Jądro i cytoplazma to dwie bardzo różne części komórki, ale współpracują one również na wiele kluczowych sposobów, szczególnie w przypadku produkcji białek i podziału komórek. Prawie wszystkie komórki, czy to ludzkie, roślinne czy zwierzęce, zawierają oba te elementy. Jądro jest zasadniczo „mózgiem” komórki i jest miejscem przechowywania wszystkich ważnych danych i materiałów komórkowych. Wygląda trochę jak żółtko w środku jajka. Natomiast cytoplazma jest bardziej analogiczna do białka jaja. Jest to płyn, który utrzymuje w zawieszeniu wewnętrzne środowisko komórki, a jądro unosi się w nim. Materiały mogą i przechodzą z cytoplazmy do jądra, a następnie z jądra z powrotem do cytoplazmy, ale proces ten jest wysoce regulowany. Produkcja białka jest jedną z najważniejszych rzeczy, które wymagają tego rodzaju wolnego pasażu i umożliwia komórkom reprodukcję i wzrost. Zawartość jądra zwykle nie wchodzi w kontakt z cytoplazmą, ale dwa scenariusze — podział komórki i śmierć komórki — są wyjątkami.
Podstawy organizacji komórek
Komórki są często bardziej złożone, niż można by sądzić po ich mikroskopijnych rozmiarach. Dokładne składniki różnią się między organizmami, ale niektóre elementy, w tym jądro i cytoplazma, są mniej lub bardziej uniwersalne. Ściana komórkowa służy jako zewnętrzna bariera i utrzymuje na miejscu galaretowaty płyn cytoplazmy. Głównym zadaniem cytoplazmy jest utrzymywanie stałej temperatury i ciśnienia oraz zapewnienie łatwego sposobu poruszania się różnych składników komórki. Jądro zwykle znajduje się w środku cytoplazmy i podobnie jak sama komórka jest otoczone grubą ścianą błony, wewnątrz której znajduje się cały materiał genetyczny komórki i niezbędne białka.
Zrozumienie poszczególnych kawałków
Cytoplazma jest zatłoczona włóknami, kanalikami, przejściami i przedziałami. Zawiera również tłuszcze, lipidy, białka i inne przydatne molekuły, które komórka może wykorzystać do robienia tego, do czego jest przeznaczona. Niektóre komórki są głównie zaangażowane w takie rzeczy jak trawienie, podczas gdy inne przenoszą cząsteczki i inne komórki z miejsca na miejsce; jeszcze więcej jest członkami układu odpornościowego i zwalcza bakterie i inne infekcje. Te różne zadania wymagają różnych narzędzi, a większość z nich unosi się w cytoplazmie.
Podstawy jądra
Jądro komórki to zwykle duża, centralna organella. Zawiera chromosomy, które przechowują geny komórki, czyli DNA. Jądro jest połączone otoczką jądrową, zwykle podwójną błoną, która oddziela je od cytoplazmy. On również jest wypełniony płynem i ma swój własny odpowiednik cytoplazmy zwanej nukleoplazmą.
Otoczka jądrowa jest perforowana porami, które umożliwiają cząsteczkom wchodzenie i wychodzenie z jądra. Pory te są utworzone przez pierścień białek, które utrzymują razem dwie błony otoczki jądrowej, a także regulują ruch molekularny między jądrem a cytoplazmą.
Produkcja białka
Produkcja białek, które kontrolują większość aktywności komórki, jest procesem dwuetapowym, który zachodzi zarówno w jądrze, jak i cytoplazmie i jest jednym z najważniejszych sposobów interakcji tych dwóch składników komórki. DNA w jądrze jest odczytywane i kodowane w informacyjnym RNA w procesie zwanym transkrypcją. Komunikator RNA lub mRNA to złożona cząsteczka, która wykonuje instrukcje DNA. mRNA opuszcza jądro i działa w cytoplazmie.
Po dotarciu do cytoplazmy mRNA przechodzi proces znany jako translacja. Translacja to proces odczytywania mRNA i „tłumaczenia” informacji na aminokwasy. Aminokwasy ostatecznie składają się na białka.
Białka te są niezbędne do funkcjonowania prawie każdej komórki. Białka zapewniają komórkom strukturę, komunikację i transport oraz tworzą enzymy odpowiedzialne za metabolizm komórkowy. Ponadto zapewniają ruch komórek, odgrywają rolę w rozpoznawaniu i ochronie oraz wiążą komórki z innymi komórkami. Cała aktywność zachodząca w cytoplazmie jest kontrolowana przez białka kodowane przez jądro. W tym sensie jądro działa jak mózg komórki. Rozszerzając analogię, cytoplazma reprezentowałaby ciało kontrolowane przez mózg.
Awaria jądrowa
Jądro i cytoplazma pozostają przez większość czasu oddzielone od siebie. Jednak podczas podziału komórki, znanego jako mitoza, otoczka jądrowa rozpada się, a materiał genetyczny rozprzestrzenia się do cytoplazmy. Podział komórki wymaga dodatkowej przestrzeni, aby komórka mogła się zduplikować i podzielić na dwie części. W każdej nowej komórce tworzy się nowa otoczka jądrowa. W zwykłych okolicznościach jedyny inny moment, w którym jądro i cytoplazma wchodzą ze sobą w bezpośredni kontakt, ma miejsce podczas śmierci komórki po rozpadzie otoczki jądrowej.