Sejtmag

A sejtmag (s. karyon) minden emberi sejtben megtalálható, kivéve az eritrocitákat és a trombocitákat. A sejtmag feladata az örökletes információk tárolása és továbbítása az új (leány)sejtekhez. Ezek a funkciók a sejtmagban lévő DNS jelenlétéhez kapcsolódnak. A fehérjék - ribonukleinsav, RNS és riboszomális anyagok - szintézise is a sejtmagban történik.

A legtöbb sejtmag gömb alakú vagy ovális, de a sejtmagnak más formái is léteznek (gyűrű alakú, pálcika alakú, orsó alakú, gyöngy alakú, bab alakú, szegmentált, körte alakú, polimorf). A sejtmag mérete széles skálán mozog - 3 és 25 µm között. A legnagyobb sejtmag a petesejtben található. A legtöbb emberi sejt egymagvú, de vannak kétmagvúak is (néhány neuron, hepatocita, szívizomsejt). Egyes struktúrák többmagvúak (izomrostok). A sejtmagnak sejtmagmembránja, kromatinja, sejtmagvacska és sejtmagplazmája van.

A sejtmagmembrán, vagy kariotéka, amely elválasztja a sejtmag tartalmát a citoplazmától, egy belső és egy külső, egyenként 8 nm vastag sejtmagmembránból áll. A membránokat egy 20–50 nm széles perinukleáris tér (kariotéka-ciszterna) választja el egymástól, amely közepes elektronsűrűségű finomszemcsés anyagot tartalmaz. A külső sejtmagmembrán átmegy a granuláris endoplazmatikus retikulumba. Ezért a perinukleáris tér egyetlen üreget alkot az endoplazmatikus retikulummal. A belső sejtmagmembrán belülről egy elágazó fehérjefibrillák hálózatához kapcsolódik, amely egyedi alegységekből áll.

A sejtmagmembrán számos kerek, egyenként 50-70 nm átmérőjű sejtmagpórust tartalmaz. A sejtmagpórusok a sejtmagfelület összesen akár 25%-át is elfoglalhatják. Egy sejtmagban a pórusok száma elérheti a 3000-4000-et. A pórusok szélein a külső és a belső membránok össze vannak kötve egymással, és az úgynevezett pórusgyűrűt alkotják. Minden pórust egy diafragma zár le, amelyet póruskomplexumnak is neveznek. A pórusmembránok összetett szerkezetűek; egymáshoz kapcsolódó fehérjegranulátumok alkotják őket. A nagy részecskék szelektív transzportja és az anyagcsere a sejtmag és a sejt citoszódémája között a sejtmagpórusokon keresztül történik.

A sejtmagmembrán alatt található a homogén szerkezetű nukleoplazma (karioplazma) (nukleoplazma, s. karyoplasma) és a sejtmagvacska. A nem osztódó sejtmag nukleoplazmájában, a sejtmagfehérje-mátrixában találhatók az úgynevezett heterokromatin ozmiofil granulátumai (csomói). A granulátumok között található, lazább kromatinterületeket eukromatinnak nevezik. A laza kromatint dekondenzált kromatinnak is nevezik, amelyben a szintetikus folyamatok a legintenzívebben zajlanak. A sejtosztódás során a kromatin tömörödik, kondenzálódik és kromoszómákat képez.

A nem osztódó sejtmag kromatinját (chromatinum) és az osztódó sejtmag kromoszómáit a dezoxiribonukleinsav (DNS) molekulái alkotják, amelyek ribonukleinsavval (RNS) és fehérjékkel - hisztonokkal és nem hisztonokkal - kapcsolódnak. Hangsúlyozni kell, hogy a kromatin és a kromoszómák kémiailag azonosak.

Minden DNS-molekula két hosszú, jobbra haladó polinukleotidláncból (kettős hélixből) áll, és minden nukleotid egy nitrogéntartalmú bázisból, glükózból és egy foszforsavmaradékból áll. A bázis a kettős hélix belsejében, a cukor-foszfát gerinc pedig kívül található.

A DNS-molekulákban az örökletes információ a nukleotidok lineáris szekvenciájában rögzül. Az öröklődés elemi részecskéje a gén. A gén a DNS egy olyan szakasza, amelynek meghatározott nukleotidszekvenciája felelős egy adott fehérje szintéziséért.

A sejtmagban lévő DNS-molekula kompakt módon helyezkedik el. Így egyetlen, 1 millió nukleotidot tartalmazó DNS -molekula lineáris elrendeződéssel mindössze 0,34 mm hosszú szegmenst foglalna el. Egy emberi kromoszóma hossza kinyújtott formában körülbelül 5 cm, de tömörített állapotban a kromoszóma térfogata körülbelül ^10-15 cm3 ^.

A hisztonfehérjékhez kötődő DNS-molekulák nukleoszómákat alkotnak, amelyek a kromatin szerkezeti egységei. A nukleoszóma egy 10 nm átmérőjű gyöngyhöz hasonlít. Minden nukleoszóma hisztonokból áll, amelyek köré egy DNS-szakasz csavarodik, beleértve 146 nukleotidpárt. A nukleoszómák között 60 nukleotidpárból álló lineáris DNS-szakaszok találhatók.

A kromatint fibrillumok képviselik, amelyek körülbelül 0,4 µm hosszú hurkokat alkotnak, és 20 000-30 000 nukleotidpárt tartalmaznak.

A dezoxiribonukleoproteinek (DNP) tömörödésének (kondenzációjának) és csavarodásának (szuperspecializációjának) eredményeként az osztódó magban a kromoszómák láthatóvá válnak. Ezek a struktúrák - a kromoszómák (chromasomae, a görög chroma - festék, soma - test szavakból) - hosszúkás, pálcika alakú képződmények, amelyek két karját az úgynevezett szűkület - a centromér - választja el. A centromér elhelyezkedésétől, valamint a karok (lábak) relatív helyzetétől és hosszától függően háromféle kromoszómát különböztetnek meg: metacentrikus, megközelítőleg azonos karokkal; szubmetacentrikus, amelyben a karok hossza változik; akrocentrikus, amelyben az egyik kar hosszú, a másik nagyon rövid, alig észrevehető. A kromoszómának eu- és heterokromatikus régiói vannak. Ez utóbbiak kompaktak maradnak a nem osztódó magban és a mitózis korai profázisában. Az eu- és heterokromatikus régiók váltakozása a kromoszómák azonosítására szolgál.

A kromoszómák felszínét különféle molekulák, főként ribonukleoproteinek (RNP) borítják. A szomatikus sejtek minden kromoszómából 2 példányban rendelkeznek, ezeket homológoknak nevezzük. Hosszukban, alakjukban, szerkezetükben azonosak, ugyanazokat a géneket hordozzák, amelyek ugyanúgy helyezkednek el. A kromoszómák szerkezeti jellemzőit, számát és méretét kariotípusnak nevezzük. Egy normális emberi kariotípus 22 pár autoszómát és egy pár nemi kromoszómát (XX vagy XY) tartalmaz. Az emberi szomatikus sejtek (diploidok) kétszeres számú kromoszómával rendelkeznek - 46-tal. Az ivarsejtek haploid (egyetlen) kromoszómakészletet tartalmaznak - 23 kromoszómát. Ezért az ivarsejtek kétszer kevesebb DNS-t tartalmaznak, mint a diploid szomatikus sejtek.

Az egy vagy több nukleólus minden nem osztódó sejtben megtalálható. Intenzíven festődő, kerek test megjelenését mutatja, amelynek mérete arányos a fehérjeszintézis intenzitásával. A nukleólus egy elektronsűrű nukleolonémából (a görög peta - fonal szóból) áll, amelyben egy fonalas (fibrilláris) rész különböztethető meg, amely számos, körülbelül 5 nm vastag, összefonódó RNS-szálból áll, valamint egy szemcsés rész. A szemcsés (granuláris) részt körülbelül 15 nm átmérőjű szemcsék alkotják, amelyek RNP-részecskék - a riboszomális alegységek prekurzorai. A perinukleoláris kromatin a nukleolonéma mélyedéseibe ágyazódik. A riboszómák a nukleólusban képződnek.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]