Ядро клетки – биология

Строение и функции ядра

Как правило, эукариотическая клетка имеет одно ядро, но встречаются двуядерные (инфузории) и многоядерные клетки (опалина). Некоторые высоко­специализи­рованные клетки вторично утрачивают ядро (эритроциты млекопитающих, ситовидные трубки покрытосеменных).

Форма ядра — сферическая, эллипсовидная, реже лопастная, бобовидная и др. Диаметр ядра — обычно от 3 до 10 мкм.

Строение ядра:
1 — наруж­ная мембрана; 2 — внут­ренняя мемб­рана; 3 — поры; 4 — ядрышко; 5 — гетеро­хроматин; 6 — эухро­матин.

Ядро отграничено от цитоплазмы двумя мембранами (каждая из них имеет типичное строение). Между мембранами — узкая щель, заполненная полужидким веществом. В некоторых местах мембраны сливаются друг с другом, образуя поры (3), через которые происходит обмен веществ между ядром и цитоплазмой.

Наружная ядерная (1) мембрана со стороны, обращенной в цитоплазму, покрыта рибосомами, придающими ей шероховатость, внутренняя (2) мембрана гладкая.

Ядерные мембраны являются частью мембранной системы клетки: выросты наружной ядерной мембраны соединяются с каналами эндоплазматической сети, образуя единую систему сообщающихся каналов.

Кариоплазма (ядерный сок, нуклеоплазма) — внутреннее содержимое ядра, в котором располагаются хроматин и одно или несколько ядрышек. В состав ядерного сока входят различные белки (в том числе ферменты ядра), свободные нуклеотиды.

Ядрышко (4) представляет собой округлое плотное тельце, погруженное в ядерный сок. Количество ядрышек зависит от функционального состояния ядра и варьирует от 1 до 7 и более. Ядрышки обнаруживаются только в неделящихся ядрах, во время митоза они исчезают.

Ядрышко образуется на определенных участках хромосом, несущих информацию о структуре рРНК. Такие участки называются ядрышковым организатором и содержат многочисленные копии генов, кодирующих рРНК. Из рРНК и белков, поступающих из цитоплазмы, формируются субъединицы рибосом.

Таким образом, ядрышко представляет собой скопление рРНК и рибосомальных субъединиц на разных этапах их формирования.

Хроматин — внутренние нуклеопротеидные структуры ядра, окрашивающиеся некоторыми красителями и отличающиеся по форме от ядрышка. Хроматин имеет вид глыбок, гранул и нитей.

Химический состав хроматина: 1) ДНК (30–45%), 2) гистоновые белки (30–50%), 3) негистоновые белки (4–33%), следовательно, хроматин является дезоксирибонуклеопротеидным комплексом (ДНП). В зависимости от функционального состояния хроматина различают: гетерохроматин (5) и эухроматин (6).

Эухроматин — генетически активные, гетерохроматин — генетически неактивные участки хроматина. Эухроматин при световой микроскопии не различим, слабо окрашивается и представляет собой деконденсированные (деспирализованные, раскрученные) участки хроматина.

Гетерохроматин под световым микроскопом имеет вид глыбок или гранул, интенсивно окрашивается и представляет собой конденсированные (спирализованные, уплотненные) участки хроматина. Хроматин — форма существования генетического материала в интерфазных клетках. Во время деления клетки (митоз, мейоз) хроматин преобразуется в хромосомы.

Функции ядра: 1) хранение наследственной информации и передача ее дочерним клеткам в процессе деления, 2) регуляция жизнедеятельности клетки путем регуляции синтеза различных белков, 3) место образования субъединиц рибосом.

Яндекс.ДиректВсе объявления

Хромосомы

Хромосомы — это цитологические палочковидные структуры, представляющие собой конденсированный хроматин и появляющиеся в клетке во время митоза или мейоза.

Хромосомы и хроматин — различные формы пространственной организации дезоксирибонуклеопротеидного комплекса, соответствующие разным фазам жизненного цикла клетки.

Химический состав хромосом такой же, как и хроматина: 1) ДНК (30–45%), 2) гистоновые белки (30–50%), 3) негистоновые белки (4–33%).

Основу хромосомы составляет одна непрерывная двухцепочечная молекула ДНК; длина ДНК одной хромосомы может достигать нескольких сантиметров.

Понятно, что молекула такой длины не может располагаться в клетке в вытянутом виде, а подвергается укладке, приобретая определенную трехмерную структуру, или конформацию.

Можно выделить следующие уровни пространственной укладки ДНК и ДНП: 1) нуклеосомный (накручивание ДНК на белковые глобулы), 2) нуклеомерный, 3) хромомерный, 4) хромонемный, 5) хромосомный.

В процессе преобразования хроматина в хромосомы ДНП образует не только спирали и суперспирали, но еще петли и суперпетли. Поэтому процесс формирования хромосом, который происходит в профазу митоза или профазу 1 мейоза, лучше называть не спирализацией, а конденсацией хромосом.

Хромосомы: 1 — метацентрическая; 2 — субметацентрическая; 3, 4 — акроцентрические. Строение хромосомы: 5 — центромера; 6 — вторичная перетяжка; 7 — спутник; 8 — хроматиды; 9 — теломеры.

Метафазная хромосома (хромосомы изучаются в метафазу митоза) состоит из двух хроматид (8). Любая хромосома имеет первичную перетяжку (центромеру) (5), которая делит хромосому на плечи. Некоторые хромосомы имеют вторичную перетяжку (6) и спутник (7). Спутник — участок короткого плеча, отделяемый вторичной перетяжкой.

Хромосомы, имеющие спутник, называются спутничными (3). Концы хромосом называются теломерами (9). В зависимости от положения центромеры выделяют: а) метацентрические (равноплечие) (1), б) субметацентрические (умеренно неравноплечие) (2), в) акроцентрические (резко неравноплечие) хромосомы (3, 4).

Соматические клетки содержат диплоидный (двойной — 2n) набор хромосом, половые клетки — гаплоидный (одинарный — n).

Диплоидный набор аскариды равен 2, дрозофилы — 8, шимпанзе — 48, речного рака — 196.

Хромосомы диплоидного набора разбиваются на пары; хромосомы одной пары имеют одинаковое строение, размеры, набор генов и называются гомологичными.

Кариотип — совокупность сведений о числе, размерах и строении метафазных хромосом. Идиограмма — графическое изображение кариотипа.

У представителей разных видов кариотипы разные, одного вида — одинаковые. Аутосомы — хромосомы, одинаковые для мужского и женского кариотипов.

Половые хромосомы — хромосомы, по которым мужской кариотип отличается от женского.

Хромосомный набор человека (2n = 46, n = 23) содержит 22 пары аутосом и 1 пару половых хромосом. Аутосомы распределены по группам и пронумерованы:

Половые хромосомы не относятся ни к одной из групп и не имеют номера. Половые хромосомы женщины — ХХ, мужчины — ХУ. Х-хромосома — средняя субметацентрическая, У-хромосома — мелкая акроцентрическая.

В области вторичных перетяжек хромосом групп D и G находятся копии генов, несущих информацию о строении рРНК, поэтому хромосомы групп D и G называются ядрышкообразующими.

Функции хромосом: 1) хранение наследственной информации, 2) передача генетического материала от материнской клетки к дочерним.

Лекция №9.
Строение прокариотической клетки. Вирусы

К прокариотам относятся архебактерии, бактерии и синезеленые водоросли. Прокариоты — одноклеточные организмы, у которых отсутствуют структурно оформленное ядро, мембранные органоиды и митоз.

Дата добавления: 2016-05-30; просмотров: 23051;

Источник: https://poznayka.org/s2868t1.html

Ядро (в биологии) – это… что такое ядро (в биологии)?

• ЯДРО — • ЯДРО, в биологии, ограниченная мембраной часть большинства КЛЕТОК. Содержит ХРОМОСОМЫ. Т. к. ядро содержит генетический материал, оно является необходимым для поддержания клеточных процессов. В ядре производятся РНК, которые используются для… …   Научно-технический энциклопедический словарь
• ЯДРО — в биологии обязательная часть клетки у многих одноклеточных и всех многоклеточных организмов. Типичное ядро отделено от окружающей цитоплазмы оболочкой, содержит ядрышко, хромосомы и кариоплазму. Размеры от 1 мкм (у некоторых простейших) до 1 мм… …   Большой Энциклопедический словарь
• Ядро (значения) — Ядро  нечто центральное и самое важное, часто круглое. Это слово имеет различные значения в разных областях: Содержание 1 Ядерная физика 2 Биология 3 Науки о Земле 4 Спорт …   Википедия
• ЯДРО — (nucleus), обязательная часть клетки у мн. одноклеточных и всех многоклеточных организмов. По наличию или отсутствию в клетках оформленного Я. все организмы делят соответственно на эукариот и прокариот. Осн. отличия заключаются в степени… …   Биологический энциклопедический словарь
• ядро и периферия —         ЯДРО И ПЕРИФЕРИЯ пара взаимосвязанных понятий, вводимая для понимания сути классификаций. Ядро множества основная масса его элементов, компактная в пространстве признаков, а его периферия совокупность разрозненных элементов, проявляющих… …   Энциклопедия эпистемологии и философии науки
• Ядро — I ср. 1. Внутренняя часть плода (обычно ореха), заключенная в твёрдую оболочку. 2. Внутренняя, центральная часть чего либо. 3. перен. Главная часть какого либо коллектива, определяющая и организующая его деятельность. 4. перен. Сущность, основа… …   Современный толковый словарь русского языка Ефремовой
• Ядро — I ср. 1. Внутренняя часть плода (обычно ореха), заключенная в твёрдую оболочку. 2. Внутренняя, центральная часть чего либо. 3. перен. Главная часть какого либо коллектива, определяющая и организующая его деятельность. 4. перен. Сущность, основа… …   Современный толковый словарь русского языка Ефремовой
• Ядро — Содержание 1 Ядерная физика 2 Биология 3 Науки о Земле …   Википедия
• Ядро (биол.) — Клетки ДНК которых окрашена голубым красителем Хойста. Центральная и правая клетки находятся в интерфазе, поэтому окрашено всё ядро. Клетка слева находится в состоянии митоза (анафаза), поэтому её ядро не видно, а ДНК сконденсирована так, что… …   Википедия
• Ядро (клетки) — Клетки ДНК которых окрашена голубым красителем Хойста. Центральная и правая клетки находятся в интерфазе, поэтому окрашено всё ядро. Клетка слева находится в состоянии митоза (анафаза), поэтому её ядро не видно, а ДНК сконденсирована так, что… …   Википедия

Источник: https://dic.academic.ru/dic.nsf/es/94065/%D0%AF%D0%94%D0%A0%D0%9E

Строение клетки. Клеточная мембрана. Ядро

Ядро необ­хо­ди­мо для жиз­не­де­я­тель­но­сти клет­ки, оно ре­гу­ли­ру­ет её ак­тив­ность. Это свя­за­но с тем, что в ядре со­дер­жит­ся ге­не­ти­че­ская ин­фор­ма­ция в виде мо­ле­ку­лы ДНК (рис. 1). В ядре ло­ка­ли­зо­ва­но более 90% кле­точ­ной ДНК.

Рис. 1. На­след­ствен­ная ин­фор­ма­ция клет­ки: ядро, со­дер­жа­щее хро­ма­тин, хро­ма­тин, су­пер­спи­ра­ли­зо­ван­ный в хро­мо­со­му и уча­сток ДНК (вхо­дя­щей в со­став хро­ма­ти­на), со­дер­жа­щий зна­ча­щую по­сле­до­ва­тель­ность нук­лео­ти­дов

Ядро имеет ша­ро­вид­ную форму диа­мет­ром около 10 мик­рон (рис. 2).

Рис. 2. Ядро: раз­ме­ры и стро­е­ние

Ядро со­сто­ит из ядер­ной обо­лоч­ки, нук­лео­плаз­мы или ядер­но­го сока, в ко­то­ром рас­по­ла­га­ет­ся хро­ма­тин, и од­но­го или несколь­ких яд­ры­шек (рис. 2).

В све­то­вом мик­ро­ско­пе обо­лоч­ка, окру­жа­ю­щая ядро, пред­став­ля­ет­ся оди­нар­ной, по­это­му её в свое время на­зва­ли ядер­ной мем­бра­ной. Позже, од­на­ко, вы­яс­ни­лось, что эта ядер­ная обо­лоч­ка со­сто­ит из двух мем­бран. На­руж­ная пе­ре­хо­дит непо­сред­ствен­но в ЭПС (рис.

3), и, по­доб­но ЭПС, может быть усе­я­на ри­бо­со­ма­ми, в ко­то­рых идет син­тез белка.

Ядер­ная обо­лоч­ка про­ни­за­на ядер­ны­ми по­ра­ми, через них про­ис­хо­дит обмен раз­лич­ны­ми ве­ще­ства­ми между ядром и ци­то­плаз­мой, на­при­мер, выход в ци­то­плаз­му мРНК, ри­бо­сом­ных суб­ча­стиц, или по­ступ­ле­ние в ядро ри­бо­сом­ных бел­ков, нук­лео­ти­дов и мо­ле­кул, ре­гу­ли­ру­ю­щих ак­тив­ность ДНК.

Рис. 3. По­ло­же­ние ядра в клет­ке

Поры имеют опре­де­лен­ную струк­ту­ру, пред­став­ля­ю­щую собой ре­зуль­тат сли­я­ния на­руж­ной и внут­рен­ней мем­бран ядер­ной обо­лоч­ки.

Со­дер­жи­мое ядра пред­став­ля­ет собой ге­ле­об­раз­ный мат­рикс, это нук­лео­плаз­ма или ядер­ный сок. В ядер­ном соке рас­по­ла­га­ет­ся хро­ма­тин и одно, или несколь­ко яд­ры­шек.

В нук­лео­плаз­ме также рас­по­ла­га­ют­ся раз­лич­ные ионы, белки – фер­мен­ты и нук­лео­ти­ды.

Хро­ма­тин со­сто­ит из мно­гих вит­ков ДНК, при­со­еди­нён­ных к бел­кам ос­нов­ной при­ро­ды – ги­сто­нам. Ги­сто­ны и белки объ­еди­не­ны в струк­ту­ру, по виду на­по­ми­на­ю­щую бу­си­ны, их на­зы­ва­ют нук­ле­осо­ма­ми.

Перед де­ле­ни­ем клет­ки ДНК плот­но скру­чи­ва­ют­ся, об­ра­зуя хро­мо­со­мы. Во время ме­та­фа­зы под мик­ро­ско­пом хро­мо­со­мы вы­гля­дят, как удли­нён­ные па­лоч­ко­вид­ные тель­ца, со­сто­я­щие из двух плеч, ко­то­рые раз­де­ле­ны между собой цен­тро­ме­рой.

Если рас­смот­реть со­дер­жи­мое кле­точ­но­го ядра в про­ме­жут­ке между де­ле­ни­я­ми в ин­тер­фа­зе, то ока­жет­ся, что нити хро­ма­тин скру­че­ны, так как толь­ко в таком со­сто­я­нии могут функ­ци­о­ни­ро­вать гены, участ­ки мо­ле­ку­лы ДНК ко­то­рых от­вет­ствен­ны за син­тез того или иного белка.(Видео).

Яд­рыш­ки внут­ри ядра – хо­ро­шо за­мет­ная струк­ту­ра. В них про­ис­хо­дит син­тез рРНК и сбор­ка субъ­еди­ниц ри­бо­сом, ко­то­рые затем вы­хо­дят через ядер­ные поры в ци­то­плаз­му, и фор­ми­ру­ют уже зре­лые ри­бо­со­мы, на ко­то­рых про­ис­хо­дит син­тез белка (рис. 4)

Рис. 4. Яд­рыш­ко – место тран­скрип­ции – этапа ре­а­ли­за­ции на­след­ствен­ной ин­фор­ма­ции в ядре

 2. Кариотип

Хро­мо­сом­ный набор на­зы­ва­ет­ся ка­ри­о­ти­пом (рис. 5).

Рис. 5. Ка­ри­о­тип че­ло­ве­ка – муж­чи­ны (в пра­вом ниж­нем углу хро­мо­со­мы ХУ) – фо­то­гра­фии ана­фаз­ных хро­мо­сом

Ка­ри­о­тип – это набор хро­мо­сом, со­дер­жа­щий­ся в клет­ках тела, ха­рак­тер­ный для ка­ко­го-ли­бо вида живых су­ществ. Ка­ри­о­тип непо­вто­рим. Даже если число хро­мо­сом в клет­ках ка­ких-то двух видов будет оди­на­ко­вым, на­при­мер, у кар­то­фе­ля и шим­пан­зе по 48 хро­мо­сом в клет­ке, то их форма и стро­е­ние все равно будет раз­лич­ны­ми.

В любом мно­го­кле­точ­ном ор­га­низ­ме су­ще­ству­ет два типа кле­ток, а имен­но по­ло­вые и со­ма­ти­че­ские клет­ки (Схема 1).

Схема 1.

Клет­ки тка­ней лю­бо­го мно­го­кле­точ­но­го ор­га­низ­ма на­зы­ва­ют­ся со­ма­ти­че­ски­ми. Ядра таких кле­ток со­дер­жат ди­пло­ид­ный пол­ный или двой­ной набор хро­мо­сом (рис. 6), ко­то­рый обо­зна­ча­ет­ся 2n.

Рис. 6. Ка­ри­о­тип ди­пло­ид­ных и га­п­ло­ид­ных кле­ток

Ис­ход­но одна по­ло­ви­на до­ста­ет­ся от ма­те­рин­ской яй­це­клет­ки, а вто­рая – от от­цов­ско­го спер­ма­то­зо­и­да. Пар­ные (оди­на­ко­вые по ве­ли­чине, форме и стро­е­нию) хро­мо­со­мы по­лу­чи­ли на­зва­ние го­мо­ло­гич­ных хро­мо­сом (рис. 7).

Рис. 7. Вос­ста­нов­ле­ние ди­пло­ид­но­го на­бо­ра хро­мо­сом при сли­я­нии гамет

Ис­клю­че­ние со­став­ля­ют по­ло­вые хро­мо­со­мы (рис. 8), на­при­мер, у всех мле­ко­пи­та­ю­щих – это X, до­став­ша­я­ся от ма­те­ри, и одна из двух X или Y, до­став­ша­я­ся от отца.

Рис. 8. По­ло­вые хро­мо­со­мы и на­сле­до­ва­ние пола

При об­ра­зо­ва­нии по­ло­вых кле­ток в каж­дую по­па­да­ет одна хро­мо­со­ма из пары го­мо­ло­гич­ных. То есть, если у че­ло­ве­ка в со­ма­ти­че­ских клет­ках со­дер­жит­ся 46 хро­мо­сом, то в по­ло­вых клет­ках – 23 хро­мо­со­мы. Ди­пло­ид­ный набор вос­ста­нав­ли­ва­ет­ся при опло­до­тво­ре­нии.

Не су­ще­ству­ет за­ви­си­мо­сти между ко­ли­че­ством хро­мо­сом и уров­нем ор­га­ни­за­ции дан­но­го ор­га­низ­ма. Неко­то­рые при­ми­тив­ные ор­га­низ­мы могут иметь боль­шее ко­ли­че­ство хро­мо­сом (см. видео). У ка­на­рей­ки 80 хро­мо­сом, у ку­ри­цы 78, у хвоща 216, а вот у че­ло­ве­ка всего 46 хро­мо­сом.

 3. Функции ядра

Да­вай­те оха­рак­те­ри­зу­ем функ­ции ядра.

Во-пер­вых, это хра­не­ние и пе­ре­да­ча на­след­ствен­ной ин­фор­ма­ции, по­сколь­ку в ядре со­дер­жит­ся мо­ле­ку­ла ДНК.

Во-вто­рых, это ре­а­ли­за­ция на­след­ствен­ной ин­фор­ма­ции, свя­зан­ная с уча­сти­ем в син­те­зе белка.

4. Ведущая роль ядра в наследственности

В ядре клет­ки на­хо­дят­ся хро­мо­со­мы, ко­то­рые со­дер­жат мо­ле­ку­лу ДНК – хра­ни­ли­ще на­след­ствен­ной ин­фор­ма­ции, по­это­му ядро иг­ра­ет ве­ду­щую роль в на­след­ствен­но­сти. Дан­ное важ­ное по­ло­же­ние до­ка­за­но рядом точ­ных опы­тов.

При­ве­дем один из них. В Сре­ди­зем­ном море оби­та­ет несколь­ко видов од­но­кле­точ­ных зе­ле­ных во­до­рос­лей – аце­та­бу­ля­рий. Они со­сто­ят из тон­ких сте­бель­ков, на верх­них кон­цах ко­то­рых рас­по­ла­га­ют­ся шляп­ки. По форме шля­пок раз­ли­ча­ют виды аце­та­бу­ля­рий (см. видео). В ниж­нем конце сте­бель­ка аце­та­бу­ля­рии на­хо­дит­ся ядро.

У аце­та­бу­ля­рии од­но­го вида ис­кус­ствен­но уда­ли­ли шляп­ку и ядро, а к сте­бель­ку под­са­ди­ли ядро, из­вле­чен­ное из аце­та­бу­ля­рии дру­го­го вида (Рис. 9).

Рис. 9. По­сле­до­ва­тель­ность опы­тов с аце­та­бу­ля­ри­ей, ко­то­рые до­ка­зы­ва­ют функ­ци­о­наль­ное зна­че­ние ядра

Через неко­то­рое время на во­до­рос­ли с под­са­жен­ным ядром об­ра­зо­ва­лась шляп­ка, ха­рак­тер­ная для того вида, ко­то­ро­му при­над­ле­жа­ло пе­ре­са­жен­ное ядро.

Таким об­ра­зом, имен­но в ядре со­дер­жит­ся на­след­ствен­ная ин­фор­ма­ция, ко­то­рая опре­де­ля­ет при­зна­ки и свой­ства дан­но­го ор­га­низ­ма.

 5. Синдром Дауна

Дан­ное яв­ле­ние пред­став­ля­ет собой одну из форм хро­мо­сом­ной па­то­ло­гии, при ко­то­рой ка­ри­о­тип че­ло­ве­ка со­став­ля­ет не 46 хро­мо­сом, а 47 (рис. 10).

Рис. 10. Ка­ри­о­тип муж­чи­ны с син­дро­мом Дауна – три­со­ми­ей 21 хро­мо­со­мы

Таким за­бо­ле­ва­ни­ем стра­да­ют как маль­чи­ки, так и де­воч­ки. Дан­ный син­дром был на­зван в честь ан­глий­ско­го врача Дж. Дауна (рис. 11). Имен­но он стал пер­вым че­ло­ве­ком, ко­то­рый смог опи­сать дан­ную па­то­ло­гию.

Рис. 11

Это до­ста­точ­но рас­про­стра­нён­ная врож­ден­ная па­то­ло­гия на се­го­дняш­ний день. В первую оче­редь, она свя­за­на с воз­рас­том ма­те­ри. После 35 лет уве­ли­чи­ва­ет­ся риск по­яв­ле­ния имен­но детей с син­дро­мом Дауна.

У детей с син­дро­мом Дауна череп круг­лой формы, раз­рез глаз косой, за­ты­лок ско­шен. Под­рас­тая, дети с син­дро­мом Дауна ста­но­вят­ся при­зе­ми­сты­ми. Руки, ноги у них ко­ро­че, чем у обыч­ных людей.

Кроме этого, дети с син­дро­мом Дауна склон­ны к из­бы­точ­но­му весу. Если го­во­рить о пси­хи­че­ском раз­ви­тии, то, как пра­ви­ло, они от­ста­ют в пси­хи­че­ском раз­ви­тии и раз­ви­ва­ют­ся как бы в за­мед­лен­ной съем­ке. То есть они, в прин­ци­пе, могут осво­ить школь­ную про­грам­му до 4 клас­са, но осва­и­ва­ют её в те­че­ние 8 – 10 лет.

Как пра­ви­ло, у боль­шин­ства взрос­лых боль­ных на­блю­да­ют­ся те или иные при­зна­ки ум­ствен­ной от­ста­ло­сти. Ко­неч­но, мно­гое за­ви­сит от тя­же­сти за­бо­ле­ва­ния, мно­гие боль­ные за­ни­ма­ют­ся твор­че­ством, и даже пишут книги (рис. 12).

Рис. 12. Люди, стра­да­ю­щие син­дро­мом Дауна, спо­соб­ны к нор­маль­ной адап­та­ции в об­ще­стве

Ле­че­ние детей с син­дро­мом Дауна – это те­ра­пия с при­ме­не­ни­ем ви­та­ми­нов, а также ле­кар­ствен­ных пре­па­ра­тов, уско­ря­ю­щих пси­хи­че­ское раз­ви­тие, за­ня­тия с гра­мот­ны­ми пе­да­го­га­ми и ло­го­пе­да­ми.

Также ре­бен­ку необ­хо­ди­мо по­мочь сфор­ми­ро­вать все ос­нов­ные на­вы­ки, а имен­но: речь, мо­то­ри­ку, слух и зре­ние.

 6. Клонирование

Кло­ни­ро­ва­ние яв­ля­ет­ся вос­про­из­ве­де­ни­ем того или иного объ­ек­та в ка­ком-то ко­ли­че­стве копий.

Есте­ствен­но, копии долж­ны со­дер­жать иден­тич­ный набор ге­не­ти­че­ско­го ма­те­ри­а­ла, то есть оди­на­ко­вое ко­ли­че­ство на­след­ствен­ных фор­ма­ций.

Если го­во­рить о кло­ни­ро­ва­нии, то пер­вые ра­бо­ты по кло­ни­ро­ва­нию были осу­ществ­ле­ны в 40-х годах XX века, в Рос­сии. Их осу­ще­ствил рус­ский эм­брио­лог Ге­ор­гий Вик­то­ро­вич Ло­па­шов (Рис. 13).

Рис. 13

Он раз­ра­бо­тал эф­фек­тив­ный метод пе­ре­сад­ки ядра в яй­це­клет­ку ля­гуш­ки.

В ав­гу­сте 1948 года уче­ный на­пи­сал ста­тью и по­слал её в жур­нал общей био­ло­гии, но, к со­жа­ле­нию, в то же время со­сто­я­лась всем из­вест­ная пе­чаль­ная сес­сия ВАСХНИЛ, на ко­то­рой были утвер­жде­ны идеи Лы­сен­ко, и ста­тью, ко­то­рую уже при­ня­ли к на­бо­ру, от­кло­ни­ли.

О ра­бо­те Ло­па­шо­ва за­бы­ли, а в 50-е годы аме­ри­кан­ские эм­брио­ло­ги Бриггс и Кинг осу­ще­стви­ли ана­ло­гич­ные опыты, и при­о­ри­тет от­кры­тия до­стал­ся им. В даль­ней­шем ис­сле­до­ва­тель Гор­дон (Рис. 14) усо­вер­шен­ство­вал ме­то­ди­ку уда­ле­ния из яй­це­клет­ки ядра и по­ме­ще­ния туда ядра из дру­гих спе­ци­а­ли­зи­ро­ван­ных кле­ток.

Рис. 14

Он начал пе­ре­са­жи­вать ядра из кле­ток взрос­ло­го ор­га­низ­ма, в част­но­сти, из эпи­те­лия ки­шеч­ни­ка. Гор­дон до­бил­ся того, что яй­це­клет­ка с чужим ядром раз­ви­ва­лась до до­ста­точ­но позд­них ста­дий (рис. 15).

Рис. 15. Схема кло­ни­ро­ва­ния ля­гуш­ки путем пе­ре­сад­ки ядра одной ля­гуш­ки в яй­це­клет­ку дру­гой

В его экс­пе­ри­мен­тах до 1-2% осо­бей про­хо­ди­ли ста­дию ме­та­мор­фо­за и пре­вра­ща­лись во взрос­лых ля­гу­шек.

Од­на­ко дол­гое время все по­пыт­ки при­ме­нить вы­ше­опи­сан­ный метод для кло­ни­ро­ва­ния мле­ко­пи­та­ю­щих были без­успеш­ны­ми. И толь­ко в 1997 году было опуб­ли­ко­ва­но со­об­ще­ние, в ко­то­ром со­труд­ни­ки Рос­лин­ско­го ин­сти­ту­та (Шот­лан­дия) под ру­ко­вод­ством Яна Виль­му­та кло­ни­ро­ва­ли мле­ко­пи­та­ю­щее – овеч­ку Долли.

Суть ис­поль­зо­ван­но­го ме­то­да за­клю­ча­лась в сле­ду­ю­щем.

Яй­це­клет­ки из­вле­ка­ли из овец по­ро­ды «шот­ланд­ская чер­но­мор­дая», по­ме­ща­ли в ис­кус­ствен­ную пи­та­тель­ную среду с до­бав­ле­ни­ем те­ля­чьей сы­во­рот­ки при 37OC и про­ве­ли опе­ра­цию энукле­а­ции (уда­ле­ние соб­ствен­но­го ядра).

После этого воз­ник­ла за­да­ча обес­пе­че­ния яй­це­клет­ки ге­не­ти­че­ской ин­фор­ма­ци­ей от ор­га­низ­ма, ко­то­рый над­ле­жа­ло кло­ни­ро­вать.

Для до­сти­же­ния этой цели ис­поль­зо­ва­ли раз­ные клет­ки до­но­ра, но наи­бо­лее удоб­ны­ми ока­за­лись ди­пло­ид­ные клет­ки мо­лоч­ной же­ле­зы взрос­лой бе­ре­мен­ной овцы по­ро­ды фин-дор­сет. Эти клет­ки сли­ва­ли с яй­це­клет­кой, ли­шен­ной ядра. Яй­це­клет­ку затем ак­ти­ви­ро­ва­ли к раз­ви­тию по­сред­ством элек­три­че­ско­го удара. Раз­ви­ва­ю­щий­ся за­ро­дыш по­ме­ща­ли в матку при­ем­ной ма­те­ри, где он раз­ви­вал­ся до сво­е­го рож­де­ния (рис. 16).

Рис. 16. Схема кло­ни­ро­ва­ния овцы

В даль­ней­шем были про­ве­де­ны успеш­ные экс­пе­ри­мен­ты по кло­ни­ро­ва­нию раз­лич­ных мле­ко­пи­та­ю­щих.

Кло­ни­ро­ва­ли не толь­ко ма­лень­ких мле­ко­пи­та­ю­щих, таких как мышь, но и коз, сви­ней, коров.

Надо ска­зать, что ме­то­ди­ка кло­ни­ро­ва­ния на­хо­дит­ся еще в ста­дии раз­ра­бот­ки, так как боль­шое ко­ли­че­ство кло­ни­ро­ван­ных жи­вот­ных живут с раз­лич­ны­ми па­то­ло­ги­я­ми или урод­ства­ми.

Источник: http://100ballov.kz/mod/page/view.php?id=1598

Лекция 3. Строение ядра. Деление клетки

План

1. Строение и функции клеточного ядра

2. Хроматин и хромосомы

3. Клеточный и митотический циклы клетки

4. Пролиферация клеток

Строение и функции клеточного ядра

Ядро – обязательная часть эукариотической клетки. Главная функция ядра – хранение генетического материала в форме ДНК и передача ее дочерним клеткам при клеточном делении. Кроме того, ядро управляет белковыми синтезами, контролирует все процессы жизнедеятельности клетки. ( в растительной клетке ядро описал Р.Броун в 1831г., в животной – Т.Шванн в 1838г.)

Большинство клеток имеет одно ядро, обычно округлой формы, реже неправильной формы.

Размеры ядра колеблются от 1мкм (у некоторых простейших) до 1мм (в яйцеклетках рыб, земноводных).

Встречаются двуядерные клетки (клетки печени, инфузорий) и многоядерные (в клетках поперечно – полосатых мышечных волокон, а так же в клетках ряда видов грибов и водорослей).

Некоторые клетки (эритроциты) – безъядерные, это редкое явление, носит вторичный характер.

В состав ядра входят:

1) ядерная оболочка;

2) кариоплазма;

3) ядрышко;

4) хроматин или хромосомы. Хроматин находится в неделящемся ядре, хромосомы – в митотическом ядре.

Оболочка ядра состоит из двух мембран (наружной и внутренней). Наружная ядерная мембрана соединяется с мембранными каналами ЭПС. На ней располагаются рибосомы.

В мембранах ядра имеются поры (3000-4000). Через ядерные поры происходит обмен различными веществами между ядром и цитоплазмой.

Кариоплазма (нуклеоплазма) представляет собой желеобразный раствор, который заполняет пространство между структурами ядра (хроматином и ядрышками). Она содержит ионы, нуклеотиды, ферменты.

Ядрышко, обычно шаровидной формы (одно или несколько), не окружено мембраной, содержит фибриллярные белковые нити и РНК.

Ядрышки – не постоянные образования, они исчезают в начале деления клетки и восстанавливаются после его окончания. Ядрышки имеются только в неделящихся клетках.

В ядрышках происходит формирование рибосом, синтез ядерных белков. Сами же ядрышки образуются на участках вторичных перетяжек хромосом (ядрышковых организаторах).

У человека ядрышковые организаторы находятся на 13,14,15,21 и 22 хромосомах.

Хроматин и хромосомы

Хроматин – это деспирализованная форма существования хромосом. В деспирализованном состоянии хроматин находится в ядре неделящейся клетке.

Хроматин и хромосомы взаимно переходят друг в друга. По химической организации как хроматин, так и хромосомы не отличаются. Химическую основу составляет дезоксирибонуклеопротеин – комплекс ДНК с белками. С помощью белков происходит многоуровневая упаковка молекул ДНК, при этом хроматин приобретает компактную форму.

Например, в деспирализованном (вытянутом) состоянии длина молекулы ДНК хромосомы человека достигает около 6 см, что примерно в 1000 раз превышает диаметр ядра клетки. Несмотря на то, что в неделящихся клетках хроматин находится в деспирализованном состоянии, тем не менее отдельные его участки спирализованы, т.е.

хроматин неоднороден по структуре.

Спирализованные участки хроматина называются гетерохроматин, а деспирализованные – эухроматин. На участках эухроматина идут процессы транскрипции (синтез иРНК).

Гетерохроматин – неактивный участок хроматина, здесь не происходит транскрипции.

В начале клеточного деления хроматин скручивается (спирализуется) и образует хромосомы, которые хорошо различимы в световой микроскоп. Значит, хромосома – суперспирализованный хроматин. Спирализация достигает своего максимума в метафазе митоза. Каждая метафазная хромосома состоит их двух сестринских хроматид.

Хроматиды содержат одинаковые молекулы ДНК, которые образуются при удвоении (репликации) ДНК в синтетический период интерфазы. Хроматиды соединены друг с другом в области первичной перетяжки – центромеры. Центромеры делят хромосомы на два плеча.

В зависимости от места расположения центромеры различают следующие типы хромосом:

1) метацентрические (равноплечие);

2) субметацентрические (неравноплечие);

3) акроцентрические (палочковидные);

4) спутничные (имеют вторичную перетяжку, которая отделяет небольшой участок хромосомы, называемый спутником).

Число, величина и форма хромосом в ядрах клеток являются важными знаками каждого вида. Набор хромосом соматических клеток данного вида называется кариотипом.

Клеточный (или жизненный) и митотический циклы клетки

Жизненный цикл клетки

G1 – пресинтетический период

S – синтетический период

G2 – постинтетический период

G0 – период пролиферативного покоя

Клеточным циклом или жизненным циклом клетки называется совокупность процессов, происходящих в клетке от 1-го деления (появление ее в результате деления) до следующего деления или до смерти клетки.

Митотический цикл – период подготовки клетки к делению и само деление. Митотический цикл клетки состоит из интерфазы и митоза. Интерфаза разделена на 3 периода:

1. Пресинтетический или постмитотический.

2. Синтетический.

3. Постсинтетический или премитотический.

Продолжительность митотического цикла составляет от 10 до 50 часов. В пресинтетический период клетка выполняет свои функции, увеличивается в размерах, т.е. активно растет, увеличивается количество митохондрий, рибосом, идет синтез белков, нуклеотидов, накапливается энергия в виде АТФ, синтезируется РНК.

Хромосомы представляют собой тонкие хроматиновые нити, каждая состоит из одной хроматиды. Содержание генетического материала в клетке обозначают следующим образом: с- количество ДНК в одной хроматиде, n – набор хромосом.

Клетка в G1 содержит диплоидный набор хромосом, каждая хромосома имеет одну хроматиду (2с ДНК 2n хромосом).

В S- периоде происходит репликация молекул ДНК и их содержание в клетке удваивается, каждая хромосома становится двухроматидной (т.е. хроматида достраивает себе подобную). Генетический материал становится 4с2п, центриоли клетки тоже удваиваются.

Продолжительность S- периода у млекопитающих 6-10 часов. Клетка продолжает выполнять свои специфические функции.

В G2 – периоде клетка готовится к митозу: накапливается энергия, затухают все синтетические процессы, клетка прекращает выполнять основные функции, накапливаются белки для построения веретена деления. Содержание генетической информации не изменяется (4с2n). Продолжительность этого периода 3-6 часов.

Митоз – это непрямое деление, основной способ деления соматических клеток.

Митоз – непрерывный процесс и условно делится на 4 стадии: профаза, метафаза, анафаза, телофаза. Наиболее продолжительны первая и последняя. Длительность митоза 1-2 часа.

1. Профаза. В начале профазы центриоли расходятся к полюсам клетки, от центриолей начинают формироваться микротрубочки, которые тянутся от одного полюса к другому и по направлению к экватору клетки, образуя веретено деления.

К концу профазы растворяются ядрышки, ядерная оболочка. К центромерам хромосом прикрепляются нити веретена деления, хромосомы спирализуются и устремляются к центру клетки.

Содержание генетической информации при этом не изменяется (4с2n).

2. Метафаза. Длительность 2-10 мин. Короткая фаза, хромосомы располагаются на экваторе клетки, причем центромеры всех хромосом располагаются в одной плоскости – экваториальной.

Между хроматидами появляются щели. В области центромер с двух сторон имеются небольшие дисковидные структуры – кинетохоры.

От них так же, как и от центриолей отходят микротрубочки, которые располагаются между нитями веретена деления.

Существует точка зрения, что именно кинетохорные микротрубочки заставляют центромеры всех хромосом выстраиваться в области экватора. Это стадия наибольшей спирализации хромосом, когда их удобнее всего изучать. Содержание генетической информации при этом не изменяется (4с2n).

3. Анафаза длится 2-3 минуты, самая короткая стадия. В анафазе происходит расщепление центромер и разделение хроматид. После разделения одна хроматида (сестринская хромосома) начинает двигаться к одному полюсу, а другая половина – к другому.

Предполагается, что движение хроматид обусловлено скольжением кинетохорных трубочек по микротрубочкам центриолей. Именно микротрубочки генерируют силу, обуславливающую расхождение хроматид. По другой версии, нити веретена деления плавятся и увлекают за собой хроматиды.

В клетке находится два диплоидных набора хромосом- 4с4n (у каждого полюса 2с2n).

4. Телофаза. В телофазу формируются ядра дочерних клеток, хромосомы деспирализуются, строятся ядерные оболочки, в ядре появляются ядрышки.

Цитокинез – деление цитоплазмы, происходит в конце телофазы

В животных клетках цитоплазматическая мембрана впячивается внутрь. Клеточные мембраны смыкаются, полностью разделяя две клетки. В растительных клетках из мембран пузырьков Гольджи образуется клеточная пластинка, расположенная в экваториальной плоскости. Клеточная пластинка, разрастаясь полностью, разделяет две дочерние клетки. В каждой клетке 2с 2n.

Митоз

Значение митоза

1. Поддержание постоянства числа хромосом. Митоз – наследственно равное деление.

Биологическое значение митоза состоит в строго одинаковом распределении сестринских хромосом между дочерними клетками, что обеспечивает образование генетически равноценных клеток и сохраняет преемственность в ряду клеточных поколений.

2. Обеспечивание роста организма

3.Замещение изношенных клеток, поврежденных тканей, регенерацию утраченных частей.

Так, у человека замещаются клетки кожи, эпителий кишечника, эпителий легких, клетки крови – всего в день 1011 клеток.

4. Митоз лежит в основе бесполого размножения.

Амитоз – прямое деление клетки путем перешнуровки ядра без спирализации чивается равномерное распределение генетического материала между дочерними ядрами.

После амитотического деления клетки не могут митотически делиться. Амитозом делятся клетки при воспалительных процессах, злокачественном росте.

Амитоз встречается в клетках некоторых специализированных тканей, например, в поперечно – полосатой мускулатуре, соединительной ткани.

Пролиферация клеток

Пролиферация – увеличение числа клеток путем митоза, которое приводит к росту и обновлению ткани. Интенсивность пролиферации регулируется веществами, которые вырабатываются как внутри клеток, так и вдали от клеток. Современные данные свидетельствуют о том, что одним из регуляторов пролиферации на клеточном уровне являются кейлоны.

Кейлоны – гормоноподобные вещества, являющиеся полипептидами или гликопротеинами. Они образуются всеми клетками и внутри клеток высших организмов, обнаружены в различных жидкостях организма, в том числе и в моче. Кейлоны подавляют митотическую активность клеток.

Так же они участвуют в регуляции роста тканей, заживлении ран, иммунных реакциях.

Гормональные механизмы – дистантные регуляторы пролиферации на организменном уровне. Например, уровень эритроцитов в высокогорных районах повышается за счет секреции в специализированных клетках почек гормона эритропоэтина. У жителей высокогорья количество эритроцитов больше, чем у людей, живущих на равнине.

Кроме того, существуют гипотезы о причинах, побуждающих клетку делиться. Например:

– объемная – клетка, достигнув определенного объема, делится. Изменяются ядерно-цитоплазматические отношения (от 1/6 до 1/69),

– гипотеза «митогенетических лучей». Делящиеся клетки стимулируют к митозу расположенные рядом клетки,

– гипотеза «раневых гормонов». Поврежденные клетки выделяют особые вещества, способствующие митозу неповрежденных клеток.

Источник: http://bio.bobrodobro.ru/8534

Ядро клетки

Ядро — основной компонент клетки эукариот, состоящий из двухслойной ядерной мембраны, кареоплазмы, хроматина и ядрышек. В основном в составе клетки эукариот содержится одно ядро.

Но вместе с тем существуют как клетки, не имеющие ядра (эритроциты), так и клетки, имеющие несколько ядер (например, клетки, образующие ткань поперечно-полосатых мышц). Функции ядра заключаются в контроле за всеми процессами жизнедеятельности клеток за счет регуляции процессов синтеза различных белков.

Ядро осуществляет сохранение наследственной информации и передачу этой информации дочерним клеткам.

Кариоплазма — полужидкое гелеобразное вещество ядра, которое ограничено двойной ядерной мембраной и содержит в себе все остальные компоненты ядра. В состав кариоплазмы входят различные вещества — белки, нуклеотиды, нуклеиновые кислоты, вода, различные ионы.

Ядрышко — компонент ядра, располагающийся в его кариопазме и по своей структуре представляющий собой рибонуклеопротеид. Ядрышко прикреплено к одной из хромосом. Эта область хромосомы называется ядрышковым организатором.

Хроматин — компонент ядра эукариотической клетки. По химической природе хроматин представляет собой дезоксирибонуклеопротеид. В зависимости от особенностей стуктуры хроматина принято выделять эу- и гетерохроматин.

Эухроматин — активный в генетическом отношении хроматин. Он деконденсирован, имеет нитевидную структуру, при окрашивании определяется слабо. Гетерохроматин — неактивный в генетическом отношении хроматин. Он конденсирован, уплотнен, при окрашивании обнаруживается в виде глыбчатых структур.

Хромосомы — постоянные структурные компоненты ядра эукариот. За счет наличия хромосом осуществляются сохранение и реализация генетической информации. По строению хромосомы представляют собой комплекс из двуцепочечной ДНК и специфических белков. Генетически активны интерфазные хромосомы. Наиболее удобны для изучения метафазные хромосомы.

В составе метафазных хромосом выделяют две хроматиды, соединяющиеся друг с другом первичной перетяжкой, которую также называют центромерой. Центромера метафазных хромосом разделяет хроматиды на два плеча: короткое — p и длинное — q.

Концы хроматид называют теломерами. На коротких плечах некоторых хромосом располагаются спутники, отделенные с помощью вторичной перетяжки.

Метацентрические хромосомы — хромосомы, центромера которых располагается таким образом, что образуются примерно одинаковые по длине плечи.

Субметацентрические  хромосомы — хромосомы, центромера которых расположена таким образом, что образованные ею плечи неодинаковы по длине: одно из них короткое, другое — длинное. Акрометацентрические хромосомы имеют резко отличающиеся друг от друга по своей длине плечи.

Кариотип — совокупность характеристик о хромосомах данного вида организмов. В составе кариотипа имеются неполовые хромосомы — аутосомы и половые.

Гомологичные хромосомы — хромосомы, размер, форма, строение которых одинаковы. Хромосомы в ядре неполовой клетки парные, т. е. имеется диплоидный набор хромосом. Для половых клеток характерен гаплоидный набор хромосом, когда каждая хромосома в ядре имеется в единственном числе.

Источник: http://mybiologiya.net/obschie-svedeniya/yadro-kletki-stroenie

Ядро – это в биологии: что такое ядерная оболочка, какую функцию выполняет, как происходит деление и из чего состоит

Биология клеток живых организмов изучает прокариотов, не имеющих ядра (nucleus, core). Для каких организмов характерно наличие ядра? Нуклеус — это центральный органоид эукариотов.

Важно! Основной функцией клеточного ядра является хранение и передача наследственной информации.

Структура

Что такое ядро? Из каких частей состоит ядро? Нижеперечисленные компоненты входят в состав нуклеуса:

• Ядерная оболочка;
• Нуклеоплазма;
• Кариоматрикс;
• Хроматин;
• Нуклеолы.

Ядерная оболочка

Кариолемма состоит из двух прослоек — наружной и внутренней, разделенных перинуклеарной полостью. Внешняя мембрана сообщается с шероховатыми эндоплазматическими канальцами.

Ко внутренней оболочке прикрепляются фибриллярные протеины основы ядерного вещества.

Между мембранами находится перинуклеарная полость, сформированная взаимным отталкиванием ионизированных органических молекул с аналогичными зарядами.

Кариолемма пронизана системой отверстий — пор, образованных белковыми молекулами. Через них рибосомы— структуры, в которых происходит синтез протеинов, а также оповестительные РНК проникают в цитоплазматическую сеть.

Межмембранные поры являются канальцами, заполненными водой. Их стенки сформированы специфическими белками — нуклеопоринами. Диаметр отверстия позволяет цитоплазме и содержимому ядра обмениваться мелкими молекулами.

Нуклеиновые кислоты, а также высокомолекулярные белки не способны самостоятельно перетекать из одной части клетки в другую.

Для этого существуют специальные транспортные протеины, активизация которых протекает с энергетическими затратами.

Высокомолекулярные соединения перемещаются через поры при помощи кариоферинов. Те, что транспортируют вещества из цитоплазмы в ядро, называются импортинами. Передвижение в обратном направлении осуществляют экспортины. В какой части ядра находится молекула РНК? Она путешествует по всей клетке.

Важно! Высокомолекулярные вещества не могут самостоятельно проникать через поры из ядра в клетку и обратно.

 Нуклеоплазма

Представлена кариоплазмой — гелеобразной массой, находящейся внутри двухслойной оболочки. В отличие от цитоплазмы, где ph >7, внутри ядра среда кислая. Основными веществами, которые входят в состав нуклеоплазмы являются нуклеотиды, белки, катионы, РНК, ДНК, H2O.

Кариоматрикс

Какие компоненты входят в основу ядра? Она сформирована фибриллярными белками трехмерной структуры — ламинами. Играет роль скелета, препятствуя деформации органоида при механических воздействиях.

Хроматин

Это главное вещество, представленное совокупностью хромосом, часть из которых находится в активированном состоянии. Остальные упакованы в уплотненные глыбки. Их раскрытие происходит во время деления.

В какой части ядра находится молекула, известная нам, как ДНК? Хромосомы состоят из генов, представляющих собой части молекулы ДНК. В них закреплена информация, передающая новым генерациям клеток наследственные признаки.

Следовательно, в этой части ядра находится молекула ДНК.

В биологии выделяют следующие типы хроматина:

• Эухроматин. Представляется нитевидными, деспирализированными, неокрашиваемыми образованиями. Существует в покоящемся ядре в период интерфазы между циклами деления клетки.
• Гетерохроматин. Не активизированные спирализованные, легко окрашивающиеся участки хромосом.

Нуклеолы

Ядрышко — наиболее уплотненная структура из входящих в состав нуклеуса. Оно обладает, преимущественно округлыми формами, однако, имеются сегментированные, как у лейкоцитов.

Ядро клетки некоторых организмов нуклеол не имеют. В других нуклеусах их может быть несколько.

Вещество ядрышек представлено гранулами, являющимися субъединицами рибосом, а также фибриллами, представляющими собой молекулы РНК.

Ядрышко: строение и функции

Нуклеолы представлены нижеперечисленными структурными типами:

• Ретикулярный. Типичный для большинства клеток. Отличается высокой концентрацией уплотненных фибрилл и гранул.
• Компактный. Характеризуется множественностью фибриллярных скоплений. Встречается в делящихся клетках.
• Кольцеобразный. Характерен для лимфоцитов и соединительнотканных целл.
• Остаточный. Преобладает в клетках, где процесс деления не происходит.
• Обособленный. Все составляющие нуклеолы разделены, пластические действия невозможны.

Функции

Какую функцию выполняет ядро? Нуклеусу характерны следующие обязанности:

• Хранение генетической информации;
• Передача наследственных признаков;
• Размножение;
• Запрограммированная гибель.

Хранение генетической информации

Генетические коды хранятся в хромосомах. Они отличаются формой и размерами. Особи разного вида имеют неодинаковое количество хромосом. Комплекс признаков, характерный для хранилищ наследственной информации данного вида называют кариотипом.

Важно! Кариотип — это комплекс признаков, характерный для хромосомного состава организмов данного вида.

Различают гаплоидную, диплоидную, полиплоидную совокупность хромосом.

Клетки тела человека содержат 23 разновидности хромосом. В яйцеклетке и спермии содержится гаплоидный, то есть, одинарный их набор. При оплодотворении хранилища обоих клеток объединяются, образуя двойной — диплоидный комплект. Клеткам культурных растений присущ триплоидный или тетраплоидный кариотип.

Хранение генетической информации

Передача наследственных признаков

Какие процессы жизнедеятельности происходят в ядре? Генная кодировка передается в процессе считывания информации, результатом которой является образование матричной (информационной) РНК. Экспортины выводят рибонуклеиновую кислоту через нуклеарные поры в цитоплазму. Рибосомы используют генетические коды для синтеза необходимых организму белков.

Важно! Синтез белков происходит в цитоплазматических рибосомах на основании закодированной генетической информации, доставленной информационной РНК.

Размножение

Прокариоты размножаются просто. Бактерии обладают единственной молекулой ДНК. В процессе деления она копирует саму себя, прикрепляясь ко клеточной оболочке. Мембрана врастает между двумя соединениями и образуются два новых организма.

У эукариотов различают амитоз, митоз и мейоз:

• Амитоз. Деление ядра происходит без дробления клетки. Образуются двухъядерные целлы. При следующем делении возможно возникновение полинуклеарных образований. Для каких организмов характерно такое размножение? Ему подвержены стареющие, нежизнеспособные, а также опухолевые клетки. В некоторых ситуациях амитотическое деление с образованием нормальных клеток происходит в роговице, печени, хрящевых текстурах, а также тканях некоторых растений.
• Митоз. В этом случае деление ядра начинается его разрушением. Образуется веретено дробления, при помощи которого парные хромосомы разводятся по разным концам клетки. Происходит репликация носителей наследственности, после чего формируются два ядра. После этого веретено деления демонтируется, формируется ядерная оболочка, которая разделяет одну клетку на две.
• Мейоз. Сложный процесс, при котором деление ядра происходит без удвоения разошедшихся хромосом. Характерен для образования половых клеток — гамет, имеющих гаплоидный набор носителей наследственности.

Запрограммированная гибель

Генетическая информация предусматривает продолжительность жизни клетки, и по истечении отведенного времени запускает процесс апоптоза (греч. — листопад). Хроматин конденсируется, ядерная мембрана разрушается. Целла распадается на фрагменты, ограничивающиеся плазматической оболочкой. Апоптотические тельца, минуя стадию воспаления, поглощаются макрофагами, либо соседними клетками.

Для наглядности строение ядра и функции, выполняемые его частями представлены таблицей

Элемент ядра	Особенности строения	Выполняемые функции
Оболочка	Двухслойная мембрана	Разграничение содержимого нуклеуса и цитоплазмы
Поры	Отверстия в оболочке	Экспорт — импорт РНК
Нуклеоплазма	Гелеобразная консистенция	Среда для биохимических превращений
Кариоматрикс	Фибриллярные белки	Поддержка структуры, защита от деформирования
Хроматин	Эухроматин, гетерохроматин	Хранение генетической информации
Нуклеола	Фибриллы и гранулы	Выработка рибосом

Внешний вид

Форма определяется конфигурацией мембраны. Отмечают нижеперечисленные виды ядер:

• Круглая. Наиболее часто встречаемая. Например, большую часть лимфоцита занимает нуклеус.
• Вытянутая. Подковообразное nucleus находят у несозревшего нейтрофила.
• Сегментированная. В оболочке формируются перегородки. Образуются привязанные друг к другу сегменты, такие как у зрелого нейтрофила.
• Разветвленная. Обнаруживается в ядрах клеток членистоногих.

Количество ядер

В зависимости от выполняемых функций, целлы могут обладать одним или несколькими ядрами либо не иметь их вообще. Различают следующие виды клеток:

• Безъядерные. Форменные компоненты крови высших животных — эритроциты, тромбоциты являются переносчиками важных веществ. Чтобы освободить место для гемоглобина или фибриногена костный мозг вырабатывает эти элементы безъядерными. Они не способны делиться и по прохождении запрограммированного времени отмирают.
• Одноядерные. Таково большинство клеток живых организмов.
• Бинуклеарные. Печёночные гепатоциты выполняют двойную функцию — детоксикационную и производственную. Синтезируется гем, необходимый для выработки гемоглобина. Для этих целей необходимы два ядра.
• Многоядерные. Миоциты мышц выполняют колоссальный объем работы, для ее выполнения необходимы дополнительные ядра. По этой же причине полинуклеарностью отличаются клетки покрытосеменных растений.

Хромосомные патологии

Многие болезни являются следствием нарушения связаны с нарушениями хромосомного состава. Наиболее известны нижеперечисленные симптомокомплексы:

• Дауна. Вызван наличием лишней двадцать первой хромосомой (трисомия).
• Эдвардса. Присутствует лишняя восемнадцатая хромосома.
• Патау. Трисомия 13.
• Тернера. Не достает хромосомы Х.
• Клайнфелтера. Характеризуется лишними X либо Y-хромосомами.

Недуги, вызванные разладом в функционировании составных частей ядра не всегда связаны с хромосомными аномалиями. Мутации, которые влияют на отдельные белки ядра вызывают следующие заболевания:

• Ламинопатия. Проявляется преждевременным старением.
• Аутоиммунные заболевания. Красная волчанка — диффузное поражение соединительнотканных текстур, рассеянный склероз — разрушение миелиновых оболочек нервов.

Важно! Хромосомные аномалии приводят к тяжелым заболеваниям.

Строение ядра

Биология в картинках: Строение и функции ядра

Вывод

Клеточное ядро отличается сложным строением и выполняет жизненно важные функции.Оно является хранилищем и передатчиком наследственной информации, руководит синтезом белков и процессами деления клеток. Хромосомные аномалии являются причинами тяжелых заболеваний.

Источник: https://uchim.guru/biologiya/yadro-eto-v-biologii-svojstva-i-funktsii.html