Ядро клетки

Клеточное ядро (лат.nukleus) характерно для всех эукариотических клеток кроме зрелых эритроцитов и тромбоцитов млекопитающих, ситовидных трубок флоэмы. Является важнейшим компонентом клетки, содержащим ее генетический аппарат.

В большинстве клеток одно ядро, но есть и многоядерные клетки (некоторых простейших, печени, костного мозга, поперечно-полосатых мышц и пр.)

Форма ядра чаще всего шаровидная или яйцевидная, но может быть и палочковидной, веретеновидной, серповидной, лопастной и др. Зависит от формы клетки и выполняемых ею функций.

Размеры ядра зависят от величины клеток. Они колеблются в пределах от 2 до 600 мкм. Чаще всего диаметр ядра 10 - 30 мкм. Величина ядра относительно постоянна для каждого типа клеток, но может изменяться в некоторых пределах и зависит от функциональной активности клеток (несколько больше оно в функционально активном состоянии клетки). Отношение объема ядра к объему цитоплазмы специфично для каждого типа клеток и называется ядерно-плазматическим соотношением.

Функции ядра

1. Хранение генетической информации.

2. Воспроизведение генетической информации (в ходе репликации ДНК).

3. Передача генетической информации (при делении клеток).

4. Реализация генетической информации (при транскрипции в ходе биосинтеза

белка)

Компоненты ядра

Ядро интерфазной клетки содержит хроматин, нуклеоплазму, одно или несколько ядрышек и окружено ядерной оболочкой.

Ядерная оболочка (кариолемма)

Состоит из двух мембран - наружной и внутренней, между которыми располагается перинуклеарное пространство величиной в 15 - 40 нм, заполненное полужидким веществом. В области ядерных пор наружная и внутренняя ядерные мембраны смыкаются.

Толщина каждой мембраны 7 - 8 нм. По химическому составу они сходны с плазмалеммой. От плазмалеммы отличаются малым содержанием холестерина и наличием гистонных белков.

Наружная мембрана усеяна рибосомами и составляет единое целое с мембранами шероховатого эндоплазматического ретикулума. Со стороны цитоплазмы она окружена сетью промежуточных виментиновых филаментов.

Внутренняя мембрана гладкая. Ее интегральные белки связаны с ядерной пластинкой - ламиной, состоящей из переплетенных между собой промежуточных филаментов ламинов. Толщина ламины 80 - 300 нм. Ламина способствует поддержанию формы ядра, упорядоченной укладке хроматина, является структурным организатором поровых комплексов ядерной оболочки и принимает участие в формировании ядерной оболочки при делении клеток. Со стороны нуклеоплазмы к ламине примыкает хроматин ядра.

Рис. 1. Фрагмент ядерной оболочки с примыкающими структурами.

Л – ламина, ПНП – перинуклеарное пространство,

ВПФ – виментиновые промежуточные филаменты,

ГХ - гетерохроматин

Ядерная оболочка усеяна порами, которые занимают от 3% до 35 % ее поверхности. Каждая пора содержит два параллельных кольца, каждое из которых состоит из восьми белковых гранул. Диаметр кольца 80 нм. Одно кольцо расположено над наружной, а другое под внутренней ядерной мембраной. От каждой белковой гранулы к центру идут фибриллы,

формирующие перегородку (диафрагму) толщиной в 5 нм. В середине лежит центральная гранула, с которой соединяются все перегородки. Совокупность всех этих структур образует комплекс ядерной поры, формирующий в ядерной оболочке белковый водный канал

диаметром 9 нм, по которому движутся мелкие водорастворимые молекулы и ионы. Гранулы комплекса связаны с белками ядерной ламины, которая участвует в их организации.

Рис.2. Комплекс ядерной поры (КЯП). БГ – белковые гранулы, БФ – белковые фибриллы, ЦГ – центральная гранула, КЛ – кариолемма, НМ – наружная мембрана (рибосомы на ее поверхности не показаны), ВМ – внутренняя мембрана кариолеммы, Л – ламина, ПНП – перинуклеарное пространство.

Количество ядерных пор разнообразно: от 2 000 до 4 000 и зависит от активности клетки. Чем выше метаболизм, тем больше пор. Нет пор в ядрах сперматозоидов. Через поры в ядро из цитоплазмы поступают белки, нуклеотиды, ионы, а в обратном направлении переносятся молекулы РНК и субъединицы рибосом.

Кроме того вещества из ядра в цитоплазму и обратно могут попадать вследствие отшнуровывания впячиваний и выростов ядерной оболочки.

Функции ядерной оболочки

1. Отделяет ядро от цитоплазмы.

2. Регулирует транспорт частиц из ядра в цитоплазму и обратно.