Inti sel

Nukleus (s. karyon) terdapat di semua sel manusia kecuali eritrosit dan trombosit. Fungsi nukleus adalah menyimpan dan mentransmisikan informasi keturunan ke sel-sel baru (anak). Fungsi-fungsi ini dikaitkan dengan keberadaan DNA di dalam nukleus. Sintesis protein - RNA asam ribonukleat dan bahan-bahan ribosom - juga terjadi di dalam nukleus.

Sebagian besar sel memiliki nukleus berbentuk bulat atau oval, tetapi ada juga bentuk nukleus lainnya (berbentuk cincin, berbentuk batang, berbentuk gelendong, berbentuk manik-manik, berbentuk kacang, bersegmen, berbentuk buah pir, polimorfik). Ukuran nukleus sangat bervariasi - dari 3 hingga 25 µm. Nukleus terbesar ditemukan dalam sel telur. Sebagian besar sel manusia adalah mononukleus, tetapi ada yang binuklear (beberapa neuron, hepatosit, kardiomiosit). Beberapa struktur adalah multinukleus (serat otot). Nukleus memiliki membran nukleus, kromatin, nukleolus, dan nukleoplasma.

Membran nukleus, atau karioteka, yang memisahkan isi nukleus dari sitoplasma, terdiri dari membran nukleus bagian dalam dan luar, masing-masing setebal 8 nm. Membran dipisahkan oleh ruang perinukleus (cistern karioteka), selebar 20–50 nm, yang berisi material berbutir halus dengan kepadatan elektron sedang. Membran nukleus bagian luar masuk ke retikulum endoplasma granular. Oleh karena itu, ruang perinukleus membentuk rongga tunggal dengan retikulum endoplasma. Membran nukleus bagian dalam terhubung dari dalam ke jaringan fibril protein bercabang yang terdiri dari subunit individual.

Membran nukleus mengandung banyak pori-pori nukleus berbentuk bulat, yang masing-masing berdiameter 50-70 nm. Pori-pori nukleus menempati hingga 25% dari total permukaan nukleus. Jumlah pori-pori dalam satu nukleus mencapai 3000-4000. Pada tepi pori-pori tersebut, membran luar dan dalam saling terhubung dan membentuk apa yang disebut cincin pori. Setiap pori ditutup oleh diafragma, yang juga disebut kompleks pori. Diafragma pori memiliki struktur yang kompleks; diafragma pori dibentuk oleh butiran-butiran protein yang saling terhubung. Pengangkutan selektif partikel-partikel besar dan pertukaran zat-zat antara nukleus dan sitosodema sel dilakukan melalui pori-pori nukleus.

Di bawah membran inti terdapat nukleoplasma (karioplasma) (nukleoplasma, s. karyoplasma), yang memiliki struktur homogen, dan nukleolus. Di dalam nukleoplasma dari inti yang tidak membelah, dalam matriks protein inti, terdapat butiran osmiofilik (gumpalan) dari apa yang disebut heterokromatin. Area kromatin yang lebih longgar, yang terletak di antara butiran, disebut eukromatin. Kromatin longgar juga disebut kromatin terdekondensasi, di mana proses sintetis terjadi paling intensif. Selama pembelahan sel, kromatin dipadatkan, dikondensasi, dan membentuk kromosom.

Kromatin (kromatinum) dari inti yang tidak membelah dan kromosom dari inti yang membelah dibentuk oleh molekul asam deoksiribonukleat (DNA) yang dikaitkan dengan asam ribonukleat (RNA) dan protein - histon dan non-histon. Perlu ditegaskan bahwa kromatin dan kromosom secara kimiawi identik.

Setiap molekul DNA terdiri dari dua rantai polinukleotida yang panjang dan mengarah ke kanan (heliks ganda), dan setiap nukleotida terdiri dari basa nitrogen, glukosa, dan residu asam fosfat. Basa tersebut terletak di dalam heliks ganda, dan tulang punggung gula-fosfat berada di luar.

Informasi hereditas dalam molekul DNA terekam dalam urutan linier nukleotidanya. Partikel dasar hereditas adalah gen. Gen adalah bagian DNA yang memiliki urutan nukleotida tertentu yang bertanggung jawab atas sintesis satu protein tertentu.

Molekul DNA dalam nukleus dikemas secara kompak. Dengan demikian, satu molekul DNA yang mengandung 1 juta nukleotida, dengan susunan liniernya, akan menempati segmen yang panjangnya hanya 0,34 mm. Panjang satu kromosom manusia dalam bentuk memanjang sekitar 5 cm, tetapi dalam keadaan padat, kromosom memiliki volume sekitar 10 ^-15 cm ³.

Molekul DNA yang terikat pada protein histon membentuk nukleosom, yang merupakan unit struktural kromatin. Nukleosom tampak seperti manik-manik dengan diameter 10 nm. Setiap nukleosom terdiri dari histon yang di sekitarnya terdapat bagian DNA yang dipilin, termasuk 146 pasang nukleotida. Di antara nukleosom terdapat bagian DNA linier yang terdiri dari 60 pasang nukleotida.

Kromatin diwakili oleh fibril yang membentuk lingkaran dengan panjang sekitar 0,4 µm, mengandung 20.000 hingga 30.000 pasangan nukleotida.

Sebagai hasil dari pemadatan (kondensasi) dan pelintiran (superspesialisasi) deoksiribonukleoprotein (DNP) dalam nukleus yang membelah, kromosom menjadi terlihat. Struktur ini - kromosom (chromasomae, dari bahasa Yunani chroma - cat, soma - tubuh) - adalah formasi berbentuk batang memanjang dengan dua lengan yang dipisahkan oleh apa yang disebut penyempitan - sentromer. Bergantung pada lokasi sentromer dan posisi relatif serta panjang lengan (kaki), tiga jenis kromosom dibedakan: metasentrik, dengan lengan yang kira-kira sama; submetasentrik, di mana panjang lengan bervariasi; akrosentrik, di mana satu lengan panjang dan yang lainnya sangat pendek, nyaris tidak terlihat. Kromosom memiliki daerah eu- dan heterokromatik. Yang terakhir tetap kompak dalam nukleus yang tidak membelah dan pada profase awal mitosis. Pergantian daerah eu- dan heterokromatik digunakan untuk mengidentifikasi kromosom.

Permukaan kromosom ditutupi dengan berbagai molekul, terutama ribonukleoprotein (RNP). Sel somatik memiliki 2 salinan dari setiap kromosom, mereka disebut homolog. Mereka identik dalam panjang, bentuk, struktur, membawa gen yang sama, yang terletak dengan cara yang sama. Fitur struktural, jumlah dan ukuran kromosom disebut kariotipe. Kariotipe manusia normal mencakup 22 pasang autosom dan satu pasang kromosom seks (XX atau XY). Sel somatik manusia (diploid) memiliki jumlah kromosom ganda - 46. Sel kelamin mengandung satu set haploid (tunggal) - 23 kromosom. Oleh karena itu, sel kelamin mengandung DNA 2 kali lebih sedikit daripada sel somatik diploid.

Nukleolus, satu atau lebih, ditemukan di semua sel yang tidak membelah. Nukleolus tampak seperti badan bulat yang diwarnai secara intens, yang ukurannya sebanding dengan intensitas sintesis protein. Nukleolus terdiri dari nukleolonema padat elektron (dari bahasa Yunani peta - benang), di mana bagian filamen (fibrilar) dibedakan, yang terdiri dari banyak benang RNA yang saling terkait setebal sekitar 5 nm, dan bagian granular. Bagian granular (granular) dibentuk oleh butiran berdiameter sekitar 15 nm, yang merupakan partikel RNP - prekursor subunit ribosom. Kromatin perinukleolar tertanam dalam depresi nukleolonema. Ribosom terbentuk di dalam nukleolus.

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