Ядро – главное составляющее живой клетки, которое несет наследственную информацию, закодированную набором генов. Оно занимает центральное положение в клетке. Размеры варьируются, форма обычно сферичная или овальная. В диаметре ядро в разных клетках может быть от 8 до 25мкм. Есть исключения, примеру, яйцеклетки рыб имеют ядра диаметром в 1 мм.
Особенности строения ядра
Заполнено ядро жидкостью и несколькими структурными элементами. В нем выделяют оболочку, набор хромосом, нуклеоплазму, ядрышка. Оболочка двухмембранная, между мембранами находится перенуклеарное пространство.
Внешняя мембрана сходна по строению с эндоплазматическим ретикулумом. Она связана с ЭПР, который будто ответвляется от ядерной оболочки. Снаружи на ядре находятся рибосомы.
Внутренняя мембрана прочная, так как в ее состав входит ламина. Она выполняет опорную функцию и служит местом крепления для хроматина.
Мембрана имеет поры, обеспечивающие обменные процессы с цитоплазмой. Ядерные поры состоят из транспортных белков, которые поставляют в кариоплазму вещества путем активного транспорта. Пассивно сквозь поровые отверстия могут пройти только небольшие молекулы. Также каждая пора прикрыта поросомой, которая регулирует обменные процессы в ядре.
Количество ядер в разных по специализации клетках различно. В большинстве случаев клетки одноядерные, но есть ткани, построенные из многоядерных клеток (печеночная или ткань мозга). Есть клетки лишенные ядра – это зрелые эритроциты.
У простейших выделяют два типа ядер: одни отвечают за сохранение информации, другие – за синтез белка.
Ядро может прибывать в состоянии покоя (период интерфазы) или деления. Переходя в интерфазу, имеет вид сферического образования с множеством гранул белого цвета (хроматина). Хроматин бывает двух видов: гетерохроматин и эухроматин.
Эухроматин – это активный хроматин, который сохраняет деспирализированное строение в покоящемся ядре, способен к интенсивному синтезу РНК.
Гетерохроматин – это участки хроматина, которые находятся в конденсированном состоянии. Он может при необходимости переходить в эухроматиновое состояние.
При использовании цитологического метода окрашивания ядра (по Романовскому-Гимзе) выявлено, что гетерохроматин меняет цвет, а эухроматин нет. Хроматин построен из нуклеопротеидных нитей, названных хромосомами.
Хромосомы несут в себе основную генетическую информацию каждого человека.
Хроматин — форма существования наследственной информации в интерфазном периоде клеточного цикла, во время деления он трансформируется в хромосомы.
Строение хромосом
Каждая хромосома построена из пары хроматид, которые находятся параллельно друг к другу и связаны только в одном месте – центромере. Центромера разделяет хромосому на два плеча. В зависимости от длины плеч выделяют три вида хромосом:
- Равноплечие;
- разноплечие,
- одноплечие.
Некоторые хромосомы имеют дополнительный участок, который крепится к основному нитевидными соединениями – это сателлит. Сателлиты помогают идентифицировать разные пары хромосом.
Метафазное ядро представляет собой пластинку, где располагаются хромосомы. Именно в эту фазу митоза изучается количество и строение хромосом. Во время метафазы сестринские хромосомы двигаются в центр и распадаются на две хроматиды.
Строение ядрышка
В ядре также находится немембранное образование — ядрышко. Ядрышки представляют собой уплотненные, округлые тельца, способные преломлять свет. Это основное место синтеза рибосомальной РНК и необходимых белков.
Число ядрышек различно в разных клетках, они могут объединяться в одно крупное образование или существовать отдельно друг от друга в виде мелких частиц. При активации синтетических процессов объем ядрышка увеличивается.
Оно лишено оболочки и находится в окружении конденсированного хроматина. В ядрышке также содержатся металлы, в большей мере цинк.
Таким образом, ядрышко – это динамичное, меняющееся образование, необходимое для синтеза РНК и транспорта ее в цитоплазму.
Нуклеоплазма заполняет все внутреннее пространство ядра. В нуклеоплазме находится ДНК, РНК, протеиновые молекулы, ферментативные вещества.
Функции ядра в клетке
- Принимает участие в синтезе белка, рибосомной РНК.
- Регулирует функциональную активность клетки.
- Сохранение генетической информации, точная ее репликация и передача потомству.
Роль и значение ядра
Ядро является главным хранилищем наследственной информации и определяет фенотип организма. В ядре ДНК существует в неизмененном виде благодаря репарационным ядерным ферментам, которые способны ликвидировать поломки и мутации. Во время клеточного деления ядерные механизмы обеспечивают точное и равномерное расхождение генетической информации в дочерние клетки.
Оцените, пожалуйста, статью. Мы старались:) (31
7.2.3. Ядро [1990 Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. — Биология: В 3-х т. Т. 1]
НОВОСТИ БИБЛИОТЕКА КАРТА САЙТА ССЫЛКИ О САЙТЕ
Ядра имеются во всех эукариотических клетках, за исключением зрелых члеников ситовидных трубок флоэмы и зрелых эритроцитов млекопитающих. У некоторых протистов, в частности у Paramecium, имеется два ядра — микронуклеус и макронуклеус ч Однако, как правило, клетки содержат только одно ядро.
При рассмотрении клеток ядра сразу бросаются в глаза, потому что из всех клеточных органе л л они самые крупные. По этой же причине именно они были описаны первыми среди клеточных структур в ранних исследованиях со световым микроскопом.
Ядра имеют обычно шаровидную или яйцевидную форму; диаметр первых равен приблизительно 10 мкм, а длина вторых — 20 мкм.
Ядро необходимо для жизни клетки, поскольку именно оно регулирует всю ее активность. Связано это с тем, что ядро несет в себе генетическую (наследственную) информацию, заключенную в ДНК.
ДНК обладает способностью к репликации, причем ее репликация предшествует делению ядра, так что дочерние ядра тоже получают ДНК. Деление ядра в свою очередь предшествует клеточному делению, благодаря чему и у всех дочерних клеток имеются ядра.
Ядро окружено ядерной оболочкой и содержит хроматин, ядрышко (или несколько ядрышек) и нуклеоплазму.
В световом микроскопе мембрана, окружающая ядро, представляется одинарной, поэтому в свое время ее назвали ядерной мембраной. Позже, однако, выяснилось, что это — ядерная оболочка, состоящая из двух мембран. Наружная переходит непосредственно в эндоплазматический ретикулум (ЭР), как это показано на рис. 7.3 и 7.
4 и, подобно ЭР, может быть усеяна рибосомами, в которых идет синтез белка. Ядерная оболочка пронизана ядерными порами (рис. 7.5). Они особенно заметны на препаратах, полученных методом замораживания — травления (рис. 7.15).
Через ядерные поры происходит обмен различными веществами между ядром и цитоплазмой, например выход в цитоплазму матричной РНК (мРНК) и рибосомных субчастиц или поступление в ядро рибосомных белков, нуклеотидов и молекул, регулирующих активность ДНК.
Поры имеют определенную структуру, представляющую собой результат слияния наружной и внутренней мембран ядерной оболочки. Эта структура регулирует прохождение молекул через пору.
Рис. 7.15. Электронная микрофотография ядра, на которой видны ядерные поры. (Препарат получен методом замораживания — травления.) × 30000
Содержимое ядра представляет собой гелеобразный матрикс, называемый нуклеоплазмой или ядерным соком, в котором располагаются хроматин и одно или несколько ядрышек. Нуклеоплазма содержит различные химические вещества, такие, как ионы, белки (в том числе ферменты) и нуклеотиды либо в виде истинного, либо в виде коллоидного раствора.
Хроматин состоит из многих витков ДНК, присоединенных к гистонам — белкам основной природы. Гистоны и ДНК объединены в структуры, по виду напоминающие бусины; их называют нуклеосомами. Строение нуклеосом и характер их упаковки в хроматине мы опишем в разд. 22.4.
Слово «хроматин» в переводе означает «окрашенный материал», и назван был так хроматин потому, что он легко окрашивается при подготовке к исследованию с помощью светового микроскопа.
Во время деления ядра хроматин окрашивается интенсивнее, а значит, становится и более заметным, что объясняется его конденсацией — образованием более туго скрученных (спирализованных) нитей, которые называются хромосомами. В интерфазе (период между двумя делениями ядра) хроматин переходит в более диспергированное состояние.
Часть его, однако, остается плотно спирализованной и по-прежнему интенсивно окрашивается. Эту часть называют гетерохроматином; гетерохроматин имеет вид характерных темных пятен, располагающихся обычно ближе к оболочке ядра (рис. 7.4-7.6).
Остальной, более рыхло спирализованный хроматин, локализующийся ближе к центру ядра, называется эухроматином. Отдельные нити эухроматина слишком тонки, чтобы их можно было разглядеть в световом микроскопе. Предполагается, что в них сосредоточена та ДНК, которая в интерфазе генетически активна.
Если это так, то в клетках, в которых экспрессируется много разных генов (например, в клетках печени), должно обнаруживаться больше эухроматина и меньше гетерохроматина, чем в клетках, где экспрессируется мало генов (например, в клетках, секретирующих слизь).
Ядрышко — это находящаяся внутри ядра хорошо заметная округлая структура, в которой происходит синтез рибосомной РНК (рис. 7.5). В ядре может быть одно или несколько ядрышек. Ядрышко интенсивно окрашивается, потому что оно содержит большое количество ДНК и РНК.
В ядрышке имеется особая область — плотная, с фибриллярной консистенцией, — в которой располагаются рядом участки нескольких различных хромосом. Такие участки ДНК называют ядрышковыми организаторами; в них содержатся большое число копий генов кодирующих рибосомную РНК.
В профазе (ранней стадии клеточного деления) материал ядрышка диспергируется, и оно становится невидимым, а во время телофазы (окончание клеточного деления) под влиянием организаторов вновь возникают ядрышки.
Центральную область ядрышка окружает менее плотная периферическая область, содержащая гранулы, где начинается свертывание рибосомной РНК и где идет сборка рибосом. Завершается эта сборка в цитоплазме. Между гранулами видны рыхло упакованные фибриллы хроматина.
Не упустите отличную существенность получить удовольствие хорошим интимным отдыхом. Шлюхи круглосуточно принимают сообщения от клиентов и будут рады заняться с вами хорошим трахом.
Гистология.RU: ЯДРО
Ядро — обязательная составная часть полноценной клетки. Оно содержит геном и продуцирует макромолекулы, контролирующие синтетические процессы цитоплазмы.
Клетки без ядра (эритроциты млекопитающих, кровяные пластинки, центральные волокна хрусталика) не способны продуцировать белок и соответственно ограничены в метаболической активности. Форма ядер и их размеры в клетках различного типа весьма разнообразны и специфичны.
Для большинства плоских, кубических и округлых клеток характерна шарообразная форма ядра. Такую же форму имеют отростчатые нервные клетки, тогда как в числе шарообразных клеток крови имеются клетки с сегментированными ядрами (рис. 6).
В ядре различают ядерную оболочку, хроматин, ядрышко и ядерный сок.
1 — круглая, пузырьковидная; 2 — овальная; 3 — палочковидная; 4 — подковообразная; 5 — кольцевидная; 6 — неправильно-кольцевидная; 7 — подковообразная; S — трехлопастная.
Ядерная оболочка (кариолемма) состоит из двух элементарных липопротеидных мембран, разделенных перинуклеарным пространством в 20 — 100 нм (рис. 7 и 8). На определенном расстоянии мембраны ядерной оболочки формируют ядерные поры диаметром 80 — 90 нм.
В области поры наружная и внутренняя мембраны ядерной оболочки сближаются и непосредственно переходят одна в другую. Количество пор зависит от функциональной активности клетки. В мембраны пор включены три ряда гранул по восемь гранул в каждом, расположенные последовательно со стороны ядра, в центре поры и со стороны цитоплазмы клетки.
Каждая гранула снабжена фибриллой. Последние при определенном положении, перпендикулярном к стенке поры, в совокупности образуют «диафрагму», закрывающую пору (рис. 9).
Электронно-микроскопическим анализом установлен непосредственный переход наружной мембраны ядерной оболочки в мембраны эндо-плазматической сети цитоплазмы, что, очевидно, необходимо учитывать при оценке возможных путей переноса веществ через ядерную оболочку.
Хроматин ядра получил свое название за способность интенсивно окрашиваться основными красителями (chroma — краска), что зависит главным образом от присутствия в ядре дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК).
Последняя является характерной составной частью хромосом, определяющей закономерности основных жизненных процессов в клетках.
Химический анализ хромосом свидетельствует, что выделенное из их ядер вещество (дезоксирибонуклеопротеид — ДНП) содержит ДНК (40% общей массы), незначительное количество РНК (до 1%) и белки (60%, 85% гистонов и 15% кислых белков).
1 — оболочка ядра; 2 — поры в оболочке; 3 — глыбки хроматина; 4 — ядрышко; 5 — гранулярная сеть (по Фаусету).
1 — поверхностный аппарат ядра; 2, 3 — мембраны ядерной оболочки (2 — наружная, 3 — внутренняя, между ними перинуклеарное пространство); 4 — плотная пластика; 5 — поровой комплекс; 6 — рибосомы; 7 — гетерохроматин; 8 — эухроматин (ДЫП); 9 — элементы ядерного матрикса; 10 — РШТ-частицы; 11 — ядрышко; 12 — околоядерный хроматин.
1 — перинуклеарное пространство; 2 — внутренняя ядерная мембрана; 3 — внешняя ядерная мембрана; 4 — периферические субъединицы; 5 — центральная гранула (по Франке).
механизм ее синтеза и синтеза РНК подробно излагаются в курсе генетики.
Из хроматина построены хромосомы. Однако хромосомы как палочковидные или нитевидные структуры видны только в определенные фазы деления клеток. В ядрах неделящихся клеток значительные участки каждой хромосомы деконденсированы или деспирализованы.
Эти дисперсные, или растянутые, участки хромосом активны в процессах синтеза. Они плохо окрашиваются гистологическими красителями. Дисперсный хроматин называют эухроматином.
Участки хромосом, которые остаются конденсированными, интенсивно окрашиваются и выглядят на гистологических препаратах как базофильные глыбки в ядре. Они функционально не активны.
Конденсированный хроматин в ядре неделящейся клетки называют гетерохроматином.
Белки хромосом представлены гистонами и негистоновыми белками.
Гистоны характеризуются высоким сродством к ДНК и образуют с ней характерные структурные комплексы. В составе хромосом различают пять фракций гистонов: H1, Н2а, Н2б, Н3, Н4. Четыре из них (Н2а, Н2б, Н3 и Н4 по две молекулы каждого вида) формируют глобули — нуклеосомы — 20 нм в диаметре.
Участки молекул ДНК в два витка спирали (140 нуклеотидных пар молекулы) стабилизируются нуклеосомами. Нить ДНК, расположенная между нуклеосомами, имеет различную длину и состоит из 10 — 70 пар оснований.
Молекула гистона Hl связана с этими сегментами хромосомы и участвует в установлении и стабилизации высокоупорядоченной структуры хромосомы (рис. 10).
Растянутая молекула ДНК нуклеосомы и промежуточных участков составляют филаменты (10 нм в диаметре). В присутствии ионов магния филаменты конденсируются с участием гистона H1 в структурные комплексы высшего порядка диаметром 20 — 30 нм и более.
Микроскопическая картина хроматина ядра клеток соответствует степени напряженности синтетических процессов определенных участков хромосом. При активизации последних хромосомы деспирализуются и рассредоточиваются — базофильная субстанция (эухроматин) исчезает.
Функциональные неактивные участки хромосом уплотнены и микроскопически выявляются как базофильные глыбки хроматина (гетерохроматин). Количество и локализация конденсированного хроматина хромосом интерфазных ядер различных типов клеток соответствует специфичности активности их белкового обмена.
Конденсированный хроматин преимущественно выявляется на внутренней поверхности ядерной оболочки и в разной степени в виде глыбок в других зонах ядра.
Максимально конденсируется хроматин в период митотического деления клеток, когда хромосомы выключаются из процессов синтеза, уплотняясь, формируют характерные для каждого вида клеток наборы хромосом.
Ядрышко — тельце сферической формы диаметром 1 — 5 мкм, сильно преломляющее свет. Размеры его варьируют в зависимости от физиологического состояния клеток. Наиболее крупные ядрышки встречаются в быстро размножающихся эмбриональных клетках и клетках опухолей.
Формирование ядрышка зависит от специфического участия хромосомы — ядрышкового организатора (рис. 11). Число ядрышек в ядре соответствует числу ядрышковых организаторов. Последние обычно располагаются в области вторичных перетяжек хромосом и содержат гены, кодирующие синтез рибосомальной РНК.
Ядрышко окрашивается кислыми и особенно основными красителями.
Функция ядрышек — формирование рибосом. При небольших увеличениях электронного микроскопа в ядрышке обнаруживают аморфную часть и нуклеолонему (ядрышковая нить), представляющую собой сеть нитей толщиной 60 — 80 нм.
При больших увеличениях электронного микроскопа можно видеть, что аморфная часть состоит из филаментов толщиной 5 — 8 нм, а нуклеолонема построена из филаментов толщиной 5 — 8 нм и гранул диаметром 15 — 20 нм. Филаменты и гранулы состоят из РНК. На периферии ядрышка располагается околоядрышковый хроматин.
Его рассматривают как конденсированную часть хроматина ядрышкового организатора. Электронно-микроскопические исследования с использованием меченого уридина показали, что сначала метка включается в фибриллы, а затем в гранулы. Следовательно,
1 — нуклеосомы; 2 — межнуклеосомальные участки ДНК; 3 — фибрилла ДНП с диаметром 20 — 25 нм (по Ченцову).
1 — околоядрышковый хроматин; 2 — ДНК ядрышкового организатора (область ДНК с рибосомальными генами); 3 — фибриллярная зона; 4 — гранулярная зона; 5 — белки и РНП ядрышкового матрикса.
вначале формируются фибриллы, затем конфигурация их изменяется и они превращаются в гранулы. В ядрышке РНК связывается с белком. Здесь происходит сборка субъединиц рибосом, которые, по-видимому, и являются гранулярным компонентом ядрышка. Окончательное формирование рибосом происходит вые ядрышка.
Ядерный сок (кариоплазма) — микроскопически бесструктурное вещество ядра. Он содержит различные белки (нуклеопротеиды, гликопротеиды), ферменты и соединения, участвующие в процессах синтеза нуклеиновых кислот, белков и других веществ, входящих в состав кариоплазмы. Электронно-микроскопически в ядерном соке выявляют рибонуклеопротеидные гранулы 15 нм в диаметре.
В ядерном соке выявлены гликолитические ферменты и их субстраты, участвующие в синтезе и расщеплении свободных нуклеотидов и их компонентов, энзимы белкового и аминокислотного обмена и др. Сложные процессы жизнедеятельности ядра обеспечиваются энергией, освобождающейся в процессе гликолиза, ферменты которого содержатся в ядерном соке.
Отзывов (0)
3 лекция по гистологии ЯДРО. СТРУКТУРА ИНТЕРФАЗНОГО ЯДРА
ТЕМА :” ЯДРО. СТРУКТУРА ИНТЕРФАЗНОГО ЯДРА. ОСНОВЫ БИОСИНТЕТИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ КЛЕТКИ”
Ядро является основной частью клетки, кодирующей информацию о структуре и функции органа.
Эта информация заложена в генетическом материале, ДНК, представляющей собой в комплексе с основными белками ( гистонами) ДНП. За некоторым исключением ( митохондрии) ДНК локализуется исключительно в ядре.
ДНК способна реплицироваться сама, обеспечивая тем самым передачу генетического кода дочерним клеткам в условиях клеточного деления.
Ядро играет центральную роль в синтезе белка и полипептидов, являясь носителем генетической информации. Все ядра клеток организма содержат те же самые гены, одни клетки различны по своей структуре, функции и характеру продуцируемых клеткой веществ. Ядерный контроль осуществляется путем
репрессии или депрессии ( экспрессии) активности различных генов. Трансляция о характере синтеза белка связана с образованием м-РНК. Многие РНК – это комплекс белка и РНК, т.е. РНП. Интерфазное ядро в большинстве клеток – это образование округлой или овальной формы в несколько мм в диаметре. В лейкоцитах и клетках соединительной ткани ядро дольчатое и обозначается термином полиморфное.
Интерфазное ядро имеет несколько различных структур: ядерную оболочку, хроматин, кариолимфу и ядрышко.
Ядерная оболочка
- Наружная ядерная мембрана – на поверхности расположены рибосомы, где синтезируются белки, поступающие в перинуклеарные цистерны. Со стороны цитоплазмы она окружена рыхлой сетью промежуточных ( виментиновых) филаментов.
- Перинуклеарные цистерны – часть околоядерных цистерн связана с гранулярной эндоплазматической сетью ( 20-50 нм).
- Внутренняя ядерная мембрана – отделена от содержимого ядра ядерной пластинкой.
- Ядерная пластинка толщиной 80-300 нм, участвует в организации ядерной оболочки и перинуклеарного хроматина, содержит белки промежуточных филаментов – ламины А, В и С.
- Ядерная пора – от 3-4 тысяч специализированных коммуникаций, осуществляют транспорт между ядром и цитоплазмой . Ядерная пора d 80 нм, имеет: а) канал поры – 9 нм
б) комплекс ядерной поры, последний содержит белок-рецептор, реагирующий на сигналы ядерного импорта ( входной билет в ядро).Диаметр ядерной поры может увеличивать диаметр канала поры и обеспечивать перенос в ядро больших макромолекул ( ДНК-РНК – полимераза).
Ядерная пора состоит из 2-х параллельных колец по одному с каждой поверхности кариолеммы.
Кольцо диаметром 80 нм, образованы они 8 белковыми гранулами , от каждой гранулы к центру тянется нить ( 5 нм), которая формирует перегородку ( диафрагму). В центре расположена центральная гранула .
Совокупность этих структур называется комплекс ядерной поры. Здесь формируется канал диаметром 9 нм, такой канал называют водным, поскольку по нему движутся мелкие водорастворимые молекулы и ионы.
Функции ядерной поры: 1. Избирательный транспорт;
- Активный перенос в ядро белков с последовательностью, характерной для белков ядерной локализации;
- Перенос в цитоплазму субьединиц рибосом с изменением конформации порового комплекса.
Внутренняя ядерная мембрана — гладкая и связана с помощью интегральных белков с ядерной пластинкой, которая представляет собой слой, толщиной 80-300 нм. Эта пластинка или ламина – состоит из переплетенных промежуточных филаментов ( 10 нм), формирующих кариоскелет. Функции ее :
- Сохранение структурной организации поровых комплексов;
- Поддержание формы ядра;
- Упорядоченная укладка хроматина.
Она формируется в результате спонтанной ассоциации 3-х главных полипептидов. Это структурный каркас ядерной оболочки с участками специфического связывания хроматина.
- Механизм ядерного импорта и экспорта
- Перемещение молекул в ядро и из него происходит путем активного транспорта, пассивной диффузии или путем специальной ядерной локализации с участием сигнальной последовательности белков.
- При этом : а) пассивная диффузия
- б) активный транспорт проходят через ядерный поровый
- комплекс
- Водный канал — ЯПК пропускает мелкие молекулы и ионы d
Строение хромосом
-
Санкт-Петербургский
государственный университет -
Факультет
стоматологии и медицинских технологий -
Методическое
пособие -
к практическим
занятиям по курсу -
Цитология,
гистология, эмбриология
xJV9/htmlconvd-7tN_fZ_html_aa95454f62167bc1.png» width=»462″>
- Цитология
- ЗАНЯТИЕ № 3
- Санкт-Петербург
Ядро – важнейшая
часть эукариотической клетки, содержащая
ее генетический аппарат.
В ядре содержатся молекулы ДНК, в структуре которых
записаны все наследственные свойства
организма.
- Функции ядра:
-
— хранение генетической
информации -
— передача наследственной
информации в ряду поколений посредством
процесса репликации (удвоения) молекул
ДНК -
— синтез компонентов
и сборка рибосом -
— регуляция деятельности
клетки посредством процесса транскрипции
(считывание) — синтеза молекул РНК разного
типа с последующим их транспортом в
цитоплазму. -
В ядре выделяют
несколько компонентов: 1- ядерная
оболочка, 2 – ядерный матрикс и кариоплазма,
3 – хроматин, 4 – ядрышко.
Ядерная
оболочка, или
кариолемма,
состоит из двух мембран: наружной
и внутренней,
которые являются частью общей мембранной
системы клетки. Между ними располагается
перинуклеарное
пространство
шириной в 15-40 нм.
Наружная мембрана
связана с системой мембран эндоплазматического
ретикулума и на ее поверхности могут
располагаться рибосомы. Внутренняя
мембрана гладкая и содержит большое
количество интегральных белков, которые
связаны с системой внутриядерных
фибрилл, образующих т.н.
«ядерную
пластинку».
Она состоит из ламинов
– разновидности промежуточных
цитоскелетных филаментов. Ядерная
пластинка играет очень важную роль в
структурно-функциональной организации
ядра.
Она поддерживает форму ядра,
связана с формированием пор в ядерной
оболочке, участвует в упаковке хроматина.
Структура ядра
эукариотической клетки: А – схема ядра;
Б – схема порового комплекса; В – фото
ядерных фибрилл (ламелл); Г – электронное
фото ядерной поры:
1 – ядерная оболочка;
2 – гетерохроматин; 3 – эухроматин; 4, 5
– ядрышко и его компоненты: фибриллярный
(4) и гранулярный (5); 6 – цистерны
шероховатого эндоплазматического
ретикулума; 7 – ядерная пора; 8 – белки
порового комплекса; 9 – наружное кольцо
поровых белков; 10 – внутреннее кольцо;
11 – центральная глобула; 12, 13 – наружная
(12) и внутренняя (13) ядерные мембраны; 14
– перинуклеарное (межмембранное)
пространство; 15 – цитоплазма клетки
Ядерный матрикс и
кариоплазма – это
жидкий компонент ядра, в котором
«упакованы» хроматин и ядрышко. В его
составе обнаружены растворенные в
кариоплазме комплексы РНК с белками;
ферменты; ионы; вода; ядерные белки.
Таким образом, ядерный матрикс —
своеобразный «скелет» ядра, поддерживающий
его форму и создающий структурную основу
для протекающих в нем биохимических
процессов.
Хроматин (от греч.
chroma
– цвет, окраска) —
комплекс интерфазных хромосом,
представленных молекулами ДНК с белками.
Это основная функциональная часть ядра,
где происходит считывание генетической
информации с молекул ДНК на молекулы
РНК (транскрипция).
Хроматин в ядре присутствует в двух
морфологических и функциональных формах
– эухроматин
и гетерохроматин.
Эухроматин
– это
декондерсированные, деспирализованные
участки хромосом, которые в данный
момент находятся в активном состоянии
и с которых происходит считывание и
синтез РНК.
Чем больше фракция
эухроматина – тем более активные
процессы идут в ядре. Эта часть хроматина
не окрашивается и не видна в световой
микроскоп.
Гетерохроматин
– это конденсированные,
спирализованные участки хромосом,
которые неактивны и транскрипция не
происходит.
В световом и электронном
микроскопе эти участки хроматина
выглядят как уплотненные фрагменты,
рассеянные по всему ядру. Гетерохроматин
может переходить в эухроматин, что
связано с функциональной активностью
ядра.
Однако не весь гетерохроматин
может переходить в стадию эухроматина,
поэтому его разделяют на две фракции:
факультативный
гетерохроматин
– он может деконденсироваться и
переходить в активное состояние и
конститутивный
(постоянный) гетерохроматин
– который в любой ситуации не может
деконденсироваться и перейти в эухроматин.
Доля конститутивного хроматина может
быть неодинаковой у разных объектов.
Так у млекопитающих на него приходится
10-15% всего генома, а у некоторых амфибий
— даже до 60% Основу хроматина составляют
молекулы ДНК в комплексе со специальными
ядерными белками.
-
Микрофотографии
В–лимфоцитов и их ядер в разные периоды
дифференцировки -
а
– не активированный лимфоцит, b
– начало дифференцировки
(бластотрансформации), с – лимфобласт. -
Обратить
внимание на изменение соотношения
гетеро- и эухроматина в процессе
дифференцировки клеток.
Поровые комплексы
на ядерной мембране ооцита тритона.
Скан.Эл микр. Напыление
металлом в вакууме.
Видны: наружное кольцо
из 8 белковых глобул, центральная глобула
Вид на поверхность
ядра изнутри. Видны розетки поровых
комплексов
И фрагменты ядерной
пластинки (ламины), имеющей вид сеточки.
Скан.эл.микр. Напыление
в вакууме.
Вся оболочка ядра
пронизана большим количеством пор (в
среднем от 2-х до 4-х тясяч на ядро). Их
количество может меняться в зависимости
от активности ядра в данный момент жизни
клетки и от типа клетки.
Ядерная пора – это
двусторонний транспортный коридор,
связывающий ядро с цитоплазмой.
Ядерные
поры. Обозначения: стрелки – поровый
комплекс, N
– нуклеоплазма, C
–цитоплазма, СH
– хроматин, NE
– ядерная пора,
белые
стрелки – ядерная пластинка (ламина)
Прохождение
через ядерные поры частиц коллоидного
золота.
Видно,
что они сосредоточены в районе поровых
комплексов.
Ядрышко –
участок ядра, где происходит синтез
р-РНК и формирование субъединиц рибосом. Участок хромосомы (ген), в котором
закодирована структура р-РНК, называется
ядрышковым
организатором.
Размеры и количество ядрышек в ядре
клеток колеблется в зависимости от типа
клеток и активности ядра. В ядрышке
выделяют два компонента: фибриллярный
и гранулярный
Фибриллярный компонент — это наиболее активная часть ядрышка,
где происходит первичная транскрипция
рибосомальных генов и синтез предшественника
р-РНК в виде тонких фибрилл диаметром
5-8 нм.
В
гранулярном
компоненте происходит
упаковка этих фибрилл в гранулы. Здесь
происходит созревание р-РНК и сборка
частиц рибосом.
-
Фотография
ядрышка эукариотической клетки -
Справа
ядрышко при большем увеличении: -
Толстая
стрелка – гранулярный (плотный)компонент
ядрышка -
Тонкие
стрелки – фибриллярный(светлый) компонент
ядрышка
Последние данные
показывают, что кроме синтеза рРНК,
ядрышко участвует во многих других
аспектах экспрессии генов. В ядрышках
обнаруживаются РНК, входящие в SRP-частицы,
участвующие в синтезе белков в
эндоплазматическом ретикулуме. С
ядрышком оказалась ассоциирована РНК
теломеразы — (обратная транскриптаза).
Схема
процесса синтеза компонентов и сборки
рибосом на ядрышке
1
– ядро, 2 – зона ядрышка, 3 – мембрана
клетки, 4 – синтез рибосомальных РНК, 5
– комплекс рРНК, 6 – большая субъединица
рибосомы, 7 – малая субъединица рибосомы,
8 =- белки рибосом, 9 – сборка рибосом в
цитоплазме при рансляции, 10 – трансляция,
пунктир – поступление в ядро из цитоплазмы
компонентов рибосом.
Морфологические
типы ядрышек в клетках. Темные участки
– гранулярный компонент, светлые —
фибриллярный
Хромосома –
структурно-функциональная единица
наследственности. В
интерфазном ядре без специальных методов
окраски хромосомы не видны, и только в
период митоза они конденсируются и
становятся видимыми. Поэтому морфологию
хромосом описывают на примере метафазных
хромосом.
-
Метафазные
хромосомы
имеют вид палочковидных структур,
разделенных специальным участком –
перетяжкой (центромерой)
на плечи разной длины. В зависимости от
расположения центромеры хромосомы
разделяются на несколько групп: -
—
акроцентрические
(центромер расположен на конце хромосомы
или одно из плеч очень мало) -
—
субметацентрические
(с плечами разной длины) -
—
метацентрические
(с плечами равной или почти равной
длины). -
Количество
и тип хромосом является характерной
чертой каждого вида организмов и
называется – кариотипом.
-
В
соматических клетках число хромосом
диплоидное (парное) – каждая клетка
содержит по две копии каждой хромосомы:
одна от отца, другая от матери.
Хромосомы,
одинаковые по форме, размеру и несущие
одинаковые гены называются гомологичными.
Одна
пара хромосом несет признаки пола –
половые
хромосомы Х и Y
и являются негомологичными.
Кариотип
человека. Отметить, что хромосомы
человека относятся к разным морфологическим
типам.
Строение
типичной субметацентрической метафазной
хромосомы.
Структура хроматина. Упаковка днк
Первый уровень
упаковки нитей
ДНК- нуклеосомный—
связан с участием в этом процессе
специальных ядерных белков –
гистонов.
Во всех эукариотических клетках выделено
пять фракций гистонов (Н1,
Н2А, Н2B,
H3,
H4).
Группа из 8
молекул гистонов (по две молекулы каждого
из гистонов Н2А, H2B,
H3,H4),
образуют глобулу, вокруг которой по
спирали закручивается участок ДНК
размером в 146 пар нуклеотидов.
Эти глобулы «бусинки» были открыты в 1974 году и
названы нуклеосомами.
Нуклеосомный уровень укладки хроматина
позволяет «сжать»
молекулу ДНК примерно в 6-7 раз.
Второй уровень
упаковки нитей ДНК –
нуклеомерный.
несколько
нуклеосом сближаются, формируют
компактные группы – нуклеомеры,
которые, в
свою очередь образуют суперспираль.
Такая компактная нить ДНК
имеет диаметр 30 нм
и получила наименование – хроматиновая
фибрилла.
При этом происходит еще более чем 40
– кратное сжатие ДНК.
Третий уровень –
петлевой или доменный.
На этом уровне хроматиновые фибриллы
образуют систему петель (доменов)
диаметром 300 нм, в каждой из которых
находится несколько генов. Это приводит
к еще 600-кратному сжатию ДНК
Четвертый
уровень–хромомерный Происходит переход
от спирального типа укладки ДНК,
состоящих из петель хроматиновых 30-нм
фибрилл, к образованию компактных
глобулярных структур типа хромомеров,
имеющих уже размеры 0,1-0,2 мкм..
Степень сжатия – несколько тысяч раз.
Пятый уровень – стадия конденсированной метафазной хромосомы
Это уровень
сверхкомпактного состояния хроматина.
Видны только в период митоза. Неактивны
– считывание информации не происходит.
К кинетохорам метафазных хромосом
крепятся микротрубочки веретена деления.
Загрузка...
