4 Движение цитоплазмы

Одно из основных свойств цитоплазмы живой клетки – способность к движению. Различают два основных типа движения цитоплазмы: вращательное (ротационное) и струйчатое (рисунок 12). Вращательное движение наблюдается во взрослых клетках с одной крупной центральной вакуолью. Цитоплазма, при этом имеет вид постенного слоя и движется в одном направлении вокруг вакуоли, увлекая за собой пластиды. Струйчатое движение характерно для молодых клеток имеющих несколько мелких вакуолей. Цитоплазма в этом случае пересекает полость клетки отдельными тяжами, поэтому возникает несколько потоков, движущихся от одного центра в разных направлениях и разной скоростью. Движение цитоплазмы заметно усиливается под действием света, тепла и при повреждении.

Рисунок 12. Движение цитоплазмы:

А - в клетках листа элодеи (вращательное движение), Б – в клетках эпидермы стебля тыквы (струйчатое движение): 1 – клеточная стенка 2 – цитоплазма (стрелками показано направление ее движение); 3 - ядро; 4 – вакуоль; 5 – хлоропласты; 6 – лейкопласты.

5 Строение и функции ядра

Ядро является важнейшим компонентом эукариотической клетки, функциями которого является хранение и передача генетической информации, а также контроль над всеми процессами, происходящими в клетке.

Растительная клетка имеет обычно одно ядро, но встречаются и многоядерные клетки (например, клетки водорослей). Средний диаметр ядра клеток покрытосеменных растений составляет 5 - 20 мкм. Для разных видов растений существует определенное соотношение между объемом всего протопласта и ядра, нарушение которого вызывает или деление клетки, или ее смерть. Так, у молодых клеток ядра относительно крупные – соотношение – 1/4 - 1/5, у вполне сформированных и старых клеток – 1/20 – 1/200.

Форма ядра в паренхимных клетках шаровидная или эллипсовидная, в прозенхимных – линзообразная или веретеновидная. В молодых клетках ядро чаще всего располагается в геометрическом центре клетки, при дифференциации и старении клетки происходит смещение ядра к одной из сторон клетки. Впервые ядро было открыто Р. Броуном в 1831 г. в клетках тычиночных нитей традесканции.

Структура ядра одинакова у всех эукариотических клеток: кариолемма, нуклеоплазма, хроматин и ядрышки (рисунок 13).

К ариолемма – это двухмембранная ядерная оболочка, которая отграничивает содержимое ядра от цитоплазмы. Кариолемма пронизана многочисленными порами. Регулирует обмен веществ между ядром и цитоплазмой, а также выполняет защитную функцию. Наружная мембрана ядра связана с эндоплазматической сетью. Между наружной и внутренней мембранами - перинуклеарное пространство, заполненное сывороткой (энхилеммой).

Нуклеоплазма (кариоплазма) - гелеобразный матрикс, содержащий белки (ферменты), нуклеотиды, различные виды РНК. Осуществляет взаимосвязь ядерных структур и обмен с цитоплазмой клетки.

Хроматин (или хромосомы) - основной функциональный компонент ядра. По химическому составу хроматин и хромосомы одинаковы и представляют собой дезоксирибонуклеопротеды, т.е. состоят из ДНК и белков – гистонов. Однако эти структуры различны по физиологическому состоянию. В неделящемся ядре под световым микроскопом выявляется хроматин в виде тонких деспирализованных нитей и гранул. В процессе митоза хроматиновые нити путем спирализации образуют хорошо видимые (особенно в метафазе) тельца - хромосомы. Метафазная хромосома состоит из двух половинок - хроматид (рисунок 14). Хроматида включает двойную спираль ДНК, которая еще дополнительно закручена крупными витками. Молекулы ДНК окружены слоем сложных белков. Участки наиболее плотных витков ДНК называются хромомерами. Хроматиды соединяются между собой с помощью центромеры, расположенной в области первичной перетяжки. Первичная перетяжка представляет собой неспирализованный участок хромосом. Центромера делит тело хромосомы на два плеча. В зависимости от расположения первичной перетяжки различают равноплечие и неравноплечие хромосомы. В некоторых хромосомах могут быть вторичные перетяжки, отделяющие от тела хромосомы участок, называемый спутником.

О снову генетического критерия вида составляет число хромосом в клетке, которое постоянно для каждого вида живых организмов. Хромосомы, содержащиеся в ядре одной клетки, всегда парные, т.е. имеются две одинаковые (гомологичные) хромосомы, составляющие одну пару. Хромосомы разных пар отличаются друг от друга размерами, формой, местом расположения первичных и вторичных перетяжек. Совокупность количественных (число и размеры) и качественных (форма) признаков хромосомного набора соматической клетки называется кариотипом. Число хромосом в кариотипе всегда четное, поскольку в соматических клетках находятся две одинаковые по форме и размеру хромосомы: одна - отцовского организма, другая - материнского. Хромосомный набор всегда видоспецифичен, т.е. свойственен только какому-то виду организмов или животных. В любом многоклеточном организме различаются две категории хромосом: соматические (неполовые), входящие в состав всех тканей и органов тела, и половые. Ядра соматических клеток содержат диплоидный (двойной) набор хромосом (2n). Ядра половых клеток имеют гаплоидный (одинарный) набор хромосом (n). В гаплоидном наборе от каждой пары остается только одна хромосома. Хромосомы, одинаковые по форме и размеру и несущие одинаковые гены, называются гомологичными.

Ядрышки (одно или несколько) – плотные шаровидные тельца внутри интерфазного ядра. Ядрышки образуются в области вторичных перетяжек. В формировании одного ядрышка могут участвовать несколько хромосом. Функция ядрышек генетическая, связана с синтезом рибосомной РНК и сборкой субъединиц рибосом.