Ядро - функциональный центр клетки, его строение и функции

Клеточное ядро содержит ДНК, т.е. гены, и, благодаря этому, выполняет две главные функции: 1) хранения и воспроизведения генетической информации и 2) регуляции процессов обмена веществ, протекающих в клетке.

Безъядерная клетка не может долго существовать, и ядро тоже не способно к самостоятельному существованию, поэтому цитоплазма и ядро образуют взаимозависимую систему. Большинство клеток имеет одно ядро. 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 ядра зависит большей частью от формы клетки, она может быть и совершенно неправильной.

Строение ядра.

Ядро окружено оболочкой, которая состоит из двух мембран, имеющих типичное строение. Наружная ядерная мембрана с поверхности, обращенной в цитоплазму, покрыта рибосомами, внутренняя мембрана гладкая.

Ядерная оболочка - часть мембранной системы клетки. Выросты внешней ядерной мембраны соединяются с каналами эндоплазматической сети, образуя единую систему сообщающихся каналов. Обмен веществ между ядром и цитоплазмой осуществляется двумя основными путями. Во-первых, ядерная оболочка пронизана многочисленными порами, через которые происходит обмен молекулами между ядром и цитоплазмой. Во-вторых, вещества из ядра в цитоплазму и обратно могут попадать вследствие отшнуровывания впячиваний и выростов ядерной оболочки.

Содержимое ядра подразделяют на ядерный сок, хроматин и ядрышко.

В живой клетке ядерный сок выглядит бесструктурной массой, заполняющей промежутки между структурами ядра. В состав ядерного сока входят различные белки, в том числе большинство ферментов ядра, белки хроматина и рибосомальные белки. В ядерном соке находятся также свободные нуклеотиды, необходимые для построения молекул ДНК и РНК, аминокислоты, все виды РНК, а также продукты деятельности ядрышка и хроматина, транспортируемые затем из ядра в цитоплазму.

Хроматином (от греч. chroma - окраска, цвет) называют глыбки, гранулы и сетевидные структуры ядра. Хроматин содержит ДНК и белки и представляет собой спирализованные и уплотненные участки хромосом. Спирализованные участки хромосом в генетическом отношении неактивны.

Свою специфическую функцию - передачу генетической информации - могут осуществлять только деспирализованные - раскрученные участки хромосом, которые в силу своей малой толщины не видны в световой микроскоп.

Форма хромосом зависит от положения так называемой первичной перетяжки, или центромеры, - области, к которой во время деления клетки (митоза) прикрепляются нити веретена деления. Расположение центромеры определяет три основных типа хромосом: 1) равноплечие - с плечами равной или почти равной длины; 2) неравноплечие - с плечами неравной длины; 3) палочковидные - с одним длинным и вторым очень коротким, иногда с трудом обнаруживаемым плечом. Выделяют еще точечные хромосомы с очень короткими плечами.

Число хромосом не является видоспецифическим признаком. Однако характеристика хромосомного набора в целом видоспецифична, т.е. свойственна только одному какому-то виду организмов растений или животных.

Совокупность количественных (число и размеры) и качественных (форма) признаков хромосомного набора соматической клетки называют кариотипом.

Хромосомы, одинаковые по форме и размеру и несущие одинаковые гены, называются гомологичными.

После завершения деления клетки хромосомы деспирализуются, и в ядрах образовавшихся дочерних клеток снова становятся видимыми только тонкая сеточка и глыбки хроматина.

Ядрышко - представляет собой плотное округлое тельце, погруженное в ядерный сок. В ядрах разных клеток, а также в ядре одной и той же клетки в зависимости от ее функционального состояния число ядрышек может колебаться от 1 до 5-7 и более. Ядрышки есть только в не делящихся ядрах, во время митоза они исчезают, а после завершения деления возникают вновь.

Ядрышко не является самостоятельной структурой ядра. Оно образуется вокруг участка хромосомы, в котором закодирована структура р-РНК.

ФОТОСИНТЕЗ

План лекции:

1. Обмен веществ у автотрофных организмов (общее представление).

2. Фотосинтез - один из процессов внутриклеточного обмена веществ, характерный для растений.

3. История изучения фотосинтеза.

4. Современные представления о фотосинтезе

5. Планетарная роль фотосинтеза и его значение для человека.

6. Хемосинтез - способ автотрофного питания некоторых одноклеточных организмов.