גרעין התא הינו אברון תאי המשמש כמרכז עיבוד המידע של התא. גרעין התא מכיל את המידע התורשתי של התא, נחשב ל"מרכז הפיקוד" של התאושולט על התפתחותו, מטבוליזם ורבייתו של התאהאאוקריוטי. רק לתאים של אורגניזמים מתקדמים, המכונים אאוקריוטים, יש גרעין. לאורגניזמים חד תאיים פשוטים יותר (פרוקריוטים), כגון: חיידקים וציאנובקטריה, אין גרעין. בדרך כלל יש רק גרעין אחד לכל תא, אך ישנם יוצאים מן הכלל, כגון: כדוריות דם אדומות החסרות גרעין או ,תאים אוסטאוקלאסטים אשר יכולים להכיל כ – 5 גרעיני תא.
גרעין התא מהווה בדרך כלל כ -10% מנפח התא, והינו אחד המאפיינים הבולטים של התא האאוקריוטי. קרום דו שכבתי - המעטפת הגרעינית, מפריד בין תכולת הגרעין לבין הציטופלזמה התאית. המעטפה רצופת חורים הנקראים נקבוביות גרעיניות - Nuclear Pores, המאפשרות לסוגים וגדלים שונים של מולקולות, כגון: חלבונים, ריבוזומים ו- RNA לעבור בין הגרעין לציטופלזמה.
המטריצה החצי-נוזלית שנמצאת בתוך הגרעין נקראת נוקלאופלזמה. בתוך הנוקלאופלזמה, רוב החומר הגרעיני מורכב מכרומטין, הצורה הפחות מרוכזת של – DNA. במהלך המיטוזה - חלוקת התא, הכרומטין מתארגן ליצירת כרומוזומים. הגרעין מכיל את הגרעינון - Nucleolus אחד או יותר, ריבוזומים, ומגוון מרכיבים קטנים אחרים, כגון גופי קחאל - Cajal bodies וגופי PML.
לגרעין התא שני תפקידים עיקריים: אחסון החומר התורשתי של התא- - DNA ותיאום מגוון תהליכים בתא, כגון: צמיחה, חילוף חומרים ביניים, סינתזת חלבון ורבייה -חלוקת תאים.
מבנה גרעין התא
מעטפת גרעינית - Nuclear Membrane
הקרום הגרעיני הינו מבנה דו שכבתי אשר תוחם את מרכיבי הגרעין. השכבה החיצונית של הקרום מחוברת לרשתית האנדופלזמית.
בדומה לממברנת התא, המעטפה הגרעינית מורכבת מממברנה דו שכבתית אשר בנויה מפוספוליפידים.
מעטפת התא עוזרת לשמור על צורת הגרעין ומסייעת בוויסות כניסת מולקולות שונות אל תוך הגרעין ומחוצה לו דרך הנקבוביות הגרעיניות - Nuclear Pores.
למינה גרעינית - Nuclear Lamina
הלמינה הגרעינית הינה רשת סיבים חלבוניים המאורגנים לקרום הגרעין הפנימי. מרכיבי הלמינה הגרעינית הינם חלבונים המכונים חלבוני למין. הלמינה הגרעינית תומכת במעטפת הגרעין, תוך שמירה על הצורה והמבנה הכללי של גרעין התא.
נוקלאופלסמה – Nucleoplasm
הנוקלאופלסמה הנקראת גם בשם קריופלזמה, הינה חומר ג'לטיני הדומה לציטופלזמה, המורכב בעיקר ממים עם מלחים מומסים, אנזימיםומולקולות אורגניות.
הנוקלאופלסמה מגנה על התוכן גרעין התא על ידי מתן "ריפוד" סביב הגרעין והכרומוזמים, תומכת בצורת הגרעין ומספקת מדיום באמצעותו ניתן להעביר חומרים, כגון: אנזימיםונוקלאוטידים.
כרומטין וכרומוזומים – Chromatin and Chromosomes
גרעין התא מכיל את רוב החומר הגנטי של התא בצורת מולקולות DNA לינאריות מרובות המאורגנות במבנים הנקראים כרומוזומים. במהלך רוב מחזור חיי התא, מולקולות ה – DNA מאורגנות במבנה המכונה כרומטין. במהלך חלוקת התא ניתן לראות את הכרומטין יוצר מבנים מוגדרים יותר בשם כרומוזומים.
הכרומטין מסווג לשני סוגים: הטרוכרומטין – Heterochromatin ואאוכרומטין - euchromatin. האאוכרומטין מכיל DNA בצורה יחסית לא צפופה, והגנים הארוזים בו יכולים להתבטא על ידי התאמה. בהטרוכרומטין ה- DNA ארוז בצורה צפופה מאוד ושל כך הגנים הארוזים בו מבוטאים רק לעיתים רחוקות.
גרעינון - Nucleolus
הגרעינון הינו אברון נטול קרום בתוך גרעין התא ונראה ככתם כהה בגרעין. גרעין התא עשוי להכיל עד ארבעה גרעינונים - nucleoli, מספר הגרעינונים בתא ייחודי לכל אורגניזם. לאחר חלוקת התא נוצר גרעין כאשר מכניסים כרומוזומים לאזורי ארגון גרעינים. הגרעינון נעלם כאשר התא עובר חלוקה ומתוקן לאחר השלמת חלוקת התא.
הגרעינון מורכב מ- RNAוחלבונים יחד עם גרגירים וסיבים שנותרים מחוברים לכרומטין. הגרעין מכיל אזורים מרובים המכונים מארגני גרעין - קטעי כרומוזומים המכילים את הגנים של RNA ריבוזומלי.
תפקיד גרעין התא הינו אחסון המידע התורשתי של התא - DNA וייצור ריבוזומים. היות וה – DNA נמצא בגרעין התא, יש צורך בתעתוק המידע הגנטי ל – RNA אשר יכול לצאת אל הציטופלזמה. גדיל ה – RNA מכיל רצפים של נוקלאוטידים, כל 3 נוקלאוטידים מהווים את הקוד לחומצת אמינו אחת אשר מוספת אל החלבון.
שלב תרגום החלבון
מולקולת הרנ"א שליח - Messenger RNA בנויה מבסיסים חנקניים. רצף של שלושה בסיסים המהווה צופן לחומצת אמינו אחת בתהליך התרגום שבריבוזומים נקרא קודון - Codon. ישנם 64 קודונים ל-20 חומצות אמינו כולל קודון התחלה וקודון סיום.
היחידה הקטנה של הריבוזום נצמדת אל רנ"א שליח ולאחר מכן היחידה הגדולה. מולקולות רנ"א מוביל - tRNA מעבירות חומצות אמינו על פי סדר הקודונים המופיעים על מולקולת הרנ"א שליח.
