Branduolys ir citoplazma yra dvi labai skirtingos ląstelių dalys, tačiau jos taip pat veikia kartu daugeliu pagrindinių būdų, ypač kai tai susiję su baltymų gamyba ir ląstelių dalijimusi. Beveik visos ląstelės, nesvarbu, ar tai būtų žmogaus, augalų ar gyvūnų, turi abu šiuos elementus. Branduolys iš esmės yra ląstelės „smegenys“, kurioje yra visi svarbūs duomenys ir ląstelės medžiagos. Tai panašu į trynį kiaušinio centre. Citoplazma, priešingai, yra labiau analogiška kiaušinio baltymui. Tai skystis, kuris palaiko ląstelės vidinę aplinką, o branduolys plūduriuoja joje. Medžiagos iš citoplazmos gali patekti ir patenka į branduolį, o paskui iš branduolio atgal į citoplazmą, tačiau šis procesas yra labai reguliuojamas. Baltymų gamyba yra vienas iš svarbiausių dalykų, reikalaujančių tokio laisvo praėjimo, ir tai leidžia ląstelėms daugintis ir augti. Branduolio turinys paprastai nesiliečia su citoplazma, tačiau du scenarijai – ląstelių dalijimasis ir ląstelių mirtis – yra išimtys.
Ląstelių organizavimo pagrindai
Ląstelės dažnai yra sudėtingesnės, nei galima būtų manyti dėl jų mikroskopinio dydžio. Tikslūs komponentai skirtingiems organizmams skiriasi, tačiau tam tikri elementai, įskaitant branduolį ir citoplazmą, yra daugiau ar mažiau universalūs. Ląstelės sienelė tarnauja kaip išorinis barjeras ir laiko želė pavidalo citoplazmos skystį. Pagrindinė citoplazmos užduotis yra palaikyti pastovią temperatūrą ir slėgį ir sudaryti sąlygas įvairiems ląstelių komponentams lengvai judėti. Branduolys dažniausiai yra citoplazmos viduryje, o jį, kaip ir pačią ląstelę, supa stora membranos sienelė, kurios viduje yra visa ląstelės genetinė medžiaga ir esminiai baltymai.
Atskirai gabalų supratimas
Citoplazma yra perpildyta skaidulų, kanalėlių, kanalų ir skyrių. Jame taip pat yra riebalų, lipidų, baltymų ir kitų naudingų molekulių, kurias ląstelė gali panaudoti darydama tai, ką ji turi daryti. Kai kurios ląstelės pirmiausia dalyvauja tokiuose dalykuose kaip virškinimas, o kitos perkelia daleles ir kitas ląsteles iš vienos vietos į kitą; dar daugiau yra imuninės sistemos nariai ir kovoja su bakterijomis bei kitomis infekcijomis. Šioms skirtingoms užduotims reikalingi skirtingi įrankiai, ir dauguma jų randami plūduriuojantys citoplazmoje.
Branduolio pagrindai
Ląstelės branduolys dažniausiai yra didelė, centrinė organelė. Jame yra chromosomos, kuriose yra ląstelės genai arba DNR. Branduolys yra surištas branduolio apvalkalu, dažniausiai dviguba membrana, kuri atskiria jį nuo citoplazmos. Jis taip pat yra užpildytas skysčiu ir turi savo citoplazmos atitikmenį, vadinamą nukleoplazma.
Branduolinis apvalkalas yra perforuotas poromis, kurios leidžia molekulėms patekti į branduolį ir išeiti iš jo. Šias poras sudaro baltymų žiedas, kuris kartu sulaiko dvi branduolio apvalkalo membranas, taip pat reguliuoja molekulinį srautą tarp branduolio ir citoplazmos.
Baltymų gamyba
Baltymų, kurie kontroliuoja daugumą ląstelės veiklos, gamyba yra dviejų etapų procesas, vykstantis tiek branduolyje, tiek citoplazmoje ir yra vienas iš svarbiausių šių dviejų ląstelės komponentų sąveikos būdų. Branduolyje esanti DNR nuskaitoma ir koduojama į pasiuntinio RNR procesą, vadinamą transkripcija. Messenger RNR arba mRNR yra sudėtinga molekulė, vykdanti DNR nurodymus. MRNR palieka branduolį ir veikia citoplazmoje.
Patekusi į citoplazmą, mRNR pereina procesą, vadinamą vertimu. Vertimas yra mRNR skaitymo ir informacijos „vertimo“ į aminorūgštis procesas. Iš aminorūgščių galiausiai susidaro baltymai.
Šie baltymai yra būtini beveik kiekvienos ląstelės funkcijai. Baltymai užtikrina ląstelių struktūrą, ryšį ir transportavimą, jie sudaro fermentus, atsakingus už ląstelių metabolizmą. Be to, jie užtikrina ląstelių judėjimą, atlieka atpažinimo ir apsaugos vaidmenį bei suriša ląsteles su kitomis ląstelėmis. Visą veiklą, kuri vyksta citoplazmoje, kontroliuoja baltymai, kuriuos užkodavo branduolys. Šia prasme branduolys veikia kaip ląstelės smegenys. Išplėtus analogiją, citoplazma reikštų kūną, kurį valdo smegenys.
Branduolinis gedimas
Branduolys ir citoplazma didžiąją laiko dalį lieka atskirti vienas nuo kito. Tačiau ląstelių dalijimosi metu, žinomo kaip mitozė, branduolio apvalkalas suyra, o genetinė medžiaga pasklinda į citoplazmą. Ląstelių dalijimuisi reikia papildomos vietos, kad ląstelė galėtų dubliuotis ir dalytis į dvi dalis. Kiekvienoje naujoje ląstelėje susidaro naujas branduolio apvalkalas. Įprastomis aplinkybėmis vienintelis kitas atvejis, kai branduolys ir citoplazma tiesiogiai susiliečia vienas su kitu, yra ląstelės mirties metu, kai suyra branduolio apvalkalas.