SEJTMAG: JELLEMZŐK, FUNKCIÓK, SZERKEZET - BIOLÓGIA - 2026

A sejtmag az eukarióta sejtek alapvető része. Ez a sejttípus legszembetűnőbb szerkezete, és rendelkezik a genetikai anyaggal. Az összes sejtfolyamatot irányítja: tartalmazza a DNS-ben kódolt utasításokat a szükséges reakciók végrehajtásához. Részt vesz a sejtosztódási folyamatokban.

Minden eukarióta sejtnek vanmagja, kivéve néhány specifikus példát, például érett vörösvérsejteket (eritrocitákat) az emlősökben és a növényi floem sejteket. Hasonlóképpen vannak olyan sejtek is, amelyeknél több mag van, például izomsejtek, májsejtek és neuronok.

A magot 1802-ben fedezte fel Franz Bauer; 1830-ban azonban Robert Brown tudós is megfigyelte ezt a szerkezetet, és népszerûvé vált fõ felfedezőjeként. Nagy mérete miatt egyértelműen megfigyelhető mikroszkóp alatt. Ezen felül ez egy egyszerű festési struktúra.

A mag nem homogén és statikus gömb alakú egység diszpergált DNS-sel. Ez egy összetett és bonyolult felépítés, különféle alkatrészekkel és alkatrészekkel. Ezen felül dinamikus és folyamatosan változik a sejtciklus során.

jellemzők

A mag a fő szerkezet, amely lehetővé teszi az eukarióta és a prokarióta sejtek megkülönböztetését. Ez a legnagyobb cellás rekesz. Általában a sejtmag közel van a sejt középpontjához, de vannak kivételek, például plazmasejtek és hámsejtek.

Gömb alakú, körülbelül 5 um átmérőjű organelle, ez a sejt típusától függően eléri a 12 μm-t. A teljes sejttérfogat körülbelül 10% -át el tudom foglalni.

Két membránból álló nukleáris burkolóval rendelkezik, amely elválasztja azt a citoplazmától. A genetikai anyag a benne levő proteinekkel együtt szerveződik.

Noha a sejtmagban nincsenek más membrán alrészek, a szerkezeten belül meghatározott funkciókkal rendelkező komponensek vagy régiók sorozata megkülönböztethető.

Jellemzők

A sejtmag rendkívüli számú funkcióval rendelkezik, mivel tartalmazza a sejt genetikai információinak gyűjtését (a mitokondriális DNS és a kloroplaszt DNS kivételével), és irányítja a sejtosztódási folyamatokat. Összefoglalva: a kernel fő funkciói a következők:

Génszabályozás

A lipid gát létezése a genetikai anyag és a többi citoplazmatikus komponens között hozzájárul annak csökkentéséhez, hogy más komponensek befolyásolják a DNS működését. Ez az eukarióta csoportok számára nagy jelentőségű evolúciós innováció.

Vágás és illesztés

A messenger RNS splicing folyamata a sejtmagban megtörténik, mielőtt a molekula eljut a citoplazmába.

Ennek a folyamatnak az a célja, hogy az intronokat (a genetikai anyag "darabjait", amelyek nem kódolják, és megszakítják az exonokat, a kódoló területeket) eltávolítsák az RNS-ből. Később az RNS elhagyja a magot, ahol fehérjévé fordul.

Az egyes kernel-struktúráknak vannak más speciális funkciói is, amelyeket később tárgyalunk.

Felépítés és összetétel

A mag három meghatározott részből áll: a nukleáris borítékból, a kromatinból és a magból. Az alábbiakban részletesen leírjuk az egyes szerkezeteket:

Sejtmag

A nukleáris burkolat lipid jellegű membránokból áll, és elválasztja a magot a többi sejtkomponenttől. Ez a membrán kettős, és közöttük van egy kis hely, amelyet perinukleáris térnek neveznek.

A belső és külső membránrendszer folyamatos struktúrát képez az endoplazmatikus retikulummal

Ezt a membránrendszert egy pórussorozat szakítja meg. Ezek a nukleáris csatornák lehetővé teszik az anyagcserét a citoplazmával, mivel a sejtmag nincs teljesen elkülönítve a többi alkotóelemtől.

Nukleáris pórus komplex

Ezen pórusokon keresztül az anyagok cseréje kétféle módon történik: passzív, energiafelhasználás nélkül; vagy aktív, energiafelhasználással. Passzív módon apró molekulák, például víz vagy sók, kisebbek, mint 9 nm vagy 30–40 kDa, beléphetnek és távozhatnak.

Ez ellentétben a nagy molekulatömegű molekulákkal, amelyek megkövetelik ATP-t (energia-adenozin-trifoszfát), hogy ezeken a rekeszeken áthaladjanak. A nagy molekulák tartalmaznak RNS (ribonukleinsav) darabokat vagy más, protein jellegű biomolekulákat.

A pórusok nem csupán lyukak, amelyeket a molekulák áthaladnak. Nagy fehérjeszerkezetek, amelyek 100 vagy 200 fehérjét tartalmazhatnak, és "nukleáris póruskomplexeknek" hívják. Szerkezetileg nagyon hasonlít kosárlabda karikara. Ezeket a fehérjéket nukleoporineknak nevezzük.

Ezt a komplexet számos szervezetben találták: élesztőtől az emberig. A celluláris transzport funkció mellett a gén expressziójának szabályozásában is részt vesz. Nélkülözhetetlen struktúrák az eukarióták számára.

Mérete és száma szempontjából a komplex eléri a 125 MDa méretet gerinces állatokban, és ebben az állatcsoportban egy mag körülbelül 2000 pórusú lehet. Ezek a jellemzők a vizsgált taxontól függően változnak.

kromatin

A kromatin megtalálható a magban, de nem tekinthetjük részének. Kiváló színezőképességének és a mikroszkóp alatt történő megfigyelésének nevezik.

A DNS rendkívül hosszú lineáris molekula az eukariótákban. Tömörítése kulcsfontosságú folyamat. A genetikai anyag egy olyan fehérjék sorozatához kapcsolódik, amelyet hisztonoknak hívnak, amelyeknek nagy affinitása van a DNS-sel szemben. Vannak más típusú fehérjék is, amelyek kölcsönhatásba léphetnek a DNS-sel, és nem hisztonok.

A hisztonokban a DNS feltekeredik és kromoszómákat képez. Ezek dinamikus struktúrák, és jellegzetes alakjukban nem találhatók meg állandóan (az X-ek és Y-k, amelyeket a könyvek illusztrációinál szoktunk látni). Ez az elrendezés csak a sejtosztódási folyamatok során jelenik meg.

A többi szakaszban (amikor a sejt még nem osztódik) az egyes kromoszómák nem különböztethetők meg. Ez a tény nem utal arra, hogy a kromoszómák homogénen vagy rendellenesen diszpergálódtak a mag egész területén.

Az interfészen a kromoszómák specifikus doménekre vannak felosztva. Az emlős sejtekben minden kromoszóma egy meghatározott „területet” foglal el.

Kromatin típusok

A kromatin két típusát lehet megkülönböztetni: heterochromatin és euchromatin. Az első nagyon kondenzált, és a mag perifériáján helyezkedik el, így a transzkripciós gépeknek nincs hozzáférése ezekhez a génekhez. Az euchromatin lazábban szerveződött.

A heterochromatin két típusra osztható: konstitutív heterochromatin, amelyet soha nem fejeznek ki; és fakultatív heterokromatin, amelyet egyes sejtekben nem írnak át, másokban pedig.

A heterochromatin, mint a gén expressziójának szabályozója leghíresebb példája az X kromoszóma kondenzációja és inaktiválása. Az emlősökben a nők XX., Míg a férfiak XY.

A géndózis miatt a nőkben nem lehet kétszer annyi gén X-ben, mint a férfiakon. Ennek a konfliktusnak az elkerülése érdekében az X sejtekben véletlenszerűen inaktiválódnak (heterochromatinná válnak) minden sejtben.

nucleolus

A magmag egy nagyon releváns belső szerkezet a magból. Ez nem egy membránszerkezetek által határolt rekesz, hanem a sejtmag sötétebb területe, specifikus funkciókkal.

Az RNS polimeráz I által átírott, a riboszomális RNS-t kódoló gének ezen a területen vannak csoportosítva: Az emberi DNS-ben ezek a gének a következő kromoszómák műholdaiban találhatók: 13., 14., 15., 21. és 22. Ezek nukleáris szervezők.

A nukleoust viszont három különálló régióra osztják: fibrilláris központok, fibrilláris komponensek és granulált komponensek.

A legújabb tanulmányok egyre több bizonyítékot halmoztak fel a magmag lehetséges további funkcióiról, nem csupán a riboszómális RNS szintézisére és összeállítására korlátozódva.

Jelenleg úgy gondolják, hogy a nukleolus részt vehet a különböző fehérjék összeállításában és szintézisében. A nukleáris övezetben a transzkripció utáni változásokra is utalás történt.

A magmag a szabályozó funkciókban is részt vesz. Az egyik tanulmány kimutatta, hogy hogyan lehet összefüggésben a tumorszuppresszor fehérjékkel.

Cajal teste

A Cajal testek (más néven tekercselt testek) ezt a nevet fedezik felfedezőjük, Santiago Ramón y Cajal tiszteletére. Ez a kutató ezeket a sejteket megfigyelte az idegsejtekben 1903-ban.

Kis szerkezetűek gömbök formájában, és magonként 1-5 példányban vannak. Ezek a testek nagyon bonyolultak, meglehetősen nagyszámú komponenssel, beleértve ezeket az átírási tényezőket és az összeillesztéssel kapcsolatos gépeket.

Ezeket a gömb alakú struktúrákat a mag különböző részein találták meg, mivel mozgó szerkezetek vannak. Általában a nukleoplazmában vannak, bár a rákos sejtekben a nukleolusban találhatók.

Kétféle Box-test van a magban, méretük szerint osztályozva: nagy és kicsi.

PML testek

A PML (promyelocytic leukémia) testek klinikai jelentőségű kisméretű gömb alakú subnukleáris területek, mivel ezekhez a vírusfertőzésekhez és az onkogenezishez kapcsolódtak.

Az irodalomban különféle nevek ismertek, például a 10. nukleáris domén, a Kremer testek és a PML onkogén domének.

Egy magban 10-30 ilyen domén található, átmérője 0,2-1,0 um. Funkciói között kiemelkedik a gének szabályozása és az RNS szintézis.

Irodalom

1. Adam, SA (2001). A nukleáris póruskomplex. Genombiológia, 2 (9), reviews0007.1-reviews0007.6.
2. Audesirk, T., Audesirk, G. és Byers, BE (2003). Biológia: élet a földön. Pearson oktatás.
3. Boisvert, FM, Hendzel, MJ, és Bazett-Jones, DP (2000). A promyelocyticus leukémia (PML) nukleáris testek olyan fehérjeszerkezetek, amelyek nem halmozzák fel az RNS-t. The Journal of cell biology, 148 (2), 283-292.
4. Busch, H. (2012). A sejtmag. Elsevier.
5. Cooper, GM és Hausman, RE (2000). A sejt: molekuláris megközelítés. Sunderland, MA: Sinauer munkatársak.
6. Curtis, H. és Schnek, A. (2008). Curtis. Biológia. Panamerican Medical Ed.
7. Dundr, M., és Misteli, T. (2001). Funkcionális architektúra a sejtmagban. Biochemical Journal, 356 (2), 297-310.
8. Eynard, AR, Valentich, MA és Rovasio, RA (2008). Az ember szövettana és embriológiája: sejt- és molekuláris bázisok. Panamerican Medical Ed.
9. Hetzer, MW (2010). A nukleáris boríték. A Cold Spring Harbor biológiai perspektívái, 2 (3), a000539.
10. Kabachinski, G. és Schwartz, TU (2015). A nukleáris pórus komplex - felépítés és funkció egy pillanat alatt. Journal of Cell Science, 128 (3), 423-429.
11. Montaner, AT (2002). Cajal kiegészítő test. Rev esp patol, 35, (4), 529-532.
12. Newport, JW, és Forbes, DJ (1987). A mag: szerkezet, funkció és dinamika. Éves biokémiai áttekintés, 56 (1), 535-565.