De cel is de fundamentele organisatorische en functionele component in levende wezens, en is de eenvoudigste natuurlijke constructie met alle eigenschappen die aan het leven zijn toegewezen. Sommige organismen bestaan inderdaad uit slechts één cel.

Het meest opvallende visuele en functionele kenmerk van een typische cel is de kern.

De beste analogie van de celkern is dat, althans in < em> eukaryotes
, het zijn de "hersenen" van de cel. ongeveer zoals een letterlijk brein het controlecentrum van het moederdier is.

In prokaryoten
, die geen kernen hebben, bevindt het genetische materiaal zich in een karakteristiek los cluster in het cytoplasma van de cel. Hoewel sommige eukaryotische cellen anucleaat zijn (bijv. Rode bloedcellen), bevatten de meeste menselijke cellen een of meer kernen die informatie opslaan, opdrachten verzenden en andere "hogere" celfuncties uitvoeren.
De structuur van de kern

Het fort bewaken: de kern is een van de vele organellen (Frans voor "klein orgaan") die in eukaryotische cellen worden gevonden.

Alle cellen zijn membraangebonden door een dubbel membraan, meestal gewoon de cel genoemd membraan
; alle organellen hebben ook een dubbel plasmamembraan dat het organel scheidt van het cytoplasma, de gelatineuze substantie die het grootste deel van de massa van het inwendige van een cel vormt.

De kern is normaal gesproken het meest prominente organel wanneer een cel onder wordt bekeken een microscoop, en het is zonder twijfel bij uitstek in termen van belang van functie.

Net zoals de hersenen van een dier, hoewel zorgvuldig afgeschermd in een zo veilig mogelijke fysieke ruimte, moeten communiceren met de rest van het lichaam op verschillende manieren wisselt de goed bewaakte kern materiaal uit met de rest van de cel via verschillende mechanismen.

Terwijl het menselijk brein gelukkig wordt beschermd door een benige schedel, vertrouwt de kern op een nucleaire envelop voor bescherming.

Omdat de kern zich in een structuur bevindt die zelf tegen de buitenwereld wordt beschermd door een celmembraan (en in het geval van planten en sommige schimmels, een celwand), moeten specifieke bedreigingen voor de kern minimaal zijn.

Ontmoet th e Nuclear Security Team: de nucleaire envelop heeft de kenmerken van een dubbel plasmamembraan, zoals dat rondom alle organellen.

Het bevat openingen genaamd nucleaire poriën, waardoor stoffen kunnen worden uitgewisseld met het celcytoplasma in overeenstemming met echte -tijdseisen.

Deze poriën regelen actief het transport van grotere moleculen, zoals eiwitten, in en uit de eigenlijke kern. Kleinere moleculen, zoals water, ionen (bijvoorbeeld calcium) en nucleïnezuren zoals ribonucleïnezuur (RNA) en adenosinetrifosfaat (ATP, een energiebron), kunnen vrij door de poriën heen en weer gaan.

Op deze manier draagt de nucleaire enveloppe zelf, afgezien van de inhoud, bij aan de regulering van informatie die wordt overgedragen van de kern naar de rest van de cel.

De business van nucleaire overheid: de kern bevat deoxyribonucleic zuur (DNA) verpakt in opgerolde moleculaire reeksen genaamd chromatine.

Dit functioneert als het genetische materiaal van de cel, en de chromatine wordt in mensen verdeeld in 46 gepaarde eenheden die chromosomen worden genoemd.

Elk chromosoom is eigenlijk niets meer dan een extreem lange DNA-streng samen met een ruime hoeveelheid eiwitten genaamd histonen
.

Ten slotte bevat de kern ook een of meer nucleoli
( enkelvoud nucleolus
).

Dit is een condensatie van DNA dat codeert voor de org "anelles known as ribosomes.", 3, [[Ribosomen zijn op hun beurt verantwoordelijk voor de productie van bijna alle eiwitten in het lichaam. Onder een microscoop lijkt de nucleolus donker in relatie tot zijn omgeving.
Genetische informatie the Nucleus

Zoals opgemerkt, het fundamentele molecuul van de chromatine en chromosomen in de kern, en dus het basismolecuul van genetische informatie , is DNA.

DNA bestaat uit monomeren die nucleotiden worden genoemd, die elk op hun beurt drie subeenheden hebben
: een suiker met vijf koolstofatomen genaamd deoxyribose, een fosfaatgroep
en een stikstofbase
. De suiker- en fosfaatsecties van het molecuul zijn invariant, maar de stikstofbase is er in vier soorten: adenine (A), cytosine (C), guanine (G) en thymine (T).

Een enkel nucleotide dus bevat een fosfaat gebonden aan deoxyribose, dat aan zijn tegenovergestelde zijde gebonden is aan de stikstofbasis. Nucleotiden zijn, logischerwijs, genoemd naar de stikstofbase die ze bevatten (bijv. A, C, G of T).

Ten slotte is het fosfaat van het ene nucleotide gebonden aan het deoxyribose van het volgende, waardoor een lange keten of streng van DNA.

DNA in vorm krijgen: In de natuur is DNA echter niet enkelstrengig maar dubbelstrengig
. Dit gebeurt via binding tussen stikstofbasen van aangrenzende strengen. Kritisch genoeg zijn de soorten bindingen die in deze opstelling kunnen worden gevormd beperkt tot AT en CG.

Dit heeft een aantal functionele implicaties, waarvan er één is dat als de sequentie van de nucleotiden in één DNA-streng zijn bekend, kan de sequentie van de streng waaraan deze kan binden worden afgeleid. Gebaseerd op deze relatie, in dubbelstrengs DNA, is één streng complementair aan de andere.

Dubbelstrengig DNA is, wanneer het niet wordt gestoord door externe factoren, in de vorm van een dubbele helix .

Dit betekent dat complementair gebonden strengen worden verbonden door bindingen tussen hun stikstofbasen en zoiets als een ladder vormen, en dat de uiteinden van dit ladderachtige construct in tegengestelde richtingen van elkaar zijn gedraaid.

Als je een wenteltrap hebt gezien, heb je in zekere zin gezien wat een dubbele DNA-helix lijkt. In de kern zit het DNA echter heel dicht op elkaar; in feite moet elke cel, om in een dierlijke cel te functioneren, voldoende DNA bevatten om een verbazingwekkende 6 voet te bereiken als deze volledig wordt uitgerekt.

Dit wordt bereikt door de vorming van chromatine.

Chromatine, de expert op het gebied van cellulaire efficiëntie: Chromatine bestaat uit DNA en eiwitten die histonen worden genoemd.

Delen die alleen DNA bevatten, worden afgewisseld met delen die DNA bevatten dat om de histonen is gewikkeld. De histone-componenten bestaan eigenlijk uit octetten of groepen van acht. Deze acht subeenheden komen in vier paren. Waar het DNA deze histone-octetten ontmoet, wikkelt het zich rond de histonen als een draad die rond een spoel wordt gewonden.

Het resulterende DNA-histoncomplex wordt een nucleosoom genoemd.

De nucleosomen worden gewikkeld in structuren genaamd solenoïden
, die verder worden opgerold in andere structuren enzovoort; deze prachtige gelaagdheid van oprollen en inpakken is wat uiteindelijk toelaat dat zoveel genetische informatie wordt gecondenseerd in zo'n kleine ruimte.

De chromatine van mensen is verdeeld in 46 afzonderlijke stukken, die de chromosomen zijn.

Iedereen krijgt 23 chromosomen van elke ouder. 44 van deze 46 chromosomen zijn genummerd en gekoppeld, zodat iedereen twee exemplaren van chromosoom 1, twee van chromosoom 2 enzovoort tot 22 krijgt. De resterende chromosomen zijn de geslachtschromosomen.

Een mannetje heeft een X en één Y-chromosoom, terwijl een vrouw twee X-chromosomen heeft.

23 wordt bij mensen beschouwd als het haploïde getal, terwijl 46 het diploïde getal wordt genoemd. Met uitzondering van cellen die gameten worden genoemd, bevatten alle cellen van een persoon een diploïd aantal chromosomen, een enkele volledige kopie van de chromosomen die van elke ouder zijn geërfd.

Chromatine bestaat eigenlijk in twee soorten, heterochromatine
en euchromatin
. Heterochromatine is zeer strak verpakt, zelfs volgens de normen van chromatine in het algemeen, en het DNA wordt meestal niet getranscribeerd
in RNA dat codeert voor een functioneel eiwitproduct.

Euchromatin is minder strak gebundeld, en het wordt typisch getranscribeerd.

De lossere opstelling van euchromatine maakt het gemakkelijker voor de moleculen die deelnemen aan transcriptie om van dichtbij toegang te krijgen tot het DNA.
••• Sciencing Gene Expression and the Nucleus

Transcriptie, het proces waarbij DNA wordt gebruikt om een messenger RNA (mRNA) -molecuul te maken, vindt plaats in de kern.

Dit is de eerste stap in het zogenaamde "centrale dogma" van de moleculaire biologie: DNA wordt getranscribeerd om messenger mRNA te maken, dat vervolgens vertaald wordt in eiwitten. DNA bevat de genen, die gewoon unieke lengtes van DNA zijn die coderen voor bepaalde eiwitten.

De ultieme synthese van het eiwitproduct is wat wetenschappers bedoelen als ze genexpressie noemen.

Aan het begin van de transcriptie wordt de dubbele DNA-helix in het te transcriberen gebied gedeeltelijk ontrold, wat resulteert in een transcriptiebel. Op dit punt zijn enzymen en andere eiwitten die bijdragen aan transcriptie naar het gebied gemigreerd. Sommige hiervan binden aan een DNA-sequentie van nucleotiden die een promotor
wordt genoemd.

De reactie op de promotorplaats bepaalt of het gen "stroomafwaarts" wordt getranscribeerd of dat het wordt genegeerd.

Messenger RNA is samengesteld uit nucleotiden, die hetzelfde zijn als die in DNA, behalve twee kenmerken: de suiker is ribose in plaats van deoxyribose en de stikstofbase uracil (U) neemt de plaats in van thymine.

Deze nucleotiden worden samengevoegd om een molecuul te maken dat bijna identiek is aan de complementaire streng van het DNA dat wordt gebruikt als een sjabloon voor transcriptie.

Dus een DNA-streng met de basensequentie ATCGGCT zou een complementaire DNA-streng van TAGCCGA en een mRNA-transcriptieproduct van UAGCCGU hebben.