Ο πυρήνας και το κυτταρόπλασμα είναι δύο πολύ διαφορετικά μέρη των κυττάρων, αλλά συνεργάζονται επίσης με διάφορους βασικούς τρόπους, ιδιαίτερα όταν πρόκειται για παραγωγή πρωτεΐνης και κυτταρική διαίρεση. Σχεδόν όλα τα κύτταρα, είτε άνθρωποι, είτε φυτά είτε ζώα, έχουν και τα δύο αυτά στοιχεία. Ο πυρήνας είναι βασικά ο «εγκέφαλος» του κυττάρου και είναι εκεί όπου βρίσκονται όλα τα σημαντικά δεδομένα και τα κυτταρικά υλικά. Μοιάζει με τον κρόκο στο κέντρο ενός αυγού. Το κυτταρόπλασμα, αντίθετα, είναι πιο ανάλογο με το ασπράδι ενός αυγού. Είναι το ρευστό που διατηρεί το εσωτερικό περιβάλλον του κυττάρου αιωρούμενο και ο πυρήνας επιπλέει μέσα του. Τα υλικά μπορούν και περνούν από το κυτταρόπλασμα στον πυρήνα και στη συνέχεια από τον πυρήνα πίσω στο κυτταρόπλασμα, αλλά η διαδικασία ρυθμίζεται σε μεγάλο βαθμό. Η παραγωγή πρωτεϊνών είναι ένα από τα πιο σημαντικά πράγματα που απαιτούν αυτού του είδους την ελεύθερη διέλευση και είναι αυτό που επιτρέπει στα κύτταρα να αναπαραχθούν και να αναπτυχθούν. Το περιεχόμενο του πυρήνα δεν έρχεται συνήθως σε επαφή με το κυτταρόπλασμα, αλλά δύο σενάρια – η κυτταρική διαίρεση και ο κυτταρικός θάνατος – αποτελούν εξαιρέσεις.
Βασικά της Οργάνωσης Κυττάρων
Τα κύτταρα είναι συχνά πιο πολύπλοκα από ό, τι το μικροσκοπικό τους μέγεθος θα μπορούσε να κάνει κάποιον να πιστέψει. Τα ακριβή συστατικά ποικίλλουν μεταξύ των οργανισμών, αλλά ορισμένα στοιχεία, συμπεριλαμβανομένου του πυρήνα και του κυτταροπλάσματος, είναι λίγο πολύ καθολικά. Ένα κυτταρικό τοίχωμα χρησιμεύει ως το εξωτερικό φράγμα και συγκρατεί το υγρό που μοιάζει με ζελέ του κυτταροπλάσματος στη θέση του. Η κύρια δουλειά του κυτταροπλάσματος είναι να διατηρεί σταθερές τις θερμοκρασίες και τις πιέσεις και να παρέχει έναν εύκολο τρόπο για να κινούνται διαφορετικά συστατικά των κυττάρων. Ο πυρήνας συνήθως κάθεται στη μέση του κυτταροπλάσματος και, όπως και το ίδιο το κύτταρο, περιβάλλεται από ένα παχύ τοίχωμα μεμβράνης στο εσωτερικό του οποίου κάθεται το γενετικό υλικό και οι βασικές πρωτεΐνες του κυττάρου.
Κατανόηση των Τεμαχίων Ατομικά
Το κυτταρόπλασμα είναι γεμάτο με ίνες, σωληνίσκους, διαδρόμους και διαμερίσματα. Περιέχει επίσης λίπη, λιπίδια, πρωτεΐνες και άλλα χρήσιμα μόρια που το κύτταρο μπορεί να χρησιμοποιήσει για να κάνει ό, τι πρέπει να κάνει. Ορισμένα κύτταρα εμπλέκονται κυρίως σε πράγματα όπως η πέψη, ενώ άλλα μετακινούν σωματίδια και άλλα κύτταρα από τόπο σε τόπο. ακόμα περισσότερα είναι μέλη του ανοσοποιητικού συστήματος και καταπολεμούν τα βακτήρια και άλλες λοιμώξεις. Αυτές οι διαφορετικές εργασίες απαιτούν διαφορετικά εργαλεία και τα περισσότερα από αυτά βρίσκονται να επιπλέουν στο κυτταρόπλασμα.
Βασικά στοιχεία του Πυρήνα
Ο πυρήνας του κυττάρου είναι συνήθως ένα μεγάλο, κεντρικό οργανίδιο. Περιέχει τα χρωμοσώματα που συγκρατούν τα γονίδια του κυττάρου ή το DNA. Ο πυρήνας δεσμεύεται από ένα πυρηνικό περίβλημα, συνήθως μια διπλή μεμβράνη, που τον χωρίζει από το κυτταρόπλασμα. Είναι επίσης γεμάτο με ρευστό και έχει το δικό του ισοδύναμο με το κυτταρόπλασμα που ονομάζεται νουκλεόπλασμα.
Ο πυρηνικός φάκελος είναι διάτρητος με πόρους που επιτρέπουν στα μόρια να εισέρχονται και να εξέρχονται από τον πυρήνα. Αυτοί οι πόροι σχηματίζονται από έναν δακτύλιο πρωτεϊνών που συγκρατούν τις δύο μεμβράνες του πυρηνικού φακέλου μαζί, και επίσης ρυθμίζουν τη μοριακή κίνηση μεταξύ του πυρήνα και του κυτταροπλάσματος.
Παραγωγή Πρωτεΐνης
Η παραγωγή πρωτεϊνών, οι οποίες ελέγχουν τις περισσότερες δραστηριότητες του κυττάρου, είναι μια διαδικασία δύο βημάτων που λαμβάνει χώρα τόσο στον πυρήνα όσο και στο κυτταρόπλασμα και είναι ένας από τους σημαντικότερους τρόπους με τους οποίους αυτά τα δύο κύτταρα αλληλεπιδρούν. Το DNA στον πυρήνα διαβάζεται και κωδικοποιείται σε αγγελιοφόρο RNA σε μια διαδικασία που ονομάζεται μεταγραφή. Το RNA αγγελιοφόρου, ή mRNA, είναι ένα πολύπλοκο μόριο που εκτελεί τις οδηγίες του DNA. Το mRNA φεύγει από τον πυρήνα και λειτουργεί στο κυτταρόπλασμα.
Μόλις βρεθεί στο κυτταρόπλασμα, το mRNA περνάει από μια διαδικασία γνωστή ως μετάφραση. Η μετάφραση είναι η διαδικασία ανάγνωσης του mRNA και “μετάφρασης” των πληροφοριών σε αμινοξέα. Τα αμινοξέα είναι αυτά που τελικά αποτελούν τις πρωτεΐνες.
Αυτές οι πρωτεΐνες είναι απαραίτητες για τη λειτουργία σχεδόν κάθε κυττάρου. Οι πρωτεΐνες παρέχουν δομή, επικοινωνία και μεταφορά των κυττάρων και σχηματίζουν ένζυμα που είναι υπεύθυνα για τον μεταβολισμό των κυττάρων. Επιπλέον, παρέχουν κυτταρική κίνηση, παίζουν ρόλο στην αναγνώριση και προστασία και συνδέουν τα κύτταρα με άλλα κύτταρα. Όλη η δραστηριότητα που λαμβάνει χώρα στο κυτταρόπλασμα ελέγχεται από πρωτεΐνες που κωδικοποιήθηκαν από τον πυρήνα. Με αυτή την έννοια, ο πυρήνας λειτουργεί σαν ο εγκέφαλος του κυττάρου. Επεκτείνοντας την αναλογία, το κυτταρόπλασμα θα αντιπροσωπεύει το σώμα που ελέγχεται από τον εγκέφαλο.
Πυρηνική διάσπαση
Ο πυρήνας και το κυτταρόπλασμα παραμένουν χωριστά το ένα από το άλλο τις περισσότερες φορές. Κατά τη διάρκεια της κυτταρικής διαίρεσης, γνωστή ως μίτωση, ωστόσο, ο πυρηνικός φάκελος διασπάται και το γενετικό υλικό εξαπλώνεται στο κυτταρόπλασμα. Η διαίρεση των κυττάρων απαιτεί επιπλέον χώρο ώστε το κύτταρο να αντιγραφεί και να διαιρεθεί στα δύο. Σε κάθε νέο κύτταρο σχηματίζεται ένας νέος πυρηνικός φάκελος. Υπό τις συνήθεις συνθήκες, η μόνη άλλη φορά που ο πυρήνας και το κυτταρόπλασμα έρχονται σε άμεση επαφή μεταξύ τους είναι κατά τη διάρκεια του θανάτου του κυττάρου μετά τη διάσπαση του πυρηνικού φακέλου.