هسته سلول (بخش اول)

هسته یک ساختار فشرده با پیچ و تاب های زیادی را داراست و با پروتئین همراه می‌باشد.

پیشتر دانستید که هسته با یک غشای دولایه پوشیده شده است. وقتی هسته پیامی را به اندام ها می‌فرستد، پیام از منافذ این غشا عبور می‌کند و به سیتوپلاسم وارد می‌شود. در اینجا هسته سلول را بررسی می کنیم.

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 پروتئینهای هسته‌ای ، 30 درصد از کل RNA و 2 تا 5 درصد از کل فسفولیپیدهای هسته‌ای را شامل می‌شود. مقدار کمی لیپید و نیز مقداری گلوسیدهای (قندها) موثر در تشکیل نوکلئوتید مثل ریبوز و دزوکسی ریبوز در آن وجود دارند.

پروتئین های شیره هسته

این پروتئین ها به دو گروه ساختمانی شامل هیستون ها و تنظیمی شامل انواع غیر هیستونی و آنزیمی تقسیم می‌شوند.

پروتامین ها  از مهمترین پروتئین های موجود درشیره 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 می‌سازند.

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.

ماده ژنتیک سلول ها در حجم محدودی فشرده شده است. در باکتری ها، ماده ژنتیک در نوکلئاید (شبه هسته) قرار گرفته است که قسمت مجزا ولی بدون غشایی را در سیتوپلاسم اشغال می کند. در یوکاریوت ها اندامک ویژه ای به نام هسته، کروموزوم ها را به شکل توده ای از کروماتین دربر گرفته است. بسته بندی کروماتین انعطاف پذیر است و شدت این بسته بندی در طول چرخه سلولی تغییر می کند.

پس هسته با دو غشا پوشیده می شود. این دو غشا پوشش هسته را می سازند. از نظر فضایی، غشاهای پوشش هسته به غشای شبکه آندوپلاسمی پیوسته اند. در پوشش هسته کانال هایی به نام کمپلکس های منفد هسته ای، ورود و خروج مواد را کنترل می کنند.

هستک 

هستک در هسته انترفاز دیده می‌شود از مرحله پروفاز تا اوایل تلوفاز دیده نمی‌شود. هستک یک اندامک درون هسته‌ای و بدون غشا در شیره هسته می‌باشد. تعداد معمول آن یک یا دو عدد در هسته هر سلول، گاهی چند عدد و در هسته اووسیت دوزیستان تعداد زیادی هستک وجود دارد هستک‌ها اغلب کروی شکل و به صورت ذرات متراکم هستند.

بین درشتی هستک و فعالیت بیوسنتزی پروتئینی سلول وابستگی وجود دارد. هرچه سلولها دارای سنتز پروتئین بیشتر باشند هستک های درشت‌تری 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 می‌کند هستک جایگاه تشکیل ریبوزوم است.

زیر قسمت های کوچک تری نیز در هسته دیده می شوند، برای نمونه لکه ها زیر قسمت هایی هستند که فاکتورهای پیرایش Mrna ها در آنها متمرکز شده است. از طرفی لکه ها شامل رونوشت های اولیه نمی باشند و احتمالا فقط در ذخیره فاکتورهای پیرایش نقش دارند. هسته هر سلول غالبا بین 20 تا 50 لکه دارد.

انواعی از فاکتورهای پیرایش در زیرقسمت های دیگر به نام اجسام کاخل متمرکز شده اند. این فاکتورها که کمپلکس هایی ریبونوکلئوپروتئینی هستند، احتمالا در اجسام کاخال از اجزای سازنده خود تشکیل می شوند.

شکل 1: سازمان دهی هسته سلول پستانداران در اینترفاز

الف) در سمت راست، طرحی از اکتامر هیستونی و DNA دور آن نشان داده شده است. در سمت چپ، در ساختار کریستال نوکلئوزوم که از راستای محور چرخش DNA نمایش داده شده است، 146 جفت باز DNA حدود 1/8 دور حول اکتامر پروتئینی چرخیده است. طرحی تصادفی از دم های هیستونی که ساختاری پویا دارند و از نوکلئوزوم بیرون زده اند، با نقطه چین مشخص شده است. در شکل یکی از هر نوع زیر واحد هیستونی با نشان پریم (^/) از دیگری متمایز شده است. در مورد هیستون های H2A و H2B، دم های پایانه C نیز گسترده اند و می توانند تحت تغییرات شیمیایی قرار گیرند و در تنظیم بیان ژن موثر باشند.

ب) دنباله ای از نوکلئوزوم ها که با DNA رابط به یکدیگر متصل می باشند، تشکیل رشته 10 نانومتری را می دهند که در ریزنگار الکترونی سمت چپ قابل تشخیص هستند.

منبع: http://daneshnameh.roshd.ir

مرکز یادگیری سایت تبیان، مرجان سلیمانیان