3.2.1 Ядерна оболонка та ядерні пори

Ядра наявні у всіх еукаріотичних клітинах, окрім деяких спеціальних високодиференційованих типів, таких як еритроцити ссавців і ситоподібні трубки флоеми рослин. Інколи трапляються багатоядерні клітини: наприклад, у деяких найпростіших, таких як інфузорія туфелька, наявні два функціонально різні ядра — макронуклеус і мікронуклеус, також існують клітини із кількома однаковими ядрами, наприклад м'язові волокна. Проте у більшості клітин є одне ядро, воно добре помітне під світловим мікроскопом, середній діаметр ядра становить 10 мкм.

Ядро необхідне для функціонування клітини, так як саме воно містить в собі генетичну інформацію у формі ДНК. Тут відбувається не тільки збереження, а й реалізація спадкової інформації: процеси транскрипції, що є початковим етапом біосинтезу білків, які регулюють переважну більшість процесів у клітині, та реплікації, що забезпечують точне відтворення ДНК клітини для дочріних клітин. Ядро оточене двошаровою ядерною оболонкою, в якій є отвори — ядерні пори. Заповнює ядро нуклеоплазма (ядрений сік), в ній розміщується комплекс ДНК і білків — хроматин. Також у структурі ядра виділяють щільнішу структуру, не відмежовану мембранами — ядерце.

3.2.1 Ядерна оболонка та ядерні пори

Ядерна оболонка складається із двох мембран: зовнішня безпосередньо переходить в ендоплазматичний ретикулум і може бути всіяна рибосомами; внутрішня має спеціальні білки, до яких приєднуються філаменти ядерної пластинки (ламіни) — структури, що підтримує форму ядра. Між зовнішньою та внутрішньою мембранами знаходиться перинуклеарний простір неперервний із внутрішнім простором ендоплазматичного ретикулуму.

У деяких місцях зовнішня та внутрішня мембрани ядра зливаються, утворюючи отвори діаметром близько 100 нм, ці отвори називаються ядерними порами. Всередині кожної пори розміщений складний апарат із молекул близько 30 різних білків нуклеопоринів — ядерний поровий комплекс, що регулює транспорт між ядром і цитоплазмою. За секунду ядерна пора може переносити більше 500 макромолекул у двох напрямках одночасно. В ядро переважно транспортуються білки — гістони, рибосомальні білки, ферменти, що беруть участь в процесах транскрипції, реплікації, репарації, регуляторні молекули а також різні метаболіти, такі як нуклеотиди. Із ядра в цитоплазму транспортуються зрілі молекули мРНК, субодиниці рибосом.

Під час клітинного поділу ядерна оболонка дезінтегрується.

3.2.2 Хроматин

Хроматин — це комплекс ДНК із гістонами та негістонними білками, утоврення хроматину є способом компактизації ДНК (довжина ДНК кожної клітини людини становить близько 1 м, тому вона повинна бути впорядкована належним чином). Слово хроматини означає «зафарбований матеріал», таку назву він отримав, за те, що дуже легко зв'язується із барвниками, особливо основними. В залежності від інтенсивності зафарбовування виділяють два типи хроматину:

Гетерохроматин — більш щільний, має форму темних плям, розташованих поблизу ядерної оболонки. Гетерохроматин формується із компактизованої ДНК, яка не проявляє метаболічної активності (тобто на ній не відбуваються процеси транскрипції).

Еухроматин — світілші ділянки хроматину, в якому розташована менш компактизована метаболічно активна ДНК.

Під час клітинного поділу хроматин клітини найбільш щільно упакований у формі окремих хромосом.