Quel est le noyau en biologie? Structure et fonctions du noyau

Dans chaque cellule vivante il y a beaucoupréactions et processus biochimiques. Pour les contrôler et pour réguler de nombreux facteurs vitaux, une structure spéciale est nécessaire. Quel est le noyau en biologie? Pourquoi fait-il efficacement face à la tâche?

Quel est le noyau en biologie? Définition

Le noyau est la structure nécessaire de n'importe quelle celluleorganisme Quel est le noyau? En biologie, c'est la composante la plus importante de chaque organisme. Le noyau peut être trouvé dans les protozoaires unicellulaires ainsi que dans les représentants hautement organisés du monde eucaryote. La fonction principale de cette structure est le stockage et le transfert de l'information génétique, qui est contenue ici.

Après la fécondation de l'œuf avec du spermeil y a une fusion de deux noyaux haploïdes. Après la fusion des cellules sexuelles, il se forme un zygote dont le noyau porte déjà un ensemble diploïde de chromosomes. Cela signifie que le caryotype (information génétique du noyau) contient déjà des copies des gènes de la mère et du père.

Le noyau diploïde est présent dans presque touscellules eucaryotes. Le noyau haploïde est possédé non seulement par les gamètes, mais aussi par de nombreux représentants des organismes les plus simples. Cela inclut des parasites unicellulaires, des algues, des formes unicellulaires libres. Il est intéressant de noter que la plupart des représentants énumérés ont un noyau haploïde seulement à un certain stade du cycle de vie.

Composition du noyau

Quelle est la caractéristique du noyau? La biologie étudie soigneusement la composition de l'appareil nucléaire, car elle peut donner une impulsion au développement de la génétique, de l'élevage et de la biologie moléculaire.

Le noyau est une structure à deux membranes. Les membranes sont la continuation du réticulum endoplasmique, qui est nécessaire pour le transport des substances formées de la cellule. Le contenu du noyau est appelé nucléoplasme.

La chromatine est la substance fondamentale du nucléoplasme. La composition de la chromatine est diverse: il s'agit principalement d'acides nucléiques (ADN et ARN), ainsi que de protéines et de nombreux ions métalliques. L'ADN dans le nucléoplasme est disposé sous la forme de chromosomes. Ce sont les chromosomes en division qui doublent, après quoi chacun de leurs ensembles passe dans des cellules filles.

L'ARN dans le nucléoplasme survient le plus souvent dans deuxtypes: ARNm et ARNr. Matrix RNA est formé au cours du processus de transcription - la lecture de l'information de l'ADN. Une molécule d'un tel acide ribonucléique quitte plus tard le noyau et sert en outre de matrice pour la formation de nouvelles protéines.

L'ARN ribosomal est formé en spécialstructures appelées les nucléoles. Le nucléole est construit à partir des régions terminales des chromosomes formés par des constrictions secondaires. Cette structure peut être vue dans un microscope optique sous la forme d'un point condensé sur le noyau. Les ARN ribosomaux, qui sont synthétisés ici, entrent également dans le cytoplasme et forment ensuite des ribosomes avec des protéines.

Le noyau a un effet direct sur les fonctions. La biologie en tant que science étudie les propriétés de la chromatine pour une meilleure compréhension des processus de transcription et de division cellulaire.

Fonctions du noyau. Biologie des processus dans le noyau

La première et la plus importante fonction du noyau eststockage et transfert d'informations héréditaires. Le noyau est une structure unique de la cellule, car il contient la plupart des gènes humains. Le caryotype peut être haploïde, diploïde, triploïde, etc. La ploïdie du poison dépend de la fonction même de la cellule: les gamètes sont haploïdes et les cellules somatiques sont diploïdes. Les cellules de l'endosperme des plantes angiospermes sont triploïdes et, finalement, de nombreuses variétés de cultures végétales ont un ensemble polyploïde de chromosomes.

Transfert d'informations héréditaires au cytoplasmedu noyau se produit pendant la formation de l'ARNm. Au cours de la transcription, les gènes du caryotype nécessaires sont lus, et éventuellement les molécules de la matrice ou de l'information sont synthétisées.

En outre, l'hérédité se manifeste dans la divisionla mitose des cellules, la méiose ou l'amitose. Dans chaque cas, le noyau remplit sa fonction spécifique. Par exemple, dans la prophase de la mitose, la coquille du noyau s'effondre et les chromosomes fortement compactés pénètrent dans le cytoplasme. Cependant, dans la méiose, le croisement des chromosomes se produit avant la destruction de la membrane dans le noyau. Et dans l'amitose, le noyau est complètement détruit et contribue un peu au processus de division.

De plus, le noyau participe indirectement au transport des substances de la cellule grâce à la connexion directe de la membrane avec l'EPS. C'est ce qu'est un noyau en biologie.

Forme de noyaux

Le noyau, sa structure et ses fonctions peuvent dépendreforme de la membrane. L'appareil nucléaire peut être arrondi, allongé, en forme de lames, etc. Souvent, la forme du noyau est spécifique aux tissus et cellules individuels. Les organismes unicellulaires diffèrent dans le type de nutrition, le cycle de vie, et en même temps, la forme de la membrane des noyaux varie également.

Variété dans la forme et la taille du noyau peut être attribuée à l'exemple des leucocytes.

• Le noyau des neutrophiles peut être segmenté et nonsegmenté. Dans le premier cas, nous parlons d'un noyau en forme de fer à cheval, et cette forme est caractéristique des jeunes cellules. Le noyau segmenté est le résultat de la formation de plusieurs partitions dans la membrane, à la suite de laquelle plusieurs parties sont formées, reliées entre elles.
• Chez les éosinophiles, le noyau a une forme d'haltère caractéristique. Dans ce cas, l'appareil nucléaire est constitué de deux segments reliés par une cloison.
• Presque tout le volume des lymphocytes est occupé par un énorme noyau. Seule une petite partie du cytoplasme reste autour de la périphérie de la cellule.
• Dans les cellules d'insectes ferrugineuses, le noyau peut avoir une structure ramifiée.

Le nombre de noyaux dans une cellule peut être différent

Pas toujours dans la cellule du corps il n'y a queun noyau. Parfois, il est nécessaire d'avoir deux ou plusieurs dispositifs nucléaires pour effectuer plusieurs fonctions simultanément. Inversement, certaines cellules peuvent se passer d'un noyau du tout. Voici quelques exemples de cellules inhabituelles dans lesquelles il y a plus d'un noyau ou pas du tout.

1. Les érythrocytes et les plaquettes. Ces éléments sanguins transportent l'hémoglobine et le fibrinogène, respectivement. Pour qu'une cellule puisse contenir le maximum de matière, elle a perdu son noyau. Cette caractéristique n'est pas caractéristique de tous les représentants du monde animal: les grenouilles ont d'énormes globules rouges avec un noyau prononcé. Cela montre la primitivité de cette classe par rapport aux taxons plus développés.

2. Hépatocytes du foie. Ces cellules contiennent deux noyaux. L'un d'eux régule la purification du sang des toxines, et l'autre est responsable de la formation de la gemme, qui va ensuite entrer dans l'hémoglobine du sang.

3. Myocytes du tissu squelettique strié transverse. Les cellules musculaires sont multinucléées. Ceci est dû au fait qu'ils subissent activement la synthèse et la décomposition de l'ATP, ainsi que l'assemblage des protéines.

Caractéristiques de l'appareil nucléaire chez les protozoaires

Par exemple, considérons deux types de protozoaires: infusoria et amibe.

1. Infuzoria-chaussure. Ce représentant des organismes unicellulaires a deux noyaux: végétatif et génératif. Parce qu'ils diffèrent à la fois dans les fonctions et les tailles, cette fonctionnalité est appelée dualisme nucléaire.

Le noyau végétatif est responsable du quotidienactivité vitale de la cellule. Il régule les processus de son métabolisme. Le noyau génératif participe à la division cellulaire et à la conjugaison, processus sexuel dans lequel l'information génétique est échangée avec des individus de la même espèce.

2. Amibe. Représentants lumineux - amibe dysentérique et intestinale. Le premier se réfère à des parasites humains agressifs, et le second est un symbiotique commun qui vit dans l'intestin et ne fait aucun mal. Parce que l'amibe dysentérique parasite aussi dans l'intestin, il est important de distinguer ces deux espèces entre elles. Pour ce faire, utiliser une caractéristique de l'appareil nucléaire: l'amibe dysentérique peut avoir jusqu'à 4 noyaux, et dans l'amibe intestinal, de 0 à 8.

Maladies

De nombreuses maladies génétiques sont associées à des troubles du recrutement des chromosomes. Voici une liste des écarts les plus connus dans l'appareil génétique du noyau:

• Le syndrome de Down;
• Siddrum Patau;
• Syndrome d'Edwards;
• Le syndrome de Klinefelter;
• Syndrome de Shereshevsky-Turner.

La liste peut être poursuivie, et chacune des maladies diffère par le numéro de série d'une paire de chromosomes. En outre, de telles maladies affectent souvent les chromosomes X et Y du sexe.

Conclusion

Le noyau joue un rôle important dans le processusactivité vitale cellulaire. Il régule les processus biochimiques, c'est l'entrepôt de l'information héréditaire. Transport de substances à partir de la cellule, la synthèse de protéines est également associée au fonctionnement de cette structure cellulaire centrale. C'est ce qu'est un noyau en biologie.