Budowa i funkcje jądra komórkowego

heterochromatyna

nukleoplazma
(kariolimfa)

euchromatyna

jąderko

otoczka jądrowa

pory w otoczce jądrowej
(800-10 000), zamknięte
przeponą poru z białek
laminowych

Funkcje jądra komórkowego

zawiera ok. 99% materiału genetycznego komórki

- jest miejscem procesów replikacji i transkrypcji
- umożliwia przekazywanie informacji genetycznej podczas
podziałów komórki
- w jąderku wytwarzane są składniki rybosomów
- kontroluje czynności zachodzące w cytoplazmie poprzez:

* regulację poziomu ATP

– reguluje wytwarzanie

koenzymów procesu glikolizy

* przekazywanie do cytoplazmy określonego materiału

(mRNA, DNA) niezbędnego w syntezie białek

Wiek komórek ludzkich

Każda ze zdeterminowanych komórek
ciała człowieka może podzielić się

razy

(liczba Hayfllicka, 1965r.)

Nadprogramowym podziałom zapobiegają
skracające się telomery

Regule Hayfllicka nie podlegają komórki
macierzyste i nowotworowe

Określenie wieku komórek –
datowanie węglem C14, prof.
Frisen

Cykl komórkowy

W szybko dzielącej się
komórce zwierzęcej cykl
komórkowy trwa około 24
godz.

Cykl komórkowy

Faza G1

- intensywna synteza makrocząsteczek (białek strukturalnych i
enzymatycznych, RNA) - wzrost masy i objętości komórki do stadium
komórki macierzystej

- synteza specjalistycznych białek regulatorowych odpowiedzialnych za
przejście komórki w fazę S.

Faza S

- synteza DNA

- synteza białek

- replikacja centriol

Faza G2

- synteza białek wrzeciona podziałowego (tubuliny)

- synteza składników błony komórkowej

- synteza specjalistycznych białek regulatorowych odpowiedzialnych za
przejście komórki w mitozę.

Replikacja DNA w komórce eukariotycznej

semikonserwatywna

- dwukierunkowa

- rozplatanie helisy –

topoizomeraza

; rozrywanie wiązań wodorowych -

helikaza

- synteza startera (primer) - krótki odcinek RNA

(ok. 10 nukleotydów)

–

prymaza

- synteza DNA z udziałem

polimerazy DNA

(aktywność polimerazowa w kierunku 5`-

3`)

- łączenie fragmentów Okazaki -

ligazy

- błędy replikacji 1 na 10

nukleotydów, aktywność egzonukleazowa w kierunku 3`-

5`(

odcinanie błędnie wstawionego nukleotydu)

- szybkość procesu: u bakterii 1000 par zasad/s; u człowieka 100 par/s

Etapy kondensacji chromatyny

NUKLEOSOMY

NUKLEOFILAMENTY

SOLENOID

DOMENY (pętle)

CHROMATYDA

CHROMOSOM METAFAZOWY

2 m

30 cm

4 cm

200μm

Max stopień upakowania DNA 1:10 tys.

Telomery

– fragmenty DNA o sekwencji: (TTAGGG)n połączone z białkami TRF
-

stabilizują strukturę chromosomów, zapobiegają fuzowaniu

końców.

- chronią DNA w zakończeniach chromosomów w trakcie

podziałów, zapobiegają utracie informacji genetycznej

- skracają się podczas replikacji, co jest jedną z przyczyn

starzenia się komórek

- są odbudowywane przez enzym telomerazę

(odkryty w 1984 r., przez

Carol Greiner, Elisabeth Blackborn, Jack Szostak, nagroda Nobla w 2009 r.)

- w większości komórek ludzkich po urodzeniu enzym ten jest

nieaktywny

- aktywna telomeraza występuje w

komórkach macierzystych

oraz w 85% komórek

nowotworowych

MITOZA

PROFAZA

•spiralizacja chromatyny

• zanik jąderka

• rozpad otoczki jądrowej (za pomocą układu dyneina-mikrotubule -
przesuwanie się dyneiny w kierunku centrioli, napinanie, pęknięcie;
fragmenty otoczki są rozprowadzane w głąb komórki wzdłuż mikrotubul)

• w cytoplazmie powstaje wrzeciono podziałowe

METAFAZA

•chromosomy ustawiają się w płaszczyźnie równikowej komórki

• mikrotubule wrzeciona przyłączają się do centromerów (w miejscu kinetochorów)

• organelle przemieszczaja się do biegunów komórki

ANAFAZA

•rozdzielenie chromatyd w miejscach centromerów (skutek rozkładu
białka

kohezyny

w centromerach)

• chromatydy odciągane są do biegunów wrzeciona - skutek wydłużania
się wrzeciona (oddalania się centriol) i pociągania chromatyd ku
biegunom

TELOFAZA

dekondensacja chromatyny
synteza rRNA – odtwarzanie jąderka
odtwarzanie otoczki jądrowej (z fragmentów powstałych w profazie)
w płaszczyźnie równikowej tworzenie pierścienia kurczliwego z białek motorowych