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核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有啥关系?

生物100 2023-02-13

The following article is from 一个生物老师的日常 Author 兰妮酱

在学习细胞核的结构时,教材上有这样的一幅插图。(见电子课本:细胞核

核仁的功能是:与某种RNA的合成以及核糖体的形成相关。那么问题来了,这里的某种RNA和哪种RNA?和核仁相关这么理解?本文就来谈谈相关内容。

1
某种RNA到底是什么RNA?与“核仁相关”怎么理解?


在必修2中,教材系统介绍了RNA的三种类型。(见电子课本:【电子课本】必修二第4章第1节基因指导蛋白质合成


根据“与核糖体的形成相关”不难推出,“某种RNA”应该是rRNA,也就是核糖体RNA。那么,rRNA的合成应该是以DNA为模板的转录。转录过程在哪里进行呢?

从细胞核的简图中可以看到,DNA并没有分布在核仁中,而是与蛋白质结合形成染色质,分布在核膜和核仁之间。加之,教材中“与RNA的合成相关”又是一种模棱两可的表述。那么,rRNA究竟是不是在核仁内合成的呢?


从图中可以看出,核仁有三层结构组成,从内到外依次是:FC(纤维中心)、DFC)致密纤维组分)、GC(颗粒组分)。在FC和DFC的交界处,有若干红色线条,这表示的就是rDNA,即转录rRNA的基因。


神么?核仁中也有DNA?不是说好核DNA都在染色体上的吗?

桥得麻袋,关于这部分DNA,核仁只有使用权而已。


rDNA来自五湖四海,分布在1314152122染色体,怀着一颗合成核糖体的心而聚在了一起。平日里各自保管着rDNA,冲锋号吹响的时候便借给核仁用一用。


所以,rRNA的合成场所在核仁,但使用的模板DNA依然在染色体上。

 

2
核仁怎么控制“核糖体的形成”?



核糖体的组成除了有rRNA,还有蛋白质。

蛋白质在哪里合成?

所有的生物只有一个答案,连没有细胞结构的病毒也是利用宿主细胞的这一结构来合成的。那就是核糖体。于是,这似乎演变成了一个自己合成自己的故事,细胞版《云图》。


不过,这不是关键。

重要的是,核糖体在细胞核的外面呀!这也就意味着,核糖体的组成蛋白需要在细胞质中合成,然后运到细胞核中去发挥作用。


图中黄色框线是核膜,蓝色背景是核仁,蛋白质和rRNA跨越千山万水终于在核仁成功会师。于是,原料齐备,核仁工厂一启动,新的核糖体就随着流水线快递到了细胞质中。

3
核仁是每核限购一个吗?


构建物理模型的时候,我们常常把细胞核简化为一个咸蛋黄。


显微镜下拍到的照片似乎不这么简单。


绿色的漂浮物都是核仁。核仁没有生物膜包被,只能靠自身的物质形成致密的液体膜,在液体和液体之间形成一个分界线。为了避免核仁扎堆,胞内还有一些蛋白质纤维来支撑核仁,让它漂浮在细胞核中,分布更加均匀。

公众号:一个生物老师的日常(echology2015)授权转载,转载请联系原作者

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