Sejtmag: felépítés, működés és betegségek

A sejtmag vagy az úgynevezett eukarióták (sejtmaggal rendelkező élő szervezetek) minden sejtjében megtalálható. A citoplazmától, a sejtben lévő folyékony anyagtól membrán választja el, de képes szelektívre tömeg transzfer a citoplazmával a sejtmag pórusain keresztül a sejtmembránban. A mag, benne kromatin (DNS plusz egyéb fehérjék), a cella vezérlőközpontjaként működik.

Mi a mag?

A mag egy organelle, amely a magasabb rendű szervezetek (szinte) minden sejtjében jelen van. A magokkal rendelkező élőlényeket eukariótáknak nevezzük. Az atommagok a sejt vezérlő vagy irányító központjaként működnek, és minden örökletes információt tartalmaznak, kivéve a sejt örökletes információit. mitokondrium, amelyek saját DNS-sel rendelkeznek. A genetikai információ ún kromatin, amely kettős hélix szálakból és bizonyos fehérjék. A sejt és a sejt osztódási fázisa során a filamentumok rendeződnek kromoszómák. A citoplazmához, a sejt belsejéhez képest az általában gömb alakú magot kétrétegű membrán választja el lipidek. Mivel a magnak képesnek kell lennie szelektívre tömeg transzfer a citoplazmával, a magmembrán úgynevezett magpórusokkal tarkított, amelyeken keresztül szelektív tömegtranszfer zajlik. Körülbelül a mag közepén helyezkedik el a magvese (nucleolus), amely úgynevezett mRNS-ként és tRNS-ként másolja a génekből a fehérje összeállítására vonatkozó utasításokat. Az mRNS és a tRNS gyakorlatilag átjut a nukleáris pórusokon a riboszómák a citoplazmában építési utasításként fehérjék.

Anatómia és felépítés

Az általában gömb alakú magokat a sejtmembrán választja el a sejt citoplazmájától. Emlősöknél a mag átmérője eléri az 5-16 µm-t. A körülbelül 35 nm vastag magmembrán kétrétegű lipidek és majdnem vízhatlan megoldások hidrofób tulajdonságai miatt. A sejt membrán körülbelül 2,000 nukleáris pórust tartalmaz, amelyeken keresztül szelektív, kétoldalú anyagcsere zajlik. A membrán külső oldala beolvad a durva endoplazmatikus retikulumba, míg a membrán belső oldalát egy mikrofilamentum-réteg szegélyezi, amelyek stabilitást biztosítanak a membrán számára és világos határt képeznek a membránnal. kromatin. A kromatin a mag belső részének fő alkotóeleme, rendezetlen kromatinszálakból áll, amelyek DNS-t és más fehérjéket tartalmaznak, és fajspecifikusan rendeződnek. kromoszómák a sejtek és a sejtek elosztása előtt. Körülbelül a mag közepén helyezkedik el a magvese (nucleolus), amely riboszomális RNS konglomerátumából áll.

Funkció és feladatok

A mag fő feladata az egész szervezet genetikai információinak tárolása és a sejt anyagcsere-folyamatainak ellenőrzése, beleértve a sejtmag-növekedést és a sejtek osztódását a növekedési folyamatok során. Az anyagcsere-folyamatok ellenőrzése a mag számára erre a célra rendelkezésre álló genetikai utasításokkal összhangban történik. Az egész szervezet genetikai információja a sejtmagban található, kromatinszálak formájában. Az összes előforduló szövettípus sejtmagja mindig a szervezet teljes tervét tartalmazza, kivéve a mitokondrium, a cella erőművei. A mitokondrium tartalmazzák a saját DNS-ét, és függetlenek a mag kontroll központjától. A mag szelektíven képes replikálni vagy átírni a DNS-szekvenciákat a magvese segítségével, és azokat a sejtmag pórusain keresztül a citoplazmába szállíthatja, ahol riboszómák az RNS-szekvenciák átalakulnak „valódi” aminosav-szekvenciákká a fehérjék felépítéséhez. A sejtosztódás feladatának irányítása érdekében a sejt kromatinszálakat fajspecifikusakká áll össze kromoszómák megosztás előtt. Ez megkönnyíti a DNS szétosztását a leánysejtben, és a gének jobban összetarthatók, mert az osztódási fázisban a magmembrán feloldódik, így gyakorlatilag nem marad felismerhető mag. Az osztódási fázis befejezése után az endoplazmatikus retikulumban ismét kialakul egy magmembrán, és a kromoszómák szerkezete feloldódik. Az örökletes információk most ismét szelektíven elérhetők a mag számára a kromatinszálak formájában.

Betegségek és rendellenességek

A magból eredő meghibásodások súlyos okokat okozhatnak Egészség problémák. A specifikus tünetek közvetlenül vagy közvetve kapcsolódhatnak a sejtmag meghibásodásához. A bizonyos örökletes genetikai hibákon alapuló mitokondriopátia kezdetben abban nyilvánul meg, hogy a sejtmagban kódolt egy vagy több fehérje, amely a sejtmag pórusain keresztül a mitokondriumba kerül, vezet a mitokondrium meghibásodásaihoz. A mitokondriopátia képes vezet még fiatalon is súlyos problémákig, mert a mitokondriumon keresztüli energiaellátás zavart szenved. Ez kevésbé igazi hibás működés a kódolásban, és inkább egy mutált DNS-szekvencia hibás „utasítása”. A genetikai hibák által kiváltott és Hutchinson-Gilford szindróma (HGPS) néven ismert másik betegségcsoport annak a ténynek köszönhető, hogy egy bizonyos fehérje, amely stabilitást biztosít a magmembrán számára, hibásan van kódolva. Ez súlyos következményekkel jár a sejtmag deformációihoz. A HGPS minden ismert formája drámai módon felgyorsult öregedési folyamatot indít el, így az átlagos várható élettartam csak körülbelül 14 év. A rendkívül ritka HGPS-t az váltja ki gén meghibásodik, majd a magmembrán közvetlen meghibásodásához vezet. Német-belga kutatócsoport kapcsolódik izomsorvadásos laterális szklerózis (ALS) és frontotemporális demencia (FTD) a TDP-43 fehérje meghibásodásához, amely általában szerepet játszik a sejt fehérjében történő kódolásában. A kutatócsoport megállapította, hogy a TD-43 a sejtmagon kívül rakódik le, és már nem léphet be a sejtmagba a sejtmag pórusain keresztül, megakadályozva, hogy ott végezze funkcióját.