ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ

 

 

Ядро —составная часть клетки

Где находятся молекулы ДНК гены

 

Ядро — важнейшая составная часть клетки. Оно содержит молекулы ДНК, т. е. гены, и соответственно этому выполняет две главные функции: 1) хранения и воспроизведения генетической информации и 2) регуляции процессов обмена веществ, протекающих в клетке. Клетка, утратившая ядро, не может дальше существовать. Ядро также неспособно к самостоятельному существованию, поэтому можно сказать, что ядро и цитоплазма образуют взаимозависимую систему.

 

Большинство клеток имеет одно ядро. Но нередко можно наблюдать 2—3 ядра в одной клетке, например в клетках печени. Известны и многоядерные клетки, причем число ядер может достигать нескольких десятков. Форма ядер зависит большей частью от формы клетки, она может быть и совершенно неправильной. Ядра бывают шаровидные, многолопастные, Впячивания и выросты ядерной оболочки значительно увеличивают поверхность ядра, тем самым усиливая связь ядерных и цитоплазматических структур и веществ

 

Ядро окружено оболочкой, которая состоит из двух мембран, имеющих обычное трехслойное строение. Наружная ядерная мембрана покрыта рибосомами, внутренняя мембрана гладкая. Электронно-микроскопические исследования показали, что ядерная оболочка — часть мембранной системы клетки. Выросты наружной ядерной мембраны соединяются с каналами эндоплазматической сети, образуя единую систему сообщающихся каналов.

 

Главную роль в жизнедеятельности ядра играет обмен веществ между ядром и цитоплазмой, который осуществляется двумя основными путями. Во- первых, ядерная оболочка пронизана многочисленными порами (). Через эти отверстия происходит обмен молекулами межд} ядром и цитоплазмой. Во-вторых, вещества из ядра в цитоплазму и из цитоплазмы в ядро попадают путем отшнуровывания выростов и выпячиваний ядерной оболочки. Кроме того, мелкие молекулы могут диффундировать через ядерную оболочку.

 

 Несмотря на активный обмен веществ между ядром и цитоплазмой, ядерная оболочка отграничивает ядерное содержимое от цитоплазмы, делая возможным существование особой внутриядерной среды, отличной от окружающей цитоплазмы.

 

Содержимое ядра включает ядерный сок, или кариоплазму, хроматин и ядрышко. В живой клетке ядерный сок выглядит однородной массой, заполняющей промежутки между структурами ядра. В состав ядерного сока входят различные белки, в том числе большинство ферментов ядра. В ядерном соке находятся также свободные нуклеотиды, аминокислоты, а также продукты деятельности ядрышка и хроматина, перемещающиеся из ядра в цитоплазму.

 

Хроматином называют глыбки, гранулы и сетевмд- ные структуры ядра, интенсивно окрашивающиеся некоторыми красителями и отличные по форме от ядрышка. Хроматин содержит ДНК и белки и представляет собой спирализованные и уплотненные участки хромосом. Спирализованные участки хромосом в генетическом отношении инертны.

 

Передачу генетической информации осуществляют деспирализованные участки хромосом, которые в силу своей малой толщины не видны в световой микроскоп. В делящихся клетках все хоомосомы сильно спирализуются, укорачиваются и приобретают компактные размеры и форму.

 

Строение хромосом хорошо видно на стадии мета- фазы митоза.

 

 

Изучение хромосом позволило установить следующие факты:

 

1.         Во всех соматических клетках любого растительного или животного организма число хромосом одинаково.

2.         В половых клетках содержится всегда вдвое меньше хромосом, чем в соматических клетках данного вида организмов.

3.         У всех организмов, относящихся к одному виду, число хромосом в клетках одинаково

 

Ниже приведены диплоидные (авойные) числа хромосом в ядрах соматических клеток некоторых видов растений и животных.

 

Малярийный Вошь головная—      12        Ясень  —46

плазмодий — 2         Шпинат         —        12        Шимпанзе     — 48

Лошадиная ас-          Муха домаш- Таракан          — 48

карида —2     няя      —        12        Перец —48

Плодовая муш-         Окунь —        28        Овца   — 54

ка дрозофила — 8    Сазан  — 104 Собака           — 78

Человек          —        46        Голубь           — 80

 

Как видно, число хромосом не зависит от высоты организации и не всегда указывает на филогенетическое родство: одно и то же число может встречаться у видов очень далеких друг от друга в систематическом отношении и сильно отличаться у близких по происхождению организмов. Число хромосом не является, таким образом, видоспецифическим признаком. Однако характеристика хромосомного набора в целом видоспецифична, т. е. свойственна только одному какому-то виду растений или животных.

 

Совокупность количественных (число и размеры) и качественных ^форма) признаков хромосомного набора соматической клетки называется кариотипом. Число хромосом в кариотипе всегда четное. Это объясняется тем, что в соматических клетках находятся две одинаковые по форме и размерам хромосомы: одна происходит от отцовского организма, вторая — от материнского ( 23). Хромосомы, одинаковые по форме и размерам и несущие одинаковые гены, назы ваются гомологичными. Хромосомный набор соматической клетки, в котором каждая хромосома имеет себе пару, носит название двойного, или диплоидного, набора и обозначается 2п. Количество ДНК, соответствующее диплоидному набору хромосом, обозначают как 2с. В половые клетки из каждой пары гомологичных хромосом попадает только одна, поэтому хромосомный набор гамет называется одинарным или гаплоидным.

 

В определении формы хромосом большое значение имеет положение так называемой первичной перетяжки или центромеры — области, к которой во время митоза прикрепляются нити ахроматинового веретена. Центро мера делит хромосому на два плеча. Расположение центромеры определяет три основных типа хромосом: 1) равноплечие — с плечами равной или почти равной длины; 2) неравноплечие, имеющие плечи неравной дли ны; 3) палочковидные — с одним длинным и вторым очень коротким, иногда с трудом обнаруживаемым плечом ( 24).

 

После завершения деления клетки хромосомы деспи- рализуются и в ядрах дочерних клеток снова становится видимой только тонкая сеточка и глыбки хроматина.

 

В состав хромосомы кроме ДНК входят основные и кислые белки. Их функция — блокирование той части генетической информации, которая постоянно или временно не используется клеткой.

 

Третья характерная структура для ядра клетки — ядрышко. Оно представляет собой плотное округлое тельце, располагающееся в ядерном соке. В ядрах разных клеток и в ядре одной и той же клетки в зависимости от ее функционального состояния число ядрышек колеблется от 1 до 5—7 и более. Ядрышки есть только в неделящихся ядрах, во время митоза они исчезают, а после завершения деления образуются вновь. Ядрышко не является самостоятельным органоидом клетки. Оно лишено мембраны и образуется вокруг участка хромосомы, в котором закодирована структура рРНК- Этот участок носит название ядрышкового организатора; на нем синтезируется рРНК- Кроме накопления рРНК в ядрышке формируются рибосомы, которые затем перемещаются в цитоплазму.

 

Таким образом, ядрышко — это скопление рРНК и рибосом на разных этапах формирования.

 

 

К содержанию книги: Мамонтов. Биология, пособие

 

Смотрите также:

 

Курс биологии для поступающих в вузы  Биология — наука о живой природе  Общая биология  Молекулярная биология  совокупность наук о живой природе  БИОЛОГИЯ И ГЕНЕТИКА