概要
細胞核 は真核細胞の最大の細胞小器官であり、細胞質に位置し、二重膜（核膜）によって分離されています。 遺伝情報の保因者として、 細胞核 の形で遺伝情報が含まれています 染色体 （DNA鎖）したがって、遺伝において重要な役割を果たします。 ほとんどの哺乳類細胞は核を5つしか持っていません。 これは丸みを帯びており、直径は16〜XNUMXマイクロメートルです。 筋繊維や骨の特殊な細胞などの特定の細胞タイプには、複数の核がある場合があります。
細胞核の機能
細胞核 は細胞の最も重要な細胞小器官であり、細胞体積の10〜15％を占めています。 細胞核には、細胞の遺伝情報のほとんどが含まれています。 人間では、細胞核に加えて、 ミトコンドリア DNA（「ミトコンドリアDNA」）も含まれています。
ただし、ミトコンドリアゲノムはいくつかをコードするだけです タンパク質、主にエネルギー生産のための呼吸鎖で必要とされます。 デオキシリボ核酸（DNA）の貯蔵庫として、細胞核は細胞の制御中心と見なされ、細胞代謝の多くの重要なプロセスを調節します。 細胞核は細胞の機能に不可欠です。
細胞核のない細胞は通常生き残ることができません。 これの例外は核のない赤です 血 セル（赤血球）。 調節機能に加えて、細胞核のタスクには、DNAの保存、複製、および伝達が含まれます。
DNAは長い鎖状の二重らせんの形で細胞核に位置し、核がコンパクトに詰め込まれています タンパク質、ヒストン、形成する 染色体. 染色体 からなる クロマチン、これは細胞分裂中に顕微鏡で見える染色体にのみ凝縮します。 すべての人間の細胞には23の染色体が含まれており、それぞれが複製され、両方の親から継承されています。
したがって、細胞内の遺伝子の半分は母親に由来し、もう一方は父親に由来します。 細胞核は、RNAのメッセンジャー分子を介して細胞内の代謝プロセスを制御します。 遺伝情報コード タンパク質 細胞の機能と構造に責任があります。
必要に応じて、遺伝子として知られるDNAの特定のセクションが、メッセンジャー物質（メッセンジャーRNAまたはmRNA）に転写されます。 形成されたmRNAは細胞核を離れ、それぞれのタンパク質を合成するためのテンプレートとして機能します。 DNAはXNUMX文字からなる一種のコード化された言語であると想像することができます。
これらは、アデニン、チミン、グアニン、シトシンのXNUMXつの塩基です。 これらの文字は単語を形成し、それぞれがコドンと呼ばれるXNUMXつの塩基で構成されています。 遺伝子の塩基配列はそれぞれのアミノ酸をつなぐことでタンパク質に翻訳されるため、各コドンは特定のアミノ酸をコードし、タンパク質生合成の基礎を形成します。
このエンコードされた情報はすべて遺伝暗号と呼ばれます。 塩基の特定の配列は私たちのDNAをユニークにし、私たちの遺伝子を決定します。 しかし、DNAの構築には塩基だけが関与しているわけではありません。
DNAは、一緒につながれたヌクレオチドで構成されており、ヌクレオチドは、糖、リン酸塩、および塩基で構成されています。 ヌクレオチドは、らせん状の二重らせんの形をしたDNAのバックボーンを形成します。 さらに、この鎖はさらに凝縮されて、小細胞の核に適合します。
これは、DNAのパッケージング形式として染色体とも呼ばれます。 各細胞分裂で、完全なDNAがコピーされ、各娘細胞に完全に同一の遺伝情報が含まれるようになります。 染色体は、細胞分裂中にのみ見える遺伝物質（DNA）の特定のパッケージ形式です。
DNAは線形構造であり、長すぎて自然な状態で細胞核に収まりません。 この問題は、DNAのさまざまな省スペーススパイラルと、DNAがそれ自体をさらに包むことができる小さなタンパク質の組み込みによって解決されます。 DNAの最もコンパクトな形は染色体です。
顕微鏡下では、これらは中央にくびれのある棒状の物体のように見えます。 この形態のDNAは、細胞分裂中、つまり有糸分裂中にのみ観察できます。 細胞分裂は次にいくつかの段階に分けることができ、それによって染色体は中期で最もよく表されます。
正常な体細胞には、46本の染色体からなるXNUMX組の染色体があります。 RNAは、DNAと同様の構造を持つリボ核酸を表します。 ただし、これは一本鎖構造であり、個々のビルディングブロックのDNAとは異なります。
さらに、RNAはDNAよりもはるかに短く、DNAと比較していくつかの異なるタスクがあります。 RNAは、さまざまなタスクを実行するさまざまなRNAサブグループにさらに分割できます。 とりわけ、mRNAは細胞核の分裂中に重要な役割を果たします。
tRNAと同様に、タンパク質やタンパク質の生産にも使用されます。 酵素。 RNAの別のサブグループはrRNAであり、これは リボソーム したがって、タンパク質の生産にも関与しています。 タンパク質生合成の最初のステップは、DNAのmRNAへの転写（転写）であり、細胞核で起こります。
このプロセスの間、DNAのXNUMX本の鎖は相補的なRNA配列のテンプレートとして機能します。 ただし、細胞核内ではタンパク質を生成できないため、形成されたmRNAは細胞質に放出され、細胞核に輸送される必要があります。 リボソーム、タンパク質の実際の合成が最終的に行われる場所。 以内 リボソーム、mRNAはタンパク質の構築に使用されるアミノ酸の配列に変換されます。
このプロセスは翻訳と呼ばれます。 ただし、メッセンジャーRNAを核から輸送する前に、最初に多くのステップで処理されます。つまり、特定の配列が付加されるか、切り出されて再構築されます。 このようにして、XNUMXつの転写産物からさまざまなタンパク質変異体を生成することができます。
このプロセスにより、人間は比較的少ない遺伝子で多数の異なるタンパク質を生産することができます。 細胞核で起こる細胞のもう一つの重要な機能は、DNAの複製（複製）です。 細胞内では、蓄積と分解の一定のサイクルがあります。古いタンパク質、汚染物質、代謝産物が分解され、新しいタンパク質が合成され、エネルギーが生成される必要があります。
さらに、細胞は成長し、XNUMXつの同一の娘細胞に分裂します。 ただし、細胞が分裂する前に、まず遺伝子情報全体を複製する必要があります。 生物内のすべての細胞の遺伝物質は完全に同一であるため、これは重要です。
複製は、細胞核内の細胞分裂の正確に定義された時間に行われます。 両方のプロセスは密接に関連しており、特定のタンパク質によって制御されています（酵素）。 最初に二本鎖DNAが分離され、各一本鎖がその後の複製のテンプレートとして機能します。 この目的のために、さまざまな 酵素 DNAにドッキングし、一本鎖を完成させて新しい二重らせんを形成します。
このプロセスの最後に、DNAの正確なコピーが作成され、分裂中に娘細胞に渡すことができます。 ただし、細胞周期のいずれかの段階でエラーが発生した場合、さまざまな変異が発生する可能性があります。 さまざまな細胞周期の段階で自然に発生する可能性のある突然変異にはいくつかの種類があります。
たとえば、遺伝子に欠陥がある場合、これは遺伝子変異と呼ばれます。 しかし、欠陥が特定の染色体または染色体の一部に影響を与える場合、それは染色体突然変異と呼ばれます。 染色体の数が影響を受けると、遺伝子の突然変異につながります。
このトピックもあなたにとって興味深いかもしれません：染色体異常–これはどういう意味ですか？ 核膜の二重膜には、核外または核内へのタンパク質、核酸、およびシグナル伝達物質の選択的輸送に役立つ細孔があります。 これらの細孔を通って、特定の代謝因子とシグナル伝達物質が核に入り、そこで特定のタンパク質の転写に影響を与えます。
遺伝情報のタンパク質への変換は厳密に監視されており、多くの代謝因子やシグナル伝達物質によって制御されています。これは遺伝子発現と呼ばれます。 細胞内で発生する多くのシグナル伝達経路は、特定のタンパク質の遺伝子発現に影響を与える核内で終わります。 真核細胞の核の中には核小体、つまり核体があります。
細胞は10つまたは複数の核小体を含むことができますが、非常に活発で頻繁に分裂する細胞は最大XNUMX個の核小体を含むことができます。 核小体は球形で緻密な構造であり、光学顕微鏡ではっきりと見え、細胞核内にはっきりと描かれています。 それは核の機能的に独立した領域を形成しますが、それ自身の膜に囲まれていません。
核小体は、DNA、RNA、およびタンパク質で構成されており、これらは密集した集合体の中にあります。 リボソームサブユニットの成熟は核小体で起こります。 より多くのタンパク質が細胞内で合成されるほど、より多くのリボソームが必要となるため、代謝的に活性な細胞はいくつかの核小体を持っています。
の核 神経細胞 さまざまな機能があります。 の核 神経細胞 小胞体（ER）やゴルジ装置などの他の細胞成分（細胞小器官）と一緒に細胞体（相馬）に位置しています。 すべての体細胞と同様に、細胞核にはDNAの形で遺伝情報が含まれています。
DNAが存在するため、他の体細胞は有糸分裂を介して複製することができます。 ただし、神経細胞は非常に特異的で高度に分化した細胞であり、 神経系。 その結果、彼らはもはや彼ら自身を複製することができません。
ただし、細胞核は別の重要なタスクを実行します。 とりわけ、神経細胞は私たちの筋肉の興奮に関与しており、それが最終的に筋肉の動きにつながります。 それらの間の神経細胞間および神経細胞と筋肉間の通信は、メッセンジャー物質（伝達物質）を介して行われます。
これらの化学物質やその他の重要な生命維持物質は、細胞核の助けを借りて生成されます。 細胞核だけでなく、体細胞の他の構成要素もこのプロセスで重要な役割を果たします。 さらに、細胞核は、神経細胞を含むすべての細胞のすべての代謝経路を制御します。 この目的のために、細胞核にはすべての遺伝子が含まれており、それらを読み取って、用途に応じて必要なタンパク質や酵素に翻訳することができます。 神経細胞の特徴についての詳細は、神経細胞で見つけることができます
