세포핵은 진핵 세포의 기본 구획이다. 이 세포 유형의 가장 눈에 띄는 구조이며 유전 물질을 가지고 있습니다. 모든 세포 과정을 지시합니다. 필요한 반응을 수행하기 위해 DNA에 암호화 된 모든 지침이 포함되어 있습니다. 그것은 세포 분열 과정에 관여합니다.
포유류의 성숙한 적혈구 (적혈구)와 식물의 체관 세포와 같은 몇 가지 특정 예를 제외하고 모든 진핵 세포에는 핵이 있습니다. 마찬가지로 일부 근육 세포, 간세포 및 뉴런과 같이 하나 이상의 핵을 가진 세포가 있습니다.
핵은 1802 년 Franz Bauer에 의해 발견되었습니다. 그러나 1830 년 과학자 Robert Brown도이 구조를 관찰하여 주요 발견 자로 유명해졌습니다. 크기가 커서 현미경으로 선명하게 관찰 할 수 있습니다. 또한 염색이 용이 한 구조입니다.
핵은 분산 된 DNA를 가진 균질하고 정적 인 구형 개체가 아닙니다. 내부에 다른 구성 요소와 부품이있는 복잡하고 복잡한 구조입니다. 또한 동적이며 세포주기 전반에 걸쳐 지속적으로 변경됩니다.
형질
핵은 진핵 세포와 원핵 세포의 분화를 가능하게하는 주요 구조입니다. 가장 큰 세포 구획입니다. 일반적으로 핵은 세포의 중심에 가깝지만 형질 세포 및 상피 세포와 같은 예외가 있습니다.
평균 직경 5 µm의 구형 소기관이지만 세포 유형에 따라 12 µm에이를 수 있습니다. 나는 전체 세포 부피의 약 10 %를 차지할 수 있습니다.
그것은 세포질과 분리되는 두 개의 막에 의해 형성된 핵 외피를 가지고 있습니다. 유전 물질은 그 안에있는 단백질과 함께 구성되어 있습니다.
핵 내에 다른 막형 하위 구획이 없다는 사실에도 불구하고 특정 기능을 가진 구조 내의 일련의 구성 요소 또는 영역을 구별 할 수 있습니다.
풍모
핵은 세포의 모든 유전 정보 (미토콘드리아 DNA 및 엽록체 DNA 제외)를 포함하고 세포 분열 과정을 지시하기 때문에 엄청난 수의 기능에 기인합니다. 요약하면 커널의 주요 기능은 다음과 같습니다.
유전자 조절
유전 물질과 나머지 세포질 구성 요소 사이에 지질 장벽이 존재하면 DNA 기능에서 다른 구성 요소의 간섭을 줄이는 데 도움이됩니다. 이것은 진핵 생물 그룹에 매우 중요한 진화 적 혁신을 나타냅니다.
절단 및 접합
메신저 RNA의 접합 과정은 분자가 세포질로 이동하기 전에 핵에서 발생합니다.
이 과정의 목적은 RNA에서 인트론 (암호화하지 않고 엑손을 차단하는 유전 물질의 "조각", 암호화하는 영역)을 제거하는 것입니다. 나중에 RNA는 핵을 떠나 단백질로 번역됩니다.
나중에 논의 할 각 커널 구조의 다른보다 구체적인 기능이 있습니다.
구조 및 구성
핵은 핵 외피, 염색질 및 핵 소의 세 부분으로 정의됩니다. 아래에서 각 구조에 대해 자세히 설명합니다.
핵 봉투
핵 외피는 지질 성질의 막으로 구성되며 나머지 세포 구성 요소와 핵을 분리합니다. 이 막은 이중이고 이들 사이에는 핵 주위 공간이라는 작은 공간이 있습니다.
내부 및 외부 막 시스템은 소포체와 연속적인 구조를 형성합니다.
이 막 시스템은 일련의 기공에 의해 차단됩니다. 이러한 핵 채널은 핵이 나머지 구성 요소로부터 완전히 분리되지 않기 때문에 세포질과 물질의 교환을 허용합니다.
핵 기공 복합체
이러한 구멍을 통해 물질의 교환은 두 가지 방식으로 발생합니다. 에너지 소비가 필요없는 수동적; 에너지 소비와 함께 활동적입니다. 수동적으로 9nm 또는 30-40kDa보다 작은 물이나 염과 같은 작은 분자가 들어오고 나갈 수 있습니다.
이것은 이러한 구획을 통해 이동하기 위해 ATP (에너지 아데노신 삼인산)가 필요한 고 분자량 분자와 대조적으로 발생합니다. 큰 분자에는 RNA (리보 핵산) 조각 또는 단백질 특성의 다른 생체 분자가 포함됩니다.
모공은 분자가 통과하는 단순한 구멍이 아닙니다. 그들은 100 개 또는 200 개의 단백질을 포함 할 수있는 큰 단백질 구조이며 "핵 기공 복합체"라고 불립니다. 구조적으로 농구 후프처럼 보입니다. 이러한 단백질을 뉴 클레오 포린이라고합니다.
이 복합체는 효모에서 인간에 이르기까지 많은 유기체에서 발견되었습니다. 세포 수송 기능 외에도 유전자 발현 조절에도 관여합니다. 그들은 진핵 생물에 없어서는 안될 구조입니다.
크기와 수면에서이 복합체는 척추 동물에서 125MDa의 크기에 도달 할 수 있으며,이 동물 그룹의 핵은 약 2000 개의 구멍을 가질 수 있습니다. 이러한 특성은 연구 된 분류군에 따라 다릅니다.
크로 마틴
크로 마틴은 핵에서 발견되지만 그것을 구획으로 간주 할 수는 없습니다. 그것은 뛰어난 착색 능력과 현미경으로 관찰 할 수있는 능력으로 명명되었습니다.
DNA는 진핵 생물에서 매우 긴 선형 분자입니다. 압축은 핵심 프로세스입니다. 유전 물질은 DNA에 높은 친화력을 가진 히스톤이라는 일련의 단백질과 관련이 있습니다. DNA와 상호 작용할 수있는 다른 유형의 단백질도 있으며 히스톤이 아닙니다.
히스톤에서 DNA는 롤업되어 염색체를 형성합니다. 이들은 동적 구조이며 항상 일반적인 모양이 아닙니다 (책 삽화에서 보던 X와 Y). 이 배열은 세포 분열 과정에서만 나타납니다.
나머지 단계 (세포가 분열하는 과정에 있지 않을 때)에서는 개별 염색체를 구별 할 수 없습니다. 이 사실은 염색체가 핵 전체에 균질하게 또는 무질서하게 분산되어 있음을 시사하지 않습니다.
인터페이스에서 염색체는 특정 도메인으로 구성됩니다. 포유류 세포에서 각 염색체는 특정 "영역"을 차지합니다.
염색질 유형
염색질에는 헤테로 크로 마틴과 유 크로 마틴의 두 가지 유형이 있습니다. 첫 번째는 고도로 응축되어 핵 주변에 위치하므로 전사 기계는 이러한 유전자에 접근 할 수 없습니다. 유 크로 마틴은 더 느슨하게 구성됩니다.
Heterochromatin은 두 가지 유형으로 나뉩니다 : 결코 발현되지 않는 구성 적 헤테로 크로 마틴; 및 일부 세포에서는 전사되지 않고 다른 세포에서는 전사되는 통성 헤테로 크로 마틴.
유전자 발현의 조절 자로서 가장 유명한 헤테로 크로 마틴의 예는 X 염색체의 축합과 불 활성화입니다. 포유류에서는 암컷이 XX 개의 성 염색체를 가지고 있고 수컷은 XY입니다.
유전자 용량 때문에 암컷은 수컷보다 X에서 두 배 많은 유전자를 가질 수 없습니다. 이러한 충돌을 피하기 위해 X 염색체는 각 세포에서 무작위로 비활성화됩니다 (이종 염색체가 됨).
핵소체
핵소체는 핵의 매우 관련성이 높은 내부 구조입니다. 그것은 막 구조로 구분되는 구획이 아니며 특정 기능을 가진 핵의 어두운 영역입니다.
이 영역에서는 리보솜 RNA를 암호화하는 유전자가 그룹화되어 RNA 중합 효소 I에 의해 전사됩니다. 인간 DNA에서 이러한 유전자는 13, 14, 15, 21 및 22 염색체의 위성에서 발견됩니다. 핵 조직자.
차례로, 핵소체는 원 섬유 중심, 원 섬유 구성 요소 및 입상 구성 요소의 세 가지 개별 영역으로 분리됩니다.
최근 연구는 리보솜 RNA의 합성 및 조립에만 국한된 것이 아니라 핵소체의 가능한 추가 기능에 대한 점점 더 많은 증거를 축적했습니다.
현재 핵소체는 다른 단백질의 조립 및 합성에 관여 할 수 있다고 믿어집니다. 이 핵 지대에서 전사 후 변형도 입증되었습니다.
핵소체는 또한 조절 기능에 관여합니다. 한 연구는 그것이 종양 억제 단백질과 어떤 관련이 있는지 보여주었습니다.
Cajal의 시체
Cajal 몸체 (코일 몸체라고도 함)는 발견자인 Santiago Ramón y Cajal을 기리기 위해이 이름을 가지고 있습니다. 이 연구원은 1903 년에 뉴런에서 이러한 소체를 관찰했습니다.
그것들은 구체 형태의 작은 구조이며 핵당 1 ~ 5 개의 사본이 존재합니다. 이 바디는 이러한 전사 인자 및 접합 관련 기계를 포함하여 상당히 많은 수의 구성 요소로 매우 복잡합니다.
이 구형 구조는 이동 구조이기 때문에 핵의 다른 부분에서 발견되었습니다. 암세포에서는 핵소체에서 발견되었지만 일반적으로 핵질에서 발견됩니다.
코어에는 크기에 따라 크고 작은 두 가지 유형의 박스 바디가 있습니다.
PML 바디
PML (promyelocytic leukemia) 신체는 바이러스 감염 및 종양 발생과 관련되어 있기 때문에 임상 적으로 중요한 작은 구형 아핵 영역입니다.
그들은 핵 도메인 10, Kremer 바디 및 PML 발암 도메인과 같은 문헌에서 다양한 이름으로 알려져 있습니다.
핵은 10 ~ 30 개의 도메인을 가지고 있으며 직경은 0.2 ~ 1.0µm입니다. 그 기능 중 유전자 조절 및 RNA 합성이 두드러집니다.
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