8. Ядро клетки: строение и функции.

Ядро состоит из таких компонентов:

- ядерная оболочка;

- кариоплазма;

- хроматин;

- ядрышко.

Форма ядра чаще круглая или овальная, но может быть и другая. Объем ядра составляет 10-50% объема клетки. Сухое вещество ядра – 80% белки, (ферменты, гистоновые и негистоновые белки хроматина), 12% ДНК, 5%РНК, 3% липиды, Mg²⁺, Mn²⁺.

Функции ядра в целом:

- хранение наследственной информации;

- реализация наследственной информации (при синтезе белка);

- передача наследственной информации.

Кариоплазма содержит много воды (75-80%). В ней сконцентрированы хроматин, микрофилламенты, ядрышко, ферменты.

Ядерная оболочка – состоит из двух мембран и перинуклеарного пространства. Обе мембраны пронизаны порами. При делении клетки ядерная оболочка распадается на отдельные везикулы и снова собирается в дочерних клетках.

Хроматин. Генетический материал в ядре находится в виде ниток хроматина. Их количество соответствует диплоидному набору хромосом. Хроматиновая нить состоит из белка и ДНК в соотношении 1:1.

Белки хроматиновых нитей:

- гистоновые (Н₁, Н_2А, Н_2В, Н₃, Н₄) – имеют основной характер;

- негистоновые – гетерогенные, кислые,структурные, регуляторные, ферменты (ДНК-полимеразы, РНК-полимеразы).

Гистоны Н_2А, Н_2В, Н₃, Н₄ образуют белковые диски. Каждый диск состоит из 8 молекул гистонов (всех по 2). На диски наматывается нить ДНК и образуется нуклеосома (диаметр 11 нм). Нуклеосома состоит из 146 нар оснований. Между двумя нуклеосомами находится участок линкерной ДНК (около 60 пар нуклеотидов). Нуклеосома вместе с линкерной ДНК образует полную нуклеосому (около 200 пар нуклеотидов). При помощи гистона Н1 нуклеосомы объединяются между собой и компактно укладываются. Во время деления хроматин далее уплотняется и образует хромосомы.

Свойства хроматина:

- высокая стабильность структуры;

- способность связывать гистоны и негистоны;

- способность изменять структуру в зависимости от фазы жизненного цикла;

- может существовать в форме эухроматина и гетерохроматина;

- способность формировать хромосомы.

Функции хроматина:

- хранение генетической информации;

- перенос наследственной информации от родителей к потомкам;

- обеспечение роста клеток;

- контроль метаболизма;

- формирование ядрышек.

Гетерокроматин – сильно уплотненный и генетически неактивный. Составляет до 90% хроматина. Виден как сильно окрашенные участки ядра. Потеря или мутация участков гетерохроматина может не отражаться на жизнедеятельности клеток.

Эухроматин – мало конденсированный, деспирализованный, генетически активный. Виден как светлые участки ядра.

Каждая хромосома (молекула ДНК) кроме кодирующих участков имеет центромеру, 2 теломеры и точки начала репликации, необходимые для формирования репликационных вилок в S-фазе.

Внутри интерфазного ядра выделяются плотные, сильноокрашенные округлые образования не имеющие мембран – ядрышки. В период деления они исчезают. В ядрышке выделяют три зоны:

- фибриллярную (состоит из ниток РНК) – место синтеза р-РНК на р-РНК-генах;

- гранулярную – не вполне зрелые частицы рибосом;

- слабоокрашенная – неактивные участки ДНК.

Функции ядрышка:

- синтез р-РНК;

- образование субъединиц рибосом;

- синтез ядерных белков-гистонов.