Bërthama qelizore është organela e saj më e rëndësishme, vendi i ruajtjes dhe riprodhimit të informacionit trashëgues. Kjo është një strukturë membranore që zë 10-40% të qelizës, funksionet e së cilës janë shumë të rëndësishme për jetën e eukarioteve. Megjithatë, edhe pa praninë e një bërthame, realizimi i informacionit trashëgues është i mundur. Një shembull i këtij procesi është aktiviteti jetësor i qelizave bakteriale. Megjithatë, veçoritë strukturore të bërthamës dhe qëllimi i saj janë shumë të rëndësishme për një organizëm shumëqelizor.
Vendndodhja e bërthamës në qelizë dhe struktura e saj
Bërthama ndodhet në trashësinë e citoplazmës dhe është në kontakt të drejtpërdrejtë me rrjetën endoplazmatike të ashpër dhe të lëmuar. Ai është i rrethuar nga dy membrana, midis të cilave është hapësira perinukleare. Brenda bërthamës ka një matricë, kromatinë dhe disa bërthama.
Disa qeliza të pjekura njerëzore nuk kanë një bërthamë, ndërsa të tjera funksionojnë në kushte të frenimit të rëndë të aktivitetit të saj. Në përgjithësi, struktura e bërthamës (skema) paraqitet si një zgavër bërthamore, e kufizuar nga një kariolemë nga qeliza, që përmban kromatinë dhe nukleola të fiksuara në nukleoplazmë.matrica bërthamore.
Struktura e karyolemës
Për lehtësinë e studimit të qelizës së bërthamës, kjo e fundit duhet të perceptohet si flluska, të kufizuara nga predha nga flluska të tjera. Bërthama është një flluskë me informacion trashëgues që ndodhet në trashësinë e qelizës. Ai mbrohet nga citoplazma e tij nga një membranë lipidike dyshtresore. Struktura e guaskës së bërthamës është e ngjashme me membranën qelizore. Në fakt, ato dallohen vetëm nga emri dhe numri i shtresave. Pa të gjitha këto, ato janë identike në strukturë dhe funksion.
Struktura e karyolemës (membranës bërthamore) është me dy shtresa: përbëhet nga dy shtresa lipidike. Shtresa e jashtme bilipidike e karyolemës është në kontakt të drejtpërdrejtë me rrjetën e ashpër të endoplazmës qelizore. Karyolemma e brendshme - me përmbajtjen e bërthamës. Ekziston një hapësirë perinukleare midis kariomembranës së jashtme dhe të brendshme. Me sa duket, ajo u formua për shkak të fenomeneve elektrostatike - zmbrapsjes së zonave të mbetjeve të glicerinës.
Funksioni i membranës bërthamore është të krijojë një pengesë mekanike që ndan bërthamën nga citoplazma. Membrana e brendshme e bërthamës shërben si një vend fiksimi për matricën bërthamore - një zinxhir molekulash proteinike që mbështesin strukturën e masës. Ekzistojnë pore të veçanta në dy membranat bërthamore: ARN-ja e dërguar hyn në citoplazmë përmes tyre në ribozome. Në vetë trashësinë e bërthamës ka disa bërthama dhe kromatinë.
Struktura e brendshme e nukleoplazmës
Veçoritë e strukturës së bërthamës na lejojnë ta krahasojmë atë me vetë qelizën. Brenda bërthamës ka gjithashtu një mjedis të veçantë (nukleoplazmë),përfaqësohet nga një xhel-sol, një zgjidhje koloidale e proteinave. Brenda tij ka një nukleoskelet (matricë), i përfaqësuar nga proteina fibrilare. Dallimi kryesor qëndron vetëm në faktin se proteinat kryesisht acidike janë të pranishme në bërthamë. Me sa duket, një reagim i tillë i mjedisit është i nevojshëm për të ruajtur vetitë kimike të acideve nukleike dhe shfaqjen e reaksioneve biokimike.
Nukleolus
Struktura e bërthamës qelizore nuk mund të kompletohet pa bërthamën. Është një ARN ribozomale e spiralizuar, e cila është në fazën e maturimit. Më vonë, prej tij do të merret një ribozom - një organelë e nevojshme për sintezën e proteinave. Në strukturën e nukleolit dallohen dy komponentë: fibrilar dhe globular. Ato ndryshojnë vetëm nga mikroskopi elektronik dhe nuk kanë membranat e tyre.
Përbërësi fibrilar është në qendër të bërthamës. Është një varg i ARN-së së tipit ribozomal nga i cili do të mblidhen nënnjësitë ribozomale. Nëse marrim parasysh thelbin (strukturën dhe funksionet), atëherë është e qartë se më pas do të formohet një përbërës i grimcuar prej tyre. Këto janë të njëjtat nënnjësi ribozomale të pjekura që janë në fazat e mëvonshme të zhvillimit të tyre. Së shpejti ata formojnë ribozome. Ato hiqen nga nukleoplazma përmes poreve bërthamore të kariolemës dhe hyjnë në membranën e rrjetës endoplazmatike të ashpër.
Kromatina dhe kromozomet
Struktura dhe funksionet e bërthamës qelizore janë të lidhura organikisht: ekzistojnë vetëm ato struktura që nevojiten për të ruajtur dhe riprodhuar informacionin trashëgues. Ekziston edhe një karyoskelet(matrica e bërthamës), funksioni i së cilës është ruajtja e formës së organelës. Sidoqoftë, përbërësi më i rëndësishëm i bërthamës është kromatina. Këto janë kromozome që luajnë rolin e kabineteve të skedarëve të grupeve të ndryshme të gjeneve.
Kromatina është një proteinë komplekse që përbëhet nga një polipeptid i një strukture kuaternare të lidhur me një acid nukleik (ARN ose ADN). Kromatina është gjithashtu e pranishme në plazmidet bakteriale. Pothuajse një e katërta e peshës totale të kromatinës përbëhet nga histone - proteina përgjegjëse për "paketimin" e informacionit trashëgues. Kjo veçori e strukturës studiohet nga biokimia dhe biologjia. Struktura e bërthamës është komplekse pikërisht për shkak të kromatinës dhe pranisë së proceseve që alternojnë spiralizimin dhe despiralizimin e saj.
Prania e histoneve bën të mundur kondensimin dhe plotësimin e vargut të ADN-së në një vend të vogël - në bërthamën e qelizës. Kjo ndodh si më poshtë: histonet formojnë nukleozome, të cilat janë një strukturë si rruaza. H2B, H3, H2A dhe H4 janë proteinat kryesore të histonit. Nukleozomi formohet nga katër çifte të secilit prej histoneve të paraqitura. Në të njëjtën kohë, histoni H1 është një lidhës: lidhet me ADN-në në vendin e hyrjes në nukleozom. Paketimi i ADN-së ndodh si rezultat i "mbështjelljes" së një molekule lineare rreth 8 proteinave të strukturës së histonit.
Struktura e bërthamës, skema e së cilës është paraqitur më sipër, sugjeron praninë e një strukture të ngjashme me solenoidin të ADN-së të kompletuar në histone. Trashësia e këtij konglomerati është rreth 30 nm. Në të njëjtën kohë, struktura mund të kompaktohet më tej në mënyrë që të zërë më pak hapësirë dhe të jetë më pak e ekspozuardëmtimi mekanik që ndodh në mënyrë të pashmangshme gjatë jetës së qelizës.
fraksionet e kromatinës
Struktura, struktura dhe funksionet e bërthamës qelizore janë të fiksuara në ruajtjen e proceseve dinamike të spiralizimit dhe despiralizimit të kromatinës. Prandaj, ekzistojnë dy fraksione kryesore të tij: spirale fort (heterokromatin) dhe pak spirale (eukromatinë). Ato janë të ndara si strukturore ashtu edhe funksionale. Në heterokromatin, ADN-ja është e mbrojtur mirë nga çdo ndikim dhe nuk mund të transkriptohet. Eukromatina është më pak e mbrojtur, por gjenet mund të dyfishohen për sintezën e proteinave. Më shpesh, seksionet e heterokromatinës dhe eukromatinës alternojnë përgjatë gjatësisë së të gjithë kromozomit.
Kromozome
Bërthama qelizore, struktura dhe funksionet e së cilës përshkruhen në këtë botim, përmban kromozome. Është një kromatinë komplekse dhe e mbushur kompakt që mund të shihet nën mikroskopin e dritës. Sidoqoftë, kjo është e mundur vetëm nëse një qelizë ndodhet në rrëshqitjen e qelqit në fazën e ndarjes mitotike ose mejotike. Një nga fazat është spiralizimi i kromatinës me formimin e kromozomeve. Struktura e tyre është jashtëzakonisht e thjeshtë: kromozomi ka një telomer dhe dy krahë. Çdo organizëm shumëqelizor i së njëjtës specie ka të njëjtën strukturë të bërthamës. Tabela e tij e grupeve të kromozomeve është gjithashtu e ngjashme.
Zbatimi i funksioneve të kernelit
Veçoritë kryesore të strukturës së bërthamës lidhen me kryerjen e funksioneve të caktuara dhe nevojën për t'i kontrolluar ato. Bërthama luan rolin e një depoje të informacionit të trashëguar, domethënë është një lloj kabineti skedarësh mesekuencat e shkruara të aminoacideve të të gjitha proteinave që mund të sintetizohen në qelizë. Kjo do të thotë se për të kryer ndonjë funksion, një qelizë duhet të sintetizojë një proteinë, struktura e së cilës është e koduar në gjen.
Në mënyrë që bërthama të "kuptojë" se cila proteinë e veçantë duhet të sintetizohet në kohën e duhur, ekziston një sistem i receptorëve të jashtëm (membranës) dhe të brendshëm. Informacioni prej tyre vjen në bërthamë përmes transmetuesve molekularë. Më shpesh kjo realizohet nëpërmjet mekanizmit të adenilate ciklazës. Kështu veprojnë në qelizë hormonet (adrenalina, norepinefrina) dhe disa barna me strukturë hidrofile.
Mekanizmi i dytë i transferimit të informacionit është i brendshëm. Është karakteristikë e molekulave lipofile - kortikosteroideve. Kjo substancë depërton në membranën bilipide të qelizës dhe shkon në bërthamë, ku ndërvepron me receptorin e saj. Si rezultat i aktivizimit të komplekseve të receptorit të vendosur në membranën qelizore (mekanizmi i ciklazës adenilate) ose në kariolemë, nxitet reaksioni i aktivizimit të një gjeni të caktuar. Ai përsëritet, mbi bazën e tij ndërtohet ARN lajmëtare. Më vonë, sipas strukturës së kësaj të fundit, sintetizohet një proteinë që kryen një funksion të caktuar.
Bërthama e organizmave shumëqelizorë
Në një organizëm shumëqelizor, tiparet strukturore të bërthamës janë të njëjta si në një organizëm njëqelizor. Edhe pse ka disa nuanca. Së pari, multicellulariteti nënkupton që një numër qelizash do të kenë funksionin e tyre specifik (ose disa). Kjo do të thotë se disa gjene do të jenë gjithmonëtë despiralizuar ndërsa të tjerët janë joaktivë.
Për shembull, në qelizat e indit dhjamor, sinteza e proteinave do të jetë joaktive, dhe për këtë arsye pjesa më e madhe e kromatinës është spiralizuar. Dhe në qelizat, për shembull, pjesa ekzokrine e pankreasit, proceset e biosintezës së proteinave janë në vazhdim. Prandaj, kromatina e tyre despiralizohet. Në ato zona, gjenet e të cilave përsëriten më shpesh. Në të njëjtën kohë, një veçori kryesore është e rëndësishme: grupi kromozom i të gjitha qelizave të një organizmi është i njëjtë. Vetëm për shkak të diferencimit të funksioneve në inde, disa prej tyre janë të fikur nga puna, ndërsa të tjerët despiralizohen më shpesh se të tjerët.
Qelizat bërthamore të trupit
Ka qeliza, veçoritë strukturore të bërthamës së të cilave mund të mos merren parasysh, sepse si rezultat i aktivitetit të tyre jetësor ato ose pengojnë funksionin e saj ose e heqin plotësisht atë. Shembulli më i thjeshtë janë qelizat e kuqe të gjakut. Këto janë qeliza gjaku, bërthama e të cilave është e pranishme vetëm në fazat e hershme të zhvillimit, kur sintetizohet hemoglobina. Sapo të ketë mjaftueshëm për të transportuar oksigjen, bërthama hiqet nga qeliza për ta lehtësuar atë pa ndërhyrë në transportin e oksigjenit.
Në terma të përgjithshëm, një eritrocit është një qese citoplazmike e mbushur me hemoglobinë. Një strukturë e ngjashme është karakteristike për qelizat yndyrore. Struktura e bërthamës qelizore të adipociteve është jashtëzakonisht e thjeshtuar, zvogëlohet dhe zhvendoset në membranë, dhe proceset e sintezës së proteinave frenohen maksimalisht. Këto qeliza ngjajnë gjithashtu me "çanta" të mbushura me yndyrë, megjithëse, natyrisht, shumëllojshmërisënë to ka pak më shumë reaksione biokimike sesa në eritrocite. Trombocitet gjithashtu nuk kanë një bërthamë, por ato nuk duhet të konsiderohen qeliza të plota. Këto janë fragmente qelizash të nevojshme për zbatimin e proceseve të hemostazës.
