Вопрос 5. Строение и функции ядра.

Ядро клетки является ее второй важнейшей составляющей частью.

У большинства клеток выражено одно ядро, однако часть клеток печени и кардиомиоцитов имеют 2 ядра. В макрофагах костной ткани их насчитывается от 3 до нескольких десятков, а в поперечно-полосатом мышечном волокне обнаруживается от 100 до 3-х тысяч ядер. Наоборот, эритроциты млекопитающих являются безъядерными.

Форма ядра чаще округлая, но в призматических клетках эпителия овальная, в плоских клетках оно уплощенное, у зрелых зернистых лейкоцитов сегментированное, у гладких миоцитов удлиняется до палочковидного. Располагается ядро, как правило, в центре клетки. У плазмоцитов лежит эксцентрично, а в призматических эпителиоцитах смещается к базальному полюсу.

Химический состав ядра:

Белки - 70 %, нуклеиновые кислоты – 25 %, углеводы, липиды и неорганические вещества составляют примерно 5%.

Структурно ядро построено из:

1. ядерной оболочки (кариолеммма),

2. ядерного сока (кариоплазма),

3. ядрышка,

4. хроматина.

Ядерная оболочка – кариолемма состоит из 2-х элементарных биологических мембран. Между ними выражено перинуклеарное пространство. В отдельных участках две мембраны соединяются между собой и формируют поры кариолеммы, диаметром до 90 нм. В них имеются структуры, образующие так называемый поровый комплекс из трех пластинок. По краям каждой пластинки лежит 8 гранул, а в их центре - одна. К ней от периферических гранул идут тончайшие фибриллы (нити). В результате формируются своеобразные диафрагмы для регуляции перемещения через оболочку органических молекул и их комплексов.

Функции кариолеммы:

1. разграничительная,

2. регуляторная.

Ядерный сок (кариоплазма) – это коллоидный раствор углеводов, белков, нуклеотидов и минеральных веществ. Представляет собой микросреду для обеспечения реакций обмена веществ и перемещения информационных и транспортных РНК к ядерным порам.

Хроматин – это форма существования хромосом. Представлен комплексом молекул ДНК, РНК, белков-упаковщиков и ферментов (гистоны и негистоновые белки). Гистоны непосредственно связаны с хромосомой. Они обеспечивают спирализацию молекулы ДНК в хромосоме. Негистоновые белки – это ферменты: ДНК – нуклеазы, разрушающие комплементарные связи, вызывающие ее деспирализацию;

ДНК и РНК – полимеразы, обеспечивающих построение молекул РНК на расшитой ДНК, а также самоудвоение хромосом перед делением.

Хроматин представлен в ядре в двух формах:

1. диспергированный эухроматин, который выражен в виде мелкой зернистости и нитей. В этом случае участки молекул ДНК находятся в раскрученном состоянии. На них легко синтезируются молекулы РНК, считывающие информацию о строении белка, строятся транспортные РНК. Образовавшаяся и – РНК перемещается в цитоплазму и внедряется в рибосомы, где осуществляются процессы синтеза белка. Эухроматин представляет функционально активную форму хроматина. Его преобладание свидетельствует о высоком уровне процессов жизнедеятельности клетки.

2. Конденсированный гетерохроматин. При световой микроскопии выглядит в виде крупных гранул и глыбок. При этом белки-гистоны плотно спирализуют и упаковывают молекулы ДНК, на которых поэтому невозможно построить и – РНК, отчего гетерохроматин представляет функционально неактивную, невостребованную часть хромосомного набора.

Ядрышко. Имеет округлую форму, диаметром до 5 мкм. В клетках может быть выражено от 1 до 3 ядрышек, в зависимости от ее функционального состояния. Представляет совокупность концевых участков нескольких хромосом, которые называются ядрышковыми организаторами. На ДНК ядрышковых организаторов образуются рибосомальные РНК, которые, объединяясь с соответствующими белками, формируют субъединицы рибосом.

Функции ядра:

1. Сохранение в неизмененном виде полученной от материнской клетки наследственной информации.

2. Координация процессов жизнедеятельности и реализация наследственной информации посредством синтеза структурных и регуляторных белков.

3. Передача наследственной информации дочерним клеткам при делении.