A sejtmagot (lat. Nucleus = mag, szem) először egy skót botanikus figyelte meg ROBERT BARNA (1773-1858) 1831-ben. A mag a központi organella, amely a sejtélethez és a szétosztáshoz szükséges genetikai információkat tartalmazza. A sejt vezérlési és koordinációs központját képviseli. Minden sejtben található (kivéve a nagymértékben specializálódott sejteket, pl. Érett emlős eritrociták vagy növényi vezető szöveti sejtek).

agysejtek

A mag mérete nagyon változó, általában 4-30 µm tartományban van. Ez a legnagyobb sejtes organella, amely a legtöbb, főleg fiatal sejt közepén található; a kivétel az ontogenetikailag régebbi, nagy központi vakuolával rendelkező növényi sejtek, amelyekben a mag szélükig extrudálva van. Az excentrikus lokalizáció megfigyelhető a mirigysejtekben is, ahol a sejtmag a sejt bazális pólusánál helyezkedik el. A mag és a citoplazma méretének arányát nevezzük nukleocitoplazmatikus arány, ami viszonylag stabil: ha a mag megnagyobbodik, az egész sejt ennek megfelelően növekszik. Ezt a jelenséget kifejezetten olyan mezőgazdasági növényekben alkalmazzák, amelyek tolerálják a poliploidizációt - a kromoszómák számának megkettőzése megnöveli a növényt és annak gyümölcsét.

A növényi és állati sejtek döntő többségének egy magja van, ún. monoenerg sejtek. Az alacsonyabb növények és gombák sejtjeiben a magok száma jelentősen változhat. A virágporszemeknek két magja is van: generatív és vegetatív. A tölcséreknek két szerkezeti és funkcionális szempontból is differenciált magjuk van (mikro- és makronukleusz).

A mag alakja jelentősen megváltozhat. Ez a sejttípustól, működésétől és a differenciálódás stádiumától függ. Az alapforma gömb alakú. A gömbös magok gömbös, sokszögű és köbös sejtekben találhatók, hengeres vagy orsósejtekben gyakran oválisak, a vázizmok elliptikusak. Erősen szegmentált mag fordul elő a tobozmirigy sejtjeiben. A neutrofil granulociták (a fehérvérsejtek egy típusa) szegmentált magokkal rendelkeznek. Amebikus mozgékonyságú sejtekben (változások, makrofágok) a mag alakja is átmenetileg megváltozik.

A mag rendkívül összetett organella. Ez nem statikus szerkezet, hanem nagyon dinamikus. Morfológiája periodikusan megismétlődik. A mag szerkezeti változásai összefüggésbe hozhatók az egyes sejttípusok ontogenezisével, morfológiai differenciálódásával és funkcionális specializációjával. A sejtmag két fő formáját különböztetjük meg:

  • interfázisú mag sejtosztódások között
  • mitotikus (kariokinetikus) mag kromatin spiralizáció jellemzi

Interfázisos mag link

Az interfázisú (interkinetikus) mag alapvető komponensei a következők:

  • maghártya
  • kromatin
  • mag
  • nukleáris csontváz
  • nukleáris zárványok

Nukleáris membrán link

A magmembrán (magburok, karioté, karilema) elválik nukleoplazma (magtartalom) a citoplazmából (sejttartalom) az interfázis során. Két membránból áll, amelyeknek tipikus biomembrán szerkezete van. A két membránt 10-50 nm szélesség választja el egymástól perinukleáris tér (perinukleáris = perinukleáris). A külső maghártyát a citoplazmatikus oldalon riboszómák borítják, és kommunikál a durva endoplazmatikus retikulummal.

A magmembrán folyamatos felülete helyenként megszakad magpórusok (nukleopórusok), ahol a maghéj belső és külső hártyája simán metszik egymást. Ezek nem valódi pórusok, de az ún diafragma. Néhány maggal a felület 25% -át foglalják el. Lehetővé teszik a makromolekuláris nukleáris termékek átjutását a citoplazmába és fordítva. A nukleáris pórusokon keresztül történő szállítás mellett várható az aktív transzport a nukleáris burkon keresztül is.

Chromatin link

A kromatin az interkinetikus mag tömege, amelynek fő alkotóeleme A hisztonokkal társított DNS - nevű komplexum nukleohiszton. A fénymikroszkópban a kromatin homogén tömegként jelenik meg, és csak a mitózis kezdetére való átmenet után kezd el rostos szerkezetet felvenni.

Alapján a bázikus citológiai festékekkel történő festés intenzitása a kromatin két állapotát különböztetjük meg megfelel a spiralizációjának fokának (kondenzáció) és egyúttal a transzkripció mértéke a következő helyeken:

  • Euchromatin dekondenzált, gyengén foltos, a benne lévő gének átíródnak RNS-be.
  • Heterokromatin sűrített, ezért intenzíven foltos, a benne lévő gének nem íródnak át.

A heterokromatin az alábbiakra oszlik:

  • konstitutív heterokromatin, tartósan transzkripcióval inaktív (pl. nagy ismétlődésű szekvenciák, Barr teste)
  • opcionális heterokromatin, amelyek a sejt állapotától függően beléphetnek a transzkripcióval aktív euchromatin stádiumba.

Kromatin kondenzációja és dekondenzációja, azaz. átmenet a fakultatív kromatin és az euchromatin között, az eukarióta transzkripció egyik nagyon fontos szabályozó mechanizmusa.

euchromatinheterokromatin
festés intenzitásagyengeerős
kondenzáció mértékelecsökkentsűrített
átírásaktívinaktív

Core link

A nucleolus egy sötét foltos szerkezet, amely az összes eukarióta sejt magjában található. Nem képvisel külön sejtorganellát, és a membrántól sem választja el a magtól, hanem fizikai-kémiai tulajdonságaiban különbözik a mag tömegétől. Lehet gömb alakú, elliptikus vagy szabálytalan alakú. Ez nem a mag állandó szerkezete, a mitózis során eltűnik.

A mag az interkinetikus mag területén alakul ki, amely megfelel az ún. Kromoszómák jelenlétének. nukleáris szervező, amely egy specifikus DNS-szekvencia, amely géneket tartalmaz a riboszomális RNS-ek szintéziséhez. A riboszomális RNS-t kódoló régiót általában úgy nevezik rDNS (DNS, amelyen rRNS képződik). A nukleolus valójában a kialakulóban lévő rRNS-ek és riboszomális fehérjék aggregátuma. Szubmikroszkópos szinten megkülönböztethető a mag szemcsés és fibrilláris komponense. A magok számát a magok szervezőinek száma adja.

A mag szerepe a riboszomális alegységek kialakulásában van. Ezek közvetlenül a magban keletkeznek, ahol az rRNS riboszomális fehérjékhez kapcsolódik. Kész riboszómák, ill. A riboszomális alegységek a legnagyobb szerkezetek, amelyek a sejtmag pórusain át jutnak a citoplazmába.

Nukleáris csontváz link

A nukleoskeleton egy térbeli hálózat szerkezete, amely hasonló egy közbenső filamentumhoz. A magváz egy része a magburok membránjának teljes belső felületét vonja be. Ezt a 40 nm vastag réteget nevezzük lemez és három fehérjéből áll: az A, a B és a C rétegből. Ezek szerepet játszanak a sejtmembrán szétesésében (megszakadásában) a sejtciklus M-fázisa alatt és a sejtosztódás utáni újrateremtésében. Horgonyozzák a kromoszómákat a magmembránban, és fenntartják a mag általános alakját.

A nukleáris zárványok kapcsolata

Az intranukleáris zárványok főleg fehérjekristályok. A kristályosodási folyamat a fehérje felesleges felhalmozódásának eredménye.

Mitotikus mag link

A karyokinetikus (mitotikus) magot a szerkezet általános változása jellemzi az interkinetikus maghoz képest, és a kromatin rostos szerkezetekké kondenzálódik - kromoszómák. Ezenkívül a mitotikus magban bekövetkező változások a mag és a sejtmembrán szétesésével járnak.

A kromoszóma link szerkezete

A kromoszóma egyetlen, a hisztonokkal társított DNS-molekulát képvisel. Az interfázisos mag kromatinjától eltérően (amely csak egy másik elnevezés a dekondenzált kromoszómának) ez a komplex makroszkóposan látható szerkezetre van hajtva, hogy biztosítsa annak leánysejtekké történő könnyű elválasztását. A kromoszómák a legjobban a mitózis metafázisában figyelhetők meg, mert ekkor érik el a legnagyobb mértékű kondenzációt (a legrövidebbek és a legdurvábbak).

A metafázisos kromoszóma kapcsolat citogenetikája

A metafázisos kromoszóma hossza 0,5-30 µm, átmérője 0,2-3 µm. A növények átlagosan nagyobb kromoszómákkal rendelkeznek, mint az állatok. Kettő jól látható a metafázisos kromoszómán kromatidok. Minden kromatid csak egy, a kromoszóma teljes hosszában futó DNS-molekulából áll. Az azonos kromoszómájú kromatidák genetikailag azonosak (az egyik kromatid a másik replikációjával jött létre a sejtciklus S-fázisában), ezért hívják őket testvérkromatidák.

A testvérkromatidák a helyükön vannak összekapcsolva centromerek fehérje felhasználásával cohesin. Ezt a területet is nevezik elsődleges szűkület (elsődleges pipa). Az ilyen kromoszómák tipikus alakúak az "X" betűvel. Az elsődleges szűkület az, ahol a hasítóorsó rostjai kapcsolódnak. Az osztóorsó mikrotubulusai felismerik az ún. kinetochór, amely szintén a centromérához kötődő fehérjekomplex. A hasító orsó biztosítja a kromoszómák felosztását a sejt ellentétes pólusaira a mag osztódásának anafázisa során.

A centromér két karra osztja a kromoszómát. Minden kromoszómának csak egy centromere van. Azokat a kromoszómákat, amelyeknek nincs centroméra vagy több, a következők nevezik központos, ill. policentrikus (di-, tricentrikus stb.) és olyan kromoszóma-rendellenességeket képviselnek, amelyek nem teszik lehetővé a kromoszómák helyes felosztását az anafázisban.

A centromér helyzete szerint többféle kromoszómát különböztetünk meg:

  • metacentrikus kromoszómák - a centromér nagyjából középen van
  • szubmetacentrikus kromoszómák - a centromér inkább a középponttól van, és két egyenlőtlenül hosszú karra osztja a kromoszómát
  • akrocentrikus kromoszómák - az egyik kar jelentősen megrövidült
  • telocentrikus kromoszómák - a centromér a végén van; instabil kromoszóma-rendellenességeket képviselnek, amelyeket az egyik kar törése okoz a centromér régióban

Néhány kromoszómának (főleg akrocentrikus) is van másodlagos szűkület (másodlagos pipa), amely elválasztja a kar többi részétől (többnyire rövid) egy kis területet, az úgynevezettet műhold. A műhold a kromoszóma olyan része, amely tartalmaz nukleoláris szervező és funkciója van a mag létrehozásában. A szekunder szűkületet az osztóorsó rostjai nem ismerik fel.

A lineáris kromoszómák terminális részeit hívjuk telomerek. Egyfajta védelmet képviselnek, amely nem teszi lehetővé a kromoszómák egyesülését végrészeikkel. A telomerek nélküli aberráns kromoszómáknak "ragadós" végük van. Ragadós végekkel a kromoszómák tetszés szerint csatlakozhatnak, aminek súlyos következményei lehetnek, mivel az ilyen mutációk stabilak és továbbjutnak a sejtek következő generációi számára.

A test (szomatikus) sejt metafázisos kromoszómájának teljes halmaza alak és méret szerint rendezhető a létrehozáshoz kariotípus. A kariotípus tehát információ a kromoszómák számáról, alakjáról és méretéről. A stabil és azonos kariotípussal rendelkező élő szervezetek egy fajhoz tartoznak. A gyakorlatban a kariotípus-elemzés segít azonosítani egy genetikai betegségben gyanúsított egyén (beteg) kromoszóma-rendellenességeit. A daganatos sejtek többségének megváltozott kariotípusa is van, de ez gyakran nagyon instabil. A kariotípus sematikus ábrázolását hívjuk idiogram.