นิวเคลียสของเซลล์

ในทางชีววิทยาของเซลล์ นิวเคลียส (อังกฤษ: nucleus) คือออร์แกเนลล์ที่มีเยื่อหุ้มพบในเซลล์ยูแคริโอต ภายในบรรจุสารพันธุกรรม (genetic material) ซึ่งจัดเรียงตัวเป็นดีเอ็นเอ (DNA) สายยาวรวมตัวกับโปรตีนหลายชนิด เช่น ฮิสโตน (histone) เป็นโครโมโซม (chromosome) ยีน (gene) ต่างๆ ภายในโครโมโซมเหล่านี้ รวมเรียกว่า นิวเคลียส จีโนม (nucleards genome) หน้าที่ของนิวเคลียสคือการคงสภาพการรวมตัวของยีนเหล่านี้และควบคุมการทำงานของเซลล์โดยการควบคุมการแสดงออกของยีน (gene expression)

เซลล์เฮลา ย้อมสีดีเอ็นเอในนิวเคลียสด้วยสีย้อมโฮชสต์สีฟ้าฟลูออเรสเซนต์ เซลล์ทางขวาและตรงกลางนั้นอยู่ในระยะอินเตอร์เฟส จึงสามารถเห็นว่านิวเคลียสทั้งหมดเปล่งสีฟ้า ในขณะที่เซลล์ทางซ้ายอยู่ในระหว่างการไมโตซิส จึงเห็นเฉพาะดีเอ็นเอที่เรืองแสง

ชีววิทยาเซลล์
เซลล์สัตว์
องค์ประกอบของเซลล์สัตว์โดยทั่วไป: นิวคลีโอลัส นิวเคลียส ไรโบโซม (จุดเล็ก ๆ) เวสิเคิล ร่างแหเอนโดพลาสมิกแบบขรุขระ กอลไจแอปพาราตัส (หรือ กอลไจบอดี) ไซโทสเกเลตัน ร่างแหเอนโดพลาสมิกแบบเรียบ ไมโทคอนเดรียน แวคิวโอล ไซโทซอล (ของเหลวที่บรรจุออร์แกเนลล์ต่าง ๆ ที่รวมกันเป็นไซโทพลาสซึม) ไลโซโซม เซนโทรโซม เยื่อหุ้มเซลล์

โครงสร้างหลักของนิวเคลียสคือ เยื่อหุ้มนิวเคลียส (nuclear envelope) ซึ่งเป็นเยื่อสองชั้นที่หุ้มทั้งออร์แกเนลล์และทำหน้าที่แยกองค์ประกอบภายในออกจากไซโทพลาซึม (cytoplasm) อีกโครงสร้างหนึ่งคือ นิวเคลียร์ลามินา (nuclear lamina) ซึ่งเป็นโครงสร้างร่างแหภายในนิวเคลียส ทำหน้าที่เป็นโครงร่างค้ำจุน ให้ความแข็งแรงแก่นิวเคลียส คล้ายไซโทสเกลเลตอน (cytoskeleton) ภายในเซลล์ เนื่องจากเยื่อหุ้มนิวเคลียสมีลักษณะเป็นเยื่อเลือกผ่านที่โมเลกุลส่วนใหญ่ผ่านทะลุเข้าออกไม่ได้ ดังนั้นเยื่อหุ้มนิวเคลียสจึงต้องมีนิวเคลียร์พอร์ (nuclear pore) หรือช่องที่จะให้สารเคลื่อนผ่านเยื่อ ช่องเหล่านี้ทะลุผ่านเยื่อทั้งสองของเยื่อหุ้มนิวเคลียสให้โมเลกุลขนาดเล็กและไอออนเคลื่อนที่เข้าออกนิวเคลียสได้ การเคลื่อนที่เข้าออกของสารโมเลกุลใหญ่ เช่น โปรตีน ต้องมีการควบคุมและต้องใช้โปรตีนช่วยขนส่งสาร (carrier proteins)

โครงสร้าง

นิวเคลียสเป็นเนื้อที่ใหญ่ที่สุดในเซลล์สัตว์^[1] ในเซลล์สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยของนิวเคคลียสอยู่ที่ 6 ไมโครเมตร (µm) และกินปริมาตร 10% ของเซลล์^[2] องค์ประกอบภายในนิวเคลียสอยู่ในนิวคลีโอพลาสซึม เช่นเดียวกันกับไซโตพลาสซึมในเซลล์ส่วน่ที่เหลือ องค์ประกอบซึ่งเป็นของเหลวนั้นเรียกว่า "นิวคลีโอซอล" (nucleosol) เช่นเดียวกันกับไซโตซอลในไซโตพลาสซึม^[3]

ในเซลล์เม็ดเลือดขาว ชนิดแกรนูโลไซต์ส่วนใหญ่มีนิวเคลียสที่แบ่งเป็นพู (lobated)

เยื่อหุ้มนิวเคลียสและนิวเคลียร์พอร์

บทความหลัก: เยื่อหุ้มนิวเคลียส และ นิวเคลียร์พอร์

เยื่อหุ้มนิวเคลียส (nuclear envelope หรือ nuclear membrane) ประกอบด้วยเยื้อหุ้มเซลลูลาร์สองชั้น คือชั้นในและชั้นนอก เรียบขนานกันไป แยกห่างกันประมาณ 10 ถึง 50 นาโนเมตร (nm) เยื่อหุ้มนิวเคลียสนั้นห่อหุ้มนิวเคลียสไว้และแยกสารพันธุกรรมออกจากไซโตพลาสซึมที่รายล้อมอยู่ เป็นเหมือนที่กั้นมาโครโมเลกุลไม่ให้แพร่เข้ามาอย่างอิสระระหว่างของเหลวในนิวเคลียส (นิวคลีโอพลาสซึม nucleoplasm) กับของเหลวเซลล์ (ไซโตพลาสซึม cytoplasm)^[4] เยื่อหุ้มชั้นนอกนั้นเชื่อมต่อกับเยื่อหุ้มของ รัฟเอนโดพลาสมิกเรคติคูลัม (RER)^[4]

นิวเคลียร์พอร์ (Nuclear pores) ทำหน้าที่เป็นช่องสารละลาย (aqueous channels) อยู่ภายในเยื่อหุ้มนิวเคลียส และประกอบด้วยโปรตีนหลายชนิด ซึ่งเรียกรวมกันว่านิวคลีโอพอริน (nucleoporin) พอร์เหล่านี้มีมวล 125 ล้าน ดอลตัน (มวลโมเลกุล) และประกอบด้วยโปรตีนกว่า 50 ชนิด (ในยีสต์) ไปจนถึงหลายร้อยชนิด (ในสัตว์มีกระดูกสันหลัง)^[1]

นิวเคลีย์ลามินา

บทความหลัก: นิวเคลียร์ลามินา

โครโมโซม

บทความหลัก: โครโมโซม

ข้อมูลเพิ่มเติม: Nuclear organization

นิวคลีโอลัส

บทความหลัก: นิวคลีโอลัส

ข้อมูลเพิ่มเติม: Nuclear bodies

อ้างอิง

1. Lodish H, Berk A, Matsudaira P, Kaiser CA, Krieger M, Scott MP, Zipursky SL, Darnell J (2004). Molecular Cell Biology (5th ed.). New York: WH Freeman. ISBN 978-0-7167-2672-2.
2. Alberts, B (2002). Molecular biology of the cell (4th ed.). Garland Science. p. 197. ISBN 978-0815340720.
3. Clegg JS (February 1984). "Properties and metabolism of the aqueous cytoplasm and its boundaries". The American Journal of Physiology. 246 (2 Pt 2): R133-51. doi:10.1152/ajpregu.1984.246.2.R133. PMID 6364846.
4. Paine PL, Moore LC, Horowitz SB (March 1975). "Nuclear envelope permeability". Nature. 254 (5496): 109–14. Bibcode:1975Natur.254..109P. doi:10.1038/254109a0. PMID 1117994.