Nukleus sel dan fungsinya. Nukleus sebagai sistem kawalan sel

Nukleus (nukleus Latin) ialah salah satu komponen struktur sel eukariotik yang mengandungi maklumat genetik (molekul DNA) dan melaksanakan fungsi berikut:

1) penyimpanan dan pembiakan maklumat genetik

2) pengawalan proses metabolik yang berlaku dalam sel

Bentuk nukleus bergantung pada bentuk sel, dan ia boleh menjadi tidak teratur sepenuhnya. Membezakan nukleus adalah sfera, berbilang lobus. Invaginasi dan pertumbuhan membran nuklear dengan ketara meningkatkan permukaan nukleus dan dengan itu meningkatkan hubungan antara struktur dan bahan nuklear dan sitoplasma.

Struktur nukleus

Nukleus dikelilingi oleh cangkang, yang terdiri daripada dua membran dengan struktur tipikal. Membran nuklear luar dari permukaan menghadap sitoplasma ditutup dengan ribosom, membran dalam licin.

Sampul nuklear adalah sebahagian daripada sistem membran sel. Pertumbuhan membran nuklear luar disambungkan ke saluran retikulum endoplasma, membentuk satu sistem saluran komunikasi. Pertukaran bahan antara nukleus dan sitoplasma dijalankan dalam dua cara utama. Pertama, membran nuklear diserap dengan banyak liang di mana molekul ditukar antara nukleus dan sitoplasma. Kedua, bahan-bahan dari nukleus ke sitoplasma dan belakang boleh mendapat disebabkan oleh tali protrusions dan pertumbuhan membran nuklear. Walaupun pertukaran aktif bahan antara nukleus dan sitoplasma, membran nuklear mengehadkan kandungan nuklear daripada sitoplasma, dengan itu memberikan perbezaan dalam komposisi kimia jus nuklear dan sitoplasma. Ini adalah perlu untuk fungsi normal struktur nuklear.

Kandungan nukleus dibahagikan kepada jus nuklear, kromatin dan nukleolus.

Dalam sel hidup, jus nuklear kelihatan seperti jisim tanpa struktur yang mengisi jurang antara struktur nukleus. Komposisi jus nuklear termasuk pelbagai protein, termasuk kebanyakan enzim nuklear, protein kromatin dan protein ribosom. Jus nuklear juga mengandungi nukleotida bebas yang diperlukan untuk membina molekul DNA dan RNA, asid amino, semua jenis RNA, serta produk daripada nukleolus dan kromatin kemudian diangkut dari nukleus ke sitoplasma.

Kromatin (kemudian warna kroma Yunani, warna) dipanggil rumpun, butiran dan struktur seperti rangkaian nukleus, yang diwarnai dengan kuat dengan beberapa pewarna dan berbeza dalam bentuk daripada nukleolus. Kromatin mengandungi DNA dan protein dan merupakan bahagian kromosom yang berpilin dan padat. Bahagian kromosom yang berpilin tidak aktif secara genetik.

Peranan khusus mereka - pemindahan maklumat genetik - hanya boleh dilakukan oleh bahagian kromosom yang terdespiral dan tidak berpusing, yang, kerana ketebalannya yang kecil, tidak dapat dilihat dalam mikroskop cahaya.

Ciri struktur ketiga sel ialah nukleolus. Ia adalah badan bulat padat yang direndam dalam jus nuklear. Dalam nukleus sel yang berbeza, serta dalam nukleus sel yang sama, bergantung pada keadaan fungsinya, bilangan nukleolus boleh berbeza dari 1 hingga 5-7 atau lebih. Bilangan nukleolus mungkin melebihi bilangan kromosom dalam set; ini berlaku disebabkan oleh reduplikasi terpilih gen yang bertanggungjawab untuk sintesis rRNA. Terdapat nukleolus hanya dalam nukleus yang tidak membahagikan; semasa mitosis, mereka hilang disebabkan oleh spiralisasi kromosom dan pembebasan semua ribosom yang terbentuk sebelum ini ke dalam sitoplasma, dan selepas pembahagian selesai, mereka muncul semula.

Nukleolus bukanlah struktur bebas nukleus. Ia terbentuk di sekitar kawasan kromosom di mana struktur rRNA dikodkan. Bahagian kromosom ini - gen - dipanggil penganjur nukleolar (NOR), dan sintesis rRNA berlaku padanya.

Sebagai tambahan kepada pengumpulan rRNA, subunit ribosom terbentuk dalam nukleolus, yang kemudiannya bergerak ke sitoplasma dan, digabungkan dengan penyertaan kation Ca2+, membentuk ribosom integral yang mampu mengambil bahagian dalam biosintesis protein.

Oleh itu, nukleolus adalah pengumpulan r-RNA dan ribosom pada peringkat pembentukan yang berbeza, yang berdasarkan rantau kromosom yang membawa gen - penganjur nukleolar yang mengandungi maklumat keturunan tentang struktur r-RNA.

Nukleus, struktur dan peranan biologinya.

Teras terdiri daripada 1) pada permukaan radas teras(Saya telah membezakan di dalamnya: 2 membran, ruang perinuklear, kompleks liang, lamina.) 2) karyoplasma(nukleoplasma) 3) kromatin(mengandungi euchromatin dan heterochromatin) 4) nukleolus(komponen berbutir dan fibrillary.)

Nukleus ialah struktur sel yang menjalankan fungsi menyimpan dan menghantar maklumat, dan juga mengawal semua proses kehidupan sel. Nukleus membawa inf genetik (keturunan) dalam bentuk DNA. Nukleus biasanya berbentuk sfera atau ovoid. Saya dikelilingi oleh sarung nuklear. Sampul nuklear diserap dengan liang nuklear. Melalui mereka, nukleus menukar bahan dengan sitoplasma (persekitaran dalaman sel). Membran luar masuk ke dalam retikulum endoplasma dan boleh disemat dengan ribosom. Nisbah saiz nukleus dan sel bergantung kepada aktiviti fungsi sel. Kebanyakan sel adalah mononuklear. Kardiomiosit boleh menjadi binuklear. Sentiasa ciliates binuklear. Mereka dicirikan oleh dualisme nuklear (iaitu, nukleus berbeza dalam struktur dan fungsi). Nukleus kecil (generatif) adalah diploid. Ia hanya menyediakan proses seksual dalam ciliates. Nukleus besar (vegetatif) ialah poliploid. Ia mengawal semua proses kehidupan yang lain. Sel beberapa protozoa dan sel otot rangka adalah multinuklear.

P.A.Ya. atau caroteca ) mempunyai ketebalan mikroskopik dan oleh itu boleh dilihat di bawah mikroskop cahaya. Alat permukaan nukleus termasuk:

a) membran nuklear, atau karyolemma; b) kompleks wap; c) plat padat persisian (PPP), atau lamina .

(1) Membran nuklear (kariolemma). terdiri daripada 2 membran - luaran dan dalaman, dipisahkan oleh ruang perinuklear. Kedua-dua membran mempunyai struktur bendalir-mozek yang sama seperti membran plasma dan berbeza dalam set protein. Protein ini termasuk enzim, pengangkut, dan reseptor. Membran nuklear luar adalah kesinambungan membran rEPS dan boleh disemat dengan ribosom di mana sintesis protein berlaku. Dari sisi sitoplasma, membran luar dikelilingi oleh rangkaian perantaraan (vi-mentin) fipamen. Antara membran luar dan dalam terdapat ruang perinuklear - rongga 15-40 nm lebar, kandungannya berkomunikasi dengan rongga saluran EPS. Komposisi ruang perinuklear adalah dekat dengan hyaloplasma dan mungkin mengandungi protein yang disintesis oleh ribosom. rumah fungsi karyolemma - pengasingan hyaloplasma daripada karyoplasma. Protein khas membran nuklear yang terletak di kawasan liang nuklear melaksanakan fungsi pengangkutan. Membran nuklear diserap dengan liang nuklear, di mana sambungan karyoplasma dan hyaloplasma dijalankan. Untuk mengawal selia sambungan ini, liang mengandungi (2) kompleks liang. Mereka menduduki 3-35% daripada permukaan sampul nuklear. Bilangan liang nuklear dengan kompleks liang adalah nilai berubah-ubah dan bergantung kepada aktiviti nukleus. Di kawasan liang nuklear, membran nuklear luar dan dalam bergabung. Set struktur yang berkaitan dengan liang nuklear dipanggil kompleks liang nuklear. Kompleks pori biasa ialah struktur protein yang kompleks - ia mengandungi lebih daripada 1000 molekul protein. Di tengah-tengah pori adalah globul protein pusat(granul), dari mana gentian nipis memanjang sepanjang jejari ke globul protein periferi, membentuk diafragma liang. Di sepanjang pinggiran liang nuklear, terdapat dua struktur cincin selari dengan diameter 80-120 nm (satu dari setiap permukaan karyolemma), setiap satunya dibentuk oleh 8 butiran protein(globul).

Globul protein kompleks bulu dibahagikan kepada pusat dan persisian . Dengan menggunakan globul periferi makromolekul diangkut dari nukleus ke hyaloplasma. (ia diikat dalam membran oleh protein integral khas. Dari butiran ini menumpu ke pusat gentian protein, membentuk partition - liang diafragma)

Ia melibatkan protein khas globul periferal - nukleorin. Dalam globul periferal terdapat protein khas - pembawa molekul t-RNA

globul pusat pakar dalam pengangkutan mRNA dari nukleus ke hyalopdasma. Ia mengandungi enzim yang terlibat dalam pengubahsuaian kimia mRNA -nya pemprosesan.

Butiran kompleks liang secara struktur berkaitan dengan protein lamina nuklear, yang terlibat dalam organisasi mereka.

Fungsi kompleks liang nuklear:

1. Memastikan pengawalseliaan pengangkutan pilihan raya dalam-dalam antara sitoplasma dan nukleus.

2. Pemindahan aktif dalam teras protein

3. Pemindahan subunit ribosom ke dalam sitoplasma

(3) PPP atau Lamina

lapisan 80-300 nm tebal. melekat secara dalaman pada membran nuklear dalam. Membran nuklear dalaman licin, protein integralnya dikaitkan dengan lamina (plat padat periferi). Lamina terdiri daripada protein lamin terjalin khas yang membentuk karyoskeleton periferi. Protein lamina tergolong dalam kelas filamen perantaraan (fibril rangka). Dalam mamalia, 4 jenis protein ini diketahui - ini adalah Lomimy A, B, B 2 dan C. Protein ini memasuki nukleus dari sitoplasma. Lamin pelbagai jenis berinteraksi antara kegagalan dan membentuk rangkaian protein di bawah membran dalam sampul nuklear. Dengan bantuan lamin "B" PPP disambungkan kepada kamiran khas cangkerang protein. Protein holobul persisian "di dalam cincin" kompleks liang juga berinteraksi dengan PPP. Kawasan telomer kromosom dilekatkan pada lamin "A".

Fungsi Lamina: 1) menyokong bentuk nukleus. (walaupun membran dimusnahkan, teras mengekalkan bentuknya kerana lamina dan komponen berliang kekal di tempatnya.

2) berfungsi sebagai komponen karyoskeleton

3) mengambil bahagian dalam pemasangan sampul nuklear (pembentukan karyollema) semasa pembahagian sel.

4) dalam nukleus interfasa, kromatin dilekatkan pada lamina. Oleh itu, lamina menyediakan fungsi penetapan kromatin dalam nukleus (memastikan peletakan kromatin yang teratur, mengambil bahagian dalam organisasi spatial kromatin dalam nukleus interphase). Interaksi Lamin "A" dengan kawasan telomerik kromosom.

5) menyediakan struktur dengan organisasi kompleks liang.

import dan eksport protein.

Ke dalam inti melalui liang nuklear masuk: protein-enzim yang disintesis oleh ribosom sitoplasma yang terlibat dalam proses replikasi dan pembaikan (pembaikan kerosakan dalam DNA); protein enzim yang terlibat dalam proses transkripsi; protein penindas yang mengawal proses transkripsi; protein histon (yang dikaitkan dengan molekul DNA dan membentuk kromatin); protein yang membentuk subunit ribosom: protein matriks nuklear yang membentuk karyoskeleton; nukleotida; ion garam mineral, khususnya ion Ca dan Mg.

Dari inti mRNA dilepaskan ke dalam sitoplasma. tRNA dan subunit ribosom, yang merupakan zarah ribonukleoprotein (rRNA yang dikaitkan dengan protein).

5. Komposisi kimia dan organisasi struktur kromatin. tahap pemadatan. kromosom manusia berstruktur dan dikelaskan.

Dalam nukleus sel, butiran kecil dan gumpalan bahan diwarnai dengan pewarna asas.

Chromatin ialah deoxyribonucleoprotein (DNP) dan terdiri daripada DNA yang digabungkan dengan protein my-histone atau protein bukan histon. Histon dan DNA digabungkan menjadi struktur yang dipanggil nukleosom. Kromatin sepadan dengan kromosom, yang dalam nukleus interphase diwakili oleh benang berpintal panjang dan tidak dapat dibezakan sebagai struktur individu. Keterukan spiralisasi setiap kromosom tidak sama sepanjang panjangnya. Pelaksanaan maklumat genetik dijalankan oleh bahagian kromosom yang terdespiral.

klasifikasi kromatin:

1) eukromatin(aktif despiralized. bacaan inf (transkripsi) berlaku padanya. dalam nukleus ia didedahkan sebagai kawasan yang lebih ringan lebih dekat dengan pusat nukleus) Diandaikan bahawa ia mengandungi DNA yang aktif secara genetik dalam interfasa. Euchromatin sepadan dengan segmen kromosom yang putus semangat dan terbuka untuk transkripsi.

2) heterokromatin(tidak berfungsi berpilin, pekat, lebih padat. Dalam nukleus, ia kelihatan sebagai ketulan di pinggir.) dibahagikan dengan:konstitutif (sentiasa tidak aktif, tidak pernah masuk ke euchromatin) dan Pilihan (dalam keadaan tertentu atau pada peringkat tertentu kitaran imun, ia boleh bertukar menjadi eukromatin). terletak lebih dekat dengan cangkang nukleus, lebih padat. Contoh pengumpulan heterochromatin fakulti ialah badan Barr - kromosom X yang tidak aktif dalam mamalia betina, yang berpintal rapat dan tidak aktif dalam interfasa.

Oleh itu, mengikut ciri morfologi nukleus (dengan nisbah kandungan eu- dan heterochromatin), adalah mungkin untuk menilai aktiviti proses transkripsi, dan, akibatnya, fungsi sintetik sel.

Kromatin dan kromosom ialah deoksiribonukleoprotein (DNP), tetapi kromatin ialah keadaan tidak berpintal dan kromosom ialah keadaan berpintal. Tiada kromosom dalam nukleus interfasa; kromosom muncul apabila sampul nuklear dimusnahkan (semasa pembahagian).

Struktur kromosom:

Kromosom ialah keadaan kromatin yang paling padat.

Kromosom dibezakan penyempitan primer (centromere), membahagikan kromosom kepada dua lengan. Penyempitan primer ialah bahagian kromosom yang paling tidak berpilin; benang gelendong pembahagian bergabung dengannya semasa pembahagian sel. Sesetengah kromosom mempunyai dalam tali sekunder, mengasingkan bahagian kecil kromosom yang dipanggil satelit. Di kawasan penyempitan sekunder, terdapat gen pengekodan maklumat tentang rRNA, oleh itu, penyempitan sekunder kromosom dipanggil penganjur nukleolar.

Tiga jenis kromosom dibezakan bergantung pada lokasi sentromer:

1) metasentrik (mempunyai bahu yang sama atau hampir sama saiz);

2) submetasentrik (mempunyai bahu yang tidak sama saiz);

3) akrosentrik (mempunyai bentuk berbentuk batang dengan bahu kedua yang pendek dan hampir tidak dapat dilihat);

Hujung lengan kromosom dipanggil telomer

Tahap keserasian kromatin:

1. Nukleosomal- Dua setengah pusingan heliks berganda DNA (146-200 pasangan asas) dililit pada bahagian luar teras protein, membentuk nukleosom. Setiap histon diwakili oleh dua molekul. DNA membungkus inti dari luar, membentuk dua setengah pusingan. Bahagian DNA antara nukleosom dipanggil penghubung dan mempunyai panjang 50-60 pasangan asas. Ketebalan benang nukleosomal ialah 8-11 nm.

2. Nukleomer. Struktur nukleosom berpusing membentuk gegelung super. Satu lagi protein histon HI, yang terletak di antara nukleosom dan dikaitkan dengan penghubung, mengambil bahagian dalam pembentukannya. 1 molekul HI histon dilekatkan pada setiap penghubung. Molekul HI dalam kompleks dengan penghubung berinteraksi antara satu sama lain dan menyebabkan supercoiling fibril nukleosomal.

Akibatnya, fibril kromatin terbentuk, ketebalannya ialah 30 nm (DNA dipadatkan 40 kali). Supercoiling berlaku dalam dua cara. 1) fibril nukleosomal boleh membentuk heliks tertib kedua, yang mempunyai bentuk solenoid; 2) 8-10 nukleosom membentuk struktur padat yang besar - nukleomer. Tahap ini tidak membenarkan sintesis RNA daripada DNA nukleomer (tiada transkripsi berlaku).

3. Kromomerik(struktur gelung). Fibril kromatin membentuk gelung yang saling bertaut dengan bantuan protein bukan histon khas, atau pusat gelung - kromomer. Ketebalan 300 nm.

4. Pincang- terbentuk hasil daripada penumpuan kromomer sepanjang panjang. Kromonema mengandungi satu molekul DNA gergasi dalam kompleks dengan protein, i.e. deoksi-ribonukleoprotein fibril - DNP (400 nm).

5. Kromatid- chromonema berlipat beberapa kali, membentuk badan kromatid (700 nm). Selepas replikasi DNA, kromosom mengandungi 2 kromatid.

6. Kromosom(1400 nm). Terdiri daripada dua kromatid. Kromatid disambungkan oleh sentromer. Apabila sel membahagi, kromatid menyimpang, jatuh ke dalam sel anak yang berbeza.

kromosom manusia

Karyotype - satu set ciri (bilangan, saiz, bentuk, dll.) set lengkap kromosom, yang wujud dalam sel spesies biologi tertentu ( karyotype spesies), organisma tertentu ( karyotype individu) atau garisan (klon) sel.

Untuk prosedur untuk menentukan karyotype, mana-mana populasi sel yang membahagi boleh digunakan; untuk menentukan karyotype manusia, sama ada leukosit mononuklear yang diekstrak daripada sampel darah, pembahagiannya dicetuskan oleh penambahan mitogen, atau kultur sel yang membahagikan. dengan cepat dalam norma (fibroblas kulit, sel sumsum tulang) digunakan.

karyotype - set kromosom diploid yang wujud dalam sel somatik organisma spesies tertentu, yang merupakan sifat khusus spesies dan dicirikan oleh bilangan dan struktur kromosom tertentu.

Set kromosom kebanyakan sel adalah diploid (2n) - ini bermakna setiap kromosom mempunyai pasangan, i.e. kromosom homolog. Biasanya set kromosom diploid (2n) terbentuk pada masa persenyawaan (satu daripada pasangan kromosom daripada bapa, satu lagi daripada ibu). Sesetengah sel adalah triploid (Tp), seperti sel endosperm.

Perubahan dalam bilangan kromosom dalam karyotype seseorang boleh membawa kepada pelbagai penyakit. Yang paling kerap penyakit kromosom seseorang mempunyai sindrom down disebabkan oleh trisomi (satu lagi yang sama, satu tambahan ditambah pada sepasang kromosom normal) di sepanjang kromosom ke-21. Sindrom ini berlaku dengan kekerapan 1-2 setiap 1000.

Trisomi yang diketahui pada kromosom ke-13 - Sindrom Patau, serta pada kromosom ke-18 - Sindrom Edwards, di mana daya maju bayi baru lahir berkurangan secara mendadak. Mereka mati pada bulan pertama kehidupan akibat pelbagai kecacatan.
Selalunya pada manusia terdapat perubahan dalam bilangan kromosom seks. Monosomi X diketahui di kalangan mereka (hanya satu (X0) hadir daripada sepasang kromosom) - ini Sindrom Shereshevsky-Turner. Trisomi X adalah kurang biasa Sindrom Klinefelter(XXY, XXXY, HUU, dsb.)

6. Hyaloplasma. Organel, klasifikasi mereka. membran biologi.

hyaloplasma - sebahagian daripada sitoplasma sel haiwan dan tumbuhan yang tidak mengandungi struktur yang boleh dilihat di bawah mikroskop cahaya.

Hyaloplasma(hyaloplasma; dari bahasa Yunani. hyalinos - telus) adalah kira-kira 53-55% daripada jumlah keseluruhan sitoplasma (sitoplasma), membentuk jisim homogen komposisi kompleks. Hyaloplasma mengandungi protein, polisakarida, asid nukleik, enzim. Dengan penyertaan ribosom dalam hyaloplasma, protein disintesis, pelbagai tindak balas pertukaran perantaraan berlaku. Hyaloplasma juga mengandungi organel, inklusi dan nukleus sel.

Peranan utama hyaloplasma ialah penyatuan semua struktur selular berhubung dengan interaksi kimia mereka dan penyediaan proses biokimia pengangkutan.

Organel (organellae) ialah struktur mikro penting untuk semua sel yang menjalankan fungsi penting tertentu. Membezakan organel membran dan bukan membran.

Kepada organel membran , dibatasi daripada membran hyaloplasma di sekelilingnya, termasuk retikulum endoplasma, kompleks Golgi, lisosom, peroksisom, mitokondria.

Retikulum endoplasmic ialah struktur tunggal berterusan yang dibentuk oleh sistem tangki, tiub dan kantung leper. Pada mikrograf elektron, retikulum endoplasma berbutir (kasar, berbutir) dan bukan berbutir (licin, agranular) dibezakan. Bahagian luar rangkaian berbutir ditutup dengan ribosom, rangkaian bukan berbutir tidak mempunyai ribosom. Retikulum endoplasma berbutir mensintesis (pada ribosom) dan mengangkut protein. Rangkaian bukan butiran mensintesis lipid dan karbohidrat dan mengambil bahagian dalam metabolismenya (contohnya, hormon steroid dalam korteks adrenal dan sel Leydig (sustenosit) testis; glikogen dalam sel hati). Salah satu fungsi terpenting retikulum endoplasma ialah sintesis protein membran dan lipid untuk semua organel sel.

kompleks golgi ialah koleksi kantung, vesikel, tangki, tiub, plat, yang dibatasi oleh membran biologi. Unsur-unsur kompleks Golgi saling berkaitan dengan saluran sempit. Dalam struktur kompleks Golgi, terdapat sintesis dan pengumpulan polisakarida, kompleks protein-karbohidrat, yang dikeluarkan dari sel. Ini adalah bagaimana granul rembesan terbentuk. Kompleks Golgi terdapat dalam semua sel manusia, kecuali eritrosit dan sisik tanduk epidermis. Dalam kebanyakan sel, kompleks Golgi terletak di sekitar atau berhampiran nukleus, dalam sel eksokrin - di atas nukleus, di bahagian apikal sel. Permukaan cembung dalaman struktur kompleks Golgi menghadap retikulum endoplasma, dan permukaan luar cekung, menghadap sitoplasma.

Membran kompleks Golgi dibentuk oleh retikulum endoplasma berbutir dan dibawa oleh vesikel pengangkutan. Vesikel rahsia sentiasa berputik dari bahagian luar kompleks Golgi, dan membran tangkinya sentiasa dikemas kini. Vesikel rembesan membekalkan bahan membran untuk membran sel dan glikokaliks. Ini memastikan pembaharuan membran plasma.

Lisosom adalah vesikel dengan diameter 0.2-0.5 mikron, mengandungi kira-kira 50 jenis pelbagai enzim hidrolitik (protease, lipase, fosfolipase, nuklease, glikosidase, fosfatase). Enzim lisosom disintesis pada ribosom retikulum endoplasma berbutir, dari mana ia diangkut oleh vesikel pengangkutan ke kompleks Golgi. Lisosom primer tunas dari vesikel kompleks Golgi. Lisosom mengekalkan persekitaran berasid, pHnya berkisar antara 3.5 hingga 5.0. Membran lisosom tahan terhadap enzim yang terkandung di dalamnya dan melindungi sitoplasma daripada tindakannya. Pelanggaran kebolehtelapan membran lisosom membawa kepada pengaktifan enzim dan kerosakan teruk pada sel sehingga kematiannya.

Dalam lisosom sekunder (matang) (phagolysosomes), biopolimer dicernakan kepada monomer. Yang terakhir diangkut melalui membran lisosom ke dalam hyaloplasma sel. Bahan yang tidak dicerna kekal dalam lisosom, akibatnya lisosom berubah menjadi badan sisa yang dipanggil ketumpatan elektron tinggi.

Mitokondria(mitochondrii), yang merupakan "stesen tenaga sel", terlibat dalam proses respirasi selular dan penukaran tenaga kepada bentuk yang tersedia untuk digunakan oleh sel. Fungsi utamanya ialah pengoksidaan bahan organik dan sintesis asid trifosforik adenosin (ATP). Banyak mitokondria besar dalam kardiomiosit, gentian otot diafragma. Mereka terletak dalam kumpulan antara myofibrils, dikelilingi oleh butiran glikogen dan unsur-unsur retikulum endoplasma bukan berbutir. Mitokondria ialah organel membran berganda (masing-masing kira-kira 7 nm tebal). Antara membran luar dan dalam mitokondria terdapat ruang antara membran selebar 10-20 nm.

Kepada bukan membran organel termasuk pusat sel sel eukariotik dan ribosom yang terdapat dalam sitoplasma kedua-dua sel eu- dan prokariotik.

Ribosom ialah zarah ribonukleoprotein bulat dengan diameter 20-30 nm. Ia terdiri daripada subunit kecil dan besar, gabungannya berlaku dengan kehadiran messenger (messenger) RNA (mRNA). Satu molekul mRNA biasanya menggabungkan beberapa ribosom seperti rentetan manik. Struktur sedemikian dipanggil polisom. Polisom terletak bebas di dalam bahan tanah sitoplasma atau melekat pada membran retikulum sitoplasma kasar. Dalam kedua-dua kes, ia berfungsi sebagai tapak untuk sintesis protein aktif.

Ribosom 70S terdapat dalam prokariot dan dalam kloroplas eukariotik dan mitokondria. Ribosom 8OS, agak lebih besar, terdapat dalam sitoplasma eukariota. Semasa sintesis protein, ribosom bergerak sepanjang mRNA. Proses ini lebih cekap jika bukan satu, tetapi beberapa ribosom bergerak sepanjang mRNA. Rantaian ribosom sedemikian pada mRNA dipanggil poliribosom, atau polisom.

MEMBRAN:

semua membran membentuk filem lipoprotein; mempunyai lipid dwilapisan.

Membran mengandungi sehingga 20% air. lipid.

selaput mengandungi tiga kelas lipid: fosfolipid, glikolipid dan kolesterol. Fosfolipid dan glikolipid terdiri daripada dua "ekor" hidrokarbon hidrofobik panjang yang dikaitkan dengan "kepala" hidrofilik bercas. Kolesterol mengeraskan membran dengan menduduki ruang bebas antara ekor lipid hidrofobik dan menghalangnya daripada membengkok. Oleh itu, membran dengan kandungan kolesterol rendah lebih fleksibel, dan yang mempunyai kandungan kolesterol tinggi lebih tegar dan rapuh.

Membran sel selalunya tidak simetri, iaitu, lapisan berbeza dalam komposisi lipid, peralihan molekul individu dari satu lapisan ke lapisan lain (yang dipanggil flip flop) adalah sukar. Komposisi dan orientasi protein membran berbeza.

Salah satu yang paling penting fungsi biomembran - penghalang. Sebagai contoh, membran peroksisom melindungi sitoplasma daripada peroksida yang berbahaya untuk sel.

Satu lagi sifat penting biomembran adalah kebolehtelapan terpilih.

model sintaksis termudah bagi bahasa tertentu, yang merupakan asas aktiviti pertuturan dalam erti kata bahawa pengguna bahasa tertentu menundukkan model ini kepada pelbagai transformasi bergantung pada keperluan konteksnya.

- gambar ringkas struktur nukleus atom, membolehkan penyelesaian matematik yang mudah dan analitikal kepada masalah menentukan pelbagai kuantiti yang mencirikannya ...
- transformasi nukleus atom kerana interaksinya dengan zarah asas atau antara satu sama lain ...
Permulaan Sains Semula Jadi Moden
- peluru, kesan merosakkannya adalah berdasarkan penggunaan tenaga letupan nuklear. Ini termasuk kepala peledak nuklear peluru berpandu dan torpedo, bom nuklear, peluru artileri, cas kedalaman, lombong ...
Kamus istilah ketenteraan
Glosari istilah undang-undang
- ....
Kamus Ensiklopedia Ekonomi dan Undang-undang
- mengikut takrifan Undang-undang Persekutuan "Mengenai penggunaan tenaga atom" bertarikh 20 Oktober 1995, "bahan yang mengandungi atau mampu menghasilkan semula bahan nuklear fisil" ...
Kamus Undang-undang Besar
- snurps, RNA nuklear kecil - RNA nuklear kecil. Kumpulan luas RNA nuklear kecil yang dikaitkan dengan RNA nuklear heterogen , adalah sebahagian daripada butiran ribonukleoprotein kecil nukleus ...
- Lihat nuklear kecil...
Biologi molekul dan genetik. Kamus
- kemalangan yang berlaku di loji tenaga nuklear. Semasa kemalangan nuklear, pencemaran radioaktif terhadap alam sekitar meningkat secara mendadak ...
kamus ekologi
- transformasi atom nukleus apabila berlanggar dengan nukleus lain, zarah asas atau gamma quanta. Apabila nukleus berat dihujani dengan yang lebih ringan, semua unsur transuranium diperoleh ...
Kamus Ensiklopedia Metalurgi
- "... bahan nuklear - bahan yang mengandungi atau berkeupayaan menghasilkan semula bahan nuklear fisil;..." Sumber: Undang-undang Persekutuan 21 November ...
Istilah rasmi
- kaedah anggaran untuk menerangkan beberapa sifat nukleus, berdasarkan pengenalpastian nukleus dengan beberapa sistem fizikal lain, sifat-sifatnya sama ada dikaji dengan baik atau boleh diterima oleh teori yang lebih mudah ...
- tindak balas penjelmaan nukleus atom apabila berinteraksi dengan zarah asas, ?-quanta atau antara satu sama lain. Pertama kali dipelajari oleh Ernest Rutherford pada tahun 1919...
Kamus ensiklopedia besar
- pembinaan sintaksis yang paling mudah bagi bahasa tertentu, di mana objek ditetapkan oleh kata nama, proses oleh kata kerja, dan tanda oleh kata sifat dan kata keterangan, dari mana, melalui satu siri transformasi, ...
Kamus Terjemahan Penjelasan
- Model sintaksis yang paling mudah, yang merupakan asas aktiviti pertuturan, kerana ia digunakan untuk pelbagai transformasi mengikut keperluan konteks...
Kamus istilah linguistik
- 1) arah berdasarkan kategori tatabahasa dan konsep yang dikaitkan dengan ciri semantik ...
Kaedah penyelidikan dan analisis teks. Rujukan kamus

"struktur nuklear" dalam buku

Peluru berpandu Euro nuklear

Dari buku Purely Confidential [Duta Besar ke Washington di bawah enam Presiden AS (1962-1986)] pengarang Dobrynin Anatoly Fedorovich

Robinsons nuklear

Dari buku Bomb. Rahsia dan nafsu dunia bawah atom pengarang Pestov Stanislav Vasilievich

Robinsons Nuklear Pada akhir 50-an, Khrushchev sangat berminat dengan satu projek yang dicadangkan oleh jurutera tentera. Intipatinya adalah untuk mencipta pulau buatan di luar pantai Atlantik Amerika Syarikat. Ia difikirkan seperti ini: pada malam pencuri yang gelap, kapal kargo kering yang berkuasa menuju ke sana

98. Mengkaji struktur dalaman perhubungan, membandingkan struktur perhubungan dalam set yang berbeza

Daripada buku Analisis Ekonomi. helaian curang pengarang Olshevskaya Natalya

98. Mengkaji struktur dalaman pautan, membandingkan struktur pautan dalam set yang berbeza

Cita-cita nuklear

Daripada buku Wake Up! Bertahan dan maju dalam kekacauan ekonomi yang akan datang pengarang Chalabi El

Cita-cita Nuklear Pada separuh kedua tahun 2003, dunia mengetahui bahawa program pengayaan uranium Iran lebih maju daripada yang difikirkan sebelum ini, dan dalam beberapa tahun Iran akan menjadi senjata nuklear. Mari kita petik kata-kata seorang pegawai Amerika yang terlibat

Jualan nuklear

Daripada buku Infobusiness pada kapasiti penuh [Doubling Sales] pengarang Parabellum Andrey Alekseevich

Jualan Nuklear Jepun sedang menguji model yang menarik. Satu syarikat yang melakukan penyelidikan pelanggan telah menandatangani satu tan kontrak dengan pelbagai firma yang memerlukan maklum balas daripada khalayak sasaran mereka. Mereka membuka kedai untuk barangan percuma -

"SUIT NUKLEAR"

Daripada buku Tidak Diketahui, Ditolak atau Tersembunyi pengarang Tsareva Irina Borisovna

"SUITCAS NUKLEAR" Ini lebih keren daripada "beg pakaian dengan bukti yang menjejaskan" yang terkenal! Skandal yang perlahan dan lama bermain berlaku di sekitar apa yang dipanggil "beg pakaian nuklear." Semuanya bermula dengan kenyataan sensasi yang dibuat oleh bekas Setiausaha Keselamatan Majlis Persekutuan Rusia.

1.3. Metodologi untuk mengkaji unsur-unsur struktur teknologi dan analisis parameter struktur kemajuan

Daripada buku Falsafah Intelek Idealisme Sebenar pengarang Kutolin Sergey Alekseevich

1.3. Metodologi untuk mengkaji unsur-unsur struktur teknologi dan analisis parameter struktur kemajuan

2. Inter-had, atau intra-had, iaitu, perantaraan, struktur atau struktur dalam erti kata yang betul

Daripada buku Results of Millennium Development, Vol. I-II pengarang Losev Alexey Fyodorovich

2. Inter-had atau intra-had, iaitu, perantaraan, struktur, atau struktur dalam erti kata yang betul Jelaslah bahawa struktur jenis ini adalah tepat struktur seperti yang biasanya difahami. Walau bagaimanapun, kekhususan kuno itu mesti diperhatikan di sini,

TINDAK BALAS NUKLEAR

Dari buku Atomic Energy for Military Purposes pengarang Smith Henry Dewolf

TINDAK BALAS NUKLEAR KAEDAH PENGEBOMAN NUKLEAR1.40. Cockcroft dan Walton menghasilkan proton dengan tenaga yang cukup tinggi dengan mengionkan gas hidrogen dan kemudian mempercepatkan ion dengan loji voltan tinggi dengan pengubah dan penerus. Kaedah yang serupa boleh

KEMALANGAN NUKLEAR

Daripada buku Kecemasan di Tentera Laut Soviet pengarang Cherkashin Nikolai Andreevich

KEMALANGAN NUKLEAR

PERMAINAN NUKLEAR

Dari buku KGB - CIA - Mata air rahsia perestroika pengarang Shironin Vyacheslav Sergeevich

PERMAINAN NUKLEAR Telah didokumentasikan bahawa AS telah membangunkan dua senario baharu sebagai tambahan kepada rancangan berusia ratusan tahun itu. Setelah menjatuhkan bom atom ke atas Jepun dan menyiasat akibat serangan atom ke atas alam sekitar, Amerika Syarikat membangunkan rancangan untuk serangan sedemikian terhadap

senjata nuklear

TSB

Amunisi nuklear Amunisi nuklear, hulu peledak peluru berpandu, torpedo, bom penerbangan (kedalaman), tembakan artileri, periuk api darat dengan caj nuklear. Direka untuk memukul pelbagai sasaran, memusnahkan kubu, struktur dan tugas lain. Tindakan Ya. berasaskan

model nuklear

Dari buku Great Soviet Encyclopedia (RACUN) pengarang TSB

Cengkerang nuklear

Dari buku Great Soviet Encyclopedia (RACUN) pengarang TSB

Tindak balas nuklear

Dari buku Great Soviet Encyclopedia (RACUN) pengarang TSB 1

Konsep kesatuan struktur bahan dan medium gelombang tanpa jisim ontologi memungkinkan untuk memahami sifat semua jenis interaksi dan organisasi sistem struktur nukleon, nukleus dan atom. Neutron memainkan peranan penting dalam pembentukan dan penyelenggaraan kestabilan nukleus, yang disediakan oleh dua ikatan pertukaran boson antara proton dan neutron. Zarah alfa adalah "bata" utama dalam struktur. Struktur nukleus, hampir dalam bentuk sfera, dibentuk mengikut tempoh dalam sistem berkala D.I. Mendeleev dengan penambahan berturut-turut kompleks n-p-n, zarah alfa dan neutron. Sebab pereputan radioaktif atom bukanlah struktur optimum nukleus: lebihan bilangan proton atau neutron, asimetri. Struktur alfa nukleus menerangkan punca dan keseimbangan tenaga semua jenis pereputan radioaktif.

struktur nukleon

zarah alfa

kuasa "pertukaran boson".

kestabilan

radioaktiviti

1. Vernadsky V.I. Biosfera dan noosfera. – M.: Rolf. 2002. - 576 hlm.

2. Dmitriev I.V. Putaran sepanjang satu, dua atau tiga paksi dalamannya sendiri adalah syarat dan bentuk yang diperlukan untuk kewujudan zarah dunia fizikal. - Samara: Buku Samara. rumah penerbitan, 2001. - 225 p.

3. Polyakov V.I. Peperiksaan untuk "Homo sapiens" (Daripada ekologi dan makroekologi... kepada DUNIA). - Saransk: rumah penerbitan Universiti Mordovian, 2004. - 496 p.

4. Polyakov V.I. SEMANGAT DUNIA dan bukannya huru-hara dan vakum (Struktur Fizikal Alam Semesta) // "Teknologi tinggi moden" - -2004. No 4. - P.17-20.

5. Polyakov V.I. Elektron = positron?! //Teknologi intensif sains moden. - 2005. - No. 11. - S. 71-72.

6. Polyakov V.I. Kelahiran jirim // Penyelidikan asas 2007. No. 12. - P.46-58.

7. Polyakov V.I. Peperiksaan untuk "Homo sapiens - II". Daripada konsep sains semula jadi abad kedua puluh kepada pemahaman semula jadi. - Rumah penerbitan "Akademi sains semula jadi". - 2008. - 596 hlm.

8. Polyakov V.I. Mengapakah proton stabil dan neutron bersifat radioaktif? // "Radioaktiviti dan unsur radioaktif dalam persekitaran manusia": Persidangan Antarabangsa IV, Tomsk, 5-7 Jun 2013. - Tomsk, 2013. - P. 415-419.

9. Polyakov V.I. Asas pemahaman semula jadi tentang struktur nukleon, nukleus, kestabilan dan radioaktiviti atom // Ibid. - S. 419-423.

10. Polyakov V.I. Struktur atom - model gelombang orbital// Kejayaan sains semula jadi moden. - 2014. No. 3. - P.108-114.

12. Kuantiti fizikal: Buku Panduan // A.P. Babichev, N.A. Babushkina, A.M. Bratkovsky dan lain-lain; Ed. I.S. Grigorieva, E.Z. Melikhova. – M.: Energoatomizdat, 1991. – 1232 p.

Fizik moden menawarkan model drop, shell, generalisasi dan lain-lain untuk menerangkan struktur nukleus. Pengikatan nukleon dalam nukleus dijelaskan oleh tenaga pengikat disebabkan oleh "daya nuklear khusus khusus". Sifat daya ini (tarikan, jarak dekat, bebas cas, dll.) diterima sebagai aksiom. Soalan "kenapa begitu?" timbul untuk hampir setiap tesis. “Adalah diterima (?) bahawa daya ini adalah sama untuk nukleon… (?). Untuk nukleus ringan, tenaga pengikatan spesifik meningkat secara mendadak, menjalani satu siri lompatan (?), kemudian meningkat dengan lebih perlahan (?), dan kemudian berkurangan secara beransur-ansur. "Yang paling stabil ialah apa yang dipanggil "nukleus ajaib", di mana bilangan proton atau neutron adalah sama dengan salah satu nombor ajaib: 2, 8, 20, 28, 50, 82, 126 ... (?) Nukleus ajaib berganda adalah sangat stabil: 2He2, 8O8, 20Ca20, 20Ca28, 82Pb126" (indeks kiri dan kanan sepadan dengan bilangan proton dan neutron dalam nukleus, masing-masing). Mengapakah nukleus "ajaib" wujud, dan isotop ajaib 28Ni28 dengan tenaga pengikat spesifik maksimum 8.7 MeV adalah jangka pendek
(T1 / 2 = 6.1 hari)? "Nukleus dicirikan oleh tenaga pengikat yang hampir malar dan ketumpatan malar, bebas daripada bilangan nukleon" (?!). Ini bermakna bahawa tenaga pengikat tidak mencirikan apa-apa, serta nilai jadual kecacatan jisim (untuk 20Са20 ia kurang daripada untuk 21Sc24, untuk 28Ni30 ia kurang daripada untuk 27Co32 dan 29Cu34, dsb.). Fizik mengiktiraf bahawa "sifat kompleks daya nuklear dan kesukaran menyelesaikan persamaan ... tidak membenarkan pembangunan teori tekal bersatu nukleus atom sehingga kini" . Sains abad ke-20, dibina di atas dalil teori relativiti, menghapuskan logik dan kausalitas, dan mengisytiharkan hantu matematik sebagai realiti. Tanpa mengetahui struktur nukleus dan atom, saintis telah mencipta bom atom dan cuba meniru Ledakan Besar Alam Semesta dalam pelanggar ...

"Revolusi dalam sains semula jadi A. Einstein" menggantikan karya berpuluh-puluh saintis terkemuka (Huygens, Hooke, Jung, Navier, Stokes, Hertz, Faraday, Maxwell, Lorentz, Thomson, Tesla, dll.) dengan persamaan "kontinum ruang-masa" yang membangunkan teori elektromagnetisme dan atomisme dalam medium "eter". Harus kembali satu abad...

Tujuan dan kaedah kerja. Jalan keluar dari kebuntuan sains adalah mungkin atas dasar memahami intipati medium "eter". DALAM DAN. Vernadsky menulis: "Radiasi persekitaran BUKAN BAHAN meliputi semua yang ada, semua ruang yang boleh difikirkan... Di sekeliling kita, dalam diri kita, di mana-mana dan di mana-mana, tanpa gangguan, selama-lamanya berubah, bertepatan dan berlanggar, terdapat sinaran dengan panjang gelombang yang berbeza - dari gelombang yang panjangnya dikira dalam pecahan sepuluh persejuta milimeter, hingga panjang diukur dalam kilometer ... Semua ruang dipenuhi dengannya ... ". Semua bahan dibentuk oleh medium gelombang ontologi, bukan bahan, dan wujud dalam interaksi dengannya. "Ether" bukanlah gas dan bukan huru-hara angin puyuh, tetapi "Action Ordering Chaos - SPIRIT". Dalam persekitaran ROH dari zarah asas tunggal - masson (elektron / positron), struktur dari nukleon, nukleus dan atom ke Alam Semesta disusun secara teratur dan sistematik.

Model struktur nukleus dibangunkan dalam kerja, yang menerangkan sifatnya, sebab-sebab ikatan nukleon dalam nukleus, kestabilan khas dan radioaktiviti.

Struktur dan sifat nukleon

Model nukleon yang diterima dalam fizik dibina daripada berpuluh-puluh zarah hipotetikal dengan nama hebat "quark" dan perbezaan hebat, termasuk: warna, daya tarikan, keanehan, daya tarikan. Model ini terlalu rumit, tidak mempunyai bukti, malah tidak dapat menjelaskan jisim zarah. Model struktur nukleon, yang menerangkan semua sifatnya, telah dibangunkan oleh I.V. Dmitriev (Samara) berdasarkan prinsip entropi konfigurasi maksimum yang ditemui olehnya (kesamaan unsur struktur pada permukaan dan dalam isipadu zarah utama) dan tesis bahawa zarah hanya wujud semasa putaran "sepanjang satu, dua atau tiga paksi dalaman yang betul” . Nukleon terbentuk daripada 6 struktur heksagon π+(-)-meson yang mengelilingi tambah-muon μ+, dan strukturnya dibina dengan memilih bilangan bola: elektron dan positron daripada dua jenis. Struktur sedemikian telah dibuktikan berdasarkan interaksi zarah bahan mason dan medium ROH dalam kerja, dan kemudian ditapis dan dibuktikan berdasarkan pembinaan struktur meson mengikut pemalar struktur halus.
1/α = 2j(ε0/μ0)1/2/e2 = 137.036 . Ahli fizik V. Pauli, R. Feynman hairan tentang makna fizikal pemalar ini, tetapi dalam medium ROH adalah jelas: hanya pada jarak relatif 1/α dari cas sahaja interaksi gelombang jirim dan medium wujud.

Bilangan pengiraan jisim (saya) dalam struktur muon hendaklah 3/2α = 205.6 , dan jisim muon 206.768 me . Dalam struktur 207 mason, yang tengah menentukan cas ±e dan putaran ±1/2, dan 206 membatalkan satu sama lain. Pion, seperti yang dikemukakan oleh I. Dmitriev, terbentuk daripada elektron dan positron "dwipaksi" (putaran = 0, caj +/-, jisim saya). Dalam medium ROH, boson dengan jisim 2/3 me harus dibentuk sebagai peringkat pertama dalam pembentukan jirim daripada kuanta sinaran latar belakang Alam Semesta di atmosfera Matahari. Perlu ada 3/α = 411 zarah sedemikian dalam struktur tumpat, dan jisimnya hendaklah 3/α · 2/3 me = 274 me , yang sepadan dengan pi-meson (mπ = 273.210 me ). Struktur mereka adalah serupa dengan muon: zarah di tengah menentukan cas ± 2/3e dan putaran 0, dan 205 zarah saling seimbang.

Struktur proton daripada muon pusat dan 6 pion, dengan mengambil kira kehilangan jisim untuk pertukaran ("nuklear") ikatan 6 mason (ikatan muon-pion) dan 6 boson (ikatan pion-to-pion, 4 me ), menerangkan jisimnya.

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

Nilai ini, dengan ketepatan 0.007%, sepadan dengan jisim proton Мр = 1836.153me. Caj proton +e dan putaran ±1/2 ditentukan oleh mason pusat+ dalam muon+ pusat. Model proton menerangkan semua sifatnya, termasuk kestabilan. Dalam medium ROH, interaksi zarah bahan berlaku akibat resonans "awan" medium yang berkaitan dengannya (kebetulan bentuk dan kekerapan). Proton adalah stabil, kerana ia dilindungi daripada zarah bahan dan kuanta oleh cangkang pion yang mempunyai medan gelombang yang berbeza.

Jisim proton ialah 1836.153 me, dan jisim neutron ialah 1838.683 me. Pampasan untuk cas proton, dengan analogi dengan atom hidrogen, akan menyediakan elektron dalam orbit gelombang dalam satah khatulistiwanya ("satu paksi putaran"), dan "putaran dwipaksi"nya ternyata "sendiri" dalam awan pion. Mari kita tambah 2 boson dalam pion bertentangan neutron; ia mengimbangi momentum orbit, dan jisim neutron ialah 1838.486 me. Struktur ini menerangkan jisim neutron (perbezaan 0.01%), ketiadaan cas, dan, yang paling penting, daya "nuklear". Boson "tambahan" terikat lemah dalam struktur dan menyediakan sambungan "pertukaran", menduduki "kekosongan" dalam pion jiran proton dengan frekuensi nuklear, ia menggantikan boson lain yang kembali ke neutron. Boson "tambahan" dalam neutron ialah "dua lengan"nya yang memegang nukleus bersama-sama.

Neutron dalam nukleus unsur memastikan kestabilan nukleus, dan dirinya sendiri "diselamatkan" dalam nukleus daripada pereputan (T1 / 2 \u003d 11.7 min.), Sebabnya adalah "titik lemah"nya: orbit elektron dan kehadiran dalam "kot pion" dua daripada enam pion mengikut boson "tambahan".

Para saintis abad ke-20 datang dengan berpuluh-puluh teori dan beratus-ratus zarah "elemen", tetapi tidak dapat menjelaskan struktur atom, dan Alam memerlukan hanya dua zarah sedemikian untuk mencipta dua nukleon, dan daripadanya 92 unsur dan membina keseluruhan bahan. DUNIA!!!

Struktur alfa nukleus atom

Isotop semua unsur yang paling biasa dalam Alam Semulajadi mempunyai bilangan neutron genap (kecuali 4Be5 dan 7N7). Secara keseluruhan, daripada 291 isotop stabil, 75% mempunyai bilangan neutron genap dan hanya 3% mempunyai nukleus genap. Ini menunjukkan keutamaan untuk ikatan proton dengan dua neutron, ketiadaan ikatan proton-proton, dan "kebebasan cas bagi daya nuklear." Rangka kerja nukleus dibentuk oleh ikatan neutron-proton, di mana setiap neutron boleh memegang 2 proton dengan pertukaran dua boson (contohnya, 2He1). Dalam nukleus berat, bilangan relatif neutron meningkat, menguatkan rangka kerja nukleus.

Hujah di atas dan prinsip penyusunan jirim yang sistematik dalam persekitaran bukan material membolehkan kita mencadangkan model "pembinaan blok" struktur nukleus unsur, di mana "blok" adalah nukleus atom helium. - zarah alfa. Helium ialah unsur utama nukleosintesis kosmologi, dan dari segi kelimpahan di Alam Semesta, ia adalah unsur kedua selepas hidrogen. Zarah alfa ialah struktur optimum bagi dua pasang nukleon yang terikat kuat. Ini adalah struktur sfera yang sangat padat, bersambung rapat, yang boleh diwakili secara geometri sebagai sfera dengan kubus tertulis di dalamnya dengan nod dalam pepenjuru bertentangan 2 proton dan 2 neutron. Setiap neutron mempunyai dua ikatan "pertukaran nuklear" dengan dua proton. Gandingan elektromagnet pendekatan neutron dengan proton disediakan oleh elektron orbital dalam strukturnya (pengesahan: momen magnetik: μ (p) \u003d 2.793 μN, μ (n) \u003d -1.913 μN, di mana μN ialah Bohr magneton nuklear).

Penolakan proton "Coulomb" yang sepatutnya tidak bercanggah dengan pendekatan mereka. Penjelasan untuk ini, serta dalam struktur muon dari massons, terletak pada pemahaman "cas" sebagai sifat integral jisim zarah - pergerakan medium ROH, yang dikaitkan dengan gerakan gelombang jisim, dinyatakan sebagai daya dalam medium ini (unit cas boleh menjadi coulomb2 - daya didarab dengan permukaan). Dua jenis cas +/- ialah arah putaran kiri dan kanan. Apabila dua proton menghampiri dalam satah khatulistiwa, gerakan medium "ditawan" akan bertentangan, dan apabila menghampiri "dari kutub", ia berlaku dalam satu arah, menyumbang kepada pendekatan. Pendekatan zarah dihadkan oleh interaksi cengkerang "medan" mereka yang sepadan dengan panjang gelombang "Compton": λК(р) = 1.3214 10-15 m, dan λК(n) = 1.3196 10-15 m. neutron, kuasa pertukaran boson (“nuklear”) di antara mereka bertindak pada jarak sedemikian.

Struktur nukleus daripada zarah alfa terbentuk dengan isipadu minimum dan bentuk yang hampir dengan sfera. Struktur zarah alfa membolehkan mereka bergabung dengan memecahkan satu ikatan pertukaran boson n-p dan membentuk dua ikatan n-p dan p-n dengan zarah alfa yang bersebelahan. Dengan sebarang bilangan proton dalam nukleus, medan sfera tunggal terbentuk, keamatannya adalah sama seolah-olah cas tertumpu di tengah (peraturan Ostrogradsky-Gauss). Pembentukan medan tunggal nukleus disahkan oleh struktur gelombang orbit atom, di mana semua orbit s, p, d, f membentuk cengkerang sfera.

Pembinaan nukleus unsur daripada zarah alfa berlaku secara sistematik, secara berurutan dalam setiap tempoh berdasarkan nukleus unsur sebelumnya. Dalam nukleus dengan bilangan proton genap, ikatan adalah seimbang; penampilan proton tambahan dalam struktur atom seterusnya tidak mungkin. Dalam nukleus atom selepas oksigen, penambahan proton berlaku mengikut skema (n-p-n). Urutan pembentukan struktur yang jelas mengikut tempoh dan siri dalam jadual D.I. Mendeleev - pengesahan kesahihan model nukleus yang dicadangkan dan berfungsi sebagai pengesahan pemikiran V.I. Vernadsky tentang "penggantian atom": "Proses ketidakkekalan tetap atom tidak dapat dielakkan dan tidak dapat dielakkan berlaku ... Mengambil sejarah mana-mana atom dalam masa kosmik, kita melihat bahawa pada selang masa tertentu, serta-merta, dalam lompatan yang sama, dalam arah vektor kutub masa, ia melalui atom lain, unsur kimia lain. Gambar rajah nukleus tempoh pertama atom dibentangkan dalam Jadual. satu.

Jadual 1

Anggaran struktur nukleus (unjuran rata) isotop utama atom stabil daripada zarah alfa (α), proton (p) dan neutron (n): pAn










							nnαααααααnn

nnαααααααnn

nnαααnnααααnn

nnααnαααnααnn

nααααnnαααn

nnαααααααnn

nααnnααααnnααn

nααααnnαααn

Tempoh ke-5 dan ke-6 unsur seterusnya boleh dimodelkan dengan cara yang sama, dengan mengambil kira fakta bahawa peningkatan bilangan proton akan memerlukan peningkatan bilangan neutron dalam bingkai dalam nukleus dan dalam lapisan permukaan, mengikut skema n-n.

Unjuran rata visual yang dibentangkan bagi struktur nukleus boleh ditambah dengan skema orbit yang sepadan dengan tempoh dalam jadual berkala
(Jadual 2).

jadual 2

Cangkerang nuklear unsur dan kala dalam jadual D.I. Mendeleev

Sampul nuklear - tempoh	Mula dan tamat elemen dalam satu baris	Bilangan unsur	Nisbah n/p
Sampul nuklear - tempoh	Mula dan tamat elemen dalam satu baris	Bilangan unsur	peringkat rendah	terhingga





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

Cengkerang dibina seperti struktur atom, di mana cangkerang sfera orbit elektron dalam setiap tempoh terbentuk pada radius yang lebih besar daripada tempoh sebelumnya.

Elemen selepas 82Pb126 (83Bi126 T1/2 ≈1018 tahun) tidak stabil (diberikan dalam kurungan dalam Jadual 2). 41 zarah alfa dalam struktur plumbum membentuk cas elektrik, yang memerlukan tambahan 40-44 neutron untuk mengekalkan kestabilan nukleus. Nisbah bilangan neutron dan proton n/p> (1.5÷1.6) ialah had kestabilan untuk nukleus berat. Separuh hayat nukleus selepas 103 "elemen" ialah saat. "Unsur" ini tidak dapat mengekalkan struktur nukleus dan membentuk kulit elektron atom. Tidak berbaloi menghabiskan wang dan masa saintis untuk pengeluaran tiruan mereka. "Pulau kestabilan" tidak boleh!

Model struktur alfa nukleus menerangkan daya interkoneksi, kestabilan, dan semua sifat unsur (kesempurnaan struktur gas lengai, kelimpahan dalam alam semula jadi dan kestabilan khas unsur dengan struktur simetri: O , C, Si, Mg, Ca, persamaan dengan Cu, Ag, Au ...) .

Punca pereputan "tidak spontan".

Struktur isotop radioaktif tidak simetri, ia mempunyai pasangan n-p yang tidak seimbang. Separuh hayat isotop adalah lebih pendek, lebih banyak strukturnya berbeza daripada yang optimum. Radioaktiviti isotop dengan sejumlah besar proton dijelaskan oleh fakta bahawa daya "pertukaran" neutron tidak dapat menahan jumlah casnya, dan pereputan isotop dengan lebihan neutron dijelaskan oleh lebihan mereka untuk optimum. struktur. Struktur alfa nukleus memungkinkan untuk menerangkan punca semua jenis pereputan radioaktif.

Pereputan alfa. Dalam fizik nuklear, "mengikut konsep moden, zarah alfa terbentuk pada saat pereputan radioaktif apabila dua proton dan dua neutron yang bergerak di dalam nukleus bertemu ... pemergian zarah alfa dari nukleus adalah mungkin disebabkan oleh kesan terowong melalui halangan berpotensi dengan ketinggian sekurang-kurangnya 8.8 MeV" . Segala-galanya berlaku secara kebetulan: pergerakan, pertemuan, pembentukan, satu set tenaga dan berlepas melalui halangan tertentu. Dalam nukleus dengan struktur alfa, tiada halangan untuk melarikan diri. Apabila kekuatan jumlah cas semua proton melebihi daya pertukaran boson bagi pembendungan semua neutron, nukleus membuang zarah alfa, yang paling tidak terikat dalam struktur, dan "meremajakan" dengan 2 cas. Kemunculan kemungkinan pereputan alfa bergantung kepada struktur nukleus. Ia muncul pada 31 zarah alfa dalam nukleus 62Sm84 (n/p = 1.31), dan menjadi perlu daripada 84Po (n/p = 1.48).

β+ pereputan. Dalam fizik nuklear, "proses pereputan β + berlaku seolah-olah salah satu proton nukleus bertukar menjadi neutron, memancarkan positron dan neutrino: 11p→ 01n + +10e + 00νe... tindak balas sedemikian tidak boleh diperhatikan secara percuma. proton. Walau bagaimanapun, untuk proton yang terikat dalam nukleus, disebabkan oleh interaksi nuklear zarah, tindak balas ini ternyata mungkin secara bertenaga. Penjelasan proses tindak balas, penampilan positron dalam nukleus dan peningkatan jisim sebanyak 2.5 me untuk transformasi proton menjadi neutron, fizik menggantikan postulat: "proses itu mungkin." Kemungkinan ini dijelaskan oleh struktur alfa. Mari kita pertimbangkan skema pereputan klasik: 15P15 → 14Si16 + +10e + 00νe. Selaras dengan Jadual 1, struktur isotop stabil 15Р16 (7α-npn). Struktur isotop
15P15 - (7α-np), tetapi ikatan (n-p) dalam struktur adalah lemah, jadi separuh hayat ialah 2.5 minit. Skim pereputan boleh dibentangkan dalam beberapa peringkat. Proton yang terikat lemah ditolak keluar oleh cas nuklear, tetapi "menangkap" neutron zarah alfa dan memusnahkannya dengan pembebasan 4 boson ikatan. Boson "biaxial" tidak boleh wujud dalam persekitaran ROH dan diubah menjadi mason "triaxial" dengan momen berbeza (+ dan -; elektron dan positron) dengan pelepasan neutrino dan antineutrino mengikut skema
β-: (e--- + e+++ → e- -++ + ν0-) dan β+: (e--- + e+++ → e+ --+ + ν0+). Positron ditolak keluar dari nukleus, dan elektron dalam orbit mengelilingi bekas proton mengimbangi casnya, mengubahnya menjadi neutron. Skema tindak balas yang dicadangkan: (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+ . Skim ini menerangkan punca dan proses pereputan, perubahan dalam jisim zarah dan menganggap pelepasan 2 denyutan: neutrino dan antineutrino.

β- -reput. "Memandangkan elektron tidak terbang keluar dari nukleus dan tidak keluar dari cangkang atom, diandaikan bahawa elektron β dilahirkan hasil daripada proses yang berlaku di dalam nukleus ..." . Ada penjelasan! Proses sedemikian adalah tipikal untuk nukleus yang mempunyai bilangan neutron dalam strukturnya lebih besar daripada isotop stabil unsur ini. Struktur nukleus isotop seterusnya selepas nukleus dengan struktur genap yang terbentuk tumbuh dalam "blok" n-p-n, dan isotop seterusnya dalam jisim selepas ia mengandungi satu lagi neutron "tidak terlalu berlebihan". Neutron dengan cepat boleh "menjatuhkan" elektron orbital, menjadi proton, dan membentuk struktur alfa: npn + (n→p) = npnp = α. Elektron dan antineutrino membawa lebihan jisim dan tenaga, dan cas nukleus bertambah satu.

ε-tangkap. Dengan kekurangan neutron untuk struktur yang stabil, lebihan cas proton menarik dan menangkap elektron dari salah satu petala dalam atom, memancarkan neutrino. Proton dalam nukleus bertukar menjadi neutron.

Kesimpulan

Model struktur alfa nukleus unsur yang dibentangkan memungkinkan untuk menerangkan corak pembentukan nukleus, kestabilan, punca, peringkat dan keseimbangan tenaga semua jenis pereputan radioaktif. Struktur proton, neutron, nukleus dan atom unsur, disahkan oleh kesesuaian dengan pemalar universal, yang merupakan ciri fizikal medium ROH, menerangkan semua sifat dan semua interaksi. Fizik nuklear dan atom moden tidak mampu melakukan ini. Adalah perlu untuk menyemak semula konsep asas: daripada postulat kepada pemahaman.

Pautan bibliografi

Polyakov V.I. STRUKTUR NUKLEI ATOM DAN PUNCA RADIOAKTIVITI // Kejayaan sains semula jadi moden. - 2014. - No. 5-2. - Hlm. 125-130;
URL: http://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=33938 (tarikh akses: 02/27/2019). Kami membawa perhatian anda kepada jurnal yang diterbitkan oleh rumah penerbitan "Academy of Natural History"

pengenalan
Bab 1. Struktur dan kimia nukleus sel. Membuka inti. Robert Brown
1.1. Nukleus interfasa
1.2. Karya Flemming
1.3. Nukleolus
1.4. membran nuklear
1.5. Karyoplasma
1.6. Kromatin
bab 2
2.1. Nukleus adalah komponen penting dalam sel
2.2. Struktur fungsian teras
2.3. Peranan struktur nuklear dalam kehidupan sel
2.4. Nilai DNA terkemuka
Bibliografi

PENGENALAN

Nukleus sel ialah pusat kawalan aktiviti penting sel. Daripada skema umum sintesis protein, dapat dilihat bahawa titik permulaan dari mana aliran maklumat untuk biosintesis protein dalam sel bermula ialah DNA. Akibatnya, DNAlah yang mengandungi rekod utama maklumat yang mesti dipelihara dan dihasilkan semula dari sel ke sel, dari generasi ke generasi. Secara ringkas menyentuh persoalan tempat penyimpanan maklumat genetik, iaitu, penyetempatan DNA dalam sel, kita boleh mengatakan perkara berikut. Telah lama diketahui bahawa, tidak seperti semua komponen lain alat pensintesis protein, diedarkan secara universal ke seluruh bahagian sel hidup, DNA mempunyai penyetempatan yang istimewa dan sangat terhad: lokasinya dalam sel organisma yang lebih tinggi (eukariotik) adalah nukleus sel.
Dalam organisma yang lebih rendah (prokariotik) yang tidak mempunyai nukleus sel yang terbentuk dengan baik - bakteria dan alga biru-hijau - DNA juga dipisahkan dari seluruh protoplasma oleh satu atau lebih pembentukan nukleoid padat. Selaras dengan ini, nukleus eukariota atau nukleoid prokariot telah lama dianggap sebagai bekas untuk gen, sebagai organel selular unik yang mengawal pelaksanaan sifat keturunan organisma dan penghantarannya secara turun-temurun. Data genetik mengenai "perintah satu orang" nukleus dalam sel sentiasa digabungkan secara langsung dengan data biokimia mengenai penyetempatan unik DNA dalam nukleus.

1. STRUKTUR DAN KIMIA NUKLEUS SEL. MEMBUKA NUKLEAR. ROBERT BROWN

Istilah "nukleus" pertama kali digunakan oleh Brown pada tahun 1833 untuk menetapkan struktur kekal sfera dalam sel tumbuhan. Pada 1831-1833, pengembara dan ahli fizik Scotland (penemu "gerakan Brown") Robert Brown (1773-1858) menemui nukleus dalam sel tumbuhan. Dia memberinya nama "Nukleus", atau "Areola". Penggal pertama telah diterima umum dan bertahan sehingga kini, manakala penggal kedua tidak mendapat pengedaran dan dilupakan. Secara ketara, Brown menegaskan kehadiran berterusan nukleus dalam semua sel hidup.
Peranan dan kepentingan nukleus sel tidak diketahui pada masa itu. Ia dipercayai bahawa ia adalah "lendir yang terpekat menjadi ketulan, dan mungkin nutrien simpanan." Kemudian, struktur yang sama diterangkan dalam semua sel organisma yang lebih tinggi. Bercakap tentang nukleus sel, kami maksudkan nukleus sebenar sel eukariotik. Nukleus mereka dibina dengan cara yang kompleks dan agak ketara berbeza daripada pembentukan "nuklear", nukleoid organisma prokariotik. Dalam yang terakhir, nukleoid (struktur seperti nukleus) termasuk satu molekul DNA bulat, boleh dikatakan tanpa protein. Kadang-kadang molekul DNA sel bakteria seperti itu dipanggil kromosom bakteria, atau genofor (pembawa gen).
Kromosom bakteria tidak dipisahkan oleh membran dari sitoplasma utama, tetapi dipasang ke dalam zon nuklear padat, nukleoid, yang boleh dilihat dalam mikroskop cahaya selepas kesan khas atau dalam mikroskop elektron. Menganalisis struktur dan kimia nukleus sel, kami akan bergantung pada data mengenai nukleus sel eukariotik, sentiasa membandingkannya dengan nukleus prokariot. Nukleus sel, biasanya satu setiap sel (terdapat contoh sel multinukleus), terdiri daripada sampul nuklear yang memisahkannya daripada sitoplasma, kromatin, nukleolus, dan karyoplasma atau sap nuklear. Empat komponen utama ini terdapat dalam hampir semua sel tidak membahagikan organisma unisel atau multisel eukariotik.

1.2. KARYA FLEMMING

Sehingga beberapa ketika, peranan nukleus dalam pembahagian sel kekal tidak menentu. Ini mungkin disebabkan oleh kesukaran untuk memerhatikannya. Dalam sel hidup, nukleus, sebagai peraturan, boleh dilihat hanya dengan peningkatan ketara dalam mikroskop cahaya biasa. Nukleus dalam proses pembelahan adalah lebih sukar untuk diperhatikan. Pewarna aniline mengotorkan nukleus, sitoplasma, dan dinding sel secara berbeza dan oleh itu memudahkan pengecaman struktur ini.
Pewarna aniline disintesis secara buatan, dan teknik untuk penyediaannya tidak diketahui sehingga pertengahan abad ke-19. Pewarna semula jadi yang digunakan oleh ahli biologi pada masa lalu tidak selalu mengotorkan nukleus dengan cukup baik untuk membezakannya daripada seluruh sel. Sekali lagi, kemajuan selanjutnya bergantung kepada pembangunan kaedah penyelidikan yang sesuai. Pada masa itu, tidak ada kekurangan mikroskop yang baik, tetapi tidak diketahui cara memproses sel untuk melihat seberapa banyak struktur selular yang mungkin. Perlu diingatkan bahawa tiada siapa yang tahu sama ada pewarna aniline lebih baik untuk tujuan ini daripada pewarna semula jadi.
Apabila pada tahun 1860-an ahli kimia mendapat pewarna anilin, seseorang hanya cuba menggunakannya secara rawak untuk mengotorkan bahagian nipis tisu tumbuhan dan haiwan. Pada tahun 1879 ahli biologi Jerman Walter Flemming menggunakan pelbagai pewarna aniline dan kanta akromatik. Dengan mengotorkan sel dan memeriksanya di bawah mikroskop dengan kanta akromatik, dia mengikuti tingkah laku nukleus semasa pembahagian sel. Dalam bukunya Cellular Matter, Nucleus and Cell Division, hasil pemerhatian pada pembahagian sel diterangkan, dan penerangannya sangat hampir dengan yang moden.
Oleh kerana kromosom adalah seperti benang, Flemming memutuskan untuk memanggil proses ini mitosis (perkataan Yunani untuk "benang"). Tegasnya, mitosis hanya merujuk kepada proses pertindihan nuklear. Pembentukan plat sel dalam sel tumbuhan dan alur sel dalam sel haiwan adalah pembahagian sitoplasma.
Adalah salah untuk mempercayai bahawa Flemming adalah satu-satunya penemu fenomena mitosis. Memahami keseluruhan urutan proses mitosis bergantung kepada ramai saintis yang mengusahakan masalah ini sepanjang tahun sebelumnya. Salah satu kesukaran utama dalam mengkaji peristiwa yang berlaku dalam sel ialah sel-sel mati semasa proses pewarnaan. Ini bermakna sel dikaji hanya selepas aktiviti penting di dalamnya telah berhenti. Daripada gambar "berhenti bergerak" ini, Flemming dan penyelidik lain telah mencipta semula apa yang berlaku dalam sel hidup. Ini adalah lebih kurang sama seperti mencipta semula operasi kilang daripada siri syot kilat yang diambil pada selang masa yang berbeza. Pada asasnya, inilah yang Flemming lakukan. Para saintis lain, membina kerja Fleming, akhirnya mengenal pasti hubungan kromosom dengan keturunan dan evolusi.
Beginilah cara sains berkembang: kejayaan tidak bergantung pada penemuan rawak saintis "gergasi", tetapi pada kerja teliti sekumpulan besar saintis. Dalam cahaya, dan juga dalam mikroskop fasa kontras, nukleus biasanya kelihatan homogen secara optik: hanya cangkerang dan satu atau lebih nukleolus di dalamnya kelihatan. Kadangkala butiran dan ketulan kecil juga ditemui. Ia adalah kurang biasa untuk memerhati kromosom dalam sel hidup yang tidak membahagi. Rangkaian kromatin halus kelihatan jelas hanya selepas penetapan dan pewarnaan sel dengan pewarna asas.
Kajian tentang nukleus pada sediaan tetap dan bernoda telah menunjukkan bahawa imej mikroskopiknya hampir bebas daripada kaedah penyediaan. Struktur halus nukleus paling baik dipelihara apabila diikat dengan osmium tetroksida. Fiksatif lain yang diterima umum memungkinkan untuk membezakan membran nuklear, nukleolus, struktur kromatin dalam bentuk ketulan dan benang dan jisim yang tidak tercemar di antara mereka - nukleoplasma pada penyediaan.
Struktur kromatin terletak dalam medium akromatik yang lebih cair; ia boleh menjadi padat atau longgar, seperti gelembung. Dalam sesetengah objek, selepas penetapan, kromatin tidak membentuk rangkaian nuklear yang jelas, tetapi tertumpu dalam nukleus dalam bentuk rumpun besar, dipanggil chromocenters, atau prochromosome. Dalam nukleus jenis ini, semua kromatin tertumpu di pusat kromo.

1.3. NUKLELUS

Menurut kajian mikroskopik elektron, nukleolus tidak mempunyai sebarang membran. Bahan mereka terutamanya terdiri daripada filamen submikroskopik dan nukleoplasma. Nukleolus boleh diperhatikan menggunakan teknik pewarnaan khas, dan juga dalam nukleus beberapa sel hidup menggunakan mikroskop kontras fasa atau kondenser medan gelap.
Pada mikrograf elektron, dua zon sering kelihatan dalam nukleolus: yang pusat adalah homogen dan yang pinggiran dibina daripada filamen berbutir. Butiran ini menyerupai ribosom, tetapi berbeza daripada mereka dalam ketumpatan dan saiz yang lebih rendah. Nukleolus kaya dengan protein (80-85%) dan RNA (kira-kira 15%) dan berfungsi sebagai pusat aktif untuk sintesis RNA ribosom. Selaras dengan ini, komponen utama nukleolus ialah DNA nukleolar, yang dimiliki oleh penganjur nukleolus salah satu kromosom.
Kandungan RNA turun naik dengan ketara, bergantung kepada keamatan metabolisme dalam nukleus dan sitoplasma. Nukleolus tidak wujud secara kekal dalam nukleus: ia muncul pada telofasa tengah mitosis dan hilang pada penghujung profase. Adalah dipercayai bahawa apabila sintesis RNA mereput dalam prophase tengah, nukleolus mengendur dan subzarah ribosom yang terbentuk dalam nukleoplasma dilepaskan ke dalam sitoplasma. Apabila nukleolus hilang semasa mitosis, proteinnya, DNA dan RNA, menjadi asas kepada matriks kromosom, dan kemudiannya yang baru terbentuk daripada bahan nukleolus lama.
Sambungan telah diwujudkan antara nukleolus dan kromosom yang mempunyai satelit, jadi bilangan nukleolus sepadan dengan bilangan kromosom satelit. Nukleolonem dipelihara sepanjang keseluruhan kitaran pembahagian sel dan dalam telofasa ia bergerak dari kromosom ke nukleolus baru.

1.4. MEMBRAN NUKLEAR

Nukleus sel yang tidak membahagikan disertakan dalam cangkang yang padat dan elastik, yang larut dan dipulihkan semula dalam proses pembahagian sel. Pembentukan ini jelas kelihatan hanya pada beberapa objek, contohnya, dalam nukleus gergasi sel mukus aloe, ketebalan membran mencapai 1 mikron. Dalam mikroskop cahaya, struktur membran nuklear hanya boleh diperhatikan dalam sel plasmolyzed, tetap dan bernoda.
Kajian terperinci mengenai membran nuklear menjadi mungkin dengan kemunculan mikroskop elektron. Kajian telah menunjukkan bahawa kehadiran membran nuklear adalah ciri semua sel eukariotik. Ia terdiri daripada dua membran asas 6-8 nm tebal setiap satu - luaran dan dalaman, di antaranya terdapat ruang perinuklear dengan lebar 20 hingga 60 nm. Ia dipenuhi dengan enchylema, cecair seperti serum dengan ketumpatan elektron yang rendah.
Jadi, membran nuklear adalah beg berongga yang memisahkan kandungan nukleus dari sitoplasma, dan terdiri daripada dua lapisan: lapisan luar mengehadkan ruang perinuklear dari luar, iaitu dari sisi sitoplasma, yang dalam - dari bahagian dalam, iaitu dari sisi nukleus. Daripada semua komponen membran intrasel, nukleus, mitokondria, dan plastid mempunyai struktur membran yang serupa.
Struktur morfologi setiap lapisan adalah sama dengan membran dalaman sitoplasma. Ciri khas membran nuklear ialah kehadiran liang di dalamnya - perforasi bulat yang terbentuk di persimpangan membran nuklear luar dan dalam. Saiz liang agak stabil (diameter 30-100 nm), manakala bilangannya berubah-ubah dan bergantung kepada aktiviti fungsi sel: semakin aktif proses sintetik di dalamnya, semakin banyak liang per unit permukaan nukleus sel.
Didapati bahawa bilangan liang meningkat semasa tempoh pembinaan semula dan pertumbuhan nukleus, serta semasa replikasi DNA. Salah satu penemuan terbesar yang dibuat oleh mikroskop elektron ialah hubungan rapat antara sampul nuklear dan retikulum endoplasma. Oleh kerana membran nuklear dan helai retikulum endoplasma berkomunikasi antara satu sama lain di banyak tempat, ruang perinuklear mesti mengandungi cecair seperti serum yang sama seperti rongga antara membran retikulum endoplasma.
Apabila menilai peranan fungsi membran nuklear, persoalan kebolehtelapannya, yang menentukan proses pertukaran antara nukleus dan sitoplasma berkaitan dengan penghantaran maklumat keturunan, menjadi sangat penting. Untuk memahami interaksi nuklear-sitoplasma dengan betul, adalah penting untuk mengetahui sejauh mana kebolehtelapan sampul nuklear kepada protein dan metabolit lain. Eksperimen menunjukkan bahawa sampul nuklear mudah telap kepada molekul yang agak besar. Oleh itu, ribonuclease, enzim yang menghidrolisis asid ribonukleik tanpa membebaskan asid fosforik bebas, mempunyai berat molekul kira-kira 13,000 dan menembusi nukleus dengan cepat.
Walaupun dalam akar yang diperbaiki dengan kaedah pembekuan yang diubah suai, dapat diperhatikan bahawa pewarnaan nukleolus ditindas dalam semua sel seawal 1 jam selepas rawatan ribonuclease.

1.5. karyoplasma

Karyoplasma (jus nuklear, nukleoplasma) adalah persekitaran dalaman utama nukleus, ia menduduki seluruh ruang antara nukleolus, kromatin, membran, semua jenis kemasukan dan struktur lain. Karyoplasma di bawah mikroskop elektron kelihatan seperti jisim homogen atau berbutir halus dengan ketumpatan elektron yang rendah. Ia mengandungi ribosom, badan mikro, globulin dan pelbagai produk metabolik dalam keadaan terampai.
Kelikatan jus nuklear adalah lebih kurang sama dengan kelikatan bahan utama sitoplasma. Keasidan jus nuklear, ditentukan oleh suntikan mikro penunjuk ke dalam nukleus, ternyata sedikit lebih tinggi daripada sitoplasma.
Selain itu, jus nuklear mengandungi enzim yang terlibat dalam sintesis asid nukleik dalam nukleus dan ribosom. Jus nuklear tidak diwarnai dengan pewarna asas, oleh itu ia dipanggil bahan akromatik, atau karyolymph, berbeza dengan kawasan yang boleh diwarnai - kromatin.

1.6. CHROMATIN

Istilah "kromosom" digunakan berhubung dengan molekul asid nukleik, yang merupakan repositori maklumat genetik virus, prokariot atau sel eukariotik. Walau bagaimanapun, pada asalnya perkataan "kromosom" (iaitu, "badan berwarna") digunakan dalam erti kata yang berbeza - untuk merujuk kepada pembentukan berwarna padat dalam nukleus eukariotik, yang boleh diperhatikan dalam mikroskop cahaya selepas sel dirawat dengan pewarna.
Kromosom eukariotik, dalam erti kata asalnya, kelihatan seperti struktur yang ditakrifkan secara mendadak hanya sebelum dan semasa mitosis, proses pembahagian nuklear dalam sel somatik. Dalam keadaan rehat, sel eukariotik tidak membahagi, bahan kromosom, dipanggil kromatin, kelihatan kabur dan nampaknya diedarkan secara rawak ke seluruh nukleus. Walau bagaimanapun, semasa sel bersedia untuk pembahagian, kromatin mengembun dan berkumpul ke dalam bilangan ciri kromosom yang jelas bagi spesies tersebut.
Kromatin diasingkan daripada nukleus dan dianalisis. Ia terdiri daripada gentian yang sangat nipis yang mengandungi 60% protein, 35% DNA, dan mungkin 5% RNA. Gentian kromatin dalam kromosom dilipat dan membentuk banyak nodul dan gelung. DNA dalam kromatin terikat sangat rapat dengan protein yang dipanggil histon, yang berfungsi untuk membungkus dan menyusun DNA ke dalam unit struktur - nukleosom. Kromatin juga mengandungi sejumlah protein bukan histon. Tidak seperti eukariotik, kromosom bakteria tidak mengandungi histon; ia mengandungi hanya sejumlah kecil protein yang menggalakkan pembentukan gelung dan pemeluwapan (pentumpatan) DNA.

bab 2

2.1. NUCLEUS - KOMPONEN PENTING SEL

Malah pada penghujung abad yang lalu, telah terbukti bahawa serpihan yang tidak mempunyai nukleus, terputus daripada amoeba atau ciliate, mati selepas masa yang lebih kurang singkat. Eksperimen yang lebih terperinci telah menunjukkan bahawa amuba enukleasi hidup, tetapi tidak lama selepas pembedahan mereka berhenti makan dan bergerak, dan selepas beberapa hari (sehingga satu minggu) mereka mati. Jika nukleus dipindahkan ke dalam sel yang telah dienukleasi sebelum ini, maka proses aktiviti kehidupan normal dipulihkan dan selepas beberapa ketika amuba mula membahagi.
Telur landak laut, yang tidak mempunyai nukleus, membahagi apabila dirangsang kepada perkembangan parthenogenetic, tetapi juga akhirnya mati. Eksperimen yang sangat menarik telah dijalankan pada acetabularia alga uniselular yang besar. Selepas penyingkiran nukleus, alga bukan sahaja hidup, tetapi juga boleh memulihkan kawasan bukan nuklear untuk tempoh tertentu. Akibatnya, dengan ketiadaan nukleus, keupayaan untuk membiak pertama sekali terjejas, dan walaupun daya maju dikekalkan untuk beberapa lama, akhirnya sel sedemikian pasti akan mati.
kandungan serpihan nuklear dan bebas nuklear dalam medium dengan prekursor radioaktif RNA - 3H-uridine menunjukkan bahawa tiada sintesis RNA dalam serpihan bebas nuklear. Sintesis protein berterusan untuk beberapa lama disebabkan oleh RNA maklumat dan ribosom yang terbentuk lebih awal, sehingga nukleus dikeluarkan. Mungkin ilustrasi yang paling menarik tentang peranan nukleus disediakan oleh eritrosit mamalia bukan nuklear. Ini adalah percubaan yang ditetapkan oleh alam semula jadi itu sendiri.
Apabila matang, eritrosit mengumpul hemoglobin, kemudian mereka membuang nukleus dan hidup dan berfungsi dalam keadaan ini selama 120 hari. Mereka tidak dapat membiak dan akhirnya mati. Walau bagaimanapun, sel-sel yang baru sahaja mengeluarkan nukleus, yang dipanggil retikulosit, masih meneruskan sintesis protein, tetapi tidak lagi mensintesis RNA. Akibatnya, penyingkiran nukleus memerlukan pemberhentian kemasukan ke dalam sitoplasma RNA baru yang disintesis pada molekul DNA yang dilokalkan dalam kromosom nukleus. Walau bagaimanapun, ini tidak menghalang RNA messenger yang sedia ada dalam sitoplasma daripada terus mensintesis protein, yang diperhatikan dalam retikulosit. Kemudian, apabila RNA rosak, sintesis protein berhenti, tetapi eritrosit masih terus hidup untuk masa yang lama, melaksanakan fungsinya, yang tidak dikaitkan dengan penggunaan protein intensif.
Ovum landak laut, yang tidak mempunyai nukleus, terus hidup dan boleh membahagi kerana fakta bahawa semasa oogenesis mereka telah menyimpan sejumlah besar RNA, yang terus berfungsi. RNA Messenger dalam bakteria berfungsi selama beberapa minit, tetapi dalam beberapa sel mamalia khusus ia berterusan selama sehari atau lebih.
Data yang diperolehi pada acetobularia agak berbeza. Ternyata morfogenesis bahagian yang dikeluarkan ditentukan oleh nukleus, tetapi hayat kepingan itu disediakan oleh DNA, yang terkandung dalam kloroplas. RNA Messenger disintesis pada DNA ini, yang seterusnya, menyediakan sintesis protein.

2.2. STRUKTUR FUNGSI NUKLEUS

Dalam kajian organisasi struktur-biokimia alat nuklear pelbagai sel, kajian sitologi perbandingan memainkan peranan penting, di mana kedua-dua pendekatan evolusi-sejarah tradisional dan perbandingan sitologi perbandingan luas organisasi radas nuklear pelbagai jenis sel. digunakan. Arah evolusi-sejarah dalam kajian ini amat penting, kerana radas nuklear adalah struktur selular yang paling konservatif - struktur yang bertanggungjawab untuk penyimpanan dan penghantaran maklumat genetik.
Kajian sitologi perbandingan luas tentang radas nuklear dalam sel-sel yang, seolah-olah, menyimpang secara mendadak daripada tahap biasa (tipikal) organisasi (oosit, spermatozoa, eritrosit nuklear, ciliates, dll.), dan penggunaan data yang diperoleh menggunakan kaedah biologi molekul dan sitologi dalam sains khas yang berkaitan dengan tahap selular organisasi (sitologi peribadi, protozoologi, dll.) memungkinkan untuk mendedahkan banyak ciri menarik organisasi radas nuklear yang mempunyai kepentingan sitologi umum.
Sebagai sebahagian daripada radas nuklear sel eukariotik, beberapa subsistem boleh dibezakan, tempat pusat di antaranya diduduki oleh satu set kromosom interfasa, atau DNA nukleus. Mereka mengandungi semua DNA nukleus, yang berada dalam hubungan yang sangat kompleks dengan protein kromatin, yang, seterusnya, dibahagikan kepada protein struktur, berfungsi dan pengawalseliaan.
Subsistem kedua dan sangat penting bagi radas nuklear ialah matriks nuklear, iaitu sistem protein fibril yang melaksanakan kedua-dua fungsi struktur (rangka) dalam organisasi topografi semua komponen nuklear, dan fungsi pengawalseliaan dalam mengatur proses replikasi. , transkripsi, kematangan (pemprosesan) dan pergerakan produk.transkripsi di dalam dan di luar nukleus. Nampaknya, matriks protein mempunyai sifat dwi: beberapa komponennya menyediakan terutamanya fungsi rangka, yang lain - pengawalseliaan dan pengangkutan.
Bersama-sama dengan bahagian tertentu DNA kromatin, protein matriks nuklear (berfungsi dan struktur) membentuk asas nukleolus. Protein matriks struktur juga mengambil bahagian dalam pembentukan radas permukaan nukleus. Radas cetek nukleus menduduki, kedua-dua struktur dan fungsi, kedudukan perantaraan antara radas metabolik sitoplasma dan nukleus. Membran dan tangki membran nuklear sebenarnya adalah bahagian khusus dari keseluruhan sistem membran sitoplasma.
Struktur khusus radas permukaan nukleus, yang memainkan peranan penting dalam pelaksanaan fungsi utamanya - memastikan interaksi nukleus dan sitoplasma, adalah kompleks liang dan plat padat submembran, yang dibentuk dengan bantuan matriks nuklear protein. Akhirnya, subsistem terakhir radas nuklear ialah karyoplasma. Ini adalah fasa luaran tanpa struktur bagi radas nuklear yang serupa dengan hyaloplasma, yang mewujudkan persekitaran mikro khusus untuk struktur nuklear, yang memastikan fungsi normalnya.
Karyoplasma berada dalam interaksi berterusan dengan hyaloplasma melalui sistem kompleks liang dan membran sampul nuklear.

2.3. PERANAN STRUKTUR NUKLEAR DALAM KEHIDUPAN SEL

Proses asas yang berkaitan dengan sintesis protein pada dasarnya adalah sama untuk semua bentuk kehidupan, menunjukkan kepentingan khusus nukleus sel. Nukleus melakukan dua kumpulan fungsi umum: satu bertujuan untuk penyimpanan sebenar maklumat genetik, yang lain - pada pelaksanaannya, untuk memastikan sintesis protein. Dalam erti kata lain, kumpulan pertama terdiri daripada proses mengekalkan maklumat keturunan dalam bentuk struktur DNA yang tidak berubah. Proses-proses ini adalah disebabkan oleh kehadiran enzim pembaikan yang dipanggil yang menghapuskan kerosakan spontan pada molekul DNA (pecahnya salah satu rantai DNA, sebahagian daripada kerosakan sinaran), yang mengekalkan struktur molekul DNA secara praktikal tidak berubah dalam beberapa generasi sel atau organisma.
Selanjutnya, pembiakan, atau penggandaan, molekul DNA berlaku dalam nukleus, yang membolehkan dua sel menerima jumlah maklumat genetik yang sama secara kualitatif dan kuantitatif. Dalam nukleus, proses perubahan dan penggabungan semula bahan genetik berlaku, yang diperhatikan semasa meiosis (menyilang). Akhirnya, nukleus terlibat secara langsung dalam pengedaran molekul DNA semasa pembahagian sel.
Satu lagi kumpulan proses selular yang disediakan oleh aktiviti nukleus ialah penciptaan radas sebenar sintesis protein. Ini bukan sahaja sintesis, transkripsi pada molekul DNA pelbagai RNA utusan, tetapi transkripsi semua jenis RNA pemindahan dan RNA ribosom. Dalam nukleus eukariota, pembentukan subunit ribosom juga berlaku dengan kompleks RNA ribosom yang disintesis dalam nukleolus dengan protein ribosom yang disintesis dalam sitoplasma dan dipindahkan ke nukleus. Oleh itu, nukleus bukan sahaja bekas bahan genetik, tetapi juga tempat di mana bahan ini berfungsi dan membiak. Oleh itu, kehilangan atau pelanggaran mana-mana fungsi di atas adalah bencana untuk sel secara keseluruhan.
Oleh itu, pelanggaran proses pembaikan akan membawa kepada perubahan dalam struktur utama DNA dan secara automatik kepada perubahan dalam struktur protein, yang pasti akan menjejaskan aktiviti khusus mereka, yang boleh hilang atau berubah begitu sahaja sehingga tidak dapat menyediakan fungsi selular. , akibatnya sel mati. Pelanggaran replikasi DNA akan menyebabkan terhentinya pembiakan sel atau kemunculan sel dengan set maklumat genetik yang lebih rendah, yang juga memudaratkan mereka. Keputusan yang sama akan membawa kepada pelanggaran pengedaran bahan genetik (molekul DNA) semasa pembahagian sel.
Kehilangan akibat kerosakan pada nukleus atau dalam kes pelanggaran mana-mana proses pengawalseliaan untuk sintesis sebarang bentuk RNA secara automatik akan menyebabkan terhentinya sintesis protein dalam sel atau kepada pelanggaran beratnya. Semua ini menunjukkan peranan utama struktur nuklear dalam proses yang berkaitan dengan sintesis asid nukleik dan protein, fungsi utama dalam kehidupan sel.
Nukleus menjalankan penyelarasan dan peraturan kompleks proses sintesis RNA. Seperti yang dinyatakan, ketiga-tiga jenis RNA terbentuk pada DNA. Kaedah radiografi telah menunjukkan bahawa sintesis RNA bermula dalam nukleus (kromatin dan nukleolus), dan RNA yang telah disintesis bergerak ke dalam sitoplasma. Oleh itu, kita melihat bahawa nukleus memprogramkan sintesis protein, yang dijalankan dalam sitoplasma. Walau bagaimanapun, nukleus itu sendiri juga dipengaruhi oleh sitoplasma, kerana enzim yang disintesis di dalamnya memasuki nukleus dan diperlukan untuk fungsi normalnya. Sebagai contoh, polimerase DNA disintesis dalam sitoplasma, tanpanya autoreproduksi molekul DNA tidak boleh berlaku. Oleh itu, kita harus bercakap tentang pengaruh bersama nukleus dan sitoplasma, di mana peranan dominan masih dimiliki oleh nukleus sebagai penjaga maklumat keturunan yang dihantar semasa pembahagian dari satu sel ke sel lain.

2.4. DNA NILAI TERKEMUKA

Kepentingan biologi utama radas nuklear ditentukan oleh komponen utamanya - molekul DNA gergasi yang mampu mereplikasi dan transkripsi. Kedua-dua sifat DNA ini mendasari dua fungsi terpenting bagi radas nuklear mana-mana sel:

a) menggandakan maklumat keturunan dan penghantarannya dalam beberapa generasi sel;
b) transkripsi terkawal bahagian molekul DNA dan pengangkutan RNA yang disintesis ke dalam sitoplasma sel.

Mengikut sifat organisasi radas nuklear, semua sel dibahagikan kepada tiga kumpulan: prokariotik, mesokaryotik dan eukariotik.
Sel prokariotik dicirikan oleh ketiadaan membran nuklear, lipatan DNA tanpa penyertaan histon, jenis replikasi DNA unireplicon, prinsip monocistronic organisasi transkripsi dan peraturannya terutamanya mengikut prinsip maklum balas positif dan negatif.
Sel-sel eukariotik, sebaliknya, dibezakan dengan kehadiran membran nuklear, lebih tepat lagi, walaupun alat permukaan kompleks nukleus, dan jenis replikasi multi-replika molekul DNA yang membentuk satu set kromosom. Pembungkusan molekul ini berlaku dengan bantuan kompleks protein. Sifat pembungkusan tertakluk kepada perubahan kitaran yang berkaitan dengan laluan sel fasa biasa kitaran pembiakan. Proses transkripsi DNA dan peraturannya dalam eukariota berbeza dengan ketara daripada proses dalam prokariot.
Sel-sel mesokaryotik dalam organisasi radas nuklear menduduki, seolah-olah, kedudukan pertengahan antara sel eukariotik dan prokariotik. Mesokaryotes, seperti eukariota, mempunyai radas permukaan nukleus yang dibangunkan dengan baik. Susunan molekul DNA dalam kromosom berbeza dengan ketara daripada organisasi DNP dalam sel eukariotik. Mekanisme replikasi dan transkripsi DNA dalam mesokaryotes kurang difahami. Oleh itu, proses paling penting yang berkaitan dengan status keturunan organisma diteruskan dalam nukleus sel - replikasi (biosintesis DNA) dan transkripsi.
Di samping itu, nukleus adalah sumber protein dan enzim individu yang diperlukan untuk aktiviti penting tisu yang dibezakan. Pada masa yang sama dengan aliran maklumat ke dalam sel, maklum balas dijalankan untuk memastikan sintesis protein: sitoplasma - nukleus, iaitu, nukleus berfungsi dalam interaksi rapat dengan bahagian lain sel, menggabungkan proses pengangkutan nuklear-sitoplasma dan interaksi pengawalseliaan dengan sitoplasma sel.