۱۸ سوال در مورد عملکرد هسته سلولی

سلول های یوکاریوتی

۱- سلول های دارای هسته محصور چه نام دارند؟ عناصر اصلی هسته کدامند؟

سلول های دارای هسته محصور، سلول های یوکاریوتی نامیده می شوند. ارگانیسم هایی که از یک یا چند سلول یوکاریوتی تشکیل شده اند، یوکاریوت نامیده می شوند.

عناصر اصلی هسته عبارتند از کروماتین (ساخته شده از مولکول های DNA)، هستک، کاریولنف یا نوکلئوپلاسم و غشای هسته (یا کاریوتکا).

۲. آیا همه سلول های یوکاریوتی فقط یک هسته دارند؟

برخی از سلول های یوکاریوتی حاوی هسته نیستند و برخی دیگر حاوی بیش از یک هسته هستند. به عنوان مثال، استئوکلاست ها، سلول های مسئول جذب ماتریکس استخوان، سلول های چند هسته ای هستند، به این معنی که بیش از یک هسته دارند. فیبرهای ماهیچه ای مخطط نیز چند هسته ای هستند. گلبول های قرمز نمونه ای از سلول های تخصصی هسته دار (بدون هسته) هستند.

کروماتین، هتروکروماتین و یوکروماتین

۳. کروماتین از چه موادی ساخته شده است؟

کروماتین از مولکول های DNA متصل به پروتئین هایی به نام هیستون ساخته شده است.

بررسی هسته سلولی – تنوع تصویر: کروماتین

۴. هتروکروماتین و یوکروماتین چیست؟

کروماتین یک DNA هسته ای متراکم نشده است، مورفولوژی معمولی DNA در طول اینترفاز (مرحله ای از چرخه سلولی که در آن سلول تقسیم نمی شود). در طول این مرحله از چرخه سلولی، که کروماتین است، می‌توان به صورت هتروکروماتین، بخش متراکم‌تری از مولکول‌های DNA را یافت که در زیر میکروسکوپ الکترونی تیره‌تر به نظر می‌رسد، و به‌عنوان یوکروماتین که کمتر متراکم است و بخش‌های سبک‌تر مولکول‌های DNA را تشکیل می‌دهد.

از آنجایی که یوکروماتین کمتر متراکم است، بخش بیولوژیکی فعال DNA است، یعنی ناحیه ای که حاوی ژن های فعال برای رونویسی به RNA است. هتروکروماتین بخش های غیر فعال مولکول DNA را تشکیل می دهد.

کروموزوم ها

۵. چه رابطه ای بین مفاهیم کروماتین و کروموزوم وجود دارد؟ آیا یوکروماتین و هتروکروماتین بخشی از کروموزوم ها هستند؟

هر رشته کروماتین یک مولکول DNA کامل (یک مارپیچ دوگانه کامل) یا بهتر است بگوییم یک کروموزوم کامل است. یک مولکول DNA ممکن است حاوی بخش های یوکروماتین و هتروکروماتین باشد و در نتیجه هر دو بخشی از کروموزوم ها هستند.

همانند سازی کروموزوم

۶. در مرحله ای که سلول در حال تقسیم نیست (اینترفاز)، آیا در هسته سلول فعالیت وجود دارد؟

در طول اینترفاز، فعالیت متابولیک شدیدی در هسته سلول وجود دارد: DNA در حال تکثیر است، یوکروماتین رونویسی می شود و RNA تولید می شود.

۷. مفاهیم کروموزوم، کروماتین و کروماتید چگونه به هم مرتبط هستند؟ DNA در کدام مرحله از چرخه سلولی همانند سازی می کند؟

کروماتین مجموعه ای از مولکول های DNA رشته ای است که در کاریوپلاسم پراکنده شده اند و از بخش های یوکروماتین و هتروکروماتین تشکیل شده اند. هر رشته کروماتین یک کروموزوم کامل (یک مولکول DNA یا مارپیچ دوگانه) است. کروماتین سلول سوماتیک انسان توسط ۴۶ مولکول DNA (22 کروموزوم همولوگ و ۱ جفت کروموزوم جنسی) تشکیل می شود.

در طول اینترفاز، سلول خود را برای تقسیم آماده می‌کند و تکثیر مولکول‌های DNA اتفاق می‌افتد. تکثیر هر مولکول DNA دو مارپیچ دوگانه DNA یکسان را تشکیل می دهد که توسط ساختاری به نام سانترومر متصل شده اند. در طول این مرحله، هر کروموزوم یکسان از این جفت ها، کروماتید نامیده می شود. همچنین در طول اینترفاز است که کروماتیدها شروع به متراکم شدن می‌کنند و شکل ضخیم‌تر و کوتاه‌تر نمونه‌های کروموزوم را به خود می‌گیرند. بنابراین، مرحله ای از چرخه سلولی که در طی آن DNA تکرار می شود، اینترفاز است.

برخی از کتاب های درسی زیست شناسی به کروموزوم به عنوان رشته منحصر به فرد کروماتین و همچنین ساختار متراکم ساخته شده از دو کروماتید یکسان پس از تکثیر DNA اشاره می کنند. جفت کروماتیدهای یکسان متصل در سانترومر همیشه از دو نسخه از یک کروموزوم تشکیل شده است، بنابراین، آنها دو کروموزوم یکسان (و نه تنها یک) هستند.

سانترومر

۸. چه ساختاری اتصال کروماتیدهای یکسان را حفظ می کند؟

ساختاری که اتصال کروماتیدهای یکسان را حفظ می کند، سانترومر است.

۹. نام ناحیه ای از کروموزوم که سانترومر در آن قرار دارد چیست؟ کروموزوم ها نسبت به موقعیت سانترومرشان چگونه طبقه بندی می شوند؟

ناحیه ای از کروموزوم که در آن سانترومر قرار دارد، انقباض اولیه نامیده می شود. در یک دید میکروسکوپی، این ناحیه باریک تر از اکثر قسمت های کروموزوم است (یک تنگی).

بسته به موقعیت انقباض اولیه، کروموزوم ها به دو دسته تلوسانتریک، آکروسانتریک، زیر متاسانتریک یا متاسانتریک طبقه بندی می شوند.

۱۰. انقباضات اولیه و ثانویه کروموزوم چیست؟ نام دیگر انقباض ثانویه چیست؟

انقباض اولیه ناحیه باریک تر کروموزوم متراکم است که در آن سانترومر، ساختاری که کروماتیدهای یکسان را به هم متصل می کند، قرار دارد. انقباض ثانویه ناحیه ای شبیه به انقباض اولیه، باریک تر از ضخامت طبیعی کروموزوم است و معمولاً به ژن هایی مربوط می شود که تشکیل هسته را هماهنگ می کنند و سنتز RNA ریبوزومی (rRNA) را کنترل می کنند. به همین دلیل، انقباضات ثانویه (یک یا چند در یک کروموزوم وجود دارد) مناطق سازمان دهنده هسته (NOR) نامیده می شوند.

کروموزوم های همولوگ

۱۱. کروموزوم های همولوگ چیست؟ کدام سلول های انسانی کروموزوم همولوگ ندارند؟

کروموزوم ها حاوی ژن هایی (اطلاعات ژنتیکی به شکل توالی های نوکلئوتیدی) هستند که سنتز پروتئین را کنترل می کنند و در نتیجه فعالیت های سلولی را تنظیم و کنترل می کنند. در هسته سلول های سوماتیک موجودات دیپلوئید، هر کروموزوم کروموزوم همولوگ متناظر خود را دارد که هر دو حاوی آلل هایی از ژن های یکسان هستند که با عملکردهای یکسانی مرتبط هستند. این به این دلیل است که یک کروموزوم از یک جفت از پدر و دیگری از مادر یک فرد می آید. کروموزوم هایی که با آلل های یک ژن جفت تشکیل می دهند، کروموزوم های همولوگ نامیده می شوند. در انسان ۲۲ جفت کروموزوم همولوگ به اضافه یک جفت کروموزوم جنسی وجود دارد (کروموزوم های جنسی تا حدی همولوگ هستند).

تنها سلول‌های انسانی که کروموزوم‌های همولوگ ندارند گامت‌ها هستند، زیرا در طی میوز، کروموزوم‌های همولوگ از هم جدا می‌شوند.

کاریوتیپ ها و ژنوم ها

۱۲. تفاوت کاریوتیپ و ژنوم چیست؟

ژنوم مجموعه ای از مولکول های DNA است که هر موجود زنده یا هر گونه را مشخص می کند. این مفهوم شامل توالی نوکلئوتیدی خاص مولکول های DNA هر فرد یا گونه است. کاریوتایپ مجموعه ای از کروموزوم های یک فرد یا گونه معین است و بر تعداد جفت کروموزوم ها و همچنین مورفولوژی آنها تمرکز دارد.

۱۳. آیا دو فرد عادی از یک گونه با تولید مثل جنسی می توانند ژنوم یکسان و کاریوتیپ یکسان داشته باشند؟ معمولاً کاریوتایپ انسان چگونه نشان داده می شود؟

به جز برای کلون ها (افراد ایجاد شده از پیوند هسته، مانند دالی گوسفند) و دوقلوهای تک تخمکی، بسیار غیرممکن است که ژنوم دو فرد از یک گونه که توسط تولید مثل جنسی ایجاد می شود، یکسان باشد. با این وجود، کاریوتیپ دو فرد عادی از یک گونه و از یک جنس همیشه یکسان است. کاریوتایپ طبیعی انسان با فرمول ۴۴+XX برای زنان و ۴۴+XY برای مردان نشان داده می شود.

کروموزوم های جنسی و پلوئیدی

۱۴. نام دیگر کروموزوم های جنسی چیست؟ عملکرد کروموزوم های جنسی چیست؟

کروموزوم های جنسی را آلوزوم نیز می نامند (سایر کروموزوم هایی که کروموزوم جنسی نیستند اتوزوم نامیده می شوند).

کروموزوم های جنسی نام خود را از این واقعیت گرفته اند که دارای ژن هایی هستند که جنسیت (مرد یا زن) یک فرد را تعیین می کنند. کروموزوم های جنسی حاوی ژن های مرتبط با سایر عملکردهای بیولوژیکی نیز هستند.

۱۵. یک سلول هاپلوئید طبیعی انسان چند کروموزوم دارد؟ یک سلول دیپلوئید طبیعی انسان چند کروموزوم دارد؟ هر کدام از آنها چند کروموزوم جنسی دارند؟

سلول هاپلوئید انسان گامت (سلول تخمک و سلول اسپرم) است. گامت انسان دارای ۲۲ اتوزوم و ۱ آلوزوم یعنی ۲۳ کروموزوم است. سلول دیپلوئید سلول سوماتیکی است و دارای ۴۴ اتوزوم و ۲ آلوزوم یعنی ۴۶ کروموزوم است.

گامت ها دارای یک کروموزوم جنسی و سلول های سوماتیک دارای دو کروموزوم جنسی هستند.

۱۶. آیا گونه های نزدیک فیلوژنتیک دارای سلول هایی با تعداد کروموزوم های مشابه هستند؟

تعداد کروموزوم های معمولی هر گونه برای گونه های نزدیک به فیلوژنتیک (به عنوان مثال، اورانگوتان ها، گوریل ها، شامپانزه ها و انسان ها) مشابه است. با این حال، غیرممکن نیست که گونه‌های دور از نظر تکاملی، مانند موش‌ها و جو دوسر، کاریوتیپ‌های مشابه و تعداد کل کروموزوم‌های یکسانی داشته باشند.

حتی اگر تعداد کروموزوم‌های مساوی داشته باشند، گونه‌های دوردست از نظر تکاملی ویژگی‌های کاملاً متفاوتی دارند، زیرا کمیت و توالی نوکلئوتیدهایی که مولکول‌های DNA آنها را می‌سازند کاملاً متفاوت است.

هسته و غشای هسته ای

۱۷. هسته چیست؟

هسته یک ناحیه کوچک و از نظر نوری متراکم در داخل هسته سلول است. از RNA ریبوزومی (rRNA) و پروتئین ساخته شده است. یک هسته می تواند یک یا چند هسته داشته باشد.

  • بررسی هسته سلولی – تنوع تصویر: هسته

۱۸. غشای هسته از چه ساختارهایی تشکیل شده است؟

سلول های یوکاریوتی دارای هسته ای هستند که توسط دو غشای کنار هم قرار گرفته اند که ادامه غشای شبکه آندوپلاسمی هستند. غشای هسته ای یا کاریوتکا حاوی منافذی است که مواد از آن عبور می کنند. علاوه بر این، سطح خارجی آن حاوی ریبوزوم است.

اکنون که مطالعه هسته سلولی را به پایان رسانده اید ، این گزینه های شما هستند:

  • این موضوع را مرور کنید، همه پرسش و پاسخ ها را دوباره بخوانید.

موضوع بعدی را مطالعه کنید: به بخش سلولی بروید .