تبلیغات
مطالب علمی

مطالب علمی
 
قالب وبلاگ
نظر سنجی
چقدر وبلاگ مورد رضایت شماست؟






تبلیغات

هسته سلول

هسته محل ذخیره اطلاعات ژنتیکی و مرکز کنترل سلول یوکاریوتی است. محتویات هسته در یوکاریوت ها توسط غشای هسته احاطه شده است و اندامکی به نام هسته را بوجود آورده است. ولی چون سلول های پروکاریوتی فاقد غشای هسته هستند بدون هسته محسوب می ‌شوند.

اطلاعات اولیه

هسته در سال 1831 توسط Robert Brown در سلول های اپیدرمی ثعلبیان کشف شد و به عنوان بخشی متراکم، پایدار و موجود در همه سلول ها در نظر گرفته شد. هسته یک ساختار فشرده با پیچ و تاب های زیادی را داراست و با پروتئین همراه می‌ باشد. به چنین مجموعه فشرده‌ای همراه با پروتئین، کروماتین می‌گویند. هسته واجد غشای دو لایه‌ای موسوم به پوشش هسته‌ای است و در این پوشش حفره‌ ها یا روزنه ‌هایی موسوم به منفذ پیچیده هسته‌ای است که از طریق آن ها عمل تبادل مواد بین هسته و سیتوپلاسم انجام می ‌گیرد. برای بررسی ساختمان عمومی هسته می ‌توان از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی استفاده کرد.

شکل و محل و تعداد هسته در سلول ها
 
هسته در بیشتر سلول ها کروی یا بیضوی است. در سلول های پارانشیمی بالغ گیاهان عدسی شکل، در سلول های عضلانی مخطط جانوران و سلول های پرو کامبیومی گیاهان استوانه‌ای شکل، در سلول های آبکش بالغ و سلول های انگل زده چند بخشی است. در عده‌ای از سلول ها هسته چند بخشی است مثل گویچه های سفید خون چند هسته‌ای و یا سلول های استئوکلاست(استخوان خوار). در بیشتر سلول ها هسته در مرکز قرار دارد. در سلول های گیاهی به علت رشد واکو‌ئل ها، هسته در کنار غشا قرار می ‌گیرد و در سلول های عضلانی مخطط هسته در بخش های کناری قرار دارد. در جلبک استابولاریا هسته در بخش ریزوئیدی(ریشه نما) یا مجاور با آن قرار دارد. اغلب سلول ها دارای یک هسته هستند. با وجود این برخی جانداران ابتدایی و یا سلول های جانداران پیشرفته بیش از یک هسته دارند. برای مثال حدود 20 درصد از سلول های کبدی و یا عده زیادی از سلول های ریسه قارچ ها دو هسته‌ای هستند. سلول های عضلانی مخطط ساختمان سنوسیتی دارند یعنی در یک سیتوپلاسم مشترک چندین هسته پراکنده است. این سلول ها ابتدا یک هسته‌ای بوده‌اند که به دلیل تقسیمات مکرر هسته بدون آن که سیتوپلاسم تقسیم شود به حالت سنوسیتی درآمده‌اند. نسبت حجم هسته به حجم سیتوپلاسم را نسبت نوکلئوپلاسمی می ‌گویند. این نسبت برای سلول هایی که در یک مرحله رشد و در شرایط مشابه باشند ثابت است. هسته شامل پوشش هسته‌ای، شیره هسته، اسکلت هسته‌ای، کروماتین و بالاخره هستک می ‌باشد.

پوشش هسته‌ای

اطراف هسته سلول های یوکاریوتی را پوشش هسته‌ای شامل غشای بیرونی، غشای درونی، فضای بین دو غشا و منافذ هسته‌ای پوشانیده است.

غشای بیرونی
 
از دو لایه فسفولیپیدی و پروتئین های پراکنده در بین آن ها تشکیل شده است که شباهت زیادی به غشای شبکه آندوپلاسمی دارد و در سطح آن ریبوزوم ها قرار گرفته‌اند. بخش هایی از غشای بیرونی با شبکه آندوپلاسمی دانه‌دار، پیوستگی دارد و منشا غشای هسته نیز از شبکه آندوپلاسمی دانه‌دار است.

فضای بین دو غشا
 
فضای بین دو غشای یا فضای دور هسته‌ای فضایی به وسعت 60 تا 100 آنگستروم است که وسعت آن در همه جای پوشش هسته‌ای یکنواخت نیست. در برخی نواحی وسیع‌ تر و در محل منافذ یا سوراخ های هسته‌ای که دو غشا پوشش هسته‌ای بهم می ‌رسند وسعت فضای دور هسته‌ای به صفر می ‌رسد.

غشای داخلی
 
غشایی زیستی به ضخامت حدود 60 تا 70 آنگستروم، شبیه غشای شبکه آندو پلاسمی و فاقد ریبوزوم است. غشای داخلی با واسطه پروتئین های لامینایی با کرو ماتین ارتباط دارد.

منافذ غشای هسته
 
در پوشش هسته‌ای ساختمان های پروتئینی فعال و ویژه‌ای به اسم منافذ هسته‌ای وجود دارد. وجود این منافذ بوسیله هرتویگ در سال 1876 برای اولین بار پیش‌بینی شد. قطر منافذ به اندازه‌ای است که به مولکول های پروتئین، انواع RNAها و حتی زیر واحد‌های ریبوزومی اجازه عبور می‌ دهد. پروتئین های سیتوپلاسمی که وارد هسته می ‌شوند از جمله پروتئین های هیستونی دارای یک بخش نشانه هستند که به کمک آن از بازگشت آن ها به سیتوپلاسم جلوگیری می ‌شود. منافذ هسته‌ای عبور یون های منفی را تسهیل می ‌کنند. منافذ هسته‌ای ساختمان های دائمی و پایدار نیستند و متناسب با نیاز سلول ایجاد یا ناپدید می‌ شوند. در سلول های با فعالیت متابولیکی بالا که مبادله مواد بین هسته و سیتوپلاسم زیاد است تعداد منافذ هسته نیز زیاد است و در سلول هایی که تبادلات هسته و سیتوپلاسم کم است تعداد منافذ کاهش می ‌یابد. هر منفذ بوسیله مجموعه‌ای از ذرات متراکم احاطه شده است. این ساختمان های پروتئینی را بر روی هم مجموعه منفذی یا منفذ پیچیده هسته‌ای می ‌نامند که شامل بخش های زیر است. یک حلقه یا آنولوس که از 8 پروتئین گرانولی کناری تشکیل شده است و در سطح سیتوزولی قرار دارد. یک حلقه یا آنولوس که این هم از 8 پروتئین گرانولی کناری تشکیل شده است و در سطح نوکلئوپلاسمی قرار دارد. کانال مرکزی یا درپوش که این کانال محل عبور مواد می ‌باشد و در مرکز منفذ قرار دارد. منفذ از ترکیباتی به نام Annular Material پر شده و به سمت نوکلئوپلاسم (شیره هسته) و سیتوپلاسم بیرون زده است.

 

شیره هسته(نوکلئوپلاسم یا کاریولنف)
 
شیره هسته مایعی است که درون هسته را پر کرده است و از نظر کلی شبیه سیتوزول و کمی متراکم‌تر از آن با PH اسیدی است. شیره هسته یا ماتریکس هسته حاوی آب 10 درصد از کل پروتئین های هسته‌ای، 30 درصد از کل RNA و 2 تا 5 درصد از کل فسفولیپیدهای هسته‌ای را شامل می‌ شود. مقدار کمی لیپید و نیز مقداری گلوسیدهای(قندها) موثر در تشکیل نوکلئوتید مثل ریبوز و دزوکسی ریبوز در آن وجود دارند.

یون های موجود در شیره هسته

در شیره هسته یون های  وجود دارد. یون های  موجود در هسته ده برابر بیشتر از یون های موجود در سیتوپلاسم می ‌باشد. و از این لحاظ مساوی محیط خارج سلول است. یون در هسته برای نگهداری ساختمان مولکول DNA لازم می ‌باشد. یون مانع تجمع هیستون ها بر روی DNA و اثری در جهت فعال کردن تنظیم بیان ژن و افزایش نسخه برداری دارد.

پروتئین های شیره هسته
 
این پروتئین ها به دو گروه ساختمانی شامل هیستون ها و تنظیمی شامل انواع غیر هیستونی و آنزیمی تقسیم می‌ شوند.

پروتامین ها: از مهم ترین پروتئین های موجود در شیره هسته سلول های جنسی و زایشی هستند که خاصیت قلیایی دارند. 
پروتئین های هیستونی: با دارا بودن خاصیت قلیایی به DNA متصل شده و نوکلئوزوم ها یا واحدهای تکراری DNA را می‌ سازند. 
پروتئین های غیر هیستونی: دارای خاصیت اسیدی هستند. 
پروتئین های آنزیمی: پروتئین های آنزیمی شیره هسته شامل DNA پلیمرازها، RNA پلیمرازها، لیگازها،DNase ،RNase ،GTPase ، ATPase، نوکلئوزید فسفریلاز است.

ساختمان شیره هسته
 
شیره هسته یا نوکلئوپلاسم حاوی انواع گوناگونی از گرانول های بین کروماتینی و گرانول های اطراف کروماتینی است.

گرانول های بین کروماتینی(ICG): ذراتی است به قطر 20 تا 25 نانومتر که توسط رشته ‌هایی به یکدیگر متصل شده‌اند و به فرم دستجاتی در فضای بین کروماتین اکثر هسته‌ ها دیده می ‌شود. 
گرانول های اطراف کروماتینی(PCG): در اطراف هتروکروماتین متراکم قرار داشته و مانند گرانول های منفرد به نظر می ‌آیند. این گرانول ها به قطر 30 تا 50 نانومتر بوده و توسط گرانول هایی به قطر 25 نانومتر احاطه شده‌اند. این گرانول ها در بسیاری از هسته سلول ها دیده شده و از تراکم فیبرهای بسته بندی شده به قطر 3 نانومتر تشکیل شده‌اند. این گرانول ها از RNA دارای وزن مولکولی کم و ضریب رسوب 4،7s و حداقل 2 پروتئین تشکیل شده است.

اسکلت هسته‌ای
 
مجموعه منفذی شبکه لامینایی به علاوه اسکلت هسته‌ای درونی را روی هم اسکلت هسته‌ای گویند.

شبکه لامینایی
 
شبکه لامینائی یا لامین ها پروتئین های خاصی هستند که تریمرهایی تشکیل می‌ دهند متشکل از سه مونومر که باA ،B ، C یاa ،b ، c معرفی می ‌شوند. تریمر‌های لامینایی که از سه مونومرA ، B و C تشکیل یافته‌اند همانند شبکه تورینه‌ای بهم می ‌پیوندند و اسکلت هسته‌ای را می ‌سازند. بخش محیطی(اطرافی) اسکلت هسته‌ای تراکم بیشتری دارد و بخش درونی آن کم تراکم تر و دارای حالت اسفنجی است. شبکه لامینایی را اغلب شبکه بسیار ظریفی می ‌دانند که در مقابل سطح درونی پوشش هسته‌ای قرار گرفته‌اند و با مجموعه ‌های منفذی اتصال هایی دارد. شبکه لامینایی ساختمانی ظریف اما چسبنده دارد که پس از حذف پوشش هسته‌ای و حل کردن پروتئین و DNAی موجود در کروماتین بصورت پاکت نازکی باقی می ‌ماند و اندازه و حالت هسته را حفظ می ‌کند. لامین نقش ساختمانی مهمی در تعیین شکل و وضعیت هسته بازی می ‌کند. لامین ها مولکول های بسیار پایداری هستند. به حسب وضع لامین ها در طول تقسیم سلولی دو نوع لامین در نظر می‌ گیرند. لامینایی که همیشه چسبیده به پوشش هسته‌ای باقی می ‌ماند(لامین B در پستانداران) و آن هایی که هنگام تقسیم در سیتوپلاسم حل می ‌شوند(لامین A و C در پستانداران). لامین ها به اندازه کافی بخش های آبگریز برای نفوذ به دو لایه لیپیدی غشای داخل هسته را ندارند اما با واسطه یک نوع از پروتئین های درون غشایی به آن متصلند.

اسکلت هسته‌ای درونی

هنگامی که هسته ‌ها جدا شده از سلول بوسیله نوکلئازها از جمله DNase و RNase که به ترتیب DNA و RNA را هضم می ‌کنند یا با محلول های نمکی قوی که پروتئین های کروی را حل می‌ کنند، تیمار شوند یک شبکه سه بعدی درون هسته‌ای باقی می ‌ماند که با میکروسکوپ الکترونی قابل مشاهده است و در مجموعه شیره هسته پراکنده است. این ساختمان را اسکلت درونی هسته‌ای می ‌گویند. به نظر می‌ رسد که این شبکه برای سازمان‌یابی کروماتین مهم است. اسکلت هسته‌ای درونی از دو شبکه روی هم تشکیل شده است که عبارتند از: شبکه اول از پروتئین های رشته‌ای ساخته شده و نقش پشتیبان را برای شبکه دوم دارد. شبکه دوم از پروتئین های گویچه‌ای یا کروی ساخته شده که بین آن ها پروتئین های آنزیمی دخالت کننده در رونویسی و همانند سازی نیز در بین آن ها وجود دارد.

هستک
 
هستک در هسته انترفاز دیده می ‌شود از مرحله پروفاز تا اوایل تلوفاز دیده نمی ‌شود. هستک یک اندامک درون هسته‌ای و بدون غشا در شیره هسته می ‌باشد. تعداد معمول آن یک یا دو عدد در هسته هر سلول، گاهی چند عدد و در هسته اووسیت دوزیستان تعداد زیادی هستک وجود دارد هستک‌ ها اغلب کروی شکل و به صورت ذرات متراکم هستند. بین درشتی هستک و فعالیت بیوسنتزی پروتئینی سلول وابستگی وجود دارد. هر چه سلول ها دارای سنتز پروتئین بیشتر باشند هستک های درشت ‌تری دارند مثل اووسیت ها، سلول های ترشحی و نورون ها. در مقابل در اسپرماتیدها و سلول های عضلانی هستک ها کوچکترند. هستک حاوی RNA فراوان است و یک منطقه کروماتینی متراکم و کم و بیش حلقه‌دار اطراف هستک را احاطه می ‌کند هستک جایگاه تشکیل ریبوزوم است.

کروماتین
 
ترکیب اصلی هسته، کروماتین است شبکه کروماتینی از درهم رفتن رشته ‌های کروماتینی تشکیل شده و این رشته‌ ها در حقیقت حالت بسیار کم تراکم شده‌ای از کروموزوم‌ها هستند. رشد کروماتین یا DNAی انترفازی، مجموعه مولکولی پیچیده‌ای است که در آن DNA، دارای اطلاعات ژنتیکی و پروتئین های مختلف وابسته به آن نقش ساختمانی یا عملی و نیز مقداری از RNAها وجود دارد.




طبقه بندی: زیست شناسی، 
برچسب ها: زیست، زیست شناسی، علوم، هسته سلول، هسته، بدن انسان، سلول، سلول بدن انسان، ساختمان سلول، مطالب علمی،  
[ پنجشنبه 25 اسفند 1390 ] [ 02:30 ب.ظ ] [ Ali ]
.: Weblog Themes By Pichak :.

درباره وبلاگ


همه چیز درباره علوم-مطالب علمی-دانستنی ها

آمار سایت
بازدیدهای امروز : نفر
بازدیدهای دیروز : نفر
كل بازدیدها : نفر
بازدید این ماه : نفر
بازدید ماه قبل : نفر
تعداد نویسندگان : عدد
كل مطالب : عدد
آخرین بروز رسانی :
تبلیغات
با کلیک بر روی 1+ ما را در گوگل محبوب کنید
Create your flash banner online in 5 step