirtas dvivijės DNR molekulės grandines. Kadangi pastarosios yra komplementarios, vienoje vijoje yra visa informacija ir apie antrąją grandinę. Šis kopijavimo metodas netrukus buvo patvirtintas eksperimentais.

Kaip jau minėta, DNR replikacija yra DNR biosintezė, vykstanti ląstelėje prieš jai dalijantis. Jos metu dukterinei ląstelei perduodama genetinė informacija, užkoduota DNR molekulėje. Vatsono ir Kriko pristatytas dvigrandės DNR molekulės modelis leido nuspėti DNR replikacijos proceso eigą. Remiantis DNR struktūra padaryta išvada, jog kiekviena dukterinė dvivijė molekulė turėtų

  • Biologija Analizės
  • 2015 m.
  • Lietuvių
  • 32 puslapiai (5999 žodžiai)
  • Universitetas
  • Biologijos analizės
  • Microsoft Word 8529 KB
  • Branduolys – struktūra, transportas, replikacija
    10 - 4 balsai (-ų)
Branduolys – struktūra, transportas, replikacija. (2015 m. Gegužės 18 d.). http://www.mokslobaze.lt/branduolys-struktura-transportas-replikacija.html Peržiūrėta 2016 m. Gruodžio 10 d. 16:45