Stanična jezgra i njezine funkcije. Jezgra kao kontrolni sustav stanice

Jezgra (lat. nucleus) jedna je od strukturnih komponenti eukariotske stanice koja sadrži genetske informacije (molekule DNA) i obavlja sljedeće funkcije:

1) pohranjivanje i reprodukcija genetskih informacija

2) regulacija metaboličkih procesa koji se odvijaju u stanici

Oblik jezgre uvelike ovisi o obliku stanice, a može biti i potpuno nepravilan. Razlikovati jezgre su sferne, multi-lobed. Invaginacije i izrasline jezgrene membrane značajno povećavaju površinu jezgre i time pojačavaju vezu između jezgrinih i citoplazmatskih struktura i tvari.

Građa jezgre

Jezgra je okružena ljuskom koja se sastoji od dvije membrane s tipičnom strukturom. Vanjska nuklearna membrana s površine okrenute prema citoplazmi prekrivena je ribosomima, unutarnja membrana je glatka.

Jezgrina ovojnica je dio sustava stanične membrane. Izdanci vanjske nuklearne membrane povezani su s kanalima endoplazmatskog retikuluma, tvoreći jedinstveni sustav komunikacijskih kanala. Razmjena tvari između jezgre i citoplazme odvija se na dva glavna načina. Najprije je nuklearna membrana prožeta brojnim porama kroz koje se izmjenjuju molekule između jezgre i citoplazme. Drugo, tvari iz jezgre u citoplazmu i natrag mogu doći zahvaljujući vezivanju izbočina i izraslina nuklearne membrane. Unatoč aktivnoj izmjeni tvari između jezgre i citoplazme, nuklearna membrana ograničava nuklearni sadržaj iz citoplazme, čime se osigurava razlika u kemijskom sastavu jezgrinog soka i citoplazme, što je neophodno za normalno funkcioniranje nuklearnih struktura.

Sadržaj jezgre dijeli se na jezgrin sok, kromatin i jezgricu.

U živoj stanici nuklearni sok izgleda kao masa bez strukture koja ispunjava praznine između struktura jezgre. U sastav jezgrinog soka ulaze različiti proteini, uključujući većinu jezgrinih enzima, proteine kromatina i ribosomske bjelančevine.Jezgrov sok također sadrži slobodne nukleotide potrebne za izgradnju molekula DNA i RNA, aminokiseline, sve vrste RNA, kao i produkte jezgrice i kromatina koji se zatim transportiraju iz jezgre u citoplazmu.

Kromatinom (tada grč. chroma-boja, boja) nazivaju se nakupine, granule i mrežaste strukture jezgre, koje su intenzivno obojene nekim bojama i po obliku se razlikuju od jezgrice. Kromatin sadrži DNA i proteine i spiralizirani su i zbijeni dijelovi kromosoma. Spiralizirani dijelovi kromosoma genetski su neaktivni.

Njihovu specifičnu ulogu - prijenos genetske informacije - mogu obavljati samo despiralizirani, neuvijeni dijelovi kromosoma, koji zbog svoje male debljine nisu vidljivi u svjetlosnom mikroskopu.

Treća struktura karakteristična za stanicu je jezgrica. To je gusto okruglo tijelo uronjeno u nuklearni sok. U jezgri različitih stanica, kao iu jezgri iste stanice, ovisno o njezinu funkcionalnom stanju, broj jezgrica može varirati od 1 do 5-7 ili više. Broj jezgrica može premašiti broj kromosoma u setu; to se događa zbog selektivne reduplikacije gena odgovornih za sintezu rRNA. Jezgrice postoje samo u jezgrama koje se ne dijele, one tijekom mitoze nestaju zbog spiralizacije kromosoma i otpuštanja svih prethodno nastalih ribosoma u citoplazmu, a nakon završetka diobe ponovno se pojavljuju.

Jezgrica nije neovisna struktura jezgre. Nastaje oko regije kromosoma u kojoj je kodirana struktura rRNA. Ovaj dio kromosoma - gen - naziva se nukleolarni organizator (NOR), a na njemu se odvija sinteza rRNA.

Osim nakupljanja rRNA, u jezgrici se stvaraju podjedinice ribosoma, koje zatim prelaze u citoplazmu i zajedno sa sudjelovanjem Ca2+ kationa tvore integralne ribosome sposobne sudjelovati u biosintezi proteina.

Dakle, jezgrica je nakupina r-RNK i ribosoma u različitim fazama formiranja, koja se temelji na regiji kromosoma koja nosi gen - nukleolarni organizator koji sadrži nasljedne informacije o strukturi r-RNK.

Jezgra, njezina građa i biološka uloga.

Jezgra se sastoji od 1) na površini jezgrenog aparata(Razlikovao sam u njemu: 2 membrane, perinuklearne prostore, komplekse pora, laminu.) 2) karioplazme(nukleoplazme) 3) kromatin(sadrži eukromatin i heterokromatin) 4) jezgrica(granularna i fibrilarna komponenta.)

Jezgra je stanična struktura koja obavlja funkciju pohranjivanja i prijenosa informacija, a također regulira sve životne procese stanice. Jezgra nosi genetsku (nasljednu) inf u obliku DNK. Jezgre su obično sferičnog ili jajolikog oblika. Okružen sam nuklearnim omotačem. Jezgrina ovojnica je prožeta jezgrinim porama. Preko njih jezgra izmjenjuje tvari s citoplazmom (unutarnji okoliš stanice). Vanjska membrana prelazi u endoplazmatski retikulum i može biti prošarana ribosomima. Omjer veličine jezgre i stanice ovisi o funkcionalnoj aktivnosti stanice. Većina stanica je mononuklearna. Kardiomiociti mogu biti binuklearni. Uvijek binuklearni cilijati. Karakterizira ih nuklearni dualizam (odnosno, jezgre su različite u strukturi i funkciji). Mala jezgra (generativna) je diploidna. Omogućuje samo spolni proces u ciliatama. Velika (vegetativna) jezgra je poliploidna. Regulira sve ostale životne procese. Stanice nekih protozoa i stanice skeletnih mišića su višejezgrene.

P.A.Ya. odnosno karoteka ) ima mikroskopsku debljinu i stoga je vidljiv pod svjetlosnim mikroskopom. Površinski aparat jezgre uključuje:

a) nuklearna membrana ili kariolema; b) parni kompleksi; c) periferna gusta ploča (PPP), ili lamina .

(1) Jezgrina ovojnica (kariolema). sastoji se od 2 membrane - vanjske i unutarnje, odvojene perinuklearnim prostorom. Obje membrane imaju istu fluidno-mozaičnu strukturu kao plazma membrana i razlikuju se u skupu proteina. Ovi proteini uključuju enzime, transportere i receptore. Vanjska nuklearna membrana nastavak je rEPS membrane i može biti prošarana ribosomima na kojima se odvija sinteza proteina. Sa strane citoplazme, vanjska membrana je okružena mrežom intermedijera (vi-mentin) fipamenti. Između vanjske i unutarnje membrane nalazi se perinuklearni prostor - šupljina širine 15-40 nm, čiji sadržaj komunicira sa šupljinama EPS kanala. Sastav perinuklearnog prostora je blizak hijaloplazmi i može sadržavati proteine sintetizirane ribosomima. Dom funkcija karioleme - izolacija hijaloplazme iz karioplazme. Posebni proteini nuklearnih membrana smješteni u području nuklearnih pora obavljaju transportnu funkciju. Jezgrina membrana je prožeta jezgrinim porama, kroz koje se odvija veza karioplazme i hijaloplazme. Da bi regulirali ovu vezu, pore sadrže (2) kompleksi pora. Zauzimaju 3-35% površine jezgrine ovojnice. Broj jezgrinih pora s kompleksima pora je varijabilna vrijednost i ovisi o aktivnosti jezgre. U području nuklearnih pora spajaju se vanjska i unutarnja nuklearna membrana. Skup struktura povezanih s nuklearnom porom naziva se nuklearni pore kompleks. Tipičan kompleks pora je složena proteinska struktura – sadrži više od 1000 proteinskih molekula. U središtu pore je središnja proteinska globula(granula), od koje se tanke fibrile protežu duž radijusa do perifernih proteinskih globula, tvoreći dijafragmu pora. Duž periferije nuklearne pore nalaze se dvije paralelne prstenaste strukture promjera 80-120 nm (po jedna sa svake površine karioleme), od kojih je svaka formirana 8 proteinskih granula(globule).

Proteinske globule kompleksa perja dijele se na središnji i periferni . Pomoću periferne globule makromolekule se transportiraju iz jezgre u hijaloplazmu. (fiksirane su u membrani posebnim integralnim proteinom. Iz tih granula konvergiraju u centar proteinske fibrile, formiranje pregrade - pora dijafragme)

Uključuje posebne proteine perifernih globula - nukleoporini. U perifernim globulama nalazi se poseban protein - nositelj molekula t-RNA

središnja kugla specijaliziran za transport mRNA od jezgre do hijalopdazme. Sadrži enzime koji su uključeni u kemijsku modifikaciju mRNA – njezine obrada.

Granule kompleksa pora strukturno su povezane s proteinima nuklearne lamine koja je uključena u njihovu organizaciju.

Funkcije kompleksa nuklearnih pora:

1. Osiguravanje regulacije izbornog prijevoza in-in između citoplazme i jezgre.

2. Aktivni prijenos u jezgra proteina

3. Prijenos podjedinica ribosoma u citoplazmu

(3) PPP ili Lamina

sloj debljine 80-300 nm. iznutra prianja uz unutarnju nuklearnu membranu. Unutarnja nuklearna membrana je glatka, njezini integralni proteini povezani su s laminom (periferna gusta ploča). Lamina se sastoji od posebnih isprepletenih laminskih proteina koji tvore periferni karioskelet. Proteini lamina pripadaju klasi intermedijarnih filamenata (skeletnih fibrila). Kod sisavaca su poznate 4 vrste ovih proteina – to su Lomimy A, B, B 2 i C. Ovi proteini ulaze u jezgru iz citoplazme. Lamini različitih tipova međusobno djeluju između kvarova i tvore proteinsku mrežu ispod unutarnje membrane jezgrene ovojnice. Uz pomoć lamina "B" PPP je povezan s posebnim sastavnim dijelom proteinske ljuske. Proteini perifernih holobula "unutar prstena" kompleksa pora također stupaju u interakciju s PPP. Telomerne regije kromosoma pričvršćene su na lamin "A".

Funkcije lamine: 1) podržavaju oblik jezgre. (čak i ako su membrane uništene, jezgra zadržava svoj oblik zahvaljujući lamini, a porozne komponente ostaju na mjestu.

2) služi kao sastavni dio karioskeleta

3) sudjelujući u sastavljanju jezgrine ovojnice (stvaranje kariolema) tijekom stanične diobe.

4) u interfaznoj jezgri kromatin je vezan za laminu. dakle, lamina osigurava funkciju fiksiranja kromatina u jezgri (osiguravajući uredno polaganje kromatina, sudjeluje u prostornoj organizaciji kromatina u interfaznoj jezgri). Lamin "A" interakcija s telomernim regijama kromosoma.

5) pružaju strukture s organizacijom kompleksa pora.

uvoz i izvoz proteina.

U srž kroz jezgrene pore ulaze: proteini-enzimi sintetizirani citoplazmatskim ribosomima koji su uključeni u procese replikacije i popravka (popravak oštećenja u DNA); enzimski proteini uključeni u proces transkripcije; proteini represori koji reguliraju proces transkripcije; histonski proteini (koji su povezani s molekulom DNA i tvore kromatin); proteini koji čine podjedinice ribosoma: proteini nuklearnog matriksa koji tvore karioskelet; nukleotidi; ioni mineralnih soli, posebno ioni Ca i Mg.

Iz jezgre mRNA se otpuštaju u citoplazmu. tRNA i podjedinice ribosoma, koje su čestice ribonukleoproteina (rRNA povezana s proteinima).

5. Kemijski sastav i strukturna organizacija kromatina. razine zbijenosti. ljudski kromosomi su strukturirani i klasificirani.

U staničnoj jezgri mala zrnca i nakupine materijala obojene su osnovnim bojama.

Kromatin je dezoksiribonukleoprotein (DNP) i sastoji se od DNK spregnute s my-histonskim proteinima ili ne-histonskim proteinima. Histoni i DNA kombinirani su u strukture koje se nazivaju nukleosomi. Kromatin odgovara kromosomima, koji su u interfaznoj jezgri predstavljeni dugim upletenim nitima i ne razlikuju se kao pojedinačne strukture. Ozbiljnost spiralizacije svakog od kromosoma nije jednaka duž njihove duljine. Implementacija genetske informacije provodi se despiraliziranim dijelovima kromosoma.

klasifikacija kromatina:

1) eukromatin(aktivno despiraliziran. na njemu se događa inf čitanje (transkripcija). u jezgri se otkriva kao svjetlija područja bliže središtu jezgre) Pretpostavlja se da sadrži DNA koja je genetski aktivna u interfazi. Eukromatin odgovara segmentima kromosoma koji despiraliziran i otvoren za transkripciju.

2) heterokromatin(neradna spiralizirana, kondenzirana, zbijenija. U jezgri se pojavljuje kao grudice na periferiji.) podjeljeno sa:konstitutivni (uvijek neaktivan, nikad ne prelazi u eukromatin) i Neobavezno (pod određenim uvjetima ili u određenim fazama imunološkog ciklusa, može se pretvoriti u eukromatin). smješten bliže ljusci jezgre, kompaktniji. Primjer nakupljanja faculty heterochromatina je Barrovo tjelešce - inaktivirani X kromosom u ženki sisavaca, koji je čvrsto uvijen i neaktivan u interfazi.

Dakle, prema morfološkim značajkama jezgre (omjerom sadržaja eu- i heterokromatina) moguće je procijeniti aktivnost transkripcijskih procesa, a time i sintetsku funkciju stanice.

Kromatin i kromosomi su deoksiribonukleoproteini (DNP), ali kromatin je neuvijeno stanje, a kromosomi su upleteno stanje. U interfaznoj jezgri nema kromosoma, kromosomi nastaju razaranjem jezgrene ovojnice (tijekom diobe).

Građa kromosoma:

Kromosomi su najzgusnutije stanje kromatina.

Razlikuju se kromosomi primarna konstrikcija (centromera), dijeleći kromosom na dva kraka. Primarno suženje je najmanje spiralizirani dio kromosoma; niti diobenog vretena pridružuju mu se tijekom stanične diobe. Neki kromosomi imaju duboke sekundarne trake, odvajajući male dijelove kromosoma koji se nazivaju sateliti. U području sekundarnih suženja postoje geni koji kodiraju informacije o rRNA, stoga se sekundarne suženja kromosoma nazivaju nukleolarni organizatori.

Ovisno o položaju centromera, razlikuju se tri vrste kromosoma:

1) metacentrični (imaju ramena jednake ili gotovo jednake veličine);

2) submetacentrični (imaju ramena nejednake veličine);

3) akrocentrični (imaju oblik u obliku štapa s kratkim, gotovo neprimjetnim drugim ramenom);

Krajevi krakova kromosoma nazivaju se telomeri

Razine kompatibilnosti kromatina:

1. Nukleosomski- Dva i pol zavoja dvostruke spirale DNA (146-200 parova baza) namotana su na vanjskoj strani proteinske jezgre, tvoreći nukleosom. Svaki histon predstavljen je s dvije molekule. DNK se izvana omotava oko jezgre, tvoreći dva i pol zavoja. Dio DNA između nukleosoma naziva se poveznica i ima duljinu od 50-60 parova baza. Debljina nukleosomske niti je 8-11 nm.

2. Nukleomerni. Struktura nukleozoma se uvija u obliku supersvojnice. U njegovom stvaranju sudjeluje još jedan histonski protein HI koji se nalazi između nukleosoma i povezan je s veznikom. 1 molekula histona HI vezana je za svaki povezivač. Molekule HI u kompleksu s veznicima međusobno djeluju i uzrokuju supernamotavanje nukleosomska fibrila.

Kao rezultat toga, formira se kromatinska fibrila, čija je debljina 30 nm (DNA je zbijena 40 puta). Supernavijanje se događa na dva načina. 1) nukleosomska fibrila može formirati spiralu drugog reda, koja ima oblik solenoida; 2) 8-10 nukleozoma tvori veliku kompaktnu strukturu - nukleomer. Ova razina ne dopušta sintezu RNA iz nukleomerne DNA (ne dolazi do transkripcije).

3. Kromomerni(struktura petlje). Kromatinska fibrila tvori petlje koje se međusobno spajaju uz pomoć posebnih nehistonskih proteina, odnosno središta petlji – kromomera. Debljina 300 nm.

4. šepav- nastaje kao rezultat konvergencije kromomera duž duljine. Kromonema sadrži jednu ogromnu molekulu DNA u kompleksu s proteinima, tj. fibrilni deoksi-ribonukleoprotein – DNP (400 nm).

5. Kromatid- kromonem se savija nekoliko puta, formirajući tijelo kromatide (700 nm). Nakon replikacije DNA, kromosom sadrži 2 kromatide.

6. Kromosomski(1400 nm). Sastoji se od dvije kromatide. Kromatide su povezane centromerom. Kada se stanica dijeli, kromatide se razilaze, padajući u različite stanice kćeri.

ljudski kromosomi

Kariotip - skup značajki (broj, veličina, oblik itd.) kompletnog skupa kromosoma, svojstvenih stanicama određene biološke vrste ( kariotip vrste), dati organizam ( individualni kariotip) ili linija (klon) stanica.

Za postupak određivanja kariotipa može se koristiti bilo koja populacija stanica koje se dijele, a za određivanje ljudskog kariotipa mononuklearni leukociti ekstrahirani iz uzorka krvi, čija je dioba potaknuta dodatkom mitogena, ili kulture stanica koje se dijele. koriste se brzo u normi (fibroblasti kože, stanice koštane srži).

kariotip - diploidni set kromosoma svojstven somatskim stanicama organizama određene vrste, koji je svojstvena osobina vrste i karakterizira ga određeni broj i struktura kromosoma.

Kromosomski set većine stanica je diploidan (2n) - to znači da svaki kromosom ima par, tj. homologni kromosom. Obično se u vrijeme oplodnje formira diploidni (2n) set kromosoma (jedan od para kromosoma od oca, drugi od majke). Neke stanice su triploidne (Tp), kao što su stanice endosperma.

Promjena broja kromosoma u kariotipu osobe može dovesti do raznih bolesti. Najčešći kromosomska bolest osoba ima Downov sindrom zbog trisomije (još jedan isti, dodatni se dodaje paru normalnih kromosoma) duž 21. kromosoma. Ovaj sindrom javlja se s učestalošću od 1-2 na 1000.

Poznata trisomija na 13. kromosomu - Patauov sindrom, kao i na 18. kromosomu - Edwardsov sindrom, u kojem je sposobnost preživljavanja novorođenčadi oštro smanjena. Umiru u prvim mjesecima života zbog višestrukih malformacija.
Vrlo često kod ljudi dolazi do promjene u broju spolnih kromosoma. Među njima je poznata monozomija X (prisutan je samo jedan (X0) od para kromosoma) - to je Shereshevsky-Turnerov sindrom. Trisomija X je rjeđa Klinefelterov sindrom(XXY, XXXY, HUU, itd.)

6. Hijaloplazma. Organele, njihova klasifikacija. biološke membrane.

hijaloplazma – dio citoplazme životinjskih i biljnih stanica koji ne sadrži strukture vidljive pod svjetlosnim mikroskopom.

Hijaloplazma(hyaloplasma; od grč. hyalinos - proziran) čini približno 53-55% ukupnog volumena citoplazme (citoplazme), tvoreći homogenu masu složenog sastava. Hijaloplazma sadrži proteine, polisaharide, nukleinske kiseline, enzime. Uz sudjelovanje ribosoma u hijaloplazmi, sintetiziraju se proteini, javljaju se razne reakcije intermedijarne izmjene. Hijaloplazma također sadrži organele, inkluzije i staničnu jezgru.

Glavna uloga hijaloplazme je objedinjavanje svih staničnih struktura u odnosu na njihovu kemijsku interakciju i osiguravanje transportnih biokemijskih procesa.

Organele (organele) su bitne mikrostrukture za sve stanice koje obavljaju određene vitalne funkcije. razlikovati membranske i nemembranske organele.

Do membranske organele , odijeljene od okolnih hijaloplazmatskih membrana, uključuju endoplazmatski retikulum, Golgijev kompleks, lizosome, peroksisome, mitohondrije.

Endoplazmatski retikulum je jedna kontinuirana struktura koju čini sustav spremnika, cijevi i spljoštenih vrećica. Na elektronskim mikrofotografijama razlikuje se granularni (hrapavi, granularni) i negranularni (glatki, agranularni) endoplazmatski retikulum. Vanjska strana granularne mreže prekrivena je ribosomima, negranularna mreža je lišena ribosoma. Granularni endoplazmatski retikulum sintetizira (na ribosomima) i transportira proteine. Nezrnasta mreža sintetizira lipide i ugljikohidrate te sudjeluje u njihovom metabolizmu (npr. steroidni hormoni u kori nadbubrežne žlijezde i Leydigovim stanicama (sustenociti) testisa; glikogen u stanicama jetre). Jedna od najvažnijih funkcija endoplazmatskog retikuluma je sinteza membranskih proteina i lipida za sve stanične organele.

golgijev kompleks je skup vrećica, vezikula, cisterni, cjevčica, ploča, omeđenih biološkom membranom. Elementi Golgijevog kompleksa međusobno su povezani uskim kanalima. U strukturama Golgijevog kompleksa dolazi do sinteze i nakupljanja polisaharida, proteinsko-ugljikohidratnih kompleksa, koji se izlučuju iz stanica. Tako nastaju sekretorne granule. Golgijev kompleks prisutan je u svim ljudskim stanicama, osim u eritrocitima i rožnatim ljuskama epidermisa. U većini stanica Golgijev kompleks nalazi se oko ili blizu jezgre, u egzokrinim stanicama – iznad jezgre, u vršnom dijelu stanice. Unutarnja konveksna površina struktura Golgijevog kompleksa okrenuta je prema endoplazmatskom retikulumu, a vanjska, konkavna površina, okrenuta je prema citoplazmi.

Membrane Golgijevog kompleksa formira granularni endoplazmatski retikulum, a prenose ih transportne vezikule. Sekretorni mjehurići stalno pupaju s vanjske strane Golgijevog kompleksa, a membrane njegovih cisterni stalno se obnavljaju. Sekretorne vezikule opskrbljuju membranski materijal za staničnu membranu i glikokaliks. Time se osigurava obnavljanje plazma membrane.

Lizosomi su vezikule promjera 0,2-0,5 mikrona, koje sadrže oko 50 vrsta različitih hidrolitičkih enzima (proteaze, lipaze, fosfolipaze, nukleaze, glikozidaze, fosfataze). Lizosomski enzimi se sintetiziraju na ribosomima granularnog endoplazmatskog retikuluma, odakle se transportnim mjehurićima transportiraju do Golgijevog kompleksa. Primarni lizosomi pupaju iz vezikula Golgijevog kompleksa. Lizosomi održavaju kiseli okoliš, pH mu se kreće od 3,5 do 5,0. Membrane lizosoma otporne su na enzime sadržane u njima i štite citoplazmu od njihova djelovanja. Kršenje propusnosti lizosomske membrane dovodi do aktivacije enzima i ozbiljnog oštećenja stanice do njezine smrti.

U sekundarnim (zrelim) lizosomima (fagolizosomima) biopolimeri se probavljaju do monomera. Potonji se transportiraju kroz lizosomsku membranu u hijaloplazmu stanice. Neprobavljene tvari ostaju u lizosomu, zbog čega se lizosom pretvara u takozvano rezidualno tijelo visoke gustoće elektrona.

Mitohondriji(mitohondrije), koji su "energetske stanice stanice", uključeni su u procese staničnog disanja i pretvaranja energije u oblike dostupne stanici za korištenje. Njihove glavne funkcije su oksidacija organskih tvari i sinteza adenozin trifosforne kiseline (ATP). Mnogo velikih mitohondrija u kardiomiocitima, mišićnim vlaknima dijafragme. Smješteni su u skupinama između miofibrila, okruženi granulama glikogena i elementima negranularnog endoplazmatskog retikuluma. Mitohondriji su organele s dvostrukom membranom (svaka debljine oko 7 nm). Između vanjske i unutarnje membrane mitohondrija nalazi se međumembranski prostor širine 10-20 nm.

Na nemembranske organele uključuju stanično središte eukariotskih stanica i ribosome prisutne u citoplazmi i eu- i prokariotskih stanica.

Ribosom je zaobljena ribonukleoproteinska čestica promjera 20-30 nm. Sastoji se od male i velike podjedinice, čija se kombinacija događa u prisutnosti messenger (glasničke) RNA (mRNA). Jedna molekula mRNA obično spaja nekoliko ribosoma poput niza kuglica. Takva se struktura naziva polisoma. Polisomi su slobodno smješteni u osnovnoj supstanci citoplazme ili pričvršćeni na membrane hrapavog citoplazmatskog retikuluma. U oba slučaja služe kao mjesto za aktivnu sintezu proteina.

Ribosomi 70S nalaze se u prokariotima te u eukariotskim kloroplastima i mitohondrijima. 8OS ribosomi, nešto veći, nalaze se u citoplazmi eukariota. Tijekom sinteze proteina, ribosomi se kreću duž mRNA. Proces je učinkovitiji ako se duž mRNA ne kreće jedan, već nekoliko ribosoma. Takvi lanci ribosoma na mRNA nazivaju se poliribosomi, ili polisomi.

MEMBRANE:

sve membrane tvore lipoproteinske filmove; imaju lipidni dvosloj.

Membrane sadrže do 20% vode. lipidi.

membrane Sastoji se od tri klase lipida: fosfolipidi, glikolipidi i kolesterol. Fosfolipidi i glikolipidi sastavljeni su od dva duga hidrofobna ugljikovodična "repa" koji su povezani s nabijenom hidrofilnom "glavom". Kolesterol učvršćuje membranu zauzimajući slobodni prostor između hidrofobnih lipidnih repova i sprječavajući njihovo savijanje. Stoga su membrane s niskim udjelom kolesterola fleksibilnije, a one s visokim udjelom kolesterola su kruće i lomljivije.

Stanične membrane često su asimetrične, odnosno slojevi se razlikuju po lipidnom sastavu, prijelazu pojedine molekule iz jednog sloja u drugi (tzv. japanka) teško je. Sastav i orijentacija membranskih proteina se razlikuju.

Jedan od najvažnijih funkcije biomembrane – barijera. Na primjer, membrana peroksisoma štiti citoplazmu od peroksida koji su opasni za stanicu.

Drugo važno svojstvo biomembrane je selektivna propusnost.

najjednostavniji sintaktički modeli određenog jezika, koji su temelj govorne aktivnosti u smislu da korisnici određenog jezika te modele podvrgavaju raznim transformacijama ovisno o zahtjevima njegovog konteksta.

- pojednostavljene slike strukture atomske jezgre, omogućujući jednostavna, analitička matematička rješenja problema određivanja različitih veličina koje je karakteriziraju ...
- transformacije atomskih jezgri zbog njihove interakcije s elementarnim česticama ili međusobno ...
Počeci moderne prirodne znanosti
- streljivo čiji se štetni učinak temelji na korištenju energije nuklearne eksplozije. Tu spadaju nuklearne bojeve glave projektila i torpeda, nuklearne bombe, topničke granate, dubinske bombe, mine...
Rječnik vojnih pojmova
Rječnik pravnih pojmova
- ....
Enciklopedijski rječnik ekonomije i prava
- prema definiciji Saveznog zakona "O korištenju atomske energije" od 20. listopada 1995., "materijali koji sadrže ili mogu reproducirati fisijske nuklearne tvari" ...
Veliki pravni rječnik
- snurps, mala nuklearna RNA - mala nuklearna RNA Opsežna skupina malih nuklearnih RNA povezanih s heterogenom nuklearnom RNA , dio su malih ribonukleoproteinskih granula jezgre ...
- Vidi mali nuklearni...
Molekularna biologija i genetika. Rječnik
- nesreće u nuklearnim elektranama. Tijekom nuklearne nesreće, radioaktivna kontaminacija okoliša naglo se povećava ...
Ekološki rječnik
- transformacija atoma jezgre pri sudaru s drugim jezgrama, elementarnih čestica ili gama kvanta. Kada se teške jezgre bombardiraju lakšim, dobiju se svi transuranijevi elementi ...
Enciklopedijski rječnik metalurgije
- "... nuklearni materijali - materijali koji sadrže ili mogu reproducirati fisijske nuklearne tvari;..." Izvor: Savezni zakon od 21. studenog ...
Službena terminologija
- približne metode za opisivanje nekih svojstava jezgri, temeljene na identifikaciji jezgre s nekim drugim fizičkim sustavom, čija su svojstva ili dobro proučena ili podložna jednostavnijoj teoretskoj ...
- reakcije transformacije atomskih jezgri u interakciji s elementarnim česticama, ?-kvantima ili međusobno. Prvi je proučavao Ernest Rutherford 1919.
Veliki enciklopedijski rječnik
- najjednostavnije sintaktičke konstrukcije određenog jezika, u kojima se objekti označavaju imenicama, procesi glagolima, a znakovi pridjevima i prilozima, iz kojih se nizom transformacija ...
Rječnik s objašnjenjima prijevoda
- Najjednostavniji sintaktički modeli, koji su temelj govorne aktivnosti, jer se koriste za različite transformacije prema zahtjevima konteksta...
Rječnik lingvističkih pojmova
- 1) smjer koji se temelji na gramatičkim kategorijama i pojmovima u korelaciji sa semantičkim značajkama ...
Metode istraživanja i analize teksta. Rječnik-priručnik

"nuklearne strukture" u knjigama

Nuklearne eurorakete

Iz knjige Čisto povjerljivo [Veleposlanik u Washingtonu pod šest američkih predsjednika (1962.-1986.)] Autor Dobrinin Anatolij Fedorovič

Nuklearni Robinzoni

Iz knjige Bomba. Tajne i strasti atomskog podzemlja Autor Pestov Stanislav Vasiljevič

Nuklearni Robinzoni Kasnih 50-ih, Hruščov je bio vrlo zainteresiran za jedan projekt koji su predložili vojni inženjeri. Njegova je bit bila stvoriti umjetne otoke uz atlantsku obalu Sjedinjenih Država. Mislilo se ovako: u mračnoj noći lopova, snažni brodovi za suhi teret probijaju se do

98. Proučavanje unutarnje strukture odnosa, usporedba strukture odnosa u različitim skupovima

Iz knjige Ekonomska analiza. varalice Autor Olševska Natalija

98. Proučavanje unutarnje strukture veza, usporedba strukture veza u različitim skupovima

Nuklearna ambicija

Iz knjige Probudi se! Preživite i napredujte u nadolazećem ekonomskom kaosu autor Chalabi El

Nuklearne ambicije U drugoj polovici 2003. svijet je saznao da je iranski program obogaćivanja urana napredniji nego što se mislilo te da će za nekoliko godina Iran postati nuklearno oružje. Citirajmo riječi jednog američkog dužnosnika uključenog u

Nuklearna prodaja

Iz knjige Infobusiness u punom kapacitetu [Dvostruka prodaja] Autor Parabellum Andrej Aleksejevič

Nuclear Sales Japan trenutno testira zanimljiv model. Jedna tvrtka koja je istraživala kupce potpisala je gomilu ugovora s raznim tvrtkama koje trebaju povratne informacije od svoje ciljane publike. Otvorili su trgovinu besplatnih stvari -

"NUKLEARNI KOFERIĆI"

Iz knjige Nepoznato, odbačeno ili skriveno Autor Tsareva Irina Borisovna

„NUKLEARNI KOFERI“ Ovo je kul od famoznih „kofera s kompromitirajućim dokazima“! Oko tzv. „nuklearnih kofera“ odvija se spori, dugotrajni skandal. Sve je počelo senzacionalnom izjavom bivšeg ministra sigurnosti Vijeće Ruske Federacije.

1.3. Metodologija proučavanja elemenata strukture tehnologije i analize parametara strukture napretka

Iz knjige Filozofija intelekta realnog idealizma Autor Kutolin Sergej Aleksejevič

1.3. Metodologija proučavanja elemenata strukture tehnologije i analize parametara strukture napretka

2. Međugranične, odnosno unutargranične, odnosno međugranične strukture ili strukture u pravom smislu riječi

Iz knjige Rezultati milenijskog razvoja, sv. I-II Autor Losev Aleksej Fjodorovič

2. Međugranične ili unutargranične, tj. međugranične strukture ili strukture u pravom smislu riječi Jasno je da su strukture ove vrste upravo one strukture kako se obično shvaćaju. No, ovdje se mora uočiti ta antička specifičnost,

NUKLEARNE REAKCIJE

Iz knjige Atomska energija u vojne svrhe Autor Smith Henry Dewolf

NUKLEARNE REAKCIJE METODE NUKLEARNOG BOMBARDIRANJA1.40. Cockcroft i Walton proizveli su protone dovoljno visoke energije ionizirajući vodikov plin i zatim ubrzavajući ione visokonaponskim postrojenjem s transformatorom i ispravljačem. Slična metoda može

NUKLEARNE NESREĆE

Iz knjige Hitni slučajevi u sovjetskoj mornarici Autor Čerkašin Nikolaj Andrejevič

NUKLEARNE NESREĆE

NUKLEARNE IGRE

Iz knjige KGB - CIA - Tajna vrela perestrojke Autor Šironin Vjačeslav Sergejevič

NUKLEARNE IGRE Dokumentirano je da su SAD razvile dva nova scenarija uz plan star stotinu godina. Bacivši atomske bombe na Japan i istražujući posljedice atomskih napada na okoliš, Sjedinjene Države razvile su planove za takve udare protiv

nuklearno streljivo

TSB

Nuklearno streljivo Nuklearno streljivo, bojeve glave projektila, torpeda, zrakoplovne (dubinske) bombe, topnički hici, nagazne mine s nuklearnim punjenjem. Dizajniran za gađanje raznih ciljeva, uništavanje utvrda, građevina i druge zadatke. Akcija Ya. temeljen

nuklearni modeli

Iz knjige Velika sovjetska enciklopedija (OTROV) autora TSB

Nuklearne granate

Iz knjige Velika sovjetska enciklopedija (OTROV) autora TSB

Nuklearne reakcije

Iz knjige Velika sovjetska enciklopedija (OTROV) autora TSB 1

Koncept jedinstva materijalnih struktura i ontološkog valnog medija bez mase omogućuje razumijevanje prirode svih vrsta međudjelovanja i organizacije sustava strukture nukleona, jezgri i atoma. Neutroni imaju ključnu ulogu u nastanku i održavanju stabilnosti jezgri, koju osiguravaju dvije bozonske veze između protona i neutrona. Alfa čestice su glavne "cigle" u strukturi. Strukture jezgri, po obliku bliske sferičnom, formirane su u skladu s periodima u periodnom sustavu D.I. Mendeljejev uzastopnim dodavanjem n-p-n kompleksa, alfa čestica i neutrona. Razlog radioaktivnog raspada atoma nije optimalna struktura jezgre: višak broja protona ili neutrona, asimetrija. Alfa struktura jezgri objašnjava uzroke i energetsku ravnotežu svih vrsta radioaktivnog raspada.

struktura nukleona

alfa čestice

sile "izmjene bozona".

stabilnost

radioaktivnost

1. Vernadsky V.I. Biosfera i noosfera. – M.: Rolf. 2002. - 576 str.

2. Dmitriev I.V. Rotacija duž jedne, dvije ili tri vlastite unutarnje osi nužan je uvjet i oblik postojanja čestica fizičkog svijeta. - Samara: Samarska knjiga. izdavačka kuća, 2001. - 225 str.

3. Polyakov V.I. Ispit za "Homo sapiens" (Od ekologije i makroekologije... do SVIJETA). - Saransk: izdavačka kuća Mordovian University, 2004. - 496 str.

4. Polyakov V.I. DUH SVIJETA umjesto kaosa i vakuuma (Fizička struktura svemira) // "Suvremene visoke tehnologije" - -2004. broj 4. - Str.17-20.

5. Polyakov V.I. Elektron = pozitron?! //Suvremene znanstveno intenzivne tehnologije. - 2005. - br. 11. - S. 71-72.

6. Polyakov V.I. Rađanje materije // Fundamentalna istraživanja 2007. br. 12. - Str.46-58.

7. Polyakov V.I. Ispit za "Homo sapiens - II". Od koncepata prirodnih znanosti dvadesetog stoljeća do razumijevanja prirode. - Izdavačka kuća "Akademija prirodnih nauka". - 2008. - 596 str.

8. Polyakov V.I. Zašto su protoni stabilni, a neutroni radioaktivni? // "Radioaktivnost i radioaktivni elementi u ljudskom okolišu": IV Međunarodna konferencija, Tomsk, 5.-7. lipnja 2013. - Tomsk, 2013. - P. 415-419.

9. Polyakov V.I. Osnove prirodnog razumijevanja strukture nukleona, jezgri, stabilnosti i radioaktivnosti atoma // Ibid. - S. 419-423.

10. Polyakov V.I. Strukture atoma - orbitalni valni model// Uspjesi suvremenih prirodnih znanosti. - 2014. br. 3. - Str.108-114.

12. Fizikalne veličine: Priručnik // A.P. Babičev, N.A. Babuškina, A.M. Bratkovsky i drugi; ur. JE. Grigorieva, E.Z. Melihova. – M.: Energoatomizdat, 1991. – 1232 str.

Moderna fizika nudi kapljične, ljuske, generalizirane i druge modele za opisivanje strukture jezgri. Vezanje nukleona u jezgri objašnjava se energijom vezanja zbog "posebnih specifičnih nuklearnih sila". Svojstva tih sila (privlačenje, kratki domet, neovisnost o naboju itd.) prihvaćaju se kao aksiom. Pitanje "zašto tako?" javlja se za gotovo svaku tezu. “Prihvaćeno je (?) da su te sile iste za nukleone... (?). Za lake jezgre, specifična energija vezanja naglo raste, prolazeći kroz niz skokova (?), zatim raste sporije (?), a zatim postupno opada. “Najstabilnije su takozvane “magične jezgre”, u kojima je broj protona ili neutrona jednak jednom od magičnih brojeva: 2, 8, 20, 28, 50, 82, 126... (?) Posebno su stabilne dvostruko magične jezgre: 2He2, 8O8, 20Ca20, 20Ca28, 82Pb126" (lijevi i desni indeks odgovaraju broju protona, odnosno neutrona u jezgri). Zašto postoje "čarobne" jezgre, a čarobni izotop 28Ni28 s maksimalnom specifičnom energijom vezanja od 8,7 MeV je kratkog vijeka
(T1 / 2 = 6,1 dana)? "Jezgre karakterizira gotovo konstantna energija vezanja i konstantna gustoća, neovisna o broju nukleona" (?!). To znači da energija vezivanja ne karakterizira ništa, kao ni tablične vrijednosti defekta mase (za 20Sa20 je manja nego za 21Sc24, za 28Ni30 je manja nego za 27Co32 i 29Cu34, itd.). Fizika priznaje da "složena priroda nuklearnih sila i poteškoće rješavanja jednadžbi... nisu do danas omogućile razvoj jedinstvene dosljedne teorije atomske jezgre". Znanost 20. stoljeća, izgrađena na postulatima teorije relativnosti, ukinula je logiku i kauzalitet, a matematičke fantome proglasila stvarnošću. Ne poznavajući strukturu jezgri i atoma, znanstvenici su stvorili atomske bombe i pokušavaju oponašati Veliki prasak svemira u sudaračima...

"Revolucija u prirodnim znanostima A. Einsteina" zamijenila je radove desetaka istaknutih znanstvenika (Huygens, Hooke, Jung, Navier, Stokes, Hertz, Faraday, Maxwell, Lorentz, Thomson, Tesla itd.) jednadžbama "prostorno-vremenski kontinuum" koji je razvio teorije elektromagnetizma i atomizma u mediju "eter". Treba se vratiti stoljeće unatrag...

Svrha i način rada. Izlaz iz ćorsokaka znanosti moguć je na temelju razumijevanja suštine "eterskog" medija. U I. Vernadsky je napisao: “Zračenja NEMATERIJALNE okoline pokrivaju sav raspoloživi, sav zamisliv prostor... Oko nas, u nama samima, posvuda i posvuda, bez prekida, vječno se mijenjajući, podudarajući i sudarajući, postoje zračenja različitih valnih duljina - od valova čija se duljina računa u desetmilijuntnim dijelovima milimetra, do dugih mjerenih kilometrima... Sav je prostor njima ispunjen...”. Sve materijalno je formirano ovim ontološkim, nematerijalnim, valnim medijem i postoji u interakciji s njim. „Eter“ nije plin i nije kaos vrtloga, već „Akcijski Naređujući Kaos – DUH“. U okruženju DUHA od jedne elementarne čestice – masona (elektrona/pozitrona) pravilno su i sustavno organizirane strukture od nukleona, jezgri i atoma do Svemira.

U radu je razvijen model strukture jezgri koji objašnjava njihova svojstva, razloge vezivanja nukleona u jezgri, posebnu stabilnost i radioaktivnost.

Struktura i svojstva nukleona

Model nukleona prihvaćen u fizici izgrađen je od desetaka hipotetskih čestica s fantastičnim imenom "kvark" i fantastičnim razlikama, uključujući: boju, šarm, neobičnost, draž. Ovaj model je previše kompliciran, nema dokaza, a ne može čak ni objasniti masu čestica. Model strukture nukleona, koji objašnjava sva njihova svojstva, razvio je I.V. Dmitrijev (Samara) na temelju načela maksimalne konfiguracijske entropije koje je otkrio (jednakost strukturnih elemenata na površini i u volumenu primarnih čestica) i teze da čestice postoje samo tijekom rotacije „duž jedne, dvije ili tri pravilne unutarnje osi” . Nukleon je formiran od 6 heksagonalnih struktura π+(-)-mezona koji okružuju plus-mion μ+, a njihova struktura je izgrađena odabirom broja kuglica: elektrona i pozitrona dvije vrste. Takva struktura je potkrijepljena na temelju međudjelovanja materijalnih čestica masona i SPIRIT medija u radu, a zatim dorađena i dokazana na temelju konstruiranja strukture mezona u skladu s konstantom fine strukture
1/α = 2h(ε0/μ0)1/2/e2 = 137,036. Fizičari V. Pauli, R. Feynman zbunjivali su fizikalno značenje ove konstante, ali u mediju DUHA ono je očito: samo na relativnoj udaljenosti 1/α od naboja postoji valna interakcija materije i medija.

Izračunati broj masona (me) u mionskoj strukturi trebao bi biti 3/2α = 205,6 , a mionska masa 206,768 me . U njegovoj strukturi od 207 masona središnji određuje naboj ±e i spin ±1/2, a 206 se međusobno poništavaju. Pioni, kako je pretpostavio I. Dmitriev, nastaju od "biaksijalnih" elektrona i pozitrona (spin = 0, naboj +/-, masa me). U mediju SPIRIT trebali bi nastati bozoni mase 2/3 me kao prvi stupanj u nastanku materije iz kvanti pozadinskog zračenja Svemira u atmosferi Sunca. U gustoj strukturi trebalo bi biti 3/α = 411 takvih čestica, a njihova bi masa trebala biti 3/α · 2/3 me = 274 me , što odgovara pi-mezonima (mπ = 273,210 me ). Njihova je struktura slična mionima: čestica u središtu određuje naboj ± 2/3e i spin 0, a 205 čestica su međusobno uravnotežene.

Struktura protona iz središnjeg miona i 6 piona, uzimajući u obzir gubitak mase za razmjenu ("nuklearne") veze 6 masona (mion-pionska veza) i 6 bozona (pionska veza, 4 me ), objašnjava njegovu masu.

MP \u003d 6mp + mm - 10me \u003d 6 273.210 me + +206.768 me - 10me \u003d 1836.028 me.

Ova vrijednost, s točnošću od 0,007%, odgovara masi protona Mr = 1836,153me. Naboj protona +e i spin ±1/2 određeni su središnjim masonom+ u središnjem mionu+. Model protona objašnjava sva njegova svojstva, uključujući i stabilnost. U mediju SPIRIT međudjelovanje materijalnih čestica nastaje kao rezultat rezonancije "oblaka" medija koji im je pridružen (podudarnost oblika i frekvencije). Proton je stabilan, jer je zaštićen od materijalnih čestica i kvanta ljuskom piona koji imaju različito valno polje.

Masa protona je 1836,153 me, a masa neutrona je 1838,683 me. Kompenzacija naboja protona, po analogiji s atomom vodika, osigurat će elektron u valnoj orbiti u njegovoj ekvatorijalnoj ravnini ("jedna os rotacije"), a njegova "dvoosna rotacija" ispada da je "vlastita" u oblaku piona. Dodajmo 2 bozona u suprotnim pionima neutrona; kompenziraju orbitalni moment, te će masa neutrona biti 1838.486 me. Ova struktura objašnjava masu neutrona (razlika od 0,01%), odsutnost naboja i, što je najvažnije, "nuklearne" sile. “Dodatni” bozon je slabo vezan u strukturi i osigurava “razmjensku” vezu, zauzimajući “prazno mjesto” u susjednom pionu protona s nuklearnom frekvencijom, istiskuje drugi bozon vraćajući se neutronu. "Dodatni" bozoni u neutronu su njegove "dvije ruke" koje drže jezgre zajedno.

Neutron u jezgri elemenata osigurava stabilnost jezgre, a sam se "spašava" u jezgri od raspada (T1 / 2 \u003d 11,7 min.), Razlog tome su njegove "slabe točke": orbita elektron i prisutnost u "pionskom omotaču" dva od šest piona prema "ekstra" bozonu.

Znanstvenici 20. stoljeća dolazili su s desecima teorija i stotinama "elementarnih" čestica, ali nisu mogli objasniti strukturu atoma, a Prirodi su bile potrebne samo dvije takve čestice da bi stvorile dva nukleona, a od njih 92 elementa i izgradili cijeli materijal SVIJET!!!

Alfa struktura atomskih jezgri

Izotopi svih elemenata koji su najčešći u prirodi imaju paran broj neutrona (s izuzetkom 4Be5 i 7N7). Ukupno, od 291 stabilnog izotopa, 75% ima paran broj neutrona, a samo 3% ima par-nepar jezgri. To ukazuje na sklonost vezi protona s dva neutrona, odsutnost veza proton-proton i "neovisnost nuklearnih sila o naboju". Okvir jezgre čine neutron-protonske veze, pri čemu svaki neutron može držati 2 protona izmjenom dva bozona (npr. 2He1). U teškim jezgrama, relativni broj neutrona raste, jačajući okvir jezgre.

Gornji argumenti i načelo sustavne organizacije materije u nematerijalnom okruženju omogućuju nam da predložimo model "blok konstrukcije" strukture jezgri elemenata, u kojoj je "blok" jezgra atoma helija. - alfa čestica. Helij je glavni element kozmološke nukleosinteze, a po zastupljenosti u Svemiru drugi je element nakon vodika. Alfa čestice su optimalna struktura čvrsto vezanih dva para nukleona. Ovo je vrlo kompaktna, čvrsto povezana kuglasta struktura, koja se geometrijski može prikazati kao kugla u koju je upisana kocka s čvorovima u suprotnim dijagonalama od 2 protona i 2 neutrona. Svaki neutron ima dvije veze "nuklearne izmjene" s dva protona. Elektromagnetsko spajanje približavanja neutrona s protonima osigurava orbitalni elektron u njegovoj strukturi (potvrda: magnetski momenti: μ (p) = 2,793 μN, μ (n) = -1,913 μN, gdje je μN Bohr nuklearni magneton).

Pretpostavljeno "Coulombovo" odbijanje protona nije u suprotnosti s njihovim pristupom. Objašnjenje za to, kao iu strukturama miona iz masona, leži u shvaćanju "naboja" kao sastavnog svojstva mase čestice - kretanja medija DUHA, povezanog s valnim gibanjem čestice. masa, izražena kao sila u ovom mediju (jedinica naboja može biti kulon2 - sila pomnožena s površinom). Dvije vrste +/- naboja su lijevi i desni smjer vrtnje. Kada se dva protona približavaju u ekvatorijalnoj ravnini, gibanje "zarobljenog" medija bit će suprotno, a kada se približava "s polova", događa se u jednom smjeru, pridonoseći približavanju. Približavanje čestica ograničeno je međudjelovanjem njihovih “poljskih” ljuski koje odgovaraju “Comptonovoj” valnoj duljini: λK(r) = 1,3214 10-15 m, i λK(n) = 1,3196 10-15 m neutrona, na takvoj udaljenosti djeluju sile bozonske izmjene (“nuklearne”) među njima.

Strukture jezgri iz alfa čestica formiraju se s minimalnim volumenom i oblikom bliskim sferičnom. Struktura alfa čestica omogućuje im spajanje kidanjem jedne n-p bozonske veze i stvaranjem dviju n-p i p-n veza sa susjednom alfa česticom. S bilo kojim brojem protona u jezgri nastaje jedno sferno polje čiji je intenzitet isti kao da je naboj koncentriran u središtu (Ostrogradsky-Gaussovo pravilo). Formiranje jedinstvenog polja jezgre potvrđuje orbitalno-valna struktura atoma, gdje sve s, p, d, f orbite tvore sferne ljuske.

Izgradnja jezgri elemenata od alfa čestica odvija se sustavno, sekvencijalno u svakom razdoblju na temelju jezgre prethodnog elementa. U jezgrama s parnim brojem protona veze su uravnotežene, pojava dodatnog protona u strukturi sljedećeg atoma nije moguća. U jezgrama atoma nakon kisika dolazi do dodavanja protona prema shemi (n-p-n). Jasan slijed formiranja struktura u skladu s razdobljima i serijama u tablici D.I. Mendeleev - potvrda valjanosti predloženog modela jezgri i služi kao potvrda misli V.I. Vernadsky o “slijedu atoma”: “Proces pravilne nepostojanosti atoma neizbježno i neodoljivo se događa ... Uzimajući povijest bilo kojeg atoma u kozmičkom vremenu, vidimo da u određenim vremenskim intervalima, odmah, u jednakim skokovima, u smjer polarnog vektora vremena, prelazi u drugi atom, drugi kemijski element. Dijagrami jezgri prvih razdoblja atoma prikazani su u tablici. jedan.

stol 1

Procijenjena struktura jezgri (ravna projekcija) glavnih izotopa stabilnih atoma iz alfa čestica (α), protona (p) i neutrona (n): pAn










							nnαααααααnn

nnαααααααnn

nnαααnnααααnn

nnααnαααnααnn

nααααnnαααn

nnαααααααnn

nααnnααααnnααn

nααααnnαααn

Sljedeće 5. i 6. periode elemenata mogu se modelirati na sličan način, uzimajući u obzir činjenicu da će povećanje broja protona zahtijevati povećanje broja neutrona kako u unutarnjem okviru jezgre tako iu površinskom sloju, prema n-n shemi.

Prikazana vizualna ravna projekcija strukture jezgri može se nadopuniti orbitalnom shemom koja odgovara periodima u periodnom sustavu
(Tablica 2).

tablica 2

Nuklearne ljuske elemenata i periode u tablici D.I. Mendeljejev

Nuklearni omotač – točka	Početni i završni element u nizu	Broj elemenata	Omjer n/p
Nuklearni omotač – točka	Početni i završni element u nizu	Broj elemenata	Osnovno	Konačan





	55Cs78 -82Pb126 (83Bi126… 86Rn136)
	(87Fr136 - 92U146...).

Ljuske su građene poput strukture atoma, gdje se sferne ljuske elektronskih orbita u svakoj periodi formiraju na većem radijusu nego u prethodnoj periodi.

Elementi nakon 82Pb126 (83Bi126 T1/2 ≈1018 godina) nisu stabilni (dani u zagradama u tablici 2). 41 alfa čestica u strukturi olova stvara električni naboj, što zahtijeva dodatnih 40-44 neutrona za održavanje stabilnosti jezgre. Omjer broja neutrona i protona n/p> (1,5÷1,6) je granica stabilnosti za teške jezgre. Poluživoti jezgri nakon 103 "elementa" su sekunde. Ti "elementi" ne mogu sačuvati strukturu jezgre i formirati elektronsku ljusku atoma. Teško da se isplati trošiti novac i vrijeme znanstvenika na njihovu umjetnu proizvodnju. "Otoci stabilnosti" ne mogu biti!

Model alfa strukture jezgri objašnjava sile međusobnog povezivanja, stabilnost i sva svojstva elemenata (cjelovitost strukture inertnih plinova, rasprostranjenost u prirodi i posebnu stabilnost elemenata sa simetričnom strukturom: O , C, Si, Mg, Ca, sličnost s Cu, Ag, Au ...) .

Uzroci "nespontanog" propadanja

Strukture radioaktivnih izotopa nisu simetrične, imaju neuravnotežen n-p par. Vrijeme poluraspada izotopa je to kraće što se njihova struktura više razlikuje od optimalne. Radioaktivnost izotopa s velikim brojem protona objašnjava se činjenicom da sile "izmjene" neutrona nisu u stanju zadržati njihov ukupni naboj, a raspad izotopa s viškom neutrona objašnjava se njihovim viškom za optimalni struktura. Alfa struktura jezgri omogućuje objašnjenje uzroka svih vrsta radioaktivnog raspada.

Alfa raspad. U nuklearnoj fizici, "prema suvremenim konceptima, alfa čestice nastaju u trenutku radioaktivnog raspada kada se dva protona i dva neutrona koji se kreću unutar jezgre susreću ... odlazak alfa čestice iz jezgre moguć je zbog efekta tunela kroz potencijalnu barijeru visine najmanje 8,8 MeV". Sve se događa slučajno: pokret, susret, formiranje, skup energije i odlazak kroz određenu barijeru. U jezgrama s alfa strukturom nema prepreka za bijeg. Kada snaga ukupnog naboja svih protona premaši bozonsko-izmjenjivačke sile zadržavanja svih neutrona, jezgra izbacuje alfa česticu, najmanje vezanu u strukturi, i "pomlađuje" se za 2 naboja. Pojava mogućnosti alfa raspada ovisi o strukturi jezgri. Pojavljuje se kod 31 alfa čestice u jezgri 62Sm84 (n/p = 1,31), a postaje neophodan od 84Po (n/p = 1,48).

β+ raspad. U nuklearnoj fizici, “proces β + raspada odvija se kao da se jedan od protona jezgre pretvorio u neutron, emitirajući pozitron i neutrino: 11p→ 01n + +10e + 00νe… takve se reakcije ne mogu promatrati za slobodnu proton. Međutim, za proton vezan u jezgri, zbog nuklearne interakcije čestica, te se reakcije pokazuju energetski mogućima. Objašnjenja procesa reakcije, pojave pozitrona u jezgri i povećanja mase za 2,5 me za transformaciju protona u neutron, fizika je zamijenila postulat: "proces je moguć." Ta se mogućnost objašnjava alfa strukturom. Razmotrimo klasičnu shemu raspada: 15P15 → 14Si16 + +10e + 00νe. U skladu s tablicom 1. struktura stabilnog izotopa 15R16 (7α-npn). Struktura izotopa
15P15 - (7α-np), ali je veza (n-p) u strukturi slaba pa je poluživot 2,5 minute. Shema raspada može se prikazati u nekoliko faza. Slabo vezani proton je istisnut nuklearnim nabojem, ali "zgrabi" neutron alfa čestice i uništi ga uz oslobađanje 4 bozona veze. "Biaksijalni" bozoni ne mogu postojati u okruženju SPIRIT i transformiraju se u "triaksijalne" masone s različitim momentima (+ i -; elektron i pozitron) uz emisiju neutrina i antineutrina prema shemama
β-: (e--- + e+++ → e- -++ + ν0-) i β+: (e--- + e+++ → e+ --+ + ν0+). Pozitron je istisnut iz jezgre, a elektron u orbiti oko prethodnog protona kompenzira njegov naboj, pretvarajući ga u neutron. Predložena reakcijska shema: (7α-np) → (6α- n-p-n-p-n-p + 2e--- + 2e+++) → ((6 α) + (npnp) + n + (p-e-)) + e+ + ν0- + ν0+ → (7 α -nn) + e+ + ν0- + ν0+ . Shema objašnjava uzrok i proces raspada, promjenu mase čestica i pretpostavlja emisiju 2 impulsa: neutrina i antineutrina.

β- -raspad. "Budući da elektron ne leti iz jezgre i ne izlazi iz ljuske atoma, pretpostavilo se da je β-elektron rođen kao rezultat procesa koji se odvijaju unutar jezgre ..." . Postoji objašnjenje! Takav je proces tipičan za jezgre koje u svojoj strukturi imaju veći broj neutrona od broja stabilnih izotopa ovog elementa. Struktura jezgre sljedećeg izotopa nakon jezgre s formiranom parno-parnom strukturom raste u "bloku" n-p-n, a sljedeći po masi izotop nakon njega sadrži još jedan "ne baš suvišan" neutron. Neutron može brzo "ispustiti" orbitalni elektron, postajući proton, i formirati alfa strukturu: npn + (n→p) = npnp = α. Elektron i antineutrino odnose višak mase i energije, a naboj jezgre se povećava za jedinicu.

ε-hvatanje. Uz nedostatak neutrona za stabilnu strukturu, višak naboja protona privlači i hvata elektron iz jedne od unutarnjih ljuski atoma, emitirajući neutrine. Proton se u jezgri pretvara u neutron.

Zaključak

Prikazani model alfa strukture jezgri elemenata omogućuje objašnjenje obrazaca nastanka jezgri, njihovu stabilnost, uzroke, faze i energetsku ravnotežu svih vrsta radioaktivnog raspada. Strukture protona, neutrona, jezgri i atoma elemenata, potvrđene korespondencijom s univerzalnim konstantama, koje su fizičke karakteristike medija SPIRIT, objašnjavaju sva svojstva i sve interakcije. Moderna nuklearna i atomska fizika za to nisu sposobne. Potrebno je revidirati osnovne pojmove: od postulata do razumijevanja.

Bibliografska poveznica

Polyakov V.I. STRUKTURA JEZGRI ATOMA I UZROCI RADIOAKTIVNOSTI // Uspjesi suvremenih prirodnih znanosti. - 2014. - br. 5-2. - Str. 125-130;
URL: http://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=33938 (datum pristupa: 27.02.2019.). Predstavljamo vam časopise koje izdaje izdavačka kuća "Academy of Natural History"

Uvod
Poglavlje 1. Struktura i kemija stanične jezgre. Otvaranje jezgre. Robert Brown
1.1. Interfazna jezgra
1.2. Flemmingova djela
1.3. Jezgrice
1.4. nuklearna membrana
1.5. Karioplazma
1.6. Kromatin
2. Poglavlje
2.1. Jezgra je bitna komponenta stanice
2.2. Funkcionalna struktura jezgre
2.3. Uloga nuklearnih struktura u životu stanice
2.4. Vodeća DNK vrijednost
Bibliografija

UVOD

Stanična jezgra je središte kontrole vitalne aktivnosti stanice. Iz opće sheme sinteze proteina vidljivo je da je početna točka s koje počinje protok informacija za biosintezu proteina u stanici DNA. Posljedično, DNK je ta koja sadrži primarni zapis informacija koje se moraju čuvati i reproducirati iz stanice u stanicu, iz generacije u generaciju. Ukratko se dotičući pitanja mjesta skladištenja genetske informacije, odnosno lokalizacije DNK u stanici, možemo reći sljedeće. Odavno je poznato da, za razliku od svih ostalih komponenti aparata za sintezu proteina, univerzalno raspoređenih po svim dijelovima žive stanice, DNA ima posebnu, vrlo ograničenu lokalizaciju: njezino mjesto u stanicama viših (eukariotskih) organizama je stanična jezgra.
Kod nižih (prokariotskih) organizama koji nemaju dobro oblikovanu staničnu jezgru – bakterije i modrozelene alge – DNA je također odvojena od ostatka protoplazme jednom ili više kompaktnih nukleoidnih tvorevina. U potpunom skladu s tim, jezgra eukariota ili nukleoid prokariota odavno se smatra spremnikom gena, kao jedinstvena stanična organela koja kontrolira realizaciju nasljednih svojstava organizama i njihov prijenos u generacijama. Genetski podaci o "jednočlanom upravljanju" jezgrom u stanici oduvijek su izravno kombinirani s biokemijskim podacima o jedinstvenoj lokalizaciji DNA u jezgri.

1. GRAĐA I KEMIJA STANIČNE JEZGRE. OTVARANJE NUKLEARNE. ROBERT BROWN

Izraz "jezgra" prvi je upotrijebio Brown 1833. za označavanje sferičnih trajnih struktura u biljnim stanicama. Godine 1831-1833, škotski putnik i fizičar (otkrivač "Brownovog gibanja") Robert Brown (1773-1858) otkrio je jezgru u biljnim stanicama. Dao mu je ime "Nukleus", odnosno "Areola". Prvi izraz postao je općeprihvaćen i preživio do danas, dok drugi nije dobio distribuciju i zaboravljen je. Značajno je da je Brown inzistirao na stalnoj prisutnosti jezgre u svim živim stanicama.
Uloga i značaj stanične jezgre tada nisu bili poznati. Vjerovalo se da je to "sluz zgusnuta u grumen, a možda i rezervno hranjivo". Kasnije je ista struktura opisana u svim stanicama viših organizama. Govoreći o staničnoj jezgri, mislimo na stvarne jezgre eukariotskih stanica. Njihove su jezgre složeno građene i dosta se oštro razlikuju od "nuklearnih" tvorevina, nukleoida prokariotskih organizama. U potonjem, nukleoidi (strukture slične jezgri) uključuju jednu, kružnu molekulu DNA, praktički lišenu proteina. Ponekad se takva molekula DNA bakterijske stanice naziva bakterijski kromosom, odnosno genofor (nosač gena).
Bakterijski kromosom nije odvojen membranama od glavne citoplazme, već je sastavljen u kompaktnu, jezgrinu zonu, nukleoid, koji se nakon posebnih bojanja može vidjeti u svjetlosnom mikroskopu ili u elektronskom mikroskopu. Analizirajući strukturu i kemiju stanične jezgre, oslanjat ćemo se na podatke o jezgrama eukariotskih stanica, stalno ih uspoređujući s jezgrama prokariota. Stanična jezgra, obično jedna po stanici (postoje primjeri stanica s više jezgri), sastoji se od jezgrene ovojnice koja je odvaja od citoplazme, kromatina, jezgrice i karioplazme ili jezgrinog soka. Ove četiri glavne komponente nalaze se u gotovo svim stanicama koje se ne dijele u eukariotskim jednostaničnim ili višestaničnim organizmima.

1.2. FLEMMINGOVA DJELA

Do nekog je vremena uloga jezgre u staničnoj diobi bila neizvjesna. To je vjerojatno bilo zbog poteškoća u promatranju. U živoj stanici jezgra se u pravilu može vidjeti samo uz značajno povećanje u običnom svjetlosnom mikroskopu. Jezgru u procesu fisije još je teže promatrati. Anilinske boje različito boje jezgru, citoplazmu i staničnu stijenku i stoga olakšavaju prepoznavanje tih struktura.
Anilinske boje sintetiziraju se umjetnim putem, a tehnika njihove priprave bila je poznata tek sredinom 19. stoljeća. Prirodna bojila koja su biolozi koristili u prošlosti nisu uvijek bojala jezgre dovoljno dobro da ih razlikuju od ostatka stanice. Opet je daljnji napredak ovisio o razvoju prikladnih istraživačkih metoda. Dobrih mikroskopa u to vrijeme nije nedostajalo, ali se nije znalo kako obraditi stanice kako bi se vidjelo što više staničnih struktura. Valja napomenuti da nitko nije znao hoće li anilinske boje biti bolje za ovu svrhu od prirodnih.
Kada je 1860. god kemičari dobili anilinske boje, netko ih je samo nasumično pokušao upotrijebiti za bojanje tankih dijelova biljnih i životinjskih tkiva. Godine 1879. njemački biolog Walter Flemming koristio je razne anilinske boje i akromatske leće. Bojeći stanice i pregledavajući ih pod mikroskopom s akromatskim lećama, pratio je ponašanje jezgre tijekom stanične diobe. U njegovoj knjizi Cellular Matter, Nucleus and Cell Division opisani su rezultati promatranja diobe stanica, a opisi su vrlo bliski suvremenim.
Budući da su kromosomi poput niti, Flemming je odlučio ovaj proces nazvati mitozom (grčka riječ za "nit"). Strogo govoreći, mitoza se odnosi samo na proces udvostručavanja jezgre. Formiranje stanične ploče u biljnim stanicama i stanični utor u životinjskim stanicama su dijelovi citoplazme.
Bilo bi pogrešno vjerovati da je Flemming jedini otkrivač fenomena mitoze. Razumijevanje čitavog slijeda procesa mitoze ovisilo je o mnogim znanstvenicima koji su radili na ovom problemu svih prethodnih godina. Jedna od glavnih poteškoća u proučavanju događaja koji su se događali u stanici bila je ta da su stanice umrle tijekom procesa bojenja. To znači da se stanica proučava tek nakon prestanka vitalne aktivnosti u njoj. Iz ove slike "zaustavljene u pokretu", Flemming i drugi istraživači rekreirali su što se događa u živim stanicama. To je otprilike isto kao rekreirati rad tvornice iz niza snimaka snimljenih u različitim vremenskim intervalima. U biti, to je ono što je Flemming učinio. Drugi znanstvenici, nadovezujući se na Flemingov rad, na kraju su identificirali odnos kromosoma prema nasljeđu i evoluciji.
Tako se znanost razvija: uspjeh ne ovisi o slučajnim otkrićima "divovskih" znanstvenika, već o mukotrpnom radu velikog odreda znanstvenika. U svjetlosnim, kao iu fazno-kontrastnim mikroskopima, jezgra se obično čini optički homogenom: vidljivi su samo ljuska i jedna ili više jezgrica iznutra. Ponekad se mogu naći i granule i male grudice. Rjeđe je promatrati kromosome u živim stanicama koje se ne dijele. Fina mreža kromatina jasno je vidljiva tek nakon fiksacije i bojenja stanice bazičnim bojama.
Istraživanja jezgre na fiksiranim i obojenim preparatima pokazala su da je njezina mikroskopska slika gotovo neovisna o metodi preparata. Fina struktura jezgre najbolje se čuva kada se fiksira osmijevim tetroksidom. Ostali općeprihvaćeni fiksativi omogućuju razlikovanje jezgrene membrane, jezgrice, kromatinskih struktura u obliku grudica i niti te neobojene mase između njih - nukleoplazme na preparatu.
Strukture kromatina nalaze se u tečnijem akromatskom mediju, mogu biti guste ili labave, poput mjehurića. U nekim objektima, nakon fiksacije, kromatin ne tvori izraženu nuklearnu mrežu, već se koncentrira u jezgri u obliku velikih nakupina, koje se nazivaju kromocentri ili prokromosomi. U jezgrama ovog tipa sav je kromatin koncentriran u kromocentrima.

1.3. JEZGRICA

Prema elektronskim mikroskopskim studijama, nukleoli su lišeni bilo kakve membrane. Njihova tvar uglavnom se sastoji od submikroskopskih filamenata i nukleoplazme. Jezgrice se mogu promatrati posebnim tehnikama bojenja, kao i jezgre nekih živih stanica fazno kontrastnim mikroskopom ili kondenzorom tamnog polja.
Na elektronskim mikrofotografijama u jezgrici su često vidljive dvije zone: središnja je homogena, a periferna je građena od zrnastih niti. Ove granule nalikuju ribosomima, ali se od njih razlikuju po manjoj gustoći i veličini. Jezgrice su bogate proteinima (80-85%) i RNA (oko 15%) i služe kao aktivni centri za sintezu ribosomske RNA. U skladu s tim, glavna komponenta nukleolusa je nukleolarna DNA, koja pripada organizatoru nukleola jednog od kromosoma.
Sadržaj RNK značajno varira, ovisno o intenzitetu metabolizma u jezgri i citoplazmi. Jezgrice nisu trajno prisutne u jezgri: pojavljuju se u srednjoj telofazi mitoze i nestaju na kraju profaze. Vjeruje se da, kako sinteza RNA opada u srednjoj profazi, jezgrica se olabavi i subčestice ribosoma formirane u nukleoplazmi otpuštaju se u citoplazmu. Kada jezgrica tijekom mitoze nestane, njezine bjelančevine, DNA i RNA, postaju osnova matrice kromosoma, a kasnije se iz materijala stare jezgrice formira nova.
Uspostavljena je veza između jezgrica i kromosoma koji imaju satelite, pa broj jezgrica odgovara broju satelitskih kromosoma. Nukleolonemi su očuvani tijekom cijelog ciklusa stanične diobe, au telofazi prelaze iz kromosoma u novu jezgricu.

1.4. NUKLEARNA MEMBRANA

Stanična jezgra koja se ne dijeli zatvorena je u gustu i elastičnu ovojnicu, koja se otapa i ponovno obnavlja u procesu stanične diobe. Ova formacija je jasno vidljiva samo na nekim predmetima, na primjer, u divovskim jezgrama stanica sluzi aloe, debljina membrane doseže 1 mikron. U svjetlosnom mikroskopu struktura jezgrene membrane može se promatrati samo u plazmoliziranim stanicama, fiksiranim i obojenim.
Detaljno proučavanje nuklearne membrane postalo je moguće pojavom elektronske mikroskopije. Studije su pokazale da je prisutnost nuklearne membrane karakteristična za sve eukariotske stanice. Sastoji se od dvije elementarne membrane debljine 6-8 nm svaka - vanjske i unutarnje, između kojih se nalazi perinuklearni prostor širine od 20 do 60 nm. Ispunjen je enhilemom, tekućinom nalik serumu s niskom gustoćom elektrona.
Dakle, nuklearna membrana je šuplja vrećica koja odvaja sadržaj jezgre od citoplazme, a sastoji se od dva sloja: vanjski sloj ograničava perinuklearni prostor izvana, tj. sa strane citoplazme, unutarnji - od iznutra, tj. sa strane jezgre. Od svih komponenti unutarstanične membrane, jezgra, mitohondriji i plastidi imaju sličnu strukturu membrane.
Morfološka struktura svakog sloja ista je kao unutarnje membrane citoplazme. Posebnost nuklearne membrane je prisutnost pora u njoj - zaobljene perforacije nastale na spoju vanjske i unutarnje nuklearne membrane. Veličine pora su prilično stabilne (30-100 nm u promjeru), dok je njihov broj promjenjiv i ovisi o funkcionalnoj aktivnosti stanice: što su aktivniji sintetski procesi u njoj, to je više pora po jedinici površine stanične jezgre.
Utvrđeno je da se broj pora povećava tijekom razdoblja rekonstrukcije i rasta jezgre, kao i tijekom replikacije DNA. Jedno od najvećih otkrića koje je napravila elektronska mikroskopija je blizak odnos između ovojnice jezgre i endoplazmatskog retikuluma. Budući da nuklearna membrana i niti endoplazmatskog retikuluma međusobno komuniciraju na mnogim mjestima, perinuklearni prostor mora sadržavati istu tekućinu sličnu serumu kao i šupljine između membrana endoplazmatskog retikuluma.
Pri procjeni funkcionalne uloge nuklearne membrane od velike je važnosti pitanje njezine propusnosti, koja određuje procese razmjene između jezgre i citoplazme u vezi s prijenosom nasljednih informacija. Da bismo pravilno razumjeli nuklearno-citoplazmatske interakcije, važno je znati koliko je nuklearna ovojnica propusna za proteine i druge metabolite. Eksperimenti pokazuju da je nuklearni omotač lako propustljiv za relativno velike molekule. Tako ribonukleaza, enzim koji hidrolizira ribonukleinsku kiselinu bez otpuštanja slobodne fosforne kiseline, ima molekularnu težinu od oko 13 000 i vrlo brzo prodire u jezgru.
Čak iu korijenima fiksiranim modificiranom metodom zamrzavanja, može se primijetiti da je bojenje jezgrice potisnuto u svim stanicama već 1 sat nakon tretmana ribonukleazom.

1.5. karioplazma

Karioplazma (nuklearni sok, nukleoplazma) glavno je unutarnje okruženje jezgre, zauzima cijeli prostor između nukleolusa, kromatina, membrana, svih vrsta inkluzija i drugih struktura. Karioplazma pod elektronskim mikroskopom izgleda kao homogena ili sitnozrnasta masa niske gustoće elektrona. Sadrži ribosome, mikrotijela, globuline i razne produkte metabolizma u suspendiranom stanju.
Viskoznost jezgrinog soka približno je jednaka viskoznosti glavne tvari citoplazme. Pokazalo se da je kiselost jezgrinog soka, određena mikroinjektiranjem indikatora u jezgru, nešto viša od kiselosti citoplazme.
Osim toga, nuklearni sok sadrži enzime koji sudjeluju u sintezi nukleinskih kiselina u jezgri i ribosomima. Nuklearni sok se ne boji osnovnim bojama, pa se naziva akromatska tvar ili kariolimfa, za razliku od područja koja se mogu obojiti - kromatina.

1.6. KROMATIN

Izraz "kromosom" koristi se u odnosu na molekulu nukleinske kiseline, koja je spremište genetske informacije virusa, prokariota ili eukariotske stanice. Međutim, izvorno se riječ "kromosom" (tj. "obojeno tijelo") koristila u drugom smislu - da se odnosi na gusto obojene formacije u eukariotskim jezgrama, koje su se mogle promatrati u svjetlosnom mikroskopu nakon što su stanice tretirane bojom.
Eukariotski kromosomi, u izvornom smislu riječi, izgledaju kao oštro definirane strukture samo neposredno prije i tijekom mitoze, procesa diobe jezgre u somatskim stanicama. U eukariotskim stanicama u mirovanju, koje se ne dijele, kromosomski materijal, nazvan kromatin, izgleda nejasno i čini se da je nasumično raspoređen po jezgri. Međutim, dok se stanica priprema za diobu, kromatin se kondenzira i skuplja u broj dobro definiranih kromosoma karakterističnih za vrstu.
Kromatin je izoliran iz jezgri i analiziran. Sastoji se od vrlo tankih vlakana koja sadrže 60% proteina, 35% DNA i vjerojatno 5% RNA. Vlakna kromatina u kromosomu su presavijena i tvore mnogo kvržica i petlji. DNA u kromatinu vrlo je čvrsto vezana za proteine koji se nazivaju histoni, čija je funkcija pakirati i organizirati DNA u strukturne jedinice – nukleosome. Kromatin također sadrži niz nehistonskih proteina. Za razliku od eukariotskih, bakterijski kromosomi ne sadrže histone; sadrže samo malu količinu proteina koji pospješuju stvaranje petlji i kondenzaciju (zgušnjavanje) DNA.

2. Poglavlje

2.1. JEZGRA - BITNA KOMPONENTA STANICE

Još krajem prošlog stoljeća dokazano je da fragmenti bez jezgre, odsječeni od amebe ili ciliata, umiru nakon više ili manje kratkog vremena. Detaljniji pokusi su pokazali da enukleirane amebe žive, ali nedugo nakon operacije prestaju jesti i kretati se, a nakon nekoliko dana (do tjedan dana) umiru. Ako se jezgra transplantira u prethodno enukleiranu stanicu, tada se obnavljaju procesi normalne životne aktivnosti i nakon nekog vremena ameba se počinje dijeliti.
Jaja morskog ježa, bez jezgre, dijele se kada su potaknuta na partenogenetski razvoj, ali također na kraju umiru. Posebno su zanimljivi pokusi provedeni na velikim jednostaničnim algama acetabularia. Nakon uklanjanja jezgre, alga ne samo da živi, već može i obnoviti nenuklearna područja na određeno vrijeme. Posljedično, u nedostatku jezgre, prije svega je smanjena sposobnost reprodukcije, a iako je sposobnost preživljavanja neko vrijeme sačuvana, na kraju takva stanica neizbježno umire.
sadržaj jezgrinog i bezjezgrenog fragmenta u mediju s radioaktivnim prekursorom RNA - 3H-uridina pokazao je da u bezjezgrenom fragmentu nema sinteze RNA. Sinteza proteina nastavlja se neko vrijeme zbog informacijske RNA i ribosoma formiranih ranije, sve dok se jezgra ne ukloni. Možda najupečatljiviju ilustraciju uloge jezgre daju eritrociti sisavaca bez jezgre. Ovo je eksperiment koji je postavila sama priroda.
Sazrijevanjem eritrociti nakupljaju hemoglobin, zatim izbacuju jezgru i u tom stanju žive i funkcioniraju 120 dana. Ne mogu se razmnožavati i na kraju umiru. Međutim, stanice koje su tek izbacile jezgru, takozvani retikulociti, i dalje nastavljaju sintezu proteina, ali više ne sintetiziraju RNK. Posljedično, uklanjanje jezgre povlači za sobom prestanak ulaska u citoplazmu novih RNA koje se sintetiziraju na molekulama DNA lokaliziranim u kromosomima jezgre. Međutim, to ne sprječava glasničku RNA koja već postoji u citoplazmi da nastavi sintetizirati protein, što se opaža u retikulocitima. Zatim, kada se RNA raspadne, sinteza proteina prestaje, ali eritrocit još dugo živi, obavljajući svoju funkciju, koja nije povezana s intenzivnom potrošnjom proteina.
Jajna stanica morskog ježa, lišena jezgre, nastavlja živjeti i može se dijeliti zbog činjenice da je tijekom oogeneze pohranila značajnu količinu RNA, koja nastavlja funkcionirati. Glasnička RNA u bakterijama funkcionira nekoliko minuta, ali u određenom broju specijaliziranih stanica sisavaca postoji dan ili više.
Podaci dobiveni o acetobularii stoje ponešto odvojeno. Ispostavilo se da je morfogeneza uklonjenog dijela određena jezgrom, ali život komadića osigurava DNK koja se nalazi u kloroplastima. Messenger RNA se sintetizira na ovoj DNA, koja zauzvrat osigurava sintezu proteina.

2.2. FUNKCIONALNA STRUKTURA JEZGRE

U proučavanju strukturno-biokemijske organizacije jezgrinog aparata raznih stanica važnu ulogu imaju komparativne citološke studije u kojima se koriste i tradicionalni evolucijsko-povijesni pristup i široke komparativne citološke usporedbe organizacije jezgrinog aparata raznih varijanti stanica. su korišteni. Evolucijsko-povijesni smjer u ovim istraživanjima od posebne je važnosti, budući da je nuklearni aparat najkonzervativnija stanična struktura – struktura odgovorna za pohranu i prijenos genetskih informacija.
Široka komparativna citološka studija nuklearnog aparata u onim stanicama koje, takoreći, oštro odstupaju od uobičajene (tipične) razine organizacije (oociti, spermatozoidi, nuklearni eritrociti, cilijati itd.), te korištenje podataka dobivenih korištenjem molekularno biološke i citološke metode u posebnim znanostima koje se bave staničnom razinom organizacije (privatna citologija, protozoologija itd.) omogućile su otkrivanje mnogih zanimljivih značajki organizacije nuklearnog aparata od općeg citološkog značaja.
U sklopu jezgrinog aparata eukariotskih stanica može se razlikovati niz podsustava među kojima središnje mjesto zauzima skup interfaznih kromosoma, odnosno DNA jezgre. U njima se nalazi sva DNA jezgre koja je u vrlo složenom odnosu s proteinima kromatina, koji se pak dijele na strukturne, funkcionalne i regulatorne proteine.
Drugi i vrlo važan podsustav nuklearnog aparata je nuklearni matriks, koji je sustav fibrilarnih proteina koji obavljaju i strukturnu (skeletnu) funkciju u topografskoj organizaciji svih nuklearnih komponenti i regulatornu funkciju u organiziranju procesa replikacije. , transkripcija, sazrijevanje (procesiranje) i kretanje produkata.transkripcija unutar i izvan jezgre. Očigledno, proteinska matrica ima dvostruku prirodu: neke od njegovih komponenti osiguravaju uglavnom skeletnu funkciju, druge - regulatornu i transportnu.
Zajedno s određenim dijelovima kromatinske DNA, proteini nuklearnog matriksa (funkcionalni i strukturni) čine osnovu jezgrice. Proteini strukturnog matriksa također sudjeluju u formiranju površinskog aparata jezgre. Površinski aparat jezgre zauzima, i strukturno i funkcionalno, srednji položaj između metaboličkog aparata citoplazme i jezgre. Membrane i cisterne nuklearne membrane zapravo su specijalizirani dio cjelokupnog membranskog sustava citoplazme.
Specifične strukture površinskog aparata jezgre, koje igraju važnu ulogu u provedbi njegove glavne funkcije - osiguravanju interakcije jezgre i citoplazme, su kompleksi pora i submembranska gusta ploča, koji se formiraju uz pomoć nuklearne matrice. bjelančevine. Konačno, posljednji podsustav nuklearnog aparata je karioplazma. To je izvana bezstrukturna faza nuklearnog aparata slična hijaloplazmi, koja stvara mikrookruženje specifično za nuklearne strukture, što osigurava njihovo normalno funkcioniranje.
Karioplazma je u stalnoj interakciji s hijaloplazmom kroz sustav kompleksa pora i membrana jezgrine ovojnice.

2.3. ULOGA JEZGRENIH STRUKTURA U ŽIVOTU STANICE

Osnovni procesi vezani uz sintezu proteina načelno su isti za sve oblike života, što ukazuje na posebnu važnost stanične jezgre. Jezgra obavlja dvije skupine općih funkcija: jedna je usmjerena na stvarno skladištenje genetskih informacija, druga - na njegovu provedbu, kako bi se osigurala sinteza proteina. Drugim riječima, prvu skupinu čine procesi održavanja nasljedne informacije u obliku nepromijenjene strukture DNA. Ovi procesi nastaju zahvaljujući prisutnosti tzv. enzima za popravak koji eliminiraju spontana oštećenja molekula DNA (prekid jednog od lanaca DNA, dio oštećenja zračenjem), čime struktura molekula DNA ostaje praktički nepromijenjena u nizu generacije stanica ili organizama.
Nadalje, reprodukcija ili reduplikacija molekula DNA događa se u jezgri, što omogućuje da dvije stanice prime potpuno iste količine genetskih informacija, i kvalitativno i kvantitativno. U jezgri se odvijaju procesi promjene i rekombinacije genetskog materijala, što se uočava tijekom mejoze (crossing over). Konačno, jezgre su izravno uključene u distribuciju molekula DNA tijekom stanične diobe.
Druga skupina staničnih procesa koje osigurava aktivnost jezgre je stvaranje stvarnog aparata za sintezu proteina. Ovdje se ne radi samo o sintezi, transkripciji na molekulama DNA raznih messenger RNA, već o transkripciji svih vrsta prijenosnih RNA i ribosomalnih RNA. U jezgri eukariota također dolazi do stvaranja podjedinica ribosoma kompleksiranjem ribosomske RNA sintetizirane u jezgrici s ribosomskim proteinima koji se sintetiziraju u citoplazmi i prenose u jezgru. Dakle, jezgra nije samo spremnik genetskog materijala, već i mjesto gdje taj materijal funkcionira i razmnožava se. Stoga je gubitak ili kršenje bilo koje od gore navedenih funkcija katastrofalan za stanicu u cjelini.
Dakle, kršenje procesa popravka će dovesti do promjene u primarnoj strukturi DNA i automatski do promjene u strukturi proteina, što će svakako utjecati na njihovu specifičnu aktivnost, koja može jednostavno nestati ili se promijeniti tako da ne može osigurati stanične funkcije , uslijed čega stanica umire. Poremećaji replikacije DNA dovest će do zaustavljanja reprodukcije stanica ili do pojave stanica s inferiornim skupom genetskih informacija, što je također pogubno za njih. Isti rezultat će dovesti do kršenja distribucije genetskog materijala (molekula DNA) tijekom diobe stanica.
Gubitak kao posljedica oštećenja jezgre ili u slučaju kršenja bilo kojeg regulatornog procesa za sintezu bilo kojeg oblika RNA automatski će dovesti do zaustavljanja sinteze proteina u stanici ili do njegovih grubih kršenja. Sve to ukazuje na vodeću ulogu jezgrinih struktura u procesima povezanim sa sintezom nukleinskih kiselina i proteina, glavnih djelatnika u životu stanice.
Jezgra provodi složenu koordinaciju i regulaciju procesa sinteze RNK. Kao što je spomenuto, sve tri vrste RNA nastaju na DNA. Radiografske metode pokazale su da sinteza RNK počinje u jezgri (kromatinu i nukleolu), a već sintetizirana RNK prelazi u citoplazmu. Dakle, vidimo da jezgra programira sintezu proteina, koja se odvija u citoplazmi. Međutim, sama jezgra također je pod utjecajem citoplazme, budući da enzimi sintetizirani u njoj ulaze u jezgru i neophodni su za njezino normalno funkcioniranje. Na primjer, u citoplazmi se sintetizira DNA polimeraza, bez koje ne može doći do autoreprodukcije molekula DNA. Stoga treba govoriti o međusobnom utjecaju jezgre i citoplazme, pri čemu ipak dominantnu ulogu ima jezgra kao čuvar nasljednih informacija koje se diobom prenose s jedne stanice na drugu.

2.4. DNA VODEĆE VRIJEDNOSTI

Glavni biološki značaj nuklearnog aparata određen je njegovom glavnom komponentom - divovskim molekulama DNK sposobnim za replikaciju i transkripciju. Ova dva svojstva DNA leže u osnovi dviju najvažnijih funkcija nuklearnog aparata svake stanice:

a) udvostručenje nasljedne informacije i njezin prijenos u nekoliko generacija stanica;
b) regulirana transkripcija dijelova molekula DNA i transport sintetizirane RNA u citoplazmu stanica.

Prema prirodi organizacije nuklearnog aparata sve stanice se dijele u tri skupine: prokariotske, mezokariotske i eukariotske.
Prokariotske stanice karakteriziraju odsutnost nuklearne membrane, savijanje DNA bez sudjelovanja histona, unireplikon tip replikacije DNA, monocistronsko načelo organizacije transkripcije i njezina regulacija uglavnom prema načelu pozitivne i negativne povratne sprege.
Eukariotske stanice, naprotiv, odlikuju se prisutnošću nuklearne membrane, točnije, čak i složenog površinskog aparata jezgre, te višereplikonske vrste replikacije molekula DNA koje tvore skup kromosoma. Pakiranje ovih molekula događa se uz pomoć kompleksa proteina. Priroda pakiranja podložna je cikličkim promjenama povezanim s prolaskom stanica u redovitim fazama reprodukcijskog ciklusa. Procesi transkripcije DNA i njezina regulacija u eukariota bitno se razlikuju od onih u prokariota.
Mezokariotske stanice u organizaciji nuklearnog aparata zauzimaju, takoreći, srednji položaj između eukariotskih i prokariotskih stanica. Mezokarioti, kao i eukarioti, imaju dobro razvijen površinski aparat jezgre. Raspored molekula DNA u kromosomima značajno se razlikuje od organizacije DNP u eukariotskim stanicama. Mehanizmi replikacije i transkripcije DNA u mezokariota su slabo poznati. Dakle, najvažniji procesi povezani s nasljednim statusom organizma odvijaju se u staničnoj jezgri - replikacija (biosinteza DNA) i transkripcija.
Osim toga, jezgra je izvor pojedinačnih proteina i enzima potrebnih za vitalnu aktivnost diferenciranih tkiva. Istodobno s protokom informacija u stanicu provodi se povratna sprega koja osigurava sintezu proteina: citoplazma - jezgra, tj. jezgra funkcionira u bliskoj interakciji s drugim dijelovima stanice, kombinirajući procese nuklearno-citoplazmatskog transporta i regulatorna interakcija sa staničnom citoplazmom.