Jezgra (stanica)

jedro

Shema građe jedra i veze sa ER:

1 - nukleusni ovoj
2 - ribozomi
3 - kompleks nukleusne pore
4 - jedarce
5 - hromatin
6 - jedro
7 - endoplazmatični retikulum (ER)
8 - nukleoplazma

Karakteristike organele

prisutna u:	ćelijama eukariota i pojedinih arhea
broj u ćeliji:	1-nekoliko
oblik:	sferan, kiflast, vretenast, izdužen...
membrane:	2 dvoslojne fosfolipidne membrane
funkcija:	skladištenje informacija, sinteza nukleinskih kiselina

Najupadljivija, velika organela eukariotskih ćelija je jedro. Sam naziv - lat. nucleus znači jezgro - govori o značaju jedra za ćeliju. U njemu se nalazi DNK, u kojoj su uskladištene informacije o građi i funkcionisanju ćelije. Jedro reguliše sve procese u ćeliji, u njemu se obavlja i sinteza DNK (replikacija) i svih vrsta RNK (transkripcija), kao i dela proteina (translacija). Ćelija najčešće ima jedno jedro, mada ima i onih sa više jedara (polinuklearne ćelije), a i veoma retko ćelija bez jedra (takvi su npr. eritrociti skoro svih sisara).

Građa jedra

Jedro se sastoji od jedarnog ovoja (nukleusnog ovoja) i jedrovog soka (nukleoplazme).

Nukleusni ovoj je izgrađen od dve membrane: spoljašnje i unutrašnje između kojih se nalazi perinuklearni prostor. Spoljašnja membrana se nastavlja na membrane granulisanog endoplazmatičnog retikuluma i za nju su još vezani i ribozomi. Unutrašnja membrana obavija nukleoplazmu i za nju su vezani proteini koji učestvuju u replikaciji. Nuklearni omotač sadrži otvore (nukleusne pore) preko kojih se obavlja razmena materija između nukleoplazme i citoplazme ćelije. Preko njih u jedro ulaze različiti joni i proteini koji su neophodni za procese replikacije i transkripcije, a kroz pore izlaze u citoplazmu tRNK, iRNK kao i subjedinice ribozoma. Broj pora je promenljiv i zavisi od aktivnosti ćelije – ćelije aktivne u procesima sinteze imaju veći broj pora. Smatra se da se njihov broj po jednom jedru u ćelijama sisara kreće između 3 000 i 5 000.

Nukleoplazma je unutrašnjost jedra odvojena od citoplazme unutrašnjom jedrovom membranom. U nukleoplazmi se nalaze kromosomi – hromatin i jedarce (nukleolus).

Hromatin

Hromatin se uočava u interfaznom jedru. On je u obliku hromatinskih vlakana koja se, kada se obrade određenim enzimima, vide kao niska perli. Tokom ćelijske deobe dolazi do kondezovanja hromatinskih vlakana tako da ona postaju samostalna telašca – kromosomi. Naziv hromatina (kromosoma) potiče od grč. chromos što znači boja, odnosno, lepo se boji određenim baznim bojama.

Prema jačini bojenja razlikuju se dve vrste hromatina: heterohromatin i euhromatin. Heterohromatin je kondenzovan (spiralni navoji DNK su zbijeni) pa je zbog toga tamnije obojen i lako se uočava u jedru. Istovremeno je to vrsta hromatina koja je neaktivna u transkripciji. Euhromatin je difuzan (rasplinut – manje su zbijeni navoji DNK) pa je usled toga svetlije obojen. Ćelije koje intenzivno sintetišu neki protein imaju malo heterohromatina, a dosta euhromatina – njihova jedra su svetlija.

Sastav hromatina kromosoma)

Hromatin se sastoji od DNK, male količine RNK i dve vrste proteina: histona i nehistonskih proteiona.

Histoni su bazni proteini zbog prisustva veće količine baznih aminokiselina (najviše lizina i arginina). Razlikuju se pet klasa (vrsta) histona koji se obeležavaju kao H1, H2A, H2B, H3 i H4. Ovi proteini su veoma slični kod različitih eukariotskih organizama, što znači da se tokom evolucije živog sveta nisu mnogo menjali pa se za takve proteine kaže da su konzervativni (očuvani). Oni su gradivni proteini hromatina jer učestvuju u pakovanju DNK, koja se oko njih namotava (kao konac oko kalema) da bi se ogromna dužina DNK mogla da smesti u sićušno jedro. Zato se hromatin vidi kao perlasta struktura, gde su perle, ustvari, DNK namotana oko histona.

Telesna ljudska ćelija ima 46 kromosoma. Ako se izmeri ukupna dužina DNK u svim kromosomima , dobija se vrednost od oko 2m. Treba imati u vidu da je prečnik jedra 5-10mikro metara. Možda će još jedan primer to bolje da ilustruje: ukupna dužina DNK u svim ćelijama ljudskog tela iznosi 2•10^{11} km, što je mnogo puta veće od obima Zemlje ili rastojanja između Zemlje i Sunca. Zbog toga DNK mora da se namotava i na različite načine pakuje.

Nehistonski proteini su kiseli proteini kromatina i ima ih mnogo veći broj vrsta nego histonskih (40 – 80 različitih vrsta). U njih spadaju mnogobrojni enzimi koji u jedru učestvuju u procesima replikacije i transkripcije. Ako smo za histone rekli da su gradivni, onda bi za nehistonske moglo da se kaže da su funkcionalni proteini hromatina.

Kromosomi

Kromosomi su telašca karakterističnog oblika koja se u jedru mogu uočiti za vreme deobe. Između dve deobe, tj. u interfazi, je hromatin rasprostranjen po celom jedru kao difuzna masa, da bi se u toku pripreme za deobu kondezovao i nagradio kromosome.

Zahvaljujući tome što se lepo boje (hromos= boja; soma=telo), kromosomi se mogu u određenoj fazi deobe posmatrati pod svetlosnim mikroskopom. Najbolje se uočavaju za vreme metafaze mitoze pa se nazivaju metafazni kromosomi.

Broj kromosoma je stalan i karakterističan za svaku biološku vrstu i naziva se kariotip. Telesne (somatske) ćelije imaju diploidan (grč. diploos = dvostruk) broj kromosoma (obeležava se kao 2n). Dipoloidan broj predstavlja dve garnitura kromosoma, pri čemu jedna garnitura potiče od majke, a druga od oca. (Ova definicija diploidnog broja kromosoma ne važi za poliploidne organizme, čije somatske ćelije mogu imati više od dve garniture kromosoma). Kromosomi koji su međusobno slični, a potiču iz različitih garnitura (jedan iz majčine, a drugi iz očeve), se međusobno sparuju gradeći parove homologih kromosoma. Osim u telesnim ćelijama dipoloidan broj kromosoma se nalazi i u oplođenoj jajnoj ćeliji (zigotu). Telesna ćelija čoveka ima 46 kromosoma ili dve garniture po 23 kromosoma, pri čemu jedna garnitura potiče od majke, a druga od oca pa se tako obrazuje 23 para homologih kromosoma.

Polne ćelije ili gameti sadrže upola manji broj kromosoma u odnosu na telesne ćelije, nazvan haploidan (grč. haploos = jednostruk) – obeležen kao n. Ako telesna ćelija ima dve, onda će polna ćelija imati jednu garnituru kromosoma. Broj kromosoma u polnim ćelijama čoveka je 23.

Građa metafaznog kromosoma

Svaki metafazni kromosom se sastoji od dve sestrinske hromatide i centromere (primarnog suženja). Ove delove sadrže svi kromosomi, dok se samo kod nekih javlja i sekundarno suženje. Sestrinske kromatide se obrazuju replikacijom DNK tako da su potpune jednake (otuda naziv sestrinske), odnosno, sadrže iste gene. Svaka hromatida je uzdužna polovina kromosoma i ima jedan molekul DNK, a ceo kromosom ima dva jednaka molekula DNK. Centomera se vidi kao suženje kromosoma i ona povezuje hromatide. Centromera usmerava kretanje kromosoma za vreme deobe. U oblasti centromere nalazi se parna proteinska struktura nazvana kinetohor (grč. kinetikos = pokretno) za koju se vezuju vlakna deobnog vretena. U paru homologih kromosoma se pored sestrinskih razlikuju i nesestrinske kromatide. Kromatide dva homologa kromosoma su međusobno nesestrinske – nisu jednake po genima koje sadrže.

Literatura:

Šerban, M, Nada: Ćelija - strukture i oblici, ZUNS, Beograd, 2001
Grozdanović-Radovanović, Jelena: Citologija, ZUNS, Beograd, 2000
Pantić, R, V: Biologija ćelije, Univerzitet u Beogradu, beograd, 1997
Diklić, Vukosava, Kosanović, Marija, Dukić, Smiljka, Nikoliš, Jovanka: Biologija sa humanom genetikom, Grafopan, Beograd, 2001
Petrović, N, Đorđe: Osnovi enzimologije, ZUNS, Beograd, 1998

Eksterni linkovi

BioNet Škola
Bioskolos Arhivirano 2005-12-14 na Wayback Machine-u