Back to chapter

4.6:

הגרעין

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
The Nucleus

Languages

Share

הגרעין, תכונה בולטת של תאים איקריוטים, הוא אברון עטוף בקרום המאחסן את המידע הגנטי, הדנ”א, אשר מאורגן באופן משתנה בהתאם לשלב במחזור החיים של התא. לדוגמה, תצמידי דנ”א וחלבונים, המכונים כרומטין, צפים בנוקלאופלזמה, חומר דמוי ג’ל, ומתרכזים בעיקר באזור הנקרא גרעינון. כאשר התא אינו מתפצל, סיבי כרומטין מסודרים באופן רופף ומזכירים חוטים סבוכים, מה שמאפשר גישה קלה יותר אל הדנ”א במהלך התעתוק.לעומת זאת, כאשר התא עומד להתפצל, סיבי כרומטין נדחסים לכרומוזומים. הגרעינון הוא גם המקום בו נוצרות תת-יחידות של ריבוזומים, מבנים הכרחיים בתהליך התרגום. מסביב לגרעין ישנה מעטפת גרעין המורכבת משני קרומים בעלת נקבוביות מרופדות בחלבונים כדי לשלוט על זרימת היונים, מולקולות, חלקי ריבוזומים, ורנ”א שליח בין הנוקלאופלזמה הפנימית והציטופלזמה.בעוד שלרוב התאים בגוף יש גרעין אחד, חלקם, כמו תאי דם אדומים, הם אובדי”גרעין. הם חסרי גרעין, ואילו אחרים, כגון תאי שרירי השלד, הם מרובי גרעין בעלי יותר מגרעין אחד בשל צרכים מבניים ותפקודיים.

4.6:

הגרעין

The nucleus is a membrane-bound organelle that contains a eukaryotic organism’s genetic instructions in the form of chromosomal DNA. This is distinct from the DNA in mitochondria or chloroplasts that carry out functions specific to those organelles. While some cells—such as red blood cells—do not have a nucleus, and others—such as skeletal muscle cells—have multiple nuclei, most eukaryotic cells have a single nucleus.

The DNA in the nucleus is wrapped around proteins such as histones, creating a DNA-protein complex called chromatin. When cells are not dividing—that is, when they are in the interphase part of their cell cycle—the chromatin is organized diffusely. This allows easy access to the DNA during the transcription process when messenger RNA (mRNA) is synthesized based on the DNA code. When a eukaryotic cell is about to divide, the chromatin condenses tightly into distinct, linear chromosomes. Humans have 46 chromosomes in total.

Chromatin is particularly concentrated in a region of the nucleus called the nucleolus. The nucleolus is important for the production of ribosomes, which translate mRNA into protein. In the nucleolus, ribosomal RNA is synthesized and combined with proteins to create ribosomal subunits, which later form functioning ribosomes in the cytoplasm of the cell.

The interior of the nucleus is filled with a gel-like substance called nucleoplasm. A double membrane—consisting of two lipid bilayers—called the nuclear envelope surrounds the nucleus. Small protein-lined openings, called pores, dot the nuclear envelope, controlling which substances can enter and leave the nucleus. For example, the pores allow mRNA to leave the nucleus, so it can travel to the ribosomes to direct protein translation.

Suggested Reading

Pederson, Thoru. “The Nucleus Introduced.” Cold Spring Harbor Perspectives in Biology 3, no. 5 (May 2011). [Source]

Guo, Tongtong, and Yuda Fang. “Functional Organization and Dynamics of the Cell Nucleus.” Frontiers in Plant Science 5 (August 12, 2014). [Source]