Budowa jądra komórkowego — schemat

Jądro komórkowe to największe organellum komórki eukariotycznej, zawierające materiał genetyczny. Otacza je podwójna błona jądrowa z porami.

Elementy budowy

• Otoczka jądrowa — dwie błony z porami
• Kariolimfa — półpłynne wnętrze
• Chromatyna — DNA połączone z białkami
• Jąderko — miejsce powstawania rybosomów

Pory jądrowe nie są zwykłymi otworami, lecz złożonymi kompleksami białkowymi. Przepuszczają wybrane cząsteczki, zatrzymując inne — dzięki temu jądro pozostaje przedziałem o odrębnym składzie, mimo stałej wymiany z cytoplazmą.

Chromatyna a chromosomy

W komórce niedzielącej się DNA występuje w postaci luźnej chromatyny. Przed podziałem ulega spiralizacji, tworząc widoczne chromosomy.

To ta sama substancja w dwóch stanach upakowania. Luźna chromatyna umożliwia odczytywanie genów, a skondensowane chromosomy ułatwiają rozdzielenie materiału — komórka przełącza się między nimi zależnie od tego, co akurat robi.

Funkcje

• Przechowywanie — zabezpieczenie DNA przed uszkodzeniem
• Replikacja — powielanie materiału przed podziałem
• Transkrypcja — przepisywanie genów na RNA
• Kontrola — kierowanie pracą całej komórki

Oddzielenie DNA od cytoplazmy pozwala rozdzielić w czasie i przestrzeni przepisywanie genów oraz wytwarzanie białek. U bakterii oba procesy zachodzą jednocześnie, bo nie ma bariery, która by je rozdzielała.

Wyjątki

Nie każda komórka eukariotyczna ma jądro. Dojrzałe krwinki czerwone człowieka tracą je, zyskując miejsce na hemoglobinę.

Konsekwencją jest krótki czas życia takiej komórki, bo bez jądra nie potrafi się odnawiać ani dzielić. Utrata jądra to przykład wyspecjalizowania okupionego trwałością — komórka staje się skuteczniejsza w jednym zadaniu i traci pozostałe możliwości.

Jądro a inne organelle

• Mitochondrium — własne DNA, wytwarzanie energii
• Rybosomy — synteza białek, powstają w jąderku
• Siateczka śródplazmatyczna — połączona z otoczką jądrową

Otoczka jądrowa przechodzi bezpośrednio w siateczkę śródplazmatyczną, więc oba przedziały tworzą ciągły układ błon. Komórka nie jest zbiorem osobnych elementów, lecz siecią połączonych przestrzeni — to obraz dokładniejszy niż schemat z podręcznika.

Liczba jąder

Większość komórek ma jedno jądro, ale zdarzają się wyjątki. Komórki mięśni szkieletowych są wielojądrowe, bo powstają przez zlanie się wielu komórek.

Jedno jądro nie wystarczyłoby do obsłużenia tak dużej objętości. Wielkość komórki ogranicza możliwości pojedynczego jądra, więc organizmy rozwiązują problem albo podziałem, albo zwielokrotnieniem jąder.

Podział jądra

Przed podziałem komórki otoczka jądrowa ulega rozpadowi, a chromosomy zostają rozdzielone. Po zakończeniu podziału błona odtwarza się wokół każdego zestawu.

Proces ten nazywa się mitozą, gdy powstają komórki identyczne, albo mejozą przy tworzeniu komórek rozrodczych. Sama otoczka nie jest strukturą trwałą, lecz odtwarzaną w każdym cyklu.