Çekirdek biyoloji tanımı nedir? Merkezi işlem birimi nedir? Çekirdek işlevleri

Her canlı hücrede birçok biyokimyasal reaksiyon ve süreç gerçekleşir. Bunları kontrol etmek ve birçok hayati faktörü düzenlemek için özel bir yapıya ihtiyaç vardır. Biyolojide çekirdek nedir? Görevini yerine getirmede onu etkili kılan şey nedir?

Biyolojide çekirdek nedir? Tanım

Çekirdek, vücuttaki herhangi bir hücrenin önemli bir yapısıdır. Çekirdek nedir? Biyolojide her organizmanın en önemli bileşenidir. Çekirdek hem tek hücreli protozoada hem de ökaryotik dünyanın oldukça organize temsilcilerinde bulunabilir. Bu yapının temel işlevi, burada da bulunan genetik bilginin depolanması ve iletilmesidir.

Yumurtanın sperm tarafından döllenmesinden sonra iki haploid çekirdeğin füzyonu meydana gelir. Germ hücrelerinin füzyonundan sonra, çekirdeği zaten diploid bir kromozom seti taşıyan bir zigot oluşur. Bu, karyotipin (çekirdeğin genetik bilgisi) zaten hem anneden hem de babadan gelen genlerin kopyalarını içerdiği anlamına gelir.

Çekirdek bileşimi

Çekirdeğin özelliği nedir? Biyoloji nükleer aparatın bileşimini dikkatle inceler çünkü bu genetik, seçilim ve moleküler biyolojinin gelişimine ivme kazandırabilir.

Çekirdek çift membranlı bir yapıdır. Membranlar, oluşan maddelerin hücreden taşınması için gerekli olanın bir uzantısıdır. Çekirdeğin içeriğine nükleoplazma denir.

Kromatin, nükleoplazmanın ana maddesidir. Kromatinin bileşimi çeşitlidir: öncelikle nükleik asitleri (DNA ve RNA), ayrıca proteinleri ve birçok metal iyonunu içerir. Nükleoplazmadaki DNA, kromozomlar şeklinde düzenli bir şekilde düzenlenmiştir. Bölünme sırasında ikiye katlanan kromozomlardır ve daha sonra her bir seti yavru hücrelere geçer.

Nükleoplazmadaki RNA çoğunlukla iki tipte bulunur: mRNA ve rRNA. Transkripsiyon işlemi sırasında oluşur - DNA'dan bilgi okunur. Böyle bir ribonükleik asit molekülü daha sonra çekirdeği terk eder ve daha sonra yeni proteinlerin oluşumu için bir şablon görevi görür.

Ribozomal RNA, nükleol adı verilen özel yapılarda üretilir. Nükleolus, ikincil daralmalarla oluşturulan kromozomların terminal bölümlerinden oluşur. Bu yapı, ışık mikroskobu altında çekirdeğin üzerinde sıkıştırılmış bir nokta olarak görülebilir. Burada sentezlenen ribozomal RNA'lar da sitoplazmaya girerek proteinlerle birlikte ribozomları oluşturur.

Çekirdeğin bileşiminin işlevler üzerinde doğrudan etkisi vardır. Bir bilim olarak biyoloji, transkripsiyon ve hücre bölünmesi süreçlerini daha iyi anlamak için kromatinin özelliklerini inceler.

Çekirdek fonksiyonları. Çekirdekteki süreçlerin biyolojisi

Çekirdeğin ilk ve en önemli işlevi kalıtsal bilgilerin depolanması ve iletilmesidir. Çekirdek, hücrenin benzersiz bir yapısıdır çünkü insan genlerinin çoğunu içerir. Karyotip haploid, diploid, triploid vb. olabilir. Zehrin ploidiliği hücrenin fonksiyonuna bağlıdır: gametler haploiddir ve somatik hücreler diploiddir. Kapalı tohumluların endosperm hücreleri triploiddir ve son olarak birçok ürün çeşidi poliploid bir kromozom setine sahiptir.

MRNA'nın oluşumu sırasında çekirdekten sitoplazmaya transfer meydana gelir. Transkripsiyon işlemi sırasında gerekli karyotip genleri okunur ve sonuçta haberci veya haberci RNA molekülleri sentezlenir.

Kalıtım ayrıca mitoz, mayoz veya amitoz yoluyla hücre bölünmesi sırasında da kendini gösterir. Her durumda çekirdek kendi özel işlevini yerine getirir. Örneğin mitozun profazında nükleer membran yıkılır ve yüksek derecede sıkıştırılmış kromozomlar sitoplazmaya girer. Ancak mayoz bölünmede kromozom geçişi, çekirdekteki zar tahrip edilmeden önce meydana gelir. Amitozda ise çekirdek tamamen yok olur ve bölünme sürecine küçük bir katkı sağlar.

Ek olarak, zarın EPS ile doğrudan bağlantısı nedeniyle çekirdek, maddelerin hücreden taşınmasında dolaylı olarak rol oynar. Biyolojide çekirdek budur.

Çekirdeklerin şekli

Çekirdeğin yapısı ve işlevleri zarın şekline bağlı olabilir. Nükleer aparat yuvarlak, uzatılmış, bıçak şeklinde vb. Olabilir. Çoğunlukla çekirdeğin şekli bireysel dokulara ve hücrelere özgüdür. Tek hücreli organizmalar beslenme şekli ve yaşam döngüsü açısından farklılık gösterir ve aynı zamanda nükleer membranların şekilleri de farklılık gösterir.

Lökosit örneğinde çekirdeğin şekil ve boyutunda çeşitlilik görülebilir.

• Nötrofil çekirdeği bölümlenmiş veya bölümlenmemiş olabilir. İlk durumda at nalı şeklindeki bir çekirdekten bahsediyorlar ve bu şekil genç hücrelerin karakteristiğidir. Parçalı çekirdek, zarda birkaç bölümün oluşmasının sonucudur ve bu da birbirine bağlı birkaç parçanın oluşmasıyla sonuçlanır.
• Eozinofillerde çekirdek karakteristik bir dambıl şekline sahiptir. Bu durumda nükleer aparat, bir bölmeyle birbirine bağlanan iki bölümden oluşur.
• Lenfositlerin neredeyse tüm hacmi büyük bir çekirdek tarafından işgal edilmiştir. Hücrenin çevresinde sitoplazmanın yalnızca küçük bir kısmı kalır.
• Böceklerin glandüler hücrelerinde çekirdek dallanmış bir yapıya sahip olabilir.

Bir hücredeki çekirdek sayısı değişebilir

Bir organizma hücresinde her zaman tek bir çekirdek bulunmaz. Bazen birden fazla işlevi aynı anda yerine getirebilmek için iki veya daha fazla nükleer cihazın bulunması gerekebilir. Tersine, bazı hücreler tamamen çekirdeksiz de yaşayabilirler. Birden fazla çekirdeğe sahip olan veya hiç çekirdeği olmayan olağandışı hücrelerin bazı örnekleri:

1. Kırmızı kan hücreleri ve trombositler. Bu kan hücreleri sırasıyla hemoglobin ve fibrinojeni taşır. Bir hücrenin maksimum miktarda madde içerebilmesi için çekirdeğini kaybetmiştir. Bu özellik, hayvan dünyasının tüm temsilcileri için tipik değildir: Kurbağaların kanında belirgin bir çekirdeğe sahip büyük kırmızı kan hücreleri vardır. Bu da bu sınıfın daha gelişmiş taksonlara göre ilkelliğini göstermektedir.

2. Karaciğer hepatositleri. Bu hücreler iki çekirdek içerir. Bunlardan biri kanın toksinlerden arındırılmasını düzenler, diğeri ise daha sonra kandaki hemoglobinin bir parçası haline gelecek olan hem oluşumundan sorumludur.

3. Çizgili iskelet dokusunun miyositleri. Kas hücreleri çok çekirdeklidir. Bunun nedeni, ATP'nin sentezi ve parçalanmasının yanı sıra proteinlerin birleştirilmesine aktif olarak maruz kalmalarıdır.

Protozoadaki nükleer aparatın özellikleri

Örneğin iki tür tek hücreliyi düşünün: siliatlar ve amipler.

1. Terlik siliatları. Tek hücreli organizmaların bu temsilcisinin iki çekirdeği vardır: bitkisel ve üretken. Hem işlev hem de boyut bakımından farklılık gösterdikleri için bu özelliğe nükleer dualizm denir.

Bitkisel çekirdek, hücrenin günlük işleyişinden sorumludur. Metabolik süreçlerini düzenler. Üretken çekirdek, hücre bölünmesinde ve konjugasyonda rol alır; bu, genetik bilginin aynı türün bireyleri ile değiş tokuş edildiği cinsel bir süreçtir.

hastalıklar

Birçok genetik hastalık, kromozom sayısındaki anormalliklerle ilişkilidir. Çekirdeğin genetik aparatındaki en iyi bilinen sapmaların bir listesi:

• Down sendromu;
• Patau şarabı;
• Klinefelter sendromu;
• Shereshevsky-Turner sendromu.

Liste uzayıp gidiyor ve hastalıkların her biri, bir çift kromozomun seri numarasına göre farklılık gösteriyor. Ayrıca bu tür hastalıklar sıklıkla cinsiyet X ve Y kromozomlarını etkiler.

Çözüm

Çekirdek önemli bir rol oynar Biyokimyasal süreçleri düzenler ve kalıtsal bilgilerin deposudur. Maddelerin hücreden taşınması ve proteinlerin sentezi de hücrenin bu merkezi yapısının işleyişiyle ilişkilidir. Biyolojide çekirdek budur.

Hücre çekirdeği, en önemli organellerden biri olan merkezi organeldir. Hücredeki varlığı organizmanın yüksek organizasyonunun bir işaretidir. Çekirdeği oluşmuş bir hücreye ökaryotik denir. Prokaryotlar, oluşturulmuş bir çekirdeği olmayan bir hücreden oluşan organizmalardır. Tüm bileşenlerini ayrıntılı olarak ele alırsak hücre çekirdeğinin hangi işlevi yerine getirdiğini anlayabiliriz.

Çekirdek yapı

1. Nükleer zarf.
2. Kromatin.
3. Nükleoli.
4. Nükleer matris ve nükleer meyve suyu.

Hücre çekirdeğinin yapısı ve işlevi, hücrenin tipine ve amacına bağlıdır.

Nükleer zarf

Nükleer zarfın iki zarı vardır - dış ve iç. Perinükleer boşluk ile birbirlerinden ayrılırlar. Kabuğun gözenekleri vardır. Çeşitli büyük parçacıkların ve moleküllerin sitoplazmadan çekirdeğe ve geriye doğru hareket edebilmesi için nükleer gözenekler gereklidir.

Nükleer gözenekler iç ve dış zarların birleşmesiyle oluşur. Gözenekler aşağıdakileri içeren komplekslere sahip yuvarlak açıklıklardır:

1. Deliği kapatan ince bir diyafram. Silindirik kanallar tarafından nüfuz edilir.
2. Protein granülleri. Diyaframın her iki yanında bulunurlar.
3. Merkezi protein granülü. Fibrillerle periferik granüllerle ilişkilidir.

Nükleer membrandaki gözeneklerin sayısı, hücrede sentetik işlemlerin ne kadar yoğun gerçekleştiğine bağlıdır.

Nükleer zarf dış ve iç zarlardan oluşur. Dıştaki kaba ER'ye (endoplazmik retikulum) geçer.

Kromatin

Kromatin hücre çekirdeğinde bulunan en önemli maddedir. Görevleri genetik bilginin depolanmasıdır. Ökromatin ve heterokromatin ile temsil edilir. Tüm kromatin bir kromozom topluluğudur.

Ökromatin, transkripsiyona aktif olarak katılan kromozomların parçalarıdır. Bu tür kromozomlar dağınık bir durumdadır.

Aktif olmayan bölümler ve kromozomların tamamı yoğunlaşmış kümelerdir. Bu heterokromatindir. Hücrenin durumu değiştiğinde, heterokromatin ökromatine dönüşebilir ve bunun tersi de geçerlidir. Çekirdekte ne kadar fazla heterokromatin olursa, ribonükleik asit (RNA) sentezi oranı o kadar düşük olur ve çekirdeğin fonksiyonel aktivitesi o kadar düşük olur.

Kromozomlar

Kromozomlar çekirdekte ancak bölünme sırasında ortaya çıkan özel yapılardır. Bir kromozom iki kol ve bir sentromerden oluşur. Formlarına göre ikiye ayrılırlar:

• Çubuk şeklinde. Bu tür kromozomların bir kolu büyük, diğeri küçüktür.
• Eşit silahlı. Nispeten aynı omuzlara sahipler.
• Karışık omuzlar. Kromozomun kolları görsel olarak birbirinden farklıdır.
• İkincil kısıtlamalarla. Böyle bir kromozom, uydu elemanını ana parçadan ayıran, sentromerik olmayan bir daralmaya sahiptir.

Her türde kromozom sayısı her zaman aynıdır, ancak organizmanın organizasyon düzeyinin sayılarına bağlı olmadığını belirtmekte fayda var. Böylece, bir kişinin 46, bir tavuğun 78, bir kirpinin 96 ve bir huş ağacının 84 kromozomu vardır. Eğrelti otu Ophioglossum reticulatum en fazla sayıda kromozoma sahiptir. Hücre başına 1260 kromozom bulunur. Myrmecia pilosula türünün erkek karıncası en az sayıda kromozoma sahiptir. Sadece 1 kromozomu var.

Bilim adamları hücre çekirdeğinin fonksiyonlarını kromozomları inceleyerek anladılar.

Kromozomlar genleri içerir.

Gen

Genler, protein moleküllerinin spesifik bileşimlerini kodlayan deoksiribonükleik asit (DNA) moleküllerinin bölümleridir. Sonuç olarak vücut şu veya bu semptomu sergiler. Gen kalıtsaldır. Böylece hücredeki çekirdek, genetik materyali sonraki nesil hücrelere aktarma işlevini yerine getirir.

Nükleoller

Nükleolus, hücre çekirdeğine giren en yoğun kısımdır. Yaptığı işlevler hücrenin tamamı için çok önemlidir. Genellikle yuvarlak bir şekle sahiptir. Nükleollerin sayısı farklı hücrelerde değişiklik gösterir; iki, üç veya hiç olmayabilir. Böylece ezilmiş yumurtaların hücrelerinde nükleolus bulunmaz.

Nükleolusun yapısı:

1. Granül bileşen. Bunlar nükleolusun çevresinde bulunan granüllerdir. Boyutları 15 nm ile 20 nm arasında değişmektedir. Bazı hücrelerde HA, nükleolus boyunca eşit şekilde dağılabilir.
2. Fibriller bileşen (FC). Bunlar, boyutları 3 nm ila 5 nm arasında değişen ince fibrillerdir. Fk, nükleolusun yaygın kısmıdır.

Fibriller merkezler (FC'ler), düşük yoğunluklu fibril alanlarıdır ve bu alanlar da yüksek yoğunluklu fibrillerle çevrilidir. PC'lerin kimyasal bileşimi ve yapısı, mitotik kromozomların nükleolar düzenleyicilerininkiyle hemen hemen aynıdır. RNA polimeraz I içeren, 10 nm kalınlığa kadar fibrillerden oluşurlar. Bu, fibrillerin gümüş tuzlarıyla lekelenmiş olmasıyla doğrulanır.

Yapısal nükleol türleri

1. Nükleolonemal veya retiküler tip.Çok sayıda granül ve yoğun fibriler materyal ile karakterize edilir. Bu tip nükleolar yapı çoğu hücrenin karakteristiğidir. Hem hayvan hücrelerinde hem de bitki hücrelerinde görülebilir.
2. Kompakt tip. Düşük şiddette nükleonoma ve çok sayıda fibriler merkez ile karakterizedir. Protein ve RNA sentezi sürecinin aktif olarak gerçekleştiği bitki ve hayvan hücrelerinde bulunur. Bu tip nükleoller aktif olarak çoğalan hücrelerin (doku kültürü hücreleri, bitki meristem hücreleri vb.) karakteristiğidir.
3. Yüzük tipi. Işık mikroskobunda bu tip, ışık merkezi olan bir halka (fibriler merkez) olarak görülebilir. Bu tür nükleollerin boyutu ortalama 1 mikrondur. Bu tip yalnızca hayvan hücrelerinin (endoteliyositler, lenfositler vb.) karakteristiğidir. Bu tip nükleoluslara sahip hücreler oldukça düşük düzeyde transkripsiyona sahiptir.
4. Kalıntı türü. Bu tip nükleol hücrelerinde RNA sentezi meydana gelmez. Belirli koşullar altında bu tip ağsı veya kompakt hale gelebilir, yani aktif hale gelebilir. Bu tür nükleoller, deri epitelinin, normoblastın vb. dikenli tabakasının hücrelerinin karakteristiğidir.
5. Ayrılmış tip. Bu tip nükleoluslu hücrelerde rRNA (ribozomal ribonükleik asit) sentezi gerçekleşmez. Bu, hücre herhangi bir antibiyotik veya kimyasal maddeyle tedavi edilirse meydana gelir. Bu durumda "ayrılma" kelimesi "ayrılma" veya "ayrılma" anlamına gelir, çünkü nükleollerin tüm bileşenleri ayrılır ve bu da onun azalmasına yol açar.

Nükleollerin kuru ağırlığının neredeyse %60'ı proteindir. Sayıları çok büyük ve birkaç yüze ulaşabiliyor.

Nükleollerin ana işlevi rRNA'nın sentezidir. Ribozom embriyoları karyoplazmaya girer, daha sonra çekirdeğin gözeneklerinden sitoplazmaya ve ER'ye sızar.

Nükleer matris ve nükleer özsu

Nükleer matris neredeyse hücre çekirdeğinin tamamını kaplar. İşlevleri spesifiktir. Tüm nükleik asitleri fazlar arası durumda çözer ve eşit şekilde dağıtır.

Nükleer matris veya karyoplazma, karbonhidratlar, tuzlar, proteinler ve diğer inorganik ve organik maddeleri içeren bir çözeltidir. Nükleik asitleri içerir: DNA, tRNA, rRNA, mRNA.

Hücre bölünmesi sırasında nükleer membran çözülür, kromozomlar oluşur ve karyoplazma sitoplazmaya karışır.

Hücre çekirdeğinin ana fonksiyonları

1. Bilgilendirici işlev. Organizmanın kalıtımı hakkındaki tüm bilgilerin bulunduğu çekirdektedir.
2. Kalıtım işlevi. Kromozomlar üzerinde bulunan genler sayesinde bir organizma, özelliklerini nesilden nesile aktarabilmektedir.
3. Birleştirme işlevi. Tüm hücre organelleri çekirdekte tek bir bütün halinde birleşir.
4. Düzenleme işlevi. Hücredeki tüm biyokimyasal reaksiyonlar ve fizyolojik süreçler çekirdek tarafından düzenlenir ve koordine edilir.

En önemli organellerden biri hücre çekirdeğidir. İşlevleri tüm organizmanın normal işleyişi için önemlidir.

Canlı organizmaların hücre biyolojisi, çekirdeği (çekirdek, çekirdek) olmayan prokaryotları inceler. Hangi organizmalar çekirdeğin varlığıyla karakterize edilir? Çekirdek merkezi organeldir.

Önemli! Hücre çekirdeğinin ana işlevi kalıtsal bilgilerin depolanması ve iletilmesidir.

Yapı

Çekirdek nedir? Çekirdek hangi kısımlardan oluşur? Aşağıda listelenen bileşenler bir parçasıyızçekirdek:

• Nükleer zarf;
• Nükleoplazma;
• Karyomatrix;
• Kromatin;
• Nükleoller.

Nükleer zarf

Karyolemma iki katmandan oluşur- perinükleer bir boşlukla ayrılmış dış ve iç. Dış zar kaba endoplazmik tübüllerle iletişim kurar. Nükleer maddenin çekirdeğinin fibriler proteinleri iç kabuğa bağlanır. Membranlar arasında, benzer yüklere sahip iyonize organik moleküllerin karşılıklı itilmesiyle oluşturulan perinükleer bir boşluk vardır.

Karyolemmaya, protein moleküllerinin oluşturduğu gözenekler olan bir açıklık sistemi nüfuz eder. Bunlar aracılığıyla, protein sentezinin gerçekleştiği yapılar olan ribozomlar ve haberci RNA'lar sitoplazmik retikuluma nüfuz eder.

Zarlar arası gözenekler dolu tübüllerdir. Duvarları spesifik proteinler - nükleoporinler tarafından oluşturulur. Deliğin çapı sitoplazmanın ve çekirdeğin içeriğinin küçük moleküller alışverişine izin verir. Nükleik asitler ve yüksek moleküler ağırlıklı proteinler, hücrenin bir kısmından diğerine bağımsız olarak akamaz. Bu amaçla aktivasyonu enerji maliyetleri ile gerçekleşen özel taşıma proteinleri bulunmaktadır.

Yüksek molekül ağırlıklı bileşikler gözeneklerden geçmek karyopherinlerin yardımıyla. Maddeleri sitoplazmadan çekirdeğe taşıyanlara importinler denir. Ters yönde hareket ise ihracat yoluyla gerçekleştirilir. RNA molekülü çekirdeğin hangi kısmında bulunur? Hücre boyunca dolaşıyor.

Önemli! Yüksek moleküler maddeler çekirdekten çekirdeğe ve çekirdekten gözeneklere bağımsız olarak nüfuz edemez.

Nükleoplazma

Karyoplazma tarafından temsil edilir- iki katmanlı bir kabuğun içinde yer alan jel benzeri bir kütle. pH'ın >7 olduğu sitoplazmanın aksine çekirdeğin içindeki ortam asidiktir. Nükleoplazmayı oluşturan ana maddeler nükleotidler, proteinler, katyonlar, RNA, H2O'dur.

Karyomatriks

Çekirdeği hangi bileşenler oluşturur? Üç boyutlu bir yapıya sahip laminer proteinlerden oluşur. Mekanik stres altında organoidin deformasyonunu önleyen bir iskeletin rolünü oynar.

Kromatin

Bu ana madde Bazıları aktif durumda olan bir dizi kromozomla temsil edilir. Geri kalanı sıkıştırılmış bloklar halinde paketlenmiştir. Açılmaları bölünme sırasında meydana gelir. DNA adını verdiğimiz molekül çekirdeğin hangi kısmında bulunur? DNA molekülünün parçaları olan genlerden oluşur. Kalıtsal özellikleri yeni nesil hücrelere aktaran bilgileri içerirler. Dolayısıyla çekirdeğin bu kısmı bir DNA molekülü içerir.

Biyolojide ayırt ederler aşağıdaki kromatin türleri:

• Ökromatin. İpliksi, despiralize, lekelenmeyen oluşumlar halinde görünür. Hücre bölünmesi döngüleri arasındaki ara faz sırasında dinlenme çekirdeğinde bulunur.
• Heterokromatin. Kromozomların aktive edilmemiş spiralleşmiş, kolayca boyanabilen bölgeleri.

Nükleoller

Nükleolus, çekirdeği oluşturan en sıkıştırılmış yapıdır. Çoğunlukla yuvarlak şekillere sahiptir, ancak lökositler gibi parçalı olanlar da vardır. Bazı organizmaların hücrelerinin çekirdeğinde nükleol yoktur. Diğer çekirdeklerde bunlardan birkaçı olabilir. Nükleollerin maddesi, ribozomların alt birimleri olan granüllerin yanı sıra RNA molekülleri olan fibrillerle temsil edilir.

Çekirdekçik: yapı ve işlevler

Nükleoller aşağıdakilerle temsil edilir yapısal türleri:

• Retiküler. Çoğu hücre için tipiktir. Yüksek konsantrasyonda sıkıştırılmış fibriller ve granüller ile karakterize edilir.
• Kompakt. Çok sayıda fibril birikimi ile karakterizedir. Bölünen hücrelerde bulunur.
• Halka şeklinde. Lenfositlerin ve bağ dokusu hücrelerinin karakteristiği.
• Kalıntı. Bölünme işleminin gerçekleşmediği hücrelerde hakimdir.
• Ayrılmış. Nükleolusun tüm bileşenleri ayrılır, plastik eylemler imkansızdır.

Fonksiyonlar

Çekirdek hangi işlevi yerine getirir? Çekirdek şu şekilde karakterize edilir: aşağıdaki sorumluluklar:

• Kalıtsal özelliklerin aktarımı;
• Üreme;
• Programlanmış ölüm.

Genetik bilginin saklanması

Genetik kodlar kromozomlarda saklanır. Şekil ve boyut bakımından farklılık gösterirler. Farklı türlerin bireyleri farklı sayıda kromozoma sahiptir. Belirli bir türün kalıtsal bilgi depolarının karakteristik özelliklerinin kompleksine karyotip denir.

Önemli! Bir karyotip, belirli bir türün organizmalarının kromozomal bileşiminin karakteristik bir dizi özelliğidir.

Haploid, diploid ve poliploid kromozom setleri vardır.

İnsan vücudunun hücreleri 23 çeşit kromozom içerir. Yumurta ve sperm bir haploid, yani tek bir grup içerir. Döllenme sırasında her iki hücrenin depoları birleşerek çift diploid bir set oluşturur. Yetiştirilen bitkilerin hücreleri triploid veya tetraploid karyotipe sahiptir.

Genetik bilginin saklanması

Kalıtsal özelliklerin aktarımı

Çekirdekte hangi hayati süreçler meydana gelir? Bilginin okunması işlemi sırasında gen kodlaması iletilir ve bu da haberci (haberci) RNA'nın oluşmasıyla sonuçlanır. Exportinler ribonükleik asidi nükleer gözenekler yoluyla sitoplazmaya salgılar. Ribozomlar vücudun ihtiyaç duyduğu proteinleri sentezlemek için genetik kodları kullanır.

Önemli! Protein sentezi, haberci RNA tarafından iletilen kodlanmış genetik bilgiye dayanarak sitoplazmik ribozomlarda meydana gelir.

Üreme

Prokaryotlar basitçe ürerler. Bakterilerin tek bir DNA molekülü vardır. Bölünme sürecinde kendini kopyalıyor hücre zarına bağlanır. İki bağlantı noktası arasında zar büyür ve iki yeni organizma oluşur.

Ökaryotlarda var amitoz, mitoz ve mayoz bölünme:

• Amitoz. Nükleer bölünme, hücre parçalanması olmadan gerçekleşir. Binükleer hücreler oluşur. Bir sonraki bölünme sırasında polinükleer oluşumlar ortaya çıkabilir. Hangi organizmalar bu tür üreme ile karakterize edilir? Yaşlanan, cansız ve tümör hücreleri buna karşı hassastır. Bazı durumlarda korneada, karaciğerde, kıkırdak dokularda ve ayrıca bazı bitkilerin dokularında normal hücreleri oluşturmak için amitotik bölünme meydana gelir.
• Mitoz. Bu durumda nükleer fisyon onun yok edilmesiyle başlar. Eşleştirilmiş kromozomların hücrenin farklı uçlarına ayrıldığı yardımıyla bir bölünme mili oluşur. Kalıtım taşıyıcılarının çoğalması meydana gelir ve ardından iki çekirdek oluşur. Bundan sonra iş mili sökülür ve bir hücreyi ikiye bölen bir nükleer membran oluşturulur.
• Mayoz. Ayrılmış kromozomların kopyalanması olmadan nükleer bölünmenin meydana geldiği karmaşık bir süreç. Germ hücrelerinin oluşumu için karakteristik - haploid kalıtım taşıyıcılarına sahip gametler.

Programlanmış Kıyamet

Genetik bilgi hücrenin ömrünü sağlar ve ayrılan sürenin sonunda apoptoz (Yunanca yaprak dökülmesi) sürecini başlatır. Kromatin yoğunlaşır ve nükleer membran tahrip olur. Cella, plazma zarıyla sınırlı parçalara ayrılır. Apoptotik cisimler, inflamasyon aşamasını atlayarak makrofajlar veya komşu hücreler tarafından emilir.

Açıklık sağlamak için çekirdeğin yapısı ve parçalarının gerçekleştirdiği işlevler tabloda sunulmaktadır.

Dış görünüş

Şekil, membranın konfigürasyonuna göre belirlenir. Aşağıdaki çekirdek türleri belirtilmiştir:

• Yuvarlak. En yaygın olanı. Örneğin, lenfositlerin çoğu çekirdek tarafından işgal edilmiştir.
• İnce uzun. At nalı şeklindeki çekirdek olgunlaşmamış nötrofillerde bulunur.
• Bölümlere ayrılmış. Kabukta bölmeler oluşur. Olgun bir nötrofilde olduğu gibi birbirine bağlı segmentler oluşturulur.
• Dallanmış. Eklembacaklı hücrelerinin çekirdeklerinde bulunur.

Çekirdek sayısı

Yaptıkları görevlere bağlı olarak cellaların bir ya da daha fazla çekirdeği olabilir ya da hiç olmayabilir. Aşağıdaki hücre türleri ayırt edilir:

• Nükleer değil. Yüksek hayvanların kanının oluşan bileşenleri eritrositler, trombositler ise önemli maddelerin taşıyıcılarıdır. Hemoglobin veya fibrinojene yer açmak için kemik iliği bu elementleri nükleer olmadan üretir. Programlanan süre geçtikten sonra bölünemezler ve ölemezler.
• Tek çekirdekli. Canlı organizmaların çoğu hücresinde durum böyledir.
• Binükleer. Karaciğer hepatositleri ikili bir işlevi yerine getirir: detoksifikasyon ve üretim. Hemoglobin üretimi için gerekli olan hem sentezlenir. Bu amaçlar için iki çekirdek gereklidir.
• Çok çekirdekli. Kas miyositleri muazzam miktarda iş yapar; bunu gerçekleştirmek için ek çekirdekler gerekir. Aynı sebepten dolayı kapalı tohumluların hücreleri çok çekirdeklidir.

Kromozomal patolojiler

Birçok hastalık, kromozomal kompozisyondaki anormalliklerle ilişkili bozuklukların sonucudur. En iyi bilinen semptom kompleksleri şunlardır:

• Aşağı. Fazladan bir yirmi birinci kromozomun (trizomi) varlığından kaynaklanır.
• Edwards. Fazladan bir onsekizinci kromozom mevcuttur.
• Patau. Trizomi 13.
• Turner. X kromozomu eksik.
• Klinefelter. Ekstra X veya Y kromozomları ile karakterize edilir.

Çekirdeği oluşturan parçaların işleyişindeki bir bozukluktan kaynaklanan rahatsızlıklar her zaman kromozomal anormalliklerle ilişkili değildir. Bireysel nükleer proteinleri etkileyen mutasyonlar aşağıdaki hastalıklara neden olur:

• Laminopati. Erken yaşlanma ile kendini gösterir.
• Otoimmün hastalıklar. Lupus eritematozus bağ dokusu dokularının yaygın bir lezyonudur, multipl skleroz ise sinirlerin miyelin kılıflarının tahrip olmasıdır.

Önemli! Kromozomal anormallikler ciddi hastalıklara yol açar.

Çekirdek yapı

Resimlerle Biyoloji: Çekirdeğin yapısı ve işlevleri

Çözüm

Hücre çekirdeği karmaşık bir yapıya sahiptir ve hayati işlevleri yerine getirir. Kalıtsal bilgilerin deposu ve vericisidir, proteinlerin sentezini ve hücre bölünmesi süreçlerini kontrol eder. Kromozomal anormallikler ciddi hastalıkların nedenidir.

İyi günler sevgili ziyaretçi. Bugün işlemci çekirdeklerinin ne olduğundan ve hangi işlevi yerine getirdiklerinden bahsedeceğiz. Her teknoloji meraklısının kaldıramayacağı ormana girmeyeceğimizi hemen söylemek istiyoruz. Her şey erişilebilir, anlaşılır ve rahat olacak, o yüzden sandviçlerinizi alın.

İşlemcinin bilgisayardaki tüm matematiksel hesaplamalardan, mantıksal işlemlerden ve veri işlemeden sorumlu merkezi modül olduğu gerçeğiyle başlamak istiyorum. Aslında, garip bir şekilde, tüm gücü çekirdekte yoğunlaşmıştır. Bunların miktarı, alınan bilgilerin işlenmesinin hızını, yoğunluğunu ve kalitesini belirler. Bu nedenle bileşene daha yakından bakalım.

CPU çekirdeklerinin temel özellikleri

Çekirdek, işlemcinin bir bütün olarak sistemin performansını etkileyen fiziksel bir öğesidir (mantıksal çekirdeklerle karıştırılmamalıdır).

Her ürün, üretilen çiplerin doğasında bulunan belirli bir dizi özellik ve yeteneği gösteren belirli bir mimari üzerine inşa edilmiştir.

Ana ayırt edici özellik, yani. çip üretiminde kullanılan transistörlerin boyutu. Gösterge nanometre cinsinden ölçülür. CPU'nun temeli transistörlerdir: silikon alt katmana ne kadar çok transistör yerleştirilirse çipin belirli bir örneği o kadar güçlü olur.

Örneğin Intel'den 2 cihaz modelini ele alalım - Core i7 2600k ve Core i7 7700k. Her ikisinin de işlemcisinde 4 çekirdek var, ancak işlem teknolojisi önemli ölçüde farklı: aynı kalıp alanına sahip sırasıyla 32 nm ve 14 nm. Bu neyi etkiler? İkincisi aşağıdaki göstergeleri gösterir:

• baz frekansı – daha yüksek;
• ısı salınımı – daha düşük;
• yürütülebilir talimatlar kümesi daha geniştir;
• maksimum bellek bant genişliği – daha yüksek;
• daha fazla işlev için destek.

Başka bir deyişle, teknik süreçteki azalma = verimlilikte artış. Bu bir aksiyomdur.

Çekirdek işlevleri

Merkezi işlemci çekirdeği 2 ana görev türünü gerçekleştirir:

• sistem içi;
• gelenek.

İkincisi, bir yazılım ortamının kullanılması yoluyla uygulama destek işlevlerini içerir. Aslında uygulama programlama, CPU'ya gerçekleştireceği görevleri yüklemek için tam olarak tasarlanmıştır. Geliştiricinin amacı, belirli bir prosedürün yürütülmesine ilişkin öncelikleri belirlemektir.

Modern işletim sistemleri, tüm işlemci çekirdeklerini akıllıca kullanmanıza olanak tanır ve bu da maksimum sistem verimliliği sağlar. Bundan banal ama mantıklı bir gerçeği belirtmekte fayda var: İşlemcideki fiziksel çekirdekler ne kadar fazla olursa, bilgisayarınız o kadar hızlı ve daha kararlı çalışır.

Tüm çekirdeklerin çalışması nasıl etkinleştirilir

Maksimum performansın peşinde olan bazı kullanıcılar CPU'nun tüm işlem gücünü kullanmak ister. Bunu yapmanın, ayrı ayrı kullanılabilecek veya birkaç noktayı birleştirebilecek birkaç yolu vardır:

• gizli ve kullanılmayan çekirdeklerin kilidini açmak (tüm işlemciler için uygun değildir - İnternet'teki talimatları ayrıntılı olarak incelemeniz ve modelinizi kontrol etmeniz gerekir);
• frekansı kısa bir süreliğine artırmak için modun etkinleştirilmesi;
• işlemcinin manuel hız aşırtması.

Tüm aktif çekirdekleri aynı anda başlatmanın en basit yöntemi aşağıdaki gibidir:

• ilgili düğmeyle Başlat menüsünü açın;
• arama çubuğuna “msconfig.exe” komutunu girin (yalnızca tırnak işaretleri olmadan);
• "Ek parametreler" öğesini açın ve satırın karşısındaki onay kutusunu etkinleştirdikten sonra "işlemci sayısı" sütununda gerekli değerleri ayarlayın.

Windows 10'da tüm çekirdekler nasıl etkinleştirilir?

Artık Windows başladığında, tüm bilgi işlem fiziksel çekirdekleri aynı anda çalışacak (iş parçacıklarıyla karıştırılmamalıdır).

Eski AMD işlemci sahipleri için

Aşağıdaki bilgiler eski AMD işlemci sahipleri için faydalı olacaktır. Eğer hala aşağıdaki çipleri kullanıyorsanız hoş bir sürpriz yaşayacaksınız:
Ek çekirdeklerin kilidini açma teknolojisine ACC (Gelişmiş Saat Kalibrasyonu) adı verilir. Aşağıdaki yonga setlerinde desteklenir:
Ek çekirdekler açmanıza izin veren yardımcı program, her üretici için farklı şekilde adlandırılır:
Bu basit yöntemle 2 çekirdekli bir sistemi 4 çekirdekli bir sisteme dönüştürebilirsiniz. Çoğunuzun bundan haberi bile yoktu değil mi? Umarım üretkenliğinizi ücretsiz olarak artırmanıza yardımcı olmuşumdur.

Bu yazımda sizlere çekirdeğin ne olduğunu, nelerden oluştuğunu, hangi işlevleri yerine getirdiğini ve hangi potansiyele sahip olduğunu olabildiğince detaylı anlatmaya çalıştım.

Aşağıdaki eğitim programlarında sizi çok daha ilginç ve dolayısıyla maddi olmayan şeyler bekliyor. Güle güle.

Günümüzde, az çok ciddi bilgi işlem ekipmanlarını donatmak için kabul edilebilir minimum standart, çift çekirdekli bir işlemcinin varlığı olarak kabul edilmektedir. Üstelik bu parametre mobil bilgisayar cihazları, tablet PC'ler ve saygın akıllı telefon iletişim cihazları için bile geçerlidir. Bu nedenle, bunların ne tür çekirdekler olduğunu ve herhangi bir kullanıcının bunları bilmesinin neden önemli olduğunu anlayacağız.

Basit kelimelerle özü

Özellikle toplu tüketime yönelik ilk çift çekirdekli çip Mayıs 2005'te ortaya çıktı. Ürüne Pentium D adı verildi (resmi olarak Pentium 4 serisine aitti). Daha önce benzer yapısal çözümler sunucularda kullanılıyordu ve kişisel bilgisayarlara yerleştirilmiyordu.

Genel olarak işlemcinin kendisi (mikroişlemci, CPU, Merkezi İşlem Birimi, merkezi işlem birimi, CPU), nanoteknoloji kullanılarak üzerine milyarlarca mikroskobik transistör, direnç ve iletkenin uygulandığı bir kristaldir. Daha sonra altın kontaklar püskürtülür, mikro devre gövdesine "çakıl taşı" monte edilir ve ardından tüm bunlar yonga setine entegre edilir.

Şimdi mikro devrenin içine bu tür iki kristalin yerleştirildiğini hayal edin. Aynı alt tabaka üzerinde, birbirine bağlı ve tek bir cihaz gibi hareket ediyor. Bu iki temel tartışma konusudur.

Elbette iki “çakıl taşı” sınır değildir. Bu yazının yazıldığı sırada, dört çekirdekli bir çiple donatılmış bir bilgisayarın, video kartının bilgi işlem kaynaklarını saymazsak, güçlü olduğu düşünülüyordu. AMD'nin çabaları sayesinde sunucular halihazırda on altıya kadar kullanıyor.

Terminoloji nüansları

Her kalıbın tipik olarak kendi L1 önbelleği vardır. Bununla birlikte, eğer ortak bir ikinci seviye mikroişlemcileri varsa, o zaman bu yine de bir mikroişlemcidir ve iki (veya daha fazla) bağımsız mikroişlemci değildir.

Bir çekirdek, ancak her iki düzeyde de kendi önbelleğine sahipse, tam teşekküllü ayrı bir işlemci olarak adlandırılabilir. Ancak bu yalnızca çok güçlü sunucularda ve her türlü süper bilgisayarda (bilim adamlarının en sevdiği oyuncaklar) kullanım için gereklidir.

Ancak Windows işletim sistemindeki “Görev Yöneticisi” veya GNU/Linux'taki “Sistem Monitörü” çekirdekleri CPU olarak gösterebilir. Yani CPU 1 (CPU 1), CPU 2 (CPU 2) vb. Bu sizi yanıltmasın, çünkü programın görevi mühendislik ve mimari nüansları anlamak değil, yalnızca kristallerin her birinin yükünü etkileşimli olarak görüntülemektir.

Bu, bu yüklemeye ve genel olarak olgunun bu şekilde uygunluğuna ilişkin sorulara sorunsuz bir şekilde geçeceğimiz anlamına gelir.

Bu neden gerekli?

Birden farklı çekirdeklerin sayısı, öncelikle gerçekleştirilen görevleri paralelleştirmeye yöneliktir.

Diyelim ki dizüstü bilgisayarınızı açtınız ve World Wide Web'deki siteleri okuyorsunuz. Modern web sayfalarının müstehcen bir şekilde aşırı yüklendiği komut dosyaları (mobil sürümler hariç) yalnızca bir çekirdek tarafından işlenecektir. Kötü bir şey tarayıcıyı çılgına çevirirse yükün yüzde yüzü ona düşecektir.

İkinci kristal normal modda çalışmaya devam edecek ve durumla başa çıkmanıza izin verecek - en azından "Sistem Monitörü" nü (veya bir terminal emülatörünü) açın ve çılgın programı zorla sonlandırın.

Bu arada, hangi yazılımın aniden raydan çıktığını ve hangi "çakıl taşlarının" soğutucunun çaresizce ulumasına neden olduğunu kendi gözlerinizle görebileceğiniz "Sistem Monitörü" nde.

Bazı programlar başlangıçta çok çekirdekli işlemci mimarisi için optimize edilmiştir ve farklı kristallere hemen farklı veri akışları gönderir. Sıradan uygulamalar "tek iş parçacığı - tek çekirdek" ilkesine göre işlenir.

Yani, birden fazla iş parçacığının aynı anda çalıştırılması durumunda performans artışı fark edilecektir. Neredeyse tüm işletim sistemleri çoklu görevli olduğundan, paralelleştirmenin olumlu etkisi neredeyse sürekli olarak ortaya çıkacaktır.

Bununla nasıl yaşanır

Tüketici bilgi işlem teknolojisiyle ilgili olarak, günümüzün tek çekirdekli çipleri çoğunlukla basit telefonlardaki ve minyatür medya oynatıcılarındaki ARM işlemcilerdir. Bu tür cihazlardan olağanüstü performans alınmasına gerek yoktur. Maksimum, Opera Mini tarayıcısını, bir ICQ istemcisini, basit bir oyunu ve Java'daki diğer iddiasız uygulamaları başlatmaktır.

En ucuz tabletlerden başlayarak diğer her şeyin, giriş kısmında belirtildiği gibi çipte en az iki kristal bulunması gerekir. Bunları satın alın. En azından hemen hemen tüm kullanıcı yazılımlarının hızla şişmanladığı ve giderek daha fazla sistem kaynağı tükettiği dikkate alındığında, güç rezervinin hiçbir zararı olmayacaktır.

Önceki yayınlar: