Μια βόλτα στον πυρήνα.
Στο Κύτταρο, ο μικρότερος ζωντανός οργανισμός, περιηγηθήκαμε στο εσωτερικό του κυττάρου, γνωρίσαμε τα υποκυτταρικά οργανίδια και καταλλήξαμε στον πυρήνα του κυττάρου.
Πριν μπούμε στο εσωτερικό του πυρήνα του κυττάρου, ας δούμε πως φαίνεται αυτός εξωτερικά. Στα περισσότερα βιβλία και άρθρα, ο πυρήνας παρουσιάζεται σφαιρικός, ωστόσο κάτω από το μικροσκόπιο μπορεί να μην μοιάζει με απόλυτο κύκλο. Επίσης, ο πυρήνας καταλαμβάνει περίπου το ένα δέκατο του κυττάρου, και αποτελεί το μεγαλύτερο οργανίδιο των ζωικών κυττάρων. Το εξωτερικό του είναι κατασκευασμένο από πλασματική μεμβράνη, ή αλλιώς πυρηνική μεμβράνη. Η μεμβρανη αυτή μπορεί να παρομοιαστεί με ένα τοίχο από μπαλόνια και, εξωτερικά συνδέεται με το ενδοπλασματικό δίκτυο, στο οποίο παράγονται και συσκευάζονται οι πρωτεΐνες. Αν παρατηρήσουμε προσεκτικά, θα δούμε ότι η πυρηνική μεμβράνη συνδέεται και με τον σκελετό του κυττάρου.
Κοιτώντας την πυρηνική μεμβράνη, παρατηρούμε ότι έχει πόρους. Οι πόροι αυτοί είναι κατασκευασμένοι από πρωτεϊνες. Αυτοί οι πόροι ονομάζονται πυρηνικοί πόροι εισόδου-εξόδου και λειτουργούν ως πόρτες για την είσοδο ή την έξοδο μορίων από τον πυρήνα. Όπως και οι πόρτες, έτσι και οι πυρηνικοί πόροι εισόδου-εξόδου μπορούν να ανοίγουν και να κλείνουν.
Παρατηρώντας απόκοντά έναν πόρο εισόδου-εξόδου, παρατηρούμε ότι έχει μια ιδιαίτερη δομή (Εικόνα). Ίνες ή πλοκάμια, φτιαγμένες από πρωτεΐνες, εκτείνονται στο κυτταρόπλασμα. Αυτές οι ίνες, βοηθούν να προσδεθεί στον πόρο το φορτίο που θα περάσει στο εσωτερικό του πυρήνα.
Ώρα να περάσουμε και εμείς μέσα από τον πόρο. Το πρώτο πράγμα που βλέπουμε, καθώς περνάμε μέσα από τον πόρο είναι η δομή που υπάρχει στο εσωτερικό του πυρήνα (Εικόνα). Η δομή αυτή, μοιάζει με καλάθι κατασκευασμένο από πρωτεΐνες και είναι χρήσιμη για να κλείσει ο πόρος όταν είναι απαραίτητο.
Φτάσαμε στο εσωτερικό του πυρήνα, το πυρηνόπλασμα (Εικόνα), το οποίο, όπως και το κυτταρόπλασμα, μοιάζει με ζελέ. Ταυτόχρονα βλέπουμε ότι, εσωτερικα, το “τοίχωμα” του πυρήνα αποτελείται από μια δεύτερη πλασματική μεμβράνη. Ο πυρήνας προστατεύεται από διπλή πλασματική μεμβράνη που συχνά αναφέρεται ως πυρηνικός φάκελος ή πυρηνική μεμβράνη.
Αν κοιτάξουμε γύρω μας, θα δούμε ότι η πυρηνική μεμβράνη καλύπτεται από ένα δίκτυο ή πλέγμα ινών, κατασκευασμένων από πρωτεΐνες. Αυτές οι πρωτεΐνες αποτελούν τον σκελετό του πυρήνα (Εικόνα). Ο πυρηνικός σκελετός είναι υπεύθυνος για το σχήμα του πυρήνα, αλλά ταυτόχρονα προσδίδει στον πυρήνα μηχανική αντοχή. Επιπλέον, ο σκελετός του πυρήνα, προσφέρει σημεία για να προσδεθεί η χρωματίνη.
Τι είναι η χρωματίνη;
Η χρωματίνη (Εικόνα) αποτελεί το γενετικό υλικό του κυττάρου και είναι πιο γνωστή ως DNA. Στη χρωματίνη αποθηκεύονται όλες οι πληροφορίες που είναι αναγκαίες ώστε ένα κύτταρο να εκτελέσει τις λειτουργίες της ζωής. Στο πυρηνόπλασμα, η χρωματίνη μοιάζει με ένα δίκτυο ινιδίων, που καταλαμβάνει το μεγαλύτερο μέρος του πυρηνοπλάσματος.
Μια τελευταία δομή που βλέπουμε στον πυρήνα, είναι ο πυρηνίσκος (Εικόνα). Ο πυρηνίσκος ή οι πυρηνίσκοι ενός κυττάρου, γιατί μπορεί να φτάνουν τους 4, είναι περιοχές του πυρηνοπλάσματος στις οποίες συγκεντρώνονται πρωτεΐνες και μόρια RNA και έχουν ρυθμιστικό ρόλο.
Η βόλτα στον πυρήνα ολοκληρώθηκε, φανερώνοντας έναν ολόκληρο μικρόκοσμο, κρυμένο μέσα στο κύτταρο. Οι δομές που είδαμε, φανερώνουν πόση πολυπλοκότητα και οργνάνωση υπάρχει υπάρχει στον πυρήνα ενός ευκαριωτικού κυττάρου.
Τι να θυμάμαι:
Ο πυρήνας προστατεύεται από διπλή πλασματική μεμβράνη που λέγεται πυρηνική μεμβράνη ή πυρηνικός φάκελος
Το εξωτερικό τμήμα την πυρηνικής μεμβράνης συνδέεται με δομές του κυτταροπλάσματος (ενδοπλασματικο δίκτυο, κυτταρικό σκελετό)
Το εσωτερικό του πυρήνα ονομάζεται πυρηνόπλασμα
Στο πυρηνόπλασμα υπάρχουν δύο δομές, η χρωματίνη, που αποτελεί το γενετικό υλικο του κυττάρου και ο πυρηνίσκος.
Για περισσότερες πληροφορίες:
Hobson CM, Stephens AD. Modeling of Cell Nuclear Mechanics: Classes, Components, and Applications. Cells. 2020;9(7):1623. Published 2020 Jul 6. doi:10.3390/cells9071623
https://www.nature.com/scitable/topicpage/dna-packaging-nucleosomes-and-chromatin-310/#:~:text=In%20other%20words%2C%20a%20piece,to%2020%20microns%20in%20diameter.