A mag

bevezetés

A sejtmag vagy sejtmag a sejt legnagyobb organelluma, és az eukarióta sejtek citoplazmájában helyezkedik el. A lekerekített sejtmag, amelyet kettős membrán (magburok) határol, tartalmazza a genetikai információt, amely kromatinba, a dezoxiribonukleinsavba (DNS) van csomagolva. A genetikai információ tárolóként a sejtmag központi szerepet játszik az öröklődés szempontjából.

A sejtmag működése

Az eritrociták kivételével minden emberi sejtnek van egy olyan magja, amelyben a DNS kromoszómák formájában van. A sejtmag szabályozza és ellenőrzi az összes folyamatot, amely egy sejtben zajlik. Például a fehérjék szintézisére, a genetikai információk továbbítására, a sejtosztódásra és a különféle anyagcsere-folyamatokra vonatkozó utasítások.

A genetikai információk tárolása mellett a duplázás (Replikáció) és a ribonukleinsavak (RNS) szintézise a DNS (átírás), valamint ezen RNS módosítása (feldolgozása) a sejtmag legfontosabb funkcióira.

A sejtmagban lévő DNS mellett az emberek mitokondriális DNS-sel is rendelkeznek a mitokondriumokban, amelyek replikációja teljesen független a sejtmagtól. Itt tárolják a légzési lánchoz szükséges sok fehérje információit.

Tudjon meg többet erről a témáról: Sejtlégzés emberekben

A sejtmag illusztrációja

1. Atommag -
   Atommag
2. Külső magmembrán
   (Sejtmag)
   Nucleolemma
3. Belső maghártya
4. Nukleáris sejtek
   Nucleolus
5. Nukleáris plazma
   Nukleoplazma
6. DNS szál
7. Nukleáris pórus
8. Kromoszómák
9. sejt
   Celulla
   A - mag
   B - sejt

A Dr-Gumpert összes képéről áttekintést talál: orvosi képek

Mi az a maganyag?

A nukleáris anyag a magban kódolt genetikai információ. Ez más néven DNS (dezoxiribonukleinsav). A DNS vagy RNS molekula viszont alapvető kémiai építőelemekből, a nukleotidokból áll, és egy cukorból (dezoxiribóz a DNS-ben vagy ribóz az RNS-ben), savas foszfátmaradékból és egy bázisból áll. A bázisokat adeninnek, citozinnak, guaninnak vagy timinnek (vagy RNS esetén uracilnek) nevezik. A DNS egyedülálló a négy bázis rögzített szekvenciája miatt, amely minden emberben eltér.

A DNS nem szabad szál formájában van, hanem speciális fehérjék (hisztonok) köré van tekercselve, amelyeket együttesen kromatinnak nevezünk. Ha ez a kromatin tovább összenyomódik, akkor végül a kromoszómák képződnek, amelyek a mikroszkóp alatt láthatóak a a mitózis metafázisa. A rúd alakú sejtek tehát a genetikai információ hordozói, és részt vesznek a mag felosztásában. Egy normális emberi testsejt 46 kromoszómával rendelkezik, amelyek párban vannak elrendezve (kettős vagy diploid kromoszómák). 23 kromoszóma az anyától és 23 kromoszóma az apától származik.

Tudjon meg többet a DNS

Ezenkívül a mag tartalmazza a magot, amely különösen észrevehető tömörített zónaként. Riboszomális RNS-ből (rRNS) áll.

További információ a témáról Riboszómák

Mi a caryoplasma?

A caryoplazma más néven nukleoplazma vagy nukleoplazma. Leírja azokat a struktúrákat, amelyek a magmembránban helyezkednek el. Ezzel szemben ott van a citoplazma is, amelyet a külső sejtmembrán (plazmalemm) határol.

Erről is olvashat: Sejtplazma az emberi testben

Ez a két szoba nagyrészt vízből és különféle adalékanyagokból áll. Fontos különbség a kariplazma és a citoplazma között az elektrolitok különböző koncentrációi, például Cl- (klorid) és Na + (nátrium). A karioplazmában található különleges környezet a replikációs és transzkripciós folyamatok optimális környezetét jelenti, a genetikai anyagot tartalmazó kromatin és a sejtmag szintén a karioplazmában van tárolva.

A mag mérete

Az eukarióta sejtmagok általában lekerekítettek és átmérőjük 5-16 µm. A szembetűnő sejtmag jól látható a fénymikroszkópban, átmérője 2 - 6 µm. Általában a sejtmag megjelenése és mérete nagymértékben függ a sejttípustól és fajtól.

A sejtmag kettős membránja

A sejtmagot kettős membrán választja el a citoplazmától. Ezt a kettős membránt hívják nukleáris buroknak, és egy belső és egy külső maghártyából áll, a perinukleáris tér között. Mindkét membrán pórusokkal kapcsolódik egymáshoz, így fiziológiai egységet képez (lásd a következő részt).

Általában a kettős membránok mindig egy lipid kettős rétegből állnak, amelyben különféle fehérjék vannak beágyazva. Ezek a fehérjék különféle cukormaradékokkal módosíthatók, és lehetővé teszik a maghártya specifikus biológiai funkcióit.

Mint minden kettős membrán, a nukleáris burkolat is vízszerető (hidrofil), valamint a vízkerülő (hidrofób) Részben, ezért zsírban és vízben oldódik (amfifil). Vizes oldatokban a kettős membrán poláris lipidjei aggregátumokat képeznek, és úgy vannak elrendezve, hogy a hidrofil rész a víz felé nézzen, míg a kettős réteg hidrofób részei egymáshoz kapcsolódnak.Ez a különleges szerkezet megteremti a kettős membrán szelektív permeabilitásának előfeltételét, ami azt jelenti, hogy a sejtmembránok csak bizonyos anyagokat engednek át.

A szabályozott anyagcsere mellett a nukleáris burkolat a körülhatárolást is szolgálja (Részekre osztás) a sejtmagból, és fiziológiai gátat képez, így csak bizonyos anyagok juthatnak be és a sejtmagból.

További információ a témáról: Sejt membrán

Mire van szükség a nukleáris pórusokra?

A membrán pórusai 60–100 nm átmérőjű komplex csatornák, amelyek fiziológiai gátat képeznek a sejtmag és a citoplazma között. Szükségük van bizonyos molekuláknak a sejtmagba vagy a sejtmagba történő szállításához.

Ezek a molekulák tartalmazzák például az mRNS-t, amely nagy szerepet játszik a replikációban és az azt követő transzlációban. A DNS-t először a sejtmagba másoljuk, így létrejön az mRNS. A genetikai anyagnak ez a másolata a sejtmagból egy magpóruson át távozik, és a riboszómákba érkezik, ahol a transzláció zajlik.

A sejtmag funkciói

Két alapvető biológiai folyamat zajlik le a sejtmagban: egyrészt a DNS replikációja, másrészt a transzkripció, vagyis a DNS RNS-be történő transzkripciója.

A sejtosztódás (mitózis) során a DNS megduplázódik (replikáció). Csak a teljes genetikai információ megkétszereződése után oszthat fel a sejt és ez képezheti a növekedés és a sejtek megújulásának alapját.

A transzkripció során a DNS két szálának egyikét templátként használjuk, és komplementer RNS szekvenciává alakítjuk. Számos transzkripciós tényező határozza meg, hogy mely gének íródnak át. A kapott RNS-t számos további lépésben módosítják. A stabil végterméket, amelyet a citoplazmába lehet exportálni, és végül fehérje építőelemekké alakítani, messenger RNS-nek (mRNS) nevezzük.

Tudjon meg többet erről: A sejtmag funkciói

Mi történik, ha a sejtmag megosztódik?

A sejtmag-felosztás alatt a sejtmag felosztását értjük, amely kétféle módon történhet. A két típus, a mitózis és a meiózis folyamatukban és funkciójukban is különbözik egymástól. A sejtmag-osztódás típusától függően különböző leánysejteket kapunk.

Miután a mitózis véget ért, két olyan leánysejted van, amelyek megegyeznek az anyasejttel, és diploid kromoszómák is vannak. Ez a fajta sejtmag-osztódás túlsúlyban van az emberi szervezetben. Funkciójuk az összes sejt megújulása, például a bőrsejtek vagy a nyálkahártya-sejteké. A mitózis több fázisban zajlik, de a kromoszómáknak csak egy igazi felosztása létezik.

Ezzel ellentétben a meiózis összesen két alapvető felosztásból áll. A befejezett meiózis eredménye négy sejt, amelyek egy haploid kromoszómacsoportot tartalmaznak. Ezek a csírasejtek szükségesek a nemi szaporodáshoz, ezért csak a nemi szervekben találhatók meg.

A nőknél a petesejtekben születésüktől kezdve jelen vannak a petesejtek. A hím organizmusokban a sperma a herékben termelődik, és készen áll a megtermékenyítésre.
Ha érdekli ez a téma, olvassa el a következő cikkünket: Meiózis - egyszerűen megmagyarázva!

Amikor a petesejt és a spermium összeolvad a megtermékenyítés során, egy diploid kromoszóma halmazzal rendelkező sejt jön létre két haploid kromoszóma készletből.

További információ a témáról: Sejtmag osztódás

Mi a sejtmag transzfer?

A magtranszfer (szinonimája: magtranszplantáció) egy mag bejuttatása a sejt nélküli sejtbe. Ezt előre mesterségesen állították elő, például UV-sugárzás alkalmazásával. A most maggá alakított petesejt beilleszthető egy ivarérett egyénbe, és eltartható. Ily módon a korábban maggombolt sejt genetikai információkat kap, és ennek következtében megváltozik.

Ez az eljárás az ivartalan megtermékenyítés egyik típusát képviseli, és először 1968-ban alkalmazták. Vannak olyan terápiás megközelítések, amelyek célja az őssejtekből specifikus szövetek előállítása, amelyek felhasználhatók transzplantációkhoz. Ezenkívül a szomatikus sejtmag transzfer felhasználható a klónozáshoz. Etikai okokból azonban ez csak állatok esetében megengedett, bár itt is ellentmondásos, mivel sok állat elpusztul e folyamat során, vagy betegen születik. A legismertebb példa a klónozott juh, Dolly. Ez a klónozott juh genetikailag azonos volt az anyjával.

Az idegsejt magja

Az idegsejtek (neuronok) terminálisan differenciált sejtek. Más sejtekkel ellentétben már nem tudnak osztódni. Az idegsejtek azonban képesek regenerálódni, és a feladatok specifikus ismétlése ("agytorna") növeli az agy plaszticitását.

A sejtmag az idegsejt sejttestében (soma) ül. A sejtburok mielint tartalmaz, egy olyan anyagot, amely kifejezetten az idegrendszerben fordul elő, és csak alacsonyabb a fehérje aránya, mint más kettős membránoké.

Az információk befogadása és továbbítása elektromos impulzusok (akciós potenciálok) formájában a neuronok legfontosabb feladata. A neurotranszmitterek kémiai hírvivők, amelyek lehetővé teszik az idegsejtek közötti kommunikációt. Az idegsejt vezérlő központjaként a sejtmag elsősorban a különféle hírvivő anyagok termelését és a megfelelő receptorok expresszióját szabályozza.

Azáltal, hogy egy neurotranszmittert a megfelelő receptorhoz kötünk, a megfelelő hatás átkerül az idegsejtbe. Döntő fontosságú, hogy ne legyenek adó-specifikus hatások, hanem csak receptor-specifikus hatások. Ez azt jelenti, hogy a hírvivő anyag hatása a receptortól függ.