A sejtmag (többes számban: sejtmagok) tartalmazza a sejt génjeit, és irányítja a sejt növekedését és szaporodását. Körülötte kettős rétegű maghártya (magmembrán) található. A sejtmag általában a sejt legmarkánsabb szervecskéje. Sok sejtben a sejtmag kicsi és kerek, és a sejt irányítóközpontjaként működik. A sejtmagban találhatók a kromoszómák, amelyekben a DNS hordozza az örökítő információt. Az emberi test több milliárd sejtet tartalmaz, amelyek többségének van sejtmagja.

Minden eukarióta szervezet sejtjeiben általában van sejtmag, még az egysejtű eukarióták között is. A baktériumok és az archaea, amelyek prokarióták, más típusú egysejtű szervezetek, és nem rendelkeznek valódi sejtmaggal. A sejtmagokat először Antonie van Leeuwenhoek írta le a 17. században, amikor mikroszkópjával sejtes struktúrákat figyelt meg.

Felépítés — mi található a sejtmagban?

  • Maghártya (kettős membrán): A belső és külső membrán között található a perinukleáris tér; a membránon magpórusok (nuclear pores) sorakoznak, amelyek szabályozzák a fehérjék és RNS-molekulák ki- és beáramlását.
  • Nukleoplazma: A sejtmag belsejét kitöltő folyékony közeg, amelyben a kromatin és a nukleolusz található.
  • Kromatin: DNS és hozzá kapcsolódó fehérjék (histonok) alkotják; lazább formája (eukromatin) aktív transzkripcióra hajlamos, sűrűbb formája (heterokromatin) kevésbé aktív.
  • Nukleolusz: itt zajlik a riboszóma alkotóelemeinek összeállítása; sok fehérje és RNS-molekula gyűlik itt össze, majd a későbbi riboszóma alegységek a citoplazmába kerülnek.
  • Maglamina: belső fehérjeváz, amely mechanikai támogatást nyújt és részt vesz a kromatin szerveződésében.

Funkciók — miért fontos a sejtmag?

  • Örökítő információ megőrzése: a DNS itt tárolódik, és biztosítja az információ átadását sejtosztódáskor.
  • Replikáció: a DNS másolódása (S-fázis) a sejtmagban történik a sejtciklus során.
  • Transzkripció és RNS-feldolgozás: a génaktivitás első lépései (mRNS szintézis) a sejtmagban zajlanak, majd a pre-mRNS feldolgozódik (splicing, capping, poliadeniláció).
  • Riboszóma-összeszerelés: a nukleoluszban képződnek a riboszóma-rNS-ek és azok kapcsolódnak fehérjékkel; a kész riboszóma-alegységek ezután kilépnek a citoplazmába, hogy fehérjét szintetizáljanak (riboszómák).
  • Nukleocytoplasmicus transzport: a magpórusok biztosítják a szabályozott kommunikációt a sejtmag és a citoplazma között (pl. transzkripciós faktorok belépése, mRNS kilépése).

Sejtosztódás és a kromoszómák láthatósága

Amikor egy sejt osztódik vagy készül osztódni, a kromoszómák kondenzálódnak, és fénymikroszkóppal láthatóvá válnak. A mitózis profázisában a kromatin tömörödik, a maghártya felbomlik, majd az osztódási orsóhoz kötődve a kromoszómák új sejtekbe vándorolnak. Máskor, amikor a kromoszómák kevésbé kondenzált állapotban vannak (interfázis), a kromatin finom szerkezete dominál, és ilyenkor gyakran a sejtmagmagház (nuclear matrix) és a nukleolusz láthatóbb elemek.

Kivételes esetek és kórélettan

  • Vannak olyan sejt- és szervezettípusok, amelyekben nincs sejtmag vagy módosult: az érett emberi vörösvérsejtek (eritrociták) például elveszítik a magjukat, hogy nagyobb hely legyen az oxigénszállításra.
  • Sokmagvú sejtek: például a harántcsíkolt izomsejtekban számos sejtmag fordul elő (multinukleáció), mert nagy citoplazmatérfogatot kell ellátniuk.
  • Laminopathiák: a maglaminát érintő génhibák különböző betegségeket okozhatnak (izombetegségek, korai öregedéses szindrómák), ami a sejtmag szerkezetének és funkciójának fontosságát igazolja.

Összefoglalás

A sejtmag kulcsfontosságú az eukarióta sejtek működésében: itt található az örökítőanyag, itt történik a DNS replikációja és az elsődleges génkifejeződési lépések, valamint a riboszóma-összeszerelés. A maghártya és a magpórusok szigorúan szabályozzák a sejtmag és a citoplazma közötti anyag- és információáramlást, a mag belső szerkezete (kromatin, nukleolusz, maglamina) pedig meghatározza, hogy mely gének aktívak egy adott sejttípusban és sejtciklus-állapotban.