Будова клітини: ядерний апарат

При вивченні ядра клітини більш коректно використовувати поняття “ядерний апарат”, оскільки у клітин бактерій оформленого ядра немає. Саме тому бактерії відносять до прокариотам, або доядерних організмам (див. § 11).

Оформлене ядро, що складається з ядерної оболонки, ядерного матриксу та ядерця, є в клітинах еукаріот (рослин, тварин, грибів). Однак навіть у цих організмів ядро виражено не в усі періоди життєвого циклу клітини, а тільки в період інтерфази. Під час поділу клітини ядро руйнується.

Будова ядерного апарату. Ядерний апарат неделящіхся (інтерфазних) клітин еукаріотичних організмів представлений оболонкою ядра, ядерним матриксом (його іноді називають ядерним соком, каріолімфа), хроматином і ядерця (рис. 11). Зазвичай в клітці є одне ядро, іноді два (наприклад, у інфузорії-туфельки) або кілька ядер (в м’язових клітинах або клітинах грибів). Форма ядра різних клітин неоднакова: може бути округлої, овальної, бобовидной, палочковидной та ін. Місце розташування ядра варіює в різних клітинах. Воно може перебувати в центрі клітини або на периферії, як, наприклад, в жирових клітинах, клітинах рослин.

Ядерна оболонка виявляється тільки під електронним мікроскопом. Вона складається з двох мембран – зовнішньої і внутрішньої. Мембрани розділені межмембранное простором. Межмембранное простір заповнений речовиною, подібним з вмістом ЕПС.

Зовнішня мембрана ядерної оболонки становить єдине ціле з мембранами шорсткою ендоплазматичної мережі, на її поверхні розташовані рибосоми. Внутрішня мембрана ядерної оболонки гладка.

Ядерні пори, утворені білковими гранулами і фибриллами, забезпечують виборчий перенесення речовин з цитоплазми в ядро і назад. Ядерні пори більш численні в ядрах активно функціонуючих клітин і відсутні, наприклад, в ядрах сперматозоїдів.

Таким чином, оболонка не тільки обмежує вміст ядра. але й забезпечує зв’язок ядра з цитоплазматичними структурами.

Ядерний матрикс містить воду і ряд розчинених і зважених у ній речовин: РНК, ферменти, іони, продукти обміну речовин. У ядерному матриксі виділяється своєрідний ядерний скелет, що складається з фибриллярной мережі, що пронизує всі ядро. Тут знаходяться хроматин і ядерце.

Хроматин складається з комплексу ДНК і білка. Він виявляється в ядрі клітин у вигляді дрібних зерняток і грудочок. Насправді хроматин не є самостійною структурою. Це хромосоми, але тільки сильно деспіралізованние в період інтерфази.

Хромосоми. У період інтерфази хромосоми являють собою довгі, дуже тонкі перекручення нитки. Під мікроскопом вони невиразні як індивідуальні структури. Таким чином, в клітці, що не хромосоми не помітні, а візуально виявляються лише зернятка і грудочки, які умовно називаються хроматином. Реплікація (самоудвоение) ДНК хроматину і спирализация тонких ниток відбуваються перед початком поділу клітини. Потім спирализация хромосом триває на початкових стадіях поділу клітини (профазі мітозу), і хромосоми набувають форму товстих ниток, паличок. Будова однієї і тієї ж хромосоми на рівних її ділянках неоднорідне. У хромосомах розрізняють первинну перетяжку (центромеру), що ділить хромосому на два плеча (див. Рис. 11). Первинна перетяжка (центромера) – це найменш спіралізує частина хромосоми. Місце перетяжки у різних хромосом різному, але у кожної пари хромосом постійне. Під час поділу клітини до місця первинної перетяжки прикріплюються нитки веретена поділу. Деякі хромосоми мають вторинну перетяжку, що розташовується поблизу одного з кінців хромосоми.

Встановлено, що кожному біологічному виду відповідають певна кількість і форма хромосом. Інакше кажучи, число хромосом (n) і характерні особливості їх будови є видовою ознакою. Так, в ядрі кожної соматичної клітини кінської аскариди є 2 хромосоми, у мухи дрозофіли – 8, у людини – 46 (див. Рис. 11).
Всі хромосоми, за винятком статевих, парні, або гомологічні. Наприклад, у людини всього 23 пари хромосом, з них 22 пари гомологічні (як у чоловіків, так і у жінок).

Хромосоми 23-й пари (статеві хромосоми) гомологични тільки у жінок. У чоловіків статеві хромосоми НЕ гомологічних, вони відрізняються за формою, розміром, нуклеотидному складу. Гомологічні хромосоми мають однакову форму, розміри, нуклеотидний склад, а значить, і однакові гени; у них збігається розташування центромери. Пари гомологічних хромосом є тільки в диплоїдних клітинах.
Пари гомологічних хромосом утворюються при заплідненні. Одна з кожної пари хромосом належить яйцеклітині, інша потрапляє при заплідненні з чоловічої статевої клітиною.
Диплоїдний набір (2n) хромосом мають нестатеві клітини, їх називають соматичними. Сукупність усіх хромосом будь-якої клітини особини носить назву кариотипа. Наприклад, каріотип людини включає 46 хромосом, або 23 пари.

При порівнянні кариотипов клітин чоловічої і жіночої особин одного виду виявляється їхня відмінність по одній парі хромосом. Ця пара отримала назву статевих хромосом. Всі інші пари хромосом однакові у особин обох статей і називаються аутосомами (від грец. Autos – сам, soma – тіло). У каріотипі людини міститься 22 пари аутосом і одна пара статевих хромосом (див. Рис. 11).

Статеві клітини гаплоидни. Гаплоїдний набір (n) хромосом становить половину хромосомного набору диплоидной клітини. Так, в статевих клітинах людини – в яйцеклітинах і сперматозоїдах – міститься по 23 хромосоми, т. Е. Рівно в 2 рази менше, ніж у соматичних (нестатевих) клітинах.

Ядерце утворено деспіралізованние ділянками хроматінових ниток, які кодують синтез рибосомальної РНК (рРНК) і забезпечують збірку рибосом. Число ядерець в клітинах різних організмів коливається від 1 до 10.

На початку поділу клітини (в профазі мітозу) ядерце зникає. В останній стадії мітозу – телофазе – ядерце знову формується.
Ядерний апарат клітини, представлений ядерної оболонкою, ядерним матриксом, хромосомами, ядерцем, становить єдине ціле.

Підводячи підсумок, відзначимо, що клітина – це складне утворення, що складається з безлічі взаємозалежних структур (див. Рис. 7). У ній здійснюються численні хімічні перетворення: синтез складних молекул білків, нуклеїнових кислот, вуглеводів, ліпідів та ін.

Клітина – відкрита жива система, яка може існувати тільки за умови постійного обміну речовиною та енергією з навколишнім середовищем. Вона здатна до росту, розвитку і розмноження. На неї впливають багато фізичні, хімічні та біологічні фактори середовища: температура, токсини вірусів, всі види іонізуючих випромінювань і ін.

Клітини рослин, тварин, грибів мають принципове подібність у будові і функціях, однак володіють і специфічними властивостями. Так, надмембранний комплекс рослинної клітини представлений клітинної стінкою, що складається з целюлози. А клітини грибів покриті оболонкою, до складу якої входить хітин. Надмембранний комплекс тваринної клітини складають білки, з’єднані з вуглеводами.

Для рослинних клітин характерні хлоропласти, тоді як у клітинах грибів і тварин їх немає. Клітини цих груп організмів відрізняються за способом живлення (докладніше див. § 20).
Інша відмінність між клітинами груп організмів полягає в специфічності запасаються поживних речовин. У грибних і тваринних клітинах з вуглеводів запасається глікоген, в рослинних – крохмаль.


1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (2 votes, average: 3.00 out of 5)

Будова клітини: ядерний апарат