Jedro i hromosomi (kromosomi): video

Već smo rekli da je jedro ili nukleus stanice dio stanice koji se može vidjeti pod mikroskopom kao region okruglastog oblika i nešto jače obojen od ostatka stanice. Stanice se, radi lakšeg praćenja, prije gledanja na mikroskop obično boje jednom posebnom bojom, a jedro se boji bolje nego ostatak stanice. Stanice obično imaju po jedno jedro, ali postoje i stanične strukture koje imaju više jedara, poput stanica poprečno-prugasth mišića, ali i one bez jedra, kakva su crvena krvna zrnca. U jedru postoji i struktura koja se zove jedarce ili nukleolus. Također smo rekli da je jedro kontrolni centar stanice. Međutim, šta znači kontrolni centar i šta on to kontroliše?

Kontrolni centar našeg tijela je centralni nervni sistem, naročito mozak. To je sistem koji reaguje na podražaje okoline i daje neku vrstu naredbe organizmu kako da reaguje. Međutim, stanice nema ni nervni sistem niti mozak. Istovremeno, u stanici postoji mnogo različitih organela koje obavljaju neku funkciju i čiji je rad potrebno uskladiti. Također stanica se nalazi u nekoj okolini – bilo da je to vanjska sredina ili se nalazi među drugim stanicama, ali svaka stanica mora adekvatno reagovati na podražaje koje dobija iz te okoline. Stanice se hrane te luče mnoge tvari koje su neophodne  za rast i razvoj. Ako ne bi postojao neki kontrolni centar stanice, sve ove funkcije bi se pomiješale, smetale jedna drugoj ili bi opteretile stanicu jer je za proizvodnju tih tvari potrebna energija.

Kako se to ne bi dogodilo, sve procese u stanici reguliše jedro stanice.

Jedro je od citoplazme odvojeno dvostrukom membranom, koja na sebi ima sićušne otvore. Tu membranu nazivamo i jedrova opna, a otvore nazivamo pore jedrove opne.

U jedru se nalazi nasljedni materijal stanice. Taj materijal zovemo još i genetički materijal, a sam termin „genetički materijal“  znači da je u pitanju tvar pomoću koje se prenosi nasljedna informacija sa roditelja na potomke, sa jedne generacije na drugu. To je tvar zbog koje ličimo na svoje roditelje, a oni na svoje roditelje.  

Osnovnu strukturu jedra stanice čini hromatin – struktura koja lako prima boje namijenjene za bojenje stanica pri mikroskopiranju. „hromos“ na grčkom znači boja, pa je zbog tog ova tvar i dobila takvo ime. Ova tvar ima oblik niti. Hromatin je složena tvar koja se sastoji od određenih bjelančevina i jedne specifične molekule koja se zove dezoksiribonukleinska kiselina, pa je skraćeno zovemo DNK.

DNK je složena i dugačka molekula višestruko uvijena oko sebe. Kada bismo mogli ispraviti svu DNK iz jedne jedine ljudske stanice, dobili bismo nit dugačku 198 cm. DNK ima oblik dvostruke spirale a strane te spirale su povezane nekom vrstom „prečki“.

Zbog čega je važna DNK i kako ona to kontroliše ostatak stanice?

DNK je složena molekula koja ne samo da je „šifra“ za prenošenje osobina, nego je ujedino i „šifra“ za stvaranje osobina: naime, DNK pohranjuje podatke o tome kako stanice stvaraju bjelančevine. Dakle, DNK je genetički tj. nasljedni materijal. Na DNK postoje određeni dijelovi, koji se zovu geni, a koji su šifre za stvaranje bjelančevina.

Svaka bjelančevina je drugačija i mora postojati neka vrsta „recepta“ za njeno stvaranje. Stvaranje bjelančevina u organizmu zovemo i sinteza ili biosinteza bjelančevina. Bjelančevine su osnovne gradivne strukture stanica, neka vrsta cigli u organizmu. Također, bjelančevine mogu služiti i kao signalne molekule ili kao molekule koje ubrzavaju reakcije u organizmu ili samoj stanici te su stoga veoma važne. Zapravo svaka bjelančevina u organizmu predstavlja neku osobinu organizma.

Međutim, kod eukariotskih organizama, DNK se u stanicama nalazi podijeljena u manje „paketiće“ koje zovemo hromosomi ili kromosomi. Hromosome obično crtamo u obliku slova „X“, ali nije tačno da su hromosomi u svakom trenutku života stanice takvog oblika. Osim DNK, hromosomi sadrže i jednu određenu klasu bjelančevina, koje nose naziv histoni. Ti histoni formiraju strukture od 8 molekula koje zovemo oktameri. Okto na latinskom znači 8. DNK se obmotava oko tih oktamera i što je čvršće obmotana, to su hromosomi kraći i izgledaju deblje. Ako je DNK labilno obmotana oko histona, onda i hromosomi izgledaju tek kao niti koje jedva možemo razlikovati ako gledamo jedro stranice.

Zapravo, kada je hromatin čvrsto upakovan, jako uvijen, spiraliziran, onda ga vidimo kao hromosome. Ako je labavo uvijen, onda hromosome u stanici ne vidimo kao zasebne strukture, ali oni su i dalje tu. Dakle, hromatin i hromosomi su samo dva naziva za kompleks bjelančevina histona i DNK, u ovisnosti o stepenu spiraliziranosti i čvrstoće „pakovanja“ tog kompleksa.

Hromosome vidimo u određenim fazama razvoja stanice – onda kada se stanica dijeli i daje dvije nove stanice. Tada je hromatin čvsto upakovan. Tada hromosomi imaju oblik slova „X“ i razlikujemo dvije paralelne strane hromosoma, koje nazivamo hromatide. Pošto se na hromatidama istog hromosoma nalaze isti geni, te hromatide nazivamo sestrinske. U nekim drugim fazama razvoja stanice hromosomi imaju samo jednu hromatidu i liče više na slovo I. Na hromosomima se može zapaziti i jedno suženje, koje je na nekim hromosomima u centru, dok je kod drugih hromosoma bliže krajevima. To suženje se naziva centromera i važno je za kretanje hromosoma prilikom stanične diobe. Krajevi hromosoma se zovu telomere.

Broj hromosoma je stalan i karakterističan za svaku vrstu. U jednom organizmu se razlikuje jedino broj hromosoma u tjelesnim stanicama i broj hromosoma u spolnim stanicama. Broj hromosoma u spolnim stanicama mora biti duplo manji od broja hromosoma u tjelesnim stanicama. Broj hromosoma u spolnim stanicama označavamo malim slovom n i zovemo ga haploidni broj, a u spermatozoidima i jajnim stanicama čovjeka iznosi 23 hromosoma. Broj hromosoma u tjelesnim stanicama označavamo sa 2n i nazivamo diploidni broj, a kod čovjeka iznosi 46 hromosoma, odnosno 23 para hromosoma. Taj broj nastaje prilikom spajanja spermatozoida i jajne stanice, pri oplodnji, jer svaka spolna stanica ima po 23 hromosoma.

Od funkcije jedra ovisi nasljeđivanje osobina i sinteza bjelančevina jer ono sadrži DNK.