细胞核

Nucleus Infographic Showing Layers of a Nucleus

细胞控制中心

细胞核是一种膜包被的细胞器,除哺乳动物成熟红细胞外,几乎所有真核细胞都具有细胞核。作为细胞的“控制中心”,细胞核是遗传物质的储存和处理中心,承担与之相关的多种重要功能:

  • 控制生物体的遗传性状
  • 控制特殊酶的合成以调节细胞代谢
  • 内核仁中储存 DNA, RNA 和相关蛋白质 
  • 为从DNA模板进行mRNA遗传转录提供场所
  • 帮助介导细胞核和周围细胞之间的DNA和RNA交换
  • 为mRNA翻译为蛋白质制造所需的核糖体
  • 调节基因完整性和基因表达

在细胞核内,细胞的全部基因组以染色体高度浓缩的螺旋线状DNA分子形式存在。各个基因转录成RNA模板,在严格调控的过程中进行翻译,为细胞和生物体提供众多结构蛋白和功能蛋白,无论是骨骼中的胶原蛋白还是使认知成为可能的神经递质。

新观点和新功能

进入21世纪以来,数字成像技术为细胞核研究带来全新视角。三维可视化技术使研究人员能够更清晰地观察到复杂的细胞核内部结构,以及核膜及其与内质网(ER)等周围结构结合相关的特征和功能。

更多最新研究表明,核功能与基因储存和转录调控不存在直接关联。例如,2020年许多独立研究团队发现,细胞核本身(以及预期的非细胞膜水平机制)负责感知细胞在拥挤或封闭环境中受到的物理“挤压”。细胞核检测到压力变化,继而触发信号级联放大,引导细胞移动至限制较少的区域,从而减少细胞功能和生长受到的环境抑制。

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