Строение и функции ядра.
Эукар. кл. им. ядро, которое занимает центр. положение,им. округлую или овальную форму.Безъядерные кл являются конечной стадией дифференциации которой изначально им. ядро(эритроциты млекопитающих).Предшественники эритроцитов-эритробласты они имели ядро.Сущ. многоядерные кл. образованные в результате слияния нескольких кл. формирую многоядерные поперечнополосатые мышечные волокна.
Ядро двухмембранное.Между наружной и внутренней мембраной имеется пространство-перенуклеарное. На наружной мембр. могут распологаться рибосомы.Внутренняя содержит ядра-кариоплазмы.Основной компонент кариоплазмы-хроматид,он представляет собой комлекс хромосом с низкой степенью спирализации.На некоторых участках наружных и внутренних мембран ядра сближаются между собой образуя комплекс ядерных пор.Ядерная пора образована интегральными белками формируя основной каркас.Со стороны основного каркаса белки образуют цитоплазматические кольца.Со стороны ядра белки образуют- ядерные кольца,в центре пора-центральная гранула.Изнутри к наружной ядерной мембране прилегает ядерная ламина.Белки ядерной ламины-ламинины относятся к элементам цетоскелета.Связаны с интегральными белками входящими в состав внутренней мембраны.При фосфорилировании ядерная ламина распадается,а ядерная оболочка фрагментируется к белкам ядерной ламины могут прикрепляться хроматиновые нити.В ядре-ядерный матрикс представлен тонкими фибриллярными белками пронизывающими всё ядро.Выполняет функцию организацию хроматиновых нитей, наз. ядерным скафолдом.В ядре им одно или несколько уплотнений-ядрышки.В них формируются прорибосомы.Можно наблюдать еще более мелкие уплотнения-ядерные спеклы.В них происходит спласинг РНК (вырезает не кодирующий участок и присоединяют кодирующий).Им. ядерный сок.Основной компонент ядра-хроматин образованный комплексом хромосом.Каждая хромосома им 1-2 ДНК.Длина ДНК от нескольких мкм до 5 см,если ДНК развернуть.Каждая хромосома занимает определенный регион в ядре.В состав хромосом входит ДНК,гистоновые белки и негистоновые,образуют комплекс с ДНК.ДНК сложный полимер сост. из 2 цепей нуклеотидов.Каждая цепь образует последовательность нуклеотидов.Каждый нуклеотид состоит из азотистого основания, углевода рибозы (рибонуклеотиды) или дезоксирибозы (дезоксирибонуклеотиды) и одного или неск. остатков фосфорной к-ты.Нуклеотиды соединяются в цепь ковалентными связями,которые образуются между фосфорной к-той одного нуклеотида и дезоксирибозой следующего.2 цепи ДНК удерживаются друг с другом за счет водородных связей.
Генетический код
ДНК им. кодирующиеся и некодирующиеся(регуляторные) последовательности.Кодирующие называются генами.Существует ген кодирующий последовательность соединений аминокислот в белках их наз-структурными генами.Существуют гены кодирующие рибосомные РНК. рРНК входят в состав рибосом на которых происходит синтез белка.Гены кодирующие транспортные РНК участвуют в доставке аминокислот к месту синтеза белка.Гены кодирующие малые ядра РНК принимают участие в регуляции экспресии генов включающих-транскрипцию,процессинг,перенос РНК из ядра в цитоплазму и синтез определенного белка,фолдинг и доставка белка к рибосоме.Существуют мобильные элементы генома-транспозоны.Перемещается из одного участка в другой.Переходят из одной хромосомы в другую.Перед каждым геном им. участок- промотерный к которому присоединяются ферменты транскриптазы.После гена участок-терминаток он останавливает процесс трансляции.Между генами эукариот находятся-спейсерные участки,не несущие наследственной информации. Инсуляторы присоединяют к себе инсуляторные белки позволяющие каждому гену функционировать как отдельная единица.Энхансеры-регулируют участки ДНК,обеспечивая активацию транскрипции других участков ДНК. Сайленсер-участок подавляющий транскрипцию другой участок ДНК.Для эукариот характерно экзонинтронная организация генома.В генах чередуется кодирующие и некодирующие участки.Кодирующие-экзоны.Некодирующие-интронны.У прокариот только кодирующие участки.В молекуле ДНК одна цепь кодирующая,а другая вспомогательная.Транскрипция всегда на одной цепи ДНК(вспомогательной).
С-ва генетического кода
1)Триплетность-каждая аминокислота кодирует в ДНК 3-мя последовательно соединенными нуклеотидами.2)Вырожденность-каждая аминокислота может быть закодирована не одним,а несколькими типами триплетов.(метеонин кодируется 1 триплетом АУГ). 3)Универсальность-одинаков у всех огранизмов.Доказательство единства происхождения всех живых организмов.
Различные уровни организации хромосом.
Молекула ДНК длинная и плотно укладывается. Включает 1 уровень – нуклеосомный.
ДНК имеет диаметр 2 нм. Внутри клетки образуется комплекс объединенный по 8 штук. Образуется белковый кор, на который накручивается ДНК с образованием нуклеосомы.
Нуклеосома имеет диаметр 10-11 нм. Содержит 8 гистоновых белков ( 2Н2А, 2Н2В, 2Н3, 2Н4). Вокруг ДНК делает 1,67 оборота.
В 1972 г. было описано строение нуклеосомы. Нуклеосома соединена между собой участками ДНК, которые лишены гистоновых белков – линкерные участки. Длина от 20-200 пар нуклеотидов.
Нуклеосома связывается с ДНК с помощью гистонового белка – Н1, его назвали линкерным гистоном, т. К. он находится на границе нуклеосомы и линкерного участка. Гистон Н1 имеет начение для компактизации и более плотной укладки хроматиновой нити. Хроматин – ДНК. Уровень нуклеосомной организации самый элементарный уровень, молекулы ДНК накручиваются на белковый кор, увеличивается толщина хромосомной фибриллы (10-11 нм) и ДНК укорачивается. Следующий уровень организации хроматина формирует сближение нуклеосом друг с другом. 6-8 нуклеосом сближаются за счет гистоновых белков и образуют цилиндрическую структуру – соленоид. Либо нуклеосомы сближаются образуя нуклеомеры, которые соединяют между собой участки ДНК. Нуклеомерная или соленоидная структура имеет толщину примерно 30 нм. ДНК укорачивается и утолщается. Хроматиновая нить при дальнейшей компактизации укладывается в виде петель , образуя хроматиновую нить 300 нм. Хроматин в ядре в виде петель. Каждая петля скручивается в спираль, потом они сближаются, образуя метафазную хромасому – 700 нм, толщиной 1400 нм. Длина хромосомы от 1,2-20 нм. ДНК, когда образуется 1 уровень укладки практически не доступна ферментам транскриптазон (считывает информацию с ДНК на РНК). Самая плотная упаковка образует метафазную хромосому.
Метафазная хромосома состоит из 2 хроматид, собранные между собой в одном участке – 1-ая перетяжка или центромера. Каждая хромосома состоит из 2-х хроматид и называются сестринскими, т.к. их ДНК формируется на 1 хромосоме. До стадии метафазы сестринские хромосомы плотно соединяются друг с другом с помощью белков – когезинов. На стадии метафазы эти белки разрушают хромосомы и хроматид отделяется друг от друга. Центромера делит хромосому на 2 плеча. Если плечи одинакового размера, то называется метацентрическая, если одно плечо короче другого – субметацентрическая, а если одно плечо очень короткое, а другое длинное, то образуется акроцентрическая хромосома.