1.3. Будова ядра

Центром зосередження генетичної інформації та генної регуляції внутрішніх процесів всередині клітини є ядро (рис. 3.5). Ядро, як обособлена подвійною мембраною структура, трапляється лише в евкаріотичних організмів. Функціонально аналогічна структура (нуклеоїд) є і у прокаріот, але ДНК у них кільцева, не утворює білковонуклеопротеїдний комплекс (хроматин) і не відмежована мембраною від іншої частини цитоплазми.

Ядро - сферична двомембранна, органела евкаріотичних клітин, яка містить хроматин і контролює життєдіяльність шляхом ядерноцитоплазматичної взаємодії.

Рис. 3.5. Будова інтерфазного ядра.

1- ядерна мембрана,2-ядерна пора,

3-ядерце,4-єврохроматин,

5- гетерохроматин,6- нуклеоплазма.

Основними компонентами ядра еукаріотичної клітини є ядерна мембрана, що оточує ядро, хроматин, який містить ДНК, нуклеоплазма, тобто рідке внутрішнє середовище ядра. Всередині ядра помітні ядерця - щільні, не відмежовані мембраною структури, які складаються з рибонуклеопротеїдів (попередників рибосом).

Хроматин - ДНК, зв'язана з гістонами (основні білки), негістоновими білками, та невелика кількість ядерної РНК. Розрізняють евхроматин - синтетично активна частина хроматину, деспіралізована в інтерфазі, та гетерохроматин - інертна частина хроматину, що знаходиться в конденсованому стані, інтенсивно забарвлюється.

ДНК (дезоксирибонуклеїнова кислота) є основним носієм генетичної інформації, складається з полінуклеотидного ланцюга. Нуклеотид - мономер ДНК, який складається з фосфорного ефіру дезоксирибози та одного з 4 видів азотистих основ (аденін, тімін, гуанін та цитозин).

1.4.Клітинний цикл, мітоз, мейоз

На час поділу клітин хроматин спіралізується утворюючи хромосоми. Отже будову хромосоми, показану на рис. 3.6, можна спостерігати лише під час поділу клітин. В хромосомі розрізняють кінетохор, який утримує пару хроматид до кінця метафази та регулює анафазне розходження хромосом, та плечі хромосоми по обидва боки від центромери.

Клітинний цикл - хронологічна послідовність різних станів клітинного ядра між двома поділами клітини. Головними з цих станів є інтерфаза та мітоз. Далі подано їх характеристику (рис. 3.7).

•Інтерфаза. В період інтерфази відбуваються активні синтетичні процеси всіх видів РНК, ДНК деспіралізована, помітні ядерця, реплікація ДНК, відбувається синтез гістонів.•Мітоз. В процесі мітозу розрізняють чотири підфази - профазу, -і метафазу, анафазу та телофазу.

1 Профаза.

Конденсація хроматину в результаті спіралізації ДНК, зникають

3 ядерця, ядерна мембрана, формується веретено поділу.

Метафаза.

_4 Пари хроматид центромерами прикріплюються до ниток веретена

5 поділу і розташовуються вздовж: екватора клітини

Рис. 3.6. БудоваАнафаза:

хромосоми. Однохроматидні хромосоми розходяться до полюсів клітини

1-центромера, Телофаза:

2-плечі, 3-хроматида, Хромосоми досягають полюсів клітини, деспіралізуються,

4-вторинна перетяжка формується ядерце, відновлюється ядерна мембрана,

5- супутник зникає веретено поділу, закладається фрагомопласт.

•Цитокінез

Розподіл органел та цитоплазми між дочірніми клітинами.

с. 3.7. Схема стадій мітоза та мейоза. Мітоз: 1 - інтерфаза, 2 - профаза, З - метафаза, 4 - анафаза, 5 -телофаза, 6 - цитокінез. Мейоз: 1 - інтерфаза, 2-4 - профаза І, 5 -метафаза І, б - анафаза І, 7 - телофаза І, 8 - метафаза II (анафаза II не відображена), 9 - телофаза II.

Поділ клітин шляхом мітозу притаманний переважно вегетативним клітинам. Клітини, що є попередниками гамет, які формуються в генеративних органах, на одній з стадій їх розвитку поділяються шляхом мейозу. У вищих рослин мейоз властивий особливій тканині - археспорію. В результаті мейозу формуються тетради гаплоїдних клітин - спор.

Мейоз - особливий тип поділу ядра, в результаті якого відбувається редукція кількості хромосом.

Редукція кількості хромосом при мейозі досягається за рахунок двох послідовних поділів, але з однією інтерфазою. Оскільки подвоєння ДНК відбувається лише в інтерфазі, то при першому поділі розходяться гомологічні хромосоми, при другому, який наступає відразу після телофази І поділу, розходяться хроматиди. В результаті з однієї диплоїдної клітини формується чотири гаплоїдних клітини, розташованих тетраедрично. Мейоз відрізняється від мітозу складною профазою І (профазою першого поділу), де відбувається кон'югація гомологічних хромосом та кросинговер.

Цитоплазма - основне середовище клітини між плазмалемою та ядерною мембраною; високовпорядкована багатофазна колоїдна система із вміщеними в неї органелами.

Цитоплазма перебуває в постійному русі, внаслідок зворотного переходу частин цитоплазми із золю в гель та навпаки. В цитоплазмі знаходиться комплекс мікротрубочок та мікрофіламентів - білкових компонентів, що перебувають в стані полімеризації на одному кінці та розпаду, на іншому. Сукупність їх називається цитоскелетом В цитоплазмі відбуваються основні синтези клітинного метаболізму (гліколіз, синтез жирних кислот, нуклеопротеїдів і т.п.), здійснюється транспорт. Рух органел, пов'язаний з циклічними токами в цитоплазмі, називають циклозом.