세포핵의 기능

소개

세포핵 (핵) 진핵 세포의 가장 큰 소기관을 형성하고 세포질에 위치하며 이중 막 (핵 외피)으로 분리됩니다. 유전 정보의 운반자로서 세포핵은 유전 정보를 염색체 (DNA 가닥) 형태로 포함하고있어 유전에 필수적인 역할을합니다. 대부분의 포유류 세포에는 핵이 하나뿐입니다. 이것은 둥글고 직경이 5 ~ 16 마이크로 미터입니다. 특정 세포 유형 (예 : 근육 섬유 또는 뼈의 특수 세포는 하나 이상의 핵을 가질 수 있습니다.

에 대한 자세한 정보를 얻으십시오. 세포핵

세포핵의 기능

세포핵은 세포에서 가장 중요한 세포 기관이며 세포 부피의 10-15 %를 차지합니다. 핵은 대부분의 세포 유전 정보를 포함합니다. 인간의 경우 세포핵 외에도 미토콘드리아에는 DNA ( "미토콘드리아 DNA")도 포함되어 있습니다. 그러나 미토콘드리아 게놈은 에너지 생산을 위해 주로 호흡기 사슬에 필요한 몇 가지 단백질만을 암호화합니다.

이에 대한 자세한 내용은 다음을 참조하십시오.

• 미토콘드리아
• 인간의 세포 호흡 (호흡 사슬)

세포핵의 그림

1. 세포핵-
   핵
2. 외부 핵막
   (핵 봉투)
   Nucleolemma
3. 내부 핵막
4. 핵 소체
   핵소체
5. 핵 플라즈마
   핵질
6. DNA 실
7. 핵 기공
8. 염색체
9. 세포
   셀룰라
   A-핵
   B-세포

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유전 정보 저장

데 옥시 리보 핵산 (DNA)의 저장고로서 세포핵은 세포의 제어 센터이며 세포 대사의 많은 중요한 과정을 조절합니다. 세포핵은 세포가 기능하는 데 필수적입니다. 핵이없는 세포는 일반적으로 생존 할 수 없습니다. 이에 대한 예외는 유핵 적혈구 (적혈구). 조절 기능 외에도 세포핵의 작업에는 DNA의 저장, 복제 및 전달이 포함됩니다.

DNA는 세포핵에있는 긴 가닥 모양의 이중 나선 형태로 존재하며, 여기서 핵심 단백질 인 히스톤과 함께 염색체로 압축되어 있습니다. 염색체는 염색질로 구성되며, 세포 분열 중에 응축되어 현미경으로 보이는 염색체를 형성합니다. 각 인간 세포는 23 개의 염색체를 포함하고 있으며, 각 염색체는 두 부모로부터 유전됩니다. 세포에있는 유전자의 절반은 어머니에게서, 나머지 절반은 아버지에게서 나옵니다.

세포핵은 RNA로 만든 메신저 분자를 사용하여 세포 내 대사 과정을 제어합니다. 유전 정보는 세포의 기능과 구조를 담당하는 단백질을 암호화합니다. 필요한 경우 유전자라고하는 DNA의 특정 부분이 메신저 물질 (메신저 RNA 또는 mRNA)로 전사됩니다. 형성되는 mRNA는 세포 핵을 떠나 각 단백질의 합성을위한 주형 역할을합니다.

DNA를 네 글자로 구성된 일종의 암호화 된 언어로 생각하십시오. 이들은 아데닌, 티민, 구아닌 및 시토신의 네 가지 염기입니다. 이 문자는 각각 코돈이라고하는 3 개의 염기로 구성된 단어를 형성합니다.

각 코돈은 특정 아미노산을 암호화하여 단백질 생합성의 기초를 형성합니다. 유전자 염기 서열은 각 아미노산을 연결하여 단백질로 번역되기 때문입니다. 이 암호화 된 정보의 전체를 유전자 코드라고합니다. 염기의 특정 서열은 우리의 DNA를 독특하게 만들고 유전자를 결정합니다.

그러나 염기 만이 DNA 구조에 관여하는 것은 아닙니다. DNA는 연속 된 뉴클레오티드로 구성되며, 차례로 당, 인산염 및 염기로 구성됩니다. 뉴클레오타이드는 나선형 이중 나선 형태 인 DNA의 백본을 나타냅니다. 또한,이 가닥은 세포의 작은 핵에 맞도록 더 응축됩니다. 그런 다음 우리는 또한 염색체를 DNA 포장의 형태로 말합니다. 각 세포 분열로 완전한 DNA가 복사되어 각 딸 세포도 완전히 동일한 유전 정보를 포함합니다.

DNA 포장에 사용되는 염색체

염색체는 세포 분열 중에 만 보이는 유전 물질 (DNA)의 특정 형태의 포장입니다. DNA는 너무 길어서 자연 상태의 세포핵에 맞지 않는 선형 구조입니다. 이 문제는 DNA의 다양한 공간 절약형 나선과 DNA가 계속 감쌀 수있는 작은 단백질의 통합으로 해결됩니다. 가장 조밀 한 형태의 DNA는 염색체입니다. 현미경으로 보면 중앙에 수축이있는 작은 막대 모양의 몸체로 보입니다.이 형태의 DNA는 세포 분열 중, 즉 유사 분열 중에 만 관찰 할 수 있습니다. 차례로 세포 분열은 여러 단계로 나눌 수 있으며, 염색체는 중기에서 가장 잘 표현됩니다. 정상 체세포에는 46 개의 염색체로 구성된 이중 염색체 세트가 있습니다.

세포핵 분열에 대한 자세한 정보는 다음에서 확인할 수 있습니다. 유사 분열

세포핵의 일부인 RNA

RNA는 DNA와 유사한 구조를 가진 리보 핵산을 설명합니다. 그러나 이것은 개별 구성 요소에서 DNA와 다른 단일 가닥 구조입니다. 또한 RNA는 DNA보다 훨씬 짧으며 그에 비해 여러 가지 작업이 있습니다. 이러한 방식으로 RNA는 서로 다른 작업을 수행하는 서로 다른 RNA 하위 그룹으로 나눌 수 있습니다. 무엇보다도 mRNA는 세포핵 분열 과정에서 중요한 역할을합니다. tRNA와 마찬가지로 단백질과 효소 생산에도 사용됩니다. RNA의 또 다른 하위 그룹은 rRNA로, 이는 리보솜의 일부이므로 단백질 생산에도 관여합니다.

단백질 합성

단백질 생합성의 첫 번째 단계는 DNA를 mRNA로 전사하는 것입니다 (전사) 세포핵에서 일어난다. DNA 가닥은 상보 적 RNA 서열의 주형 역할을합니다. 그러나 세포핵 내에서 어떤 단백질도 생산 될 수 없기 때문에 형성된 mRNA는 세포질로 배출되어 실제 단백질 합성이 일어나는 리보솜으로 옮겨 져야합니다. 리보솜 내에서 mRNA는 단백질을 만드는 데 사용되는 아미노산 시퀀스로 변환됩니다. 이 과정을 번역이라고합니다.

메신저 RNA가 핵 밖으로 운반되기 전에 먼저 여러 단계에서 처리됩니다. 즉, 특정 서열이 추가되거나 절단되어 다시 합쳐집니다. 이것은 하나의 전 사체에서 다른 단백질 변이가 발생할 수 있음을 의미합니다. 이 과정을 통해 인간은 상대적으로 적은 유전자를 가진 많은 다른 단백질을 생산할 수 있습니다.

복제

세포핵에서 일어나는 세포의 또 다른 중요한 기능은 DNA 복제입니다 (복제). 세포에는 축적과 분해의 지속적인주기가 있습니다. 오래된 단백질, 오염 물질 및 대사 산물이 분해되고 새로운 단백질이 합성되고 에너지가 생성되어야합니다. 또한 세포는 성장하고 두 개의 동일한 딸 세포로 분열합니다. 그러나 세포가 분열하기 전에 모든 유전 정보가 먼저 복제되어야합니다. 이것은 유기체 내의 모든 세포의 게놈이 절대적으로 동일하기 때문에 중요합니다.

복제는 세포핵에서 세포 분열 중에 정확하게 정의 된 시점에서 발생합니다. 두 프로세스는 밀접하게 연결되어 있으며 특정 단백질에 의해 제어됩니다 (효소) 규제. 첫째, 이중 가닥 DNA가 분리되고 각 단일 가닥은 후속 복제를위한 템플릿 역할을합니다. 이를 위해 다양한 효소가 DNA에 도킹하고 단일 가닥을 보완하여 새로운 이중 나선을 형성합니다. 이 과정의 마지막에 DNA의 정확한 사본이 생성되어 분열 될 때 딸 세포로 전달 될 수 있습니다.

그러나 세포주기 단계 중 하나에서 오류가 발생하면 다양한 돌연변이가 발생할 수 있습니다. 세포주기의 여러 단계에서 자발적으로 발생할 수있는 다양한 유형의 돌연변이가 있습니다. 예를 들어 유전자에 결함이있는 경우이를 유전자 돌연변이라고합니다. 그러나 오류가 특정 염색체 또는 염색체 부분에 영향을 미치는 경우 염색체 돌연변이입니다. 염색체 번호가 영향을 받으면 게놈 돌연변이가 발생합니다.

이 주제에 관심이있을 수도 있습니다.: 염색체 이상-그것은 무엇을 의미합니까?

핵 구멍과 신호 경로

핵 외피의 이중 막에는 단백질, 핵산 및 신호 물질을 핵 안팎으로 선택적으로 전달하는 구멍이 있습니다.

특정 대사 인자와 신호 물질은 이러한 구멍을 통해 핵으로 들어가 특정 단백질의 전사에 영향을 미칩니다. 유전자 정보의 단백질로의 변환은 엄격하게 모니터링되고 많은 대사 인자와 신호 물질에 의해 규제됩니다. 특정 단백질의 유전자 발현에 영향을 미치는 핵의 세포 끝에서 발생하는 많은 신호 전달 경로.

핵체 (핵소체)

진핵 세포의 핵 안에는 핵 체인 핵소체가 있습니다. 세포는 하나 이상의 핵소체를 포함 할 수 있으며 매우 활동적이고 자주 분열하는 세포는 최대 10 개의 핵소체를 포함 할 수 있습니다.

핵은 광학 현미경으로 명확하게 볼 수 있고 세포 핵 내에서 명확하게 정의되는 구형의 조밀 한 구조입니다. 기능적으로 독립적 인 코어 영역을 형성하지만 자체 멤브레인으로 둘러싸여 있지 않습니다. 핵소체는 DNA, RNA 및 단백질로 구성되어 밀도가 높은 대기업에 함께 있습니다. 리보솜 소단위의 성숙은 핵소체에서 일어난다. 세포에서 합성되는 단백질이 많을수록 더 많은 리보솜이 필요하므로 대사 활성 세포에는 여러 개의 핵 체가 있습니다.

신경 세포에서 핵의 기능

신경 세포의 핵에는 다양한 기능이 있습니다. 신경 세포의 핵은 세포체 (소마) 소포체 (ER) 및 골지기구와 같은 다른 세포 성분 (소기관)과 함께. 모든 신체 세포에서와 마찬가지로 세포 핵에는 DNA 형태의 유전 정보가 포함되어 있습니다. DNA의 존재로 인해 다른 신체 세포는 유사 분열을 통해 스스로 복제 할 수 있습니다. 그러나 신경 세포는 신경계의 일부인 매우 특이적이고 고도로 분화 된 세포입니다. 결과적으로 그들은 더 이상 두 배가 될 수 없습니다. 그러나 세포핵은 또 다른 중요한 작업을 수행합니다. 신경 세포는 무엇보다도 우리 근육의 흥분을 담당하며 궁극적으로 근육의 움직임으로 이어집니다. 신경 세포 사이 및 신경 세포와 근육 사이의 통신은 메신저 물질 (송신기). 이러한 화학 물질 및 기타 중요한 생명 유지 물질은 세포핵의 도움으로 생산됩니다. 세포핵뿐만 아니라 소마의 다른 구성 요소도 중요한 역할을합니다. 또한 세포핵은 신경 세포를 포함한 모든 세포의 모든 대사 경로를 제어합니다. 이를 위해 세포핵에는 사용에 따라 필요한 단백질과 효소로 판독 및 번역 될 수있는 모든 유전자가 포함되어 있습니다.

신경 세포의 특수한 특징에 대한 자세한 정보는 다음에서 확인할 수 있습니다. 신경 세포