النواة هي العضية الكبيرة المحاطة بالغشاء والتي تحتوي على المادة الوراثية في شكل جزيئات DNA خطية متعددة منظمة في هياكل تسمى الكروموسومات، وتتمثل وظيفة النواة في العمل كمركز تحكم للخلية، لأنها تحتوي على المادة الجينية التي ترمز للوظائف الحيوية للخلية.
النواة هي عضية كبيرة مزدوجة الغشاء يشار إليها أحيانًا باسم “الوحدة المركزية ” للخلية لأنها تحتوي على الكروموسومات التي تحمل المادة الوراثية.
بصرف النظر عن الكروموسومات، هناك هياكل أخرى داخل النواة ويطلق عليها مجتمعة الأجسام النووية، ويسمى المكون السائل للنواة بالبلازما النووية.
بنية النواة عبارة عن عضية مزدوجة الغشاء من حقيقيات النوى، تحتوي على مكونات مميزة: النواة والكروماتين الأخرى ( الكروموسومات )، والأجسام النووية، والمصفوفة النووية، والنيوكليوبلازم، والمغلف النووي:
يسمى مجمع الأحماض النووية (مثل DNA أو RNA) والبروتينات (مثل الهستونات) بالكروماتين، أثناء انقسام الخلية يتكثف الكروماتين ليصبح كروموسومًا، وتكون الوحدة الهيكلية الأساسية للكروماتين هي نواة.
يتكون النيوكليوسوم من قطعة دنا جرح حول نوى بروتين هيستون، تتمثل الوظيفة الرئيسية للكروماتين في تجميع الحمض النووي في حجم أصغر ليناسب الخلية.
وهناك نوعان رئيسيان من الكروماتين: الكروماتين الحقيقي والكروماتين المغاير، الكروماتين الحقيقي فضفاض من الناحية الهيكلية للسماح بالنسخ والتكرار بينما يكون الكروماتين المتغاير أكثر تكثيفًا وبالتالي أقل نشاطًا.
يشتمل الحمض النووي على جزء كبير من جينوم الخلية (يأتي الجزء الصغير من الحمض النووي خارج النواة في الميتوكوندريا و / أو البلاستيدات الخضراء )، يسمى الحمض النووي خارج النواة بالحمض النووي خارج النواة.
يحدث هذا الحمض النووي خارج النواة مثل cpDNA في البلاستيدات الخضراء و mtDNA في الميتوكوندريا في نسخ متعددة نظرًا لوجود العديد من البلاستيدات الخضراء والميتوكوندريا بينما توجد عادة نواة واحدة فقط داخل الخلية.
لذلك تحتوي الخلية على عدة نسخ من mtDNA و cpDNA، غالبًا بالآلاف، ويتم ضغط الحمض النووي النووي في هياكل الكروماتين من خلال الهيستونات بينما لا يتم ضغط الحمض النووي DNA و mtDNA و cpDNA.
يُعرَّف الجسم النووي بأنه بنية بروتينية غير مغشوية في الغالب في النواة، وتعتبر النواة واحدة من الهيئات النووية وهي الأبرز، ويتميز بمظهره الحبيبي الدائري.
وظيفتها هي تخليق الريبوسومات وهي واحدة من اللاعبين الرئيسيين في تخليق البروتين، الأجسام النووية الأخرى هي أجسام Cajal والأحجار الكريمة (الجوزاء من أجسام Cajal)، ومجالات رابطة karyosomal متعددة الأشكال (PIKA)، وأجسام بروتين اللوكيميا (PML)، وبقع الربط، والنقشات، وألياف perichromatin، و clastosomes.
يمكن تصنيف الأجسام النووية إلى بسيطة (النوع الأول والنوع الثاني) ومعقدة (النوع الثالث والنوع الرابع أ والنوع الخامس).
المصفوفة النووية مماثلة للهيكل الخلوي في سيتوبلازم الخلية، إنها شبكة ليفية توفر الدعم الهيكلي لحجم وشكل النواة، وتعتبر المصفوفة النووية أكثر ديناميكية على الرغم من مقارنتها بالهيكل الخلوي، ويشمل الصفيحة النووية التي تشير إلى الشبكة الليفية الكثيفة المجاورة للغلاف النووي.
يشير النيوكليوبلازم إلى بروتوبلازم النواة مثل السيتوبلازم في بقية الخلية. حيث يتكون النيوكليوبلازم من مواد مختلفة (مثل الكروموسومات والأجسام النووية والمصفوفة النووية) الموجودة في الغلاف النووي، ويسمى المكون السائل في النيوكليوبلازم نيوكليوسول ( مثل العصارة الخلوية إلى السيتوبلازم).
الغلاف النووي (يسمى أيضًا الغشاء النووي) هو الغشاء البيولوجي الذي يحيط بالنواة، وعلى غرار غشاء الخلية فإن الغشاء النووي عبارة عن طبقة ثنائية الشحميات.
وبالتالي فإن وظيفة الغشاء النووي تشبه غشاء الخلية وكذلك من حيث تنظيم دخول وخروج المواد، يحتوي الغلاف النووي على مسام نووية للتحكم في حركة الجزيئات بين البلازما النووية وغير منفذة للجزيئات الكبيرة.
ولذلك يفصل محتويات النواة عن السيتوبلازم الخلوي ويسمح بدخول الجزيئات المختارة، يحدث النقل النووي للجزيئات الكبيرة (مثل البروتينات و RNAs) عبر بروتينات حاملة لنظام النقل النشط بينما يحدث مرور الجزيئات والأيونات الصغيرة بشكل سلبي عبر المسام النووية.
تؤدي النواة وظائف عديدة مهمة في الخلية، تشمل الوظائف الرئيسية الثلاثة للنواة:
فيما يلي بعض التفاعلات الشائعة أو العمليات البيولوجية التي تحدث في النواة:
التعبير الجيني هو تحويل المعلومات من الجين إلى mRNA عبر النسخ، ثم إلى البروتين عبر الترجمة مما يؤدي إلى المظهر الظاهري للجين، ويتم التعبير الجيني من خلال خطوتين، فيما يلي نتعرف عليهم:
يحدث النسخ في حقيقيات النوى في النواة (في بدائيات النوى في السيتوبلازم). إنها عملية إنشاء نسخة من الحمض النووي إلى mRNA من خلال مساعدة إنزيم RNA polymerase .
على الرغم من أن بوليميراز الحمض النووي الريبي يعبر حبلا قالب الحمض النووي من 3 → 5 ′، عادة ما يتم استخدام حبلا الترميز (غير القالب) كنقطة مرجعية، ومن ثم تستمر العملية في اتجاه 5 → 3 ′، كما هو الحال في تكرار الحمض النووي.
ومع ذلك على عكس النسخ المتماثل للحمض النووي لا يحتاج النسخ إلى مادة أولية للبدء ويستخدم الاقتران الأساسي لإنشاء نسخة من الحمض النووي الريبي تحتوي على اليوراسيل بدلاً من الثايمين.
الخطوة الثانية هي الترجمة حيث يتم فك شفرة mRNA لإنتاج تسلسل معين من الأحماض الأمينية، على الرغم من حدوث هذه الخطوة في السيتوبلازم يتم إنتاج منظمات العملية من النواة.
على سبيل المثال يتم إنتاج rRNAs و tRNAs عبر النسخ فقط وبالتالي تخطي خطوة الترجمة للجينات المشفرة غير البروتينية. الرنا الريباسي و الرنا المرسال وسطاء مهمون في ترجمة الرنا المرسال.
قبل ترجمة الرنا المرسال يخضع الرنا المرسال حديث التوليف لتعديل لاحق للترجمة وهو يحدث في النواة، وتتضمن هذه التعديلات تغطية 5 و 3 ′ polyadenylation و RNA splicing، وسوف تتحلل الرنا المرسال التي يتم نقلها إلى السيتوبلازم من النواة دون إجراء تعديلات بدلاً من ترجمتها.
تكرار الحمض النووي هو عملية نسخ جزيء DNA بطريقة شبه محافظة، حيث تحتوي النسخة على أحد الخيوط الأصلية المقترنة بحبل مركب حديثًا مكملًا من حيث اقتران قاعدة AT و GC. يحدث هذا بشكل خاص خلال المرحلة S من دورة الخلية، وهذا ضروري لأنه خطوة تمهيدية قبل انقسام الخلية (الانقسام أو الانقسام الاختزالي 1).
النواة هي أكبر بنية حشوية في الخلايا الحيوانية، ويبلغ متوسط القطر في خلايا الثدييات 6 ميكرومتر، في حين أن هناك خلايا تفتقر إلى النوى مثل خلايا الدم الحمراء البشرية، وهناك أيضًا بعض الخلايا التي تحتوي على نوى أكثر نسبيًا مثل ناقضات العظم.
يشير هذا إلى أن ناقضات العظم أكثر نشاطًا من حيث تنظيم الجينات من خلايا الدم الحمراء، وعند النضج تفقد خلايا الدم الحمراء نواتها لتوفير قدر أكبر من التقارب للغازات مثل الأكسجين. ويمكنك الحصول على مزيد من المعلومات من هنا.
نسخة للطباعة