Rolul biologic al nucleului Nutritie Morfogeneza Suportul materialului genetic Nutritie Experimentare pe amoebe anucleate Cele fara nucleu nu pot asimila hrana Grefarea nucleului - redobandirea activitatii

Morfogeneza Experimentat de Hammerling pe specia Acetabularia (alga verde sifonala, unicelulara) Exista doua specii Acetabularia mediterranea si Acetabularia crenulata dupa morfologia gametangiului

Sectiune transversala Fragmentele cu nucleu regenereaza alga Celulele fara nucleu mor

Fragmente tinere superioare pot trai un timp limitat si chiar sa produca palarii sterile Aceasta se explica prin existenta unor substante cu rol morfogenetic care s-au format in contact cu ADN-ul nuclear de unde au migrat spre partea superioara; aceste substante sunt reprezentate de ARN-ul mesager

Daca se sectioneaza o alga matura in 2 se constata ca nucleul nu intra in diviziune pentru a forma gametangiile si gametii Daca se formeaza o grefa care are un rizoid cu nucleu tanar si o parte superioara matura, acesta intra imediat in diviziune Aceasta demostreaza interactiunea dintre substantele din citoplasma si nucleu

Daca se trateaza cu ribonucleaza ce 2 parti ale algei se constata ca partea superioara nu poate sa-si diferentieze palaria iar ribonucleaza nu poate sa influenteze morfogeneza partii inferioare Ribonucleaza descompune ARN mesager care se gaseste in partea superioara si care nu mai poate fi regenerat in lipsa nucleului In partea bazala in contact cu AND-ul nuclear sunt sintetizate alte molecule de ARN-m care determina procesul de morfogeneza Cele 2 jumatati au fost tratate si cu un antibiotic actinomicina D care inhiba procesul de transcriptie dar nu influenteaza functionarea ARn mesager.

Prin realizarea unor grefe interspecifice se constata ca forma palarie este determinata de fragmentul care contine nucleul Daca se realizeaza grefe cu parti rizoidale de la ambele specii palaria va avea forma intermediara Partea inferioara de la A. crenulata va determina forma palariei

Hibrid intre Acetabularia sp.

Nucleul stocheaza informatia genetica pentru biosinteza proteinelor care dirijeaza caile metabolice corespunzatoare si procesele morfogenetice S-a pus in evidenta de asemenea rolul nucleului in controlul sintezei proteinelor specifice In celula cele mai multe functii sunt exercitate de proteine si enzime, structura acestora depinde de succesiunea aminoacizilor care reprezinta structura primara a proteinelor, dar natura aminoacizilor determina si structura secundara si tertiara a proteinelor Modificarea succesiunii aminoacizilor in lantul polipeptidic atrage o stare de nefunctionare a proteinelor structurale sau enzimatice de aceea se considera ca pentru pastrarea proprietatilor acestora este necesar ca sinteza lor sa se efectueze cu mare precizie

Rolul ARN-mesager in biosinteza proteinelor a fost remarcat de Carsperson (1947) si apoi de catre Brachet 1955-1957 Primele observatii au remarcat faptul ca in toate celulele in care se realizeaza o sinteza proteica crescuta: Celulele embrionare Celulele meristematice Celulele si tesuturile pe cale de regenerare Celulele canceroase

Exista o cantitate mare de ARN mesager Prima dovada experimentala a rolului ARN mesager a fosr realizata pe extracte celulare de E. coli si s-a constatat ca sinteza proteica scade paralel cu scaderea concentratiei de ARN mesager, ier adaugarea de ARn- mesager proaspat determina imediat reluarea procesului de biosinteza a proteinelor S-a pus in evidenta ca daca in extractele celulare de E. coli daca se introduce ARNmesager de la fagul T2 care este responsabil de sinteza proteinelor din capsida virusului bacteria este capabila sa sintetizeze aceste proteine

Aceasta a reprezentat un moment important pentru biotehnologiile celulare care a deschis perspective pentru sinteza de proteine , vitamine, hormoni, pornind de le ARN-mesager specific In 1971 Lane a efectuat doua experimente in care a folosit oocitul de la o broasca sud africana Xenopus laevis, la care oocitul este foarte mare si permite injectarea unui volum de 5% din volumul oocitului A izolat ARN mesager c edetermina sinteza henoglobinei sin sangele de iepure si la introdus in oocitul de broasca A constatat ca acest oocit poate produce hemoglobina de iepure Acest experiment o condus la ipoteza ca exista un mecanism unic de biosinteza a proteinelor al toate organismele El a vrut sa verifice daca acest mecanism are loc si intre organisme indepartate filogenetic si a extras ARN mesager de la albina care este responsabil de sinteza promelitinei (care constituie veninul de albina) si a constatat ca acest ARNmesager este capabil sa codifice sinteza promelitinei de catre oocit Este important ca ribozomii sa apartina aceluiasi tip (70S procariote, 80S eucariote)

Aceste experimente au atras atentia asupra mecanismului universal de sinteza a proteinelor si asupra universalitatii codului genetic ARM- mesager poate codifica insertia unor aminoacizi specifici in lantul polipeptidic acesta a fost un moment de debut al ingineriei genetice care pot fi aplicate in eredopatologie inclusiv la om, ex: hemoglobinopatiile la om In zootehnie s-au deschis perspective cu realizarea organelor cu proprietati superioare iar pentru industria farmaceutica posibilitatea de obtinere de medicamente , hormoni, vitamine, realizate prin biotehnologii de catre bacterii

Organizarea ADN in nucleu Componenta genetica a celulei eucariote este inchisa in nucleu Nucleul este separat de o membrana dubla care are rolul de a izola procesele genetice esentiale, replicatie, transcriptie, de ribozomii citoplasmatici unde are loc sinteza de proteine AND este complexat cu proteinele histonice care il impacheteaza si de asemenea aceste proteine participa la reglarea activitatii sale Rolul esential al nucleului rezulta din dogma centrala a geneticii conform careia informatia genetica trece de la ADN prin ARN mesager spre proteinele specifice prin translatie In nucleu are loc duplicatia ADN, acest proces se petrece la celulele care urmeaza sa intre in diviziune

Transcriptia reprezinta transformarea informatiei genetice reprezentata de succesiunea de nucleotide din AND in succesiune de nucleotide din ARNmesager ARN sintetizat primar sufera modificari prin care secventele noninformationale sunt eliminate Fenomenul de procesare a ARN - mesager

Translatia reprezinta transfeomarea mesajului genetic cuprins in succesiunea de nucleotide din ARn mesager in succesiunea de aminoacizi din lantul proteic Replicati aeste un proces biologic esential care are loc in nucleu care asigura autoreproducerea informatiei genetice si transmitera nealterata in timpul diviziunii