Ядро клетки

Ядро клетки

Ядро клетки

• центральный информационный аппарат клетки

• структура интерфазного ядра.

В эукариотических клетках генетический материал сосредоточен в ядре (греч. xapuov - ядро, лат. nucleus - ядро). Ядерная оболочка отделяет генетический материал и молекулярно-генетические процессы от цитоплазмы, обеспечивает автономность и независимость наследственных механизмов. Большинство клеток содержит только одно ядро. При выделении ядра клетка не может долго существовать, так же как и ядро, выделенное из клетки, погибает. Ядро обычно локализуется в центре клетки.

Структура ядра. Ядро клетки состоит из нескольких компонентов, выполняющих различные функции: ядерная оболочка, кариоплазма, хроматин, ядрышко. Ядро круглой, шарообразной, но может быть и другой формы: палочковидные, серповидно, лопастные. Форма ядра зависит от формы самой клетки и от функций, которые она выполняет. В клетках с высокой физиологической активностью форма ядер сложная, увеличивает соотношение поверхности ядра к его объему. Например, сегментоядерные лейкоциты имеют многолопастное ядро.

Размеры ядра основном зависят от размера клетки, при увеличении объема цитоплазмы растет и объем ядра. В основном объем ядра занимает у 10-50% объема клетки. Соотношение объемов ядра и цитоплазмы называется ядерно-цитоплазматического соотношения. Изменение этого является одним из факторов клеточного деления или нарушение обмена веществ.

Химический состав ядра клетки. В состав сухого вещества ядер входит - 80% белков, 12% ДНК, 5% РНК, С% липидов и некоторое количество Mg2 +, Mn2 +. Большинство белков - ферменты, катализирующие молекулярно- генетические процессы. Кроме этого, гистонов и негистоновые белки вместе с ДНК образуют хроматин. Определенная часть белков составляет основу ядра в виде микрофиламентов и ядерной пластинки - сетки белковых нитей, выстилающего внутреннюю поверхность ядра. Специальные белки связываются с РНК и образуют субъединицы рибосом. Некоторые белки входят в состав ядерных пор.

В ядре клетки есть три разновидности РНК: иРНК, тРНК, рРНК. Кариоплазма. Кариоплазма содержит большое количество воды (75-80%), в которой сконцентрированы: хроматин (Гетерохроматин и эухроматин), микрофила-менты, ядрышко, ферменты.

Ядерная оболочка. Ядерная оболочка покрывает ядро, формирует компартмент, имеющая специфический химический состав, который способствует течения важных молекулярно- генетических процессов. Ядерная оболочка состоит из внешней и внутренней мембран, между ними находится перинуклеарное пространство, которое через каналы эндоплазматической, сетки связан с различными участками цитоплазмы.

Обе мембраны пронизаны многочисленными порами. Через них происходит выборочный обмен веществ между ядерным содержанием и цитоплазмой. Внутрь ядра поступают белки, АТФ, нуклеотиды, а из ядра в цитоплазму выходят субъединицы рибосом, тРНК и иРНК. При делении клетки ядерная оболочка каждый раз разлагается на отдельные мембранные пузырьки - везикулы - и снова собирается в дочерних клетках, окружая генетический материал. Считается, что ядерная оболочка эукариот образовалась из мембран ЭПС.

Обе мембраны типовой постройки – липидный бислой со встроенными в него белками. Изнутри ядерная оболочка покрыта белковой сеткой – ядерной ламин, что приводит форму и объем ядра. К ядерной ламины теломерными участками присоединены нити хроматина. Микрофиламенты образуют внутреннюю "основу" ядра. Они поддерживают его форму, а также служат местом прикрепления хроматина. Внутренний "скелет" ядра имеет большое значение для обеспечения упорядоченного течения основных процессов транскрипции, репликации, процессинга.

Внешне ядро также покрыто микрофиламенты, которые являются элементами цитоскелета ядра клетки. Внешняя мембрана может иметь на своей поверхности рибосомы и соединена с мембранами эндоплазматической сети. Ядерная оболочка имеет свойство избирательной проницаемости.

Потоки вещества регулируются специфическими свойствами белков мембран и ядерных Йор. Количество ядерных пор колеблется от 1000 до 10000 на каждое ядро клетки.

Основные функции оболочки:

1) создание компартмента клетки, где сконцентрирован генетический материал и условия для его сохранения и удвоение;

2) отделение от цитоплазмы, в которой иной содержание веществ и проходят другие процессы,

3) поддержание формы и объема ядра, либо их изменений;

4) регуляция потоков веществ внутрь и наружу ядра. Из ядра сквозь поры в цитоплазму поступают различные виды РНК и су- бодиницы рибосом, а внутрь ядра переносятся необходимы белки, вода, ионы и т.д.

Функции ядра:

1) сохранение наследственной информации в молекулах ДНК,

2) реализация наследственной информации путем регуляции синтеза белков. Благодаря этом поддерживается структурная упорядоченность клеток, регулируются их метаболизм, функции и процессы деления,

3) передача наследственной информации последующим поколением результате репликации ДНК путем образования хромосом и их разделения. Важнейшие молекулярно-генетические процессы, происходящие в ядре: репликация ДНК, транскрипция всех видов РНК, процессинг, образование рибосом.