Эукариотическая клетка строение и функции ядра и хромосом

Особенности строения и функции ядра клетки

Ядро – главное составляющее живой клетки, которое несет наследственную информацию, закодированную набором генов. Оно занимает центральное положение в клетке. Размеры варьируются, форма обычно сферичная или овальная. В диаметре ядро в разных клетках может быть от 8 до 25мкм. Есть исключения, примеру, яйцеклетки рыб имеют ядра диаметром в 1 мм.

Особенности строения ядра

Заполнено ядро жидкостью и несколькими структурными элементами. В нем выделяют оболочку, набор хромосом, нуклеоплазму, ядрышка. Оболочка двухмембранная, между мембранами находится перенуклеарное пространство.

Внешняя мембрана сходна по строению с эндоплазматическим ретикулумом. Она связана с ЭПР, который будто ответвляется от ядерной оболочки. Снаружи на ядре находятся рибосомы.

Внутренняя мембрана прочная, так как в ее состав входит ламина. Она выполняет опорную функцию и служит местом крепления для хроматина.

Мембрана имеет поры, обеспечивающие обменные процессы с цитоплазмой. Ядерные поры состоят из транспортных белков, которые поставляют в кариоплазму вещества путем активного транспорта. Пассивно сквозь поровые отверстия могут пройти только небольшие молекулы. Также каждая пора прикрыта поросомой, которая регулирует обменные процессы в ядре.

Количество ядер в разных по специализации клетках различно. В большинстве случаев клетки одноядерные, но есть ткани, построенные из многоядерных клеток (печеночная или ткань мозга). Есть клетки лишенные ядра – это зрелые эритроциты.

У простейших выделяют два типа ядер: одни отвечают за сохранение информации, другие – за синтез белка.

Ядро может прибывать в состоянии покоя (период интерфазы) или деления. Переходя в интерфазу, имеет вид сферического образования с множеством гранул белого цвета (хроматина). Хроматин бывает двух видов: гетерохроматин и эухроматин.

Эухроматин – это активный хроматин, который сохраняет деспирализированное строение в покоящемся ядре, способен к интенсивному синтезу РНК.

Гетерохроматин – это участки хроматина, которые находятся в конденсированном состоянии. Он может при необходимости переходить в эухроматиновое состояние.

При использовании цитологического метода окрашивания ядра (по Романовскому-Гимзе) выявлено, что гетерохроматин меняет цвет, а эухроматин нет. Хроматин построен из нуклеопротеидных нитей, названных хромосомами. Хромосомы несут в себе основную генетическую информацию каждого человека. Хроматин — форма существования наследственной информации в интерфазном периоде клеточного цикла, во время деления он трансформируется в хромосомы.

Строение хромосом

Каждая хромосома построена из пары хроматид, которые находятся параллельно друг к другу и связаны только в одном месте – центромере. Центромера разделяет хромосому на два плеча. В зависимости от длины плеч выделяют три вида хромосом:

  • Равноплечие;
  • разноплечие,
  • одноплечие.

Некоторые хромосомы имеют дополнительный участок, который крепится к основному нитевидными соединениями – это сателлит. Сателлиты помогают идентифицировать разные пары хромосом.

Метафазное ядро представляет собой пластинку, где располагаются хромосомы. Именно в эту фазу митоза изучается количество и строение хромосом. Во время метафазы сестринские хромосомы двигаются в центр и распадаются на две хроматиды.

Строение ядрышка

В ядре также находится немембранное образование — ядрышко. Ядрышки представляют собой уплотненные, округлые тельца, способные преломлять свет. Это основное место синтеза рибосомальной РНК и необходимых белков.

Число ядрышек различно в разных клетках, они могут объединяться в одно крупное образование или существовать отдельно друг от друга в виде мелких частиц. При активации синтетических процессов объем ядрышка увеличивается. Оно лишено оболочки и находится в окружении конденсированного хроматина. В ядрышке также содержатся металлы, в большей мере цинк. Таким образом, ядрышко – это динамичное, меняющееся образование, необходимое для синтеза РНК и транспорта ее в цитоплазму.

Читайте также:  Диэнцефальный синдром — мощный удар по ЦНС из-за дисфункции гипоталамуса - Семейная клиника ОПОРА г

Нуклеоплазма заполняет все внутреннее пространство ядра. В нуклеоплазме находится ДНК, РНК, протеиновые молекулы, ферментативные вещества.

Функции ядра в клетке

  1. Принимает участие в синтезе белка, рибосомной РНК.
  2. Регулирует функциональную активность клетки.
  3. Сохранение генетической информации, точная ее репликация и передача потомству.

Роль и значение ядра

Ядро является главным хранилищем наследственной информации и определяет фенотип организма. В ядре ДНК существует в неизмененном виде благодаря репарационным ядерным ферментам, которые способны ликвидировать поломки и мутации. Во время клеточного деления ядерные механизмы обеспечивают точное и равномерное расхождение генетической информации в дочерние клетки.

Научная электронная библиотека

Глущенко Л. Ф., Глущенко Н. А.,

1.1.1. Строение и химический состав дрожжевой клетки

Дрожжевая клетка (рис. 1) состоит из клеточной плазмы (цитоплаз­ма) (1), которая окружена клеточ­ной мембраной (3) и в которой находится ряд органелл, обеспечивающих реакции об­мена веществ. При этом важнейшей органеллой является, естественно, клеточное ядро (нуклеус) (10) — управляющий центр клет­ки. Оно окружено замкнутой двойной пористой мембраной ядра [13]. Ядро регулирует и направляет химические процессы в клетке и образует с цитоплазмой единую взаимосвязанную систему [10].

Ядро клетки содержит основное вещество (плазму), матрицу ядра и хромосомы. В них каждая клетка хранит свой структурный план, закодированный в форме генов. Гены построены из полимерной молекулы, дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), инфор­мационный объем которой составляет 10 9 -10 10 бит. ДНК управляет всеми процессами обмена веществ, роста и развития клетки. В ядре клетки размещено также ядрышко (nucleolus) (12), состоящее из рибонуклеино­вой кислоты [13].

Рисунок 1 — Дрожжевая клетка (по Hough, Briggs и Stevens):

1 — цитоплазма; 2 — клеточная стенка; 3 — клеточная мембрана; 4 — почечный рубец; 5 — митохондрии; 6 — ва­куоль; 7 — полиметафосфатная гранула; 8 — липидная гранула; 9 — эндоплазматическая сеть, 10 — клеточное ядро (нуклеус); 11 — мембрана ядра; 12 — ядрышко

Дрожжевая клетка содержит большое ко­личество митохондрий (5). Митохондрии получают пируват, обра­зующийся в цитоплазме, и разлагают его в процессе дыхания на диоксид углерода и воду с образованием аденозинтрифосфата (АТФ) и аденозиндифосфата (АДФ), представляющих собой носители энергии. Поэтому митохондрии называют иногда «энергетическими станциями клетки».

Шероховатая эндоплазматическая сеть (ЭС) (9) служит для синтеза протеина, а глад­кая эндоплазматическая сеть синтезирует липиды и отвечает за процессы освобождения от ядовитых веществ. Образующийся проте­ин блокируется и перемещается в предусмот­ренное место в везикулах, снабженных обо­лочкой. Эту задачу берет на себя комплекс Гольджи, представляющий собой своего рода «сортировочную станцию». Секреторная ве­зикула с ядовитым веществом (например, со спиртом) транспортируется к клеточной мембране и выносится наружу.

За переработку отходов клетки отвечают лизосомы, обеспечивающие внутрикле­точное пищеварение и разлагающие высокомолекулярные структуры в низкомолекулярные. Рибосомы синтезируют протеин и распреде­ляют его в клетке. Тем самым они отвечают за соединение аминокислот с образованием про­дуктов генного синтеза в соответствии с ин­формацией, получаемой из ядра клетки.

Особенно важны клеточные мембраны, которые окружают не только всю клетку, но и ее многочисленные органеллы. ЭС осуществляет интенсивное произ­водство этих мембран. Важными структурными элементами кле­точных мембран являются фосфолипиды, структура которых имеет важное значение для их функционирования: два остатка жирной кис­лоты этерифицируются глицерином (С3Н5(ОН)3), на третью ОН-группу глицерина при­крепляется через фосфатный остаток амино­кислота (фосфолипид). Построение клеточной мембраны из молекул фосфолипидов обусловливает два взаимно противоположных свойства структуры: в то время как глицериновый остаток с фосфором и аминокислотным остат­ком притягивает воду (является гидрофильным), хвосты кислотных остатков, расположенные в клеточной мембране плотно друг к другу, а в двух слоях — друг против друга, отталкивают воду (являются гидрофобными). В результате образуется непроницаемый двойной слой (мембрана) без наличия связей между фосфолипидными молекулами.

Читайте также:  Как правильно раскрыть головку у мальчика процедура без болевых ощущений

Клеточная мембрана дрожжевой клет­ки обладает толщиной 6 нм и составляет всего 1/1000 клеточного диаметра, она окружает не только весь объем дрожжевой клетки, но и образует мембраны вокруг клеточных органелл, и разделяет отдель­ные области клетки. Поверхность дрожжевой клетки составляет около 150 мкм 2 , 10 г прес­сованных дрожжей имеют контактную поверх­ность около 9. 10 м 2 .

Энергоемкое образование липидов, пред­ставляющих собой главные составные части мембран, зависит от наличия кислорода. При этом часть имеющихся жирных кислот пре­вращается в ненасыщенные жирные кислоты, имеющие более низкую температуру плавле­ния и соответственно обладающие более вы­сокой текучестью. При недостатке кислорода построение клеток преждевременно прекра­щается.

Стенка клетки полупроницаема. Поступ­ление растворенных веществ (сахаров, аминокислот, жирных кислот, мине­ральных веществ) происходит избирательно через нерастворимые транспортные протеи­ны, находящиеся в мембране и пропускающие совершенно определенные группы веществ. Выделение на­ружу продуктов распада, образованного спирта, происходит через мембрану при помощи так называемой везикулы Гольджи.

К внешней поверхности клеточной мембра­ны прикреплены гликолизированные полисахаридные остатки (гликокаликс), состоящие на 30. 40% из маннана и на 30. 40% — из глюкана. Находящийся снаружи маннан связан сложной эфирной связью с фос­фором, а находящийся внутри глюкан связан сложной эфирной связью с серой и интегрирован в общем комплексе белков и ферментов, которые обеспечивают расщепление веществ для прохода их через клеточную мембрану. По­этому структура этих сложных образований играет большую роль. На внутренней и внешней стороне мемб­раны находятся периферийные протеины; на внутренней стороне расположен еще слой трегалозы.

Совокупность оболочки, состоящей из клеточной мембраны, прикрепленных слоев и гликокаликса, называется стенкой клетки [13]. Клеточная стенка представляет собой жесткую структуру толщиной 25 нм, составляет около 25% сухой массы клетки и состоит в основном из глюкана, маннана, хитина и белка. Организация клеточной стенки недостаточно изучена, однако совре­менные теории отдают предпочтение модели трехслойной структуры, согласно которой внутренний глюкановый слой отделен от внешнего маннанового промежуточным слоем с повышенным содержани­ем белка.

В цитоплазме, занимающей бо­лее 50% объема клетки, располагается большинство путей обмена расщепленных питатель­ных веществ и построения собствен­ных элементов клетки. Весь промежуточный обмен веществ — гликолиз, син­тез жирных кислот, биосинтез протеинов и многое другое протекает здесь параллельно друг другу. В водной среде движутся рибосомы, ферменты и продукты расщепления — близко друг от друга в мощных потоках среды [13]. Цитоплазма регулирует обмен питательных веществ и метаболитов благодаря избирательной проницаемости.

Условия культивирования дрожжей влияют на структуру цитоплазмы клетки. В аэробных условиях («дышащая» клетка) она однородна и не содержит включений, в анаэробных же («бродящая » клетка) — то появляются, то исчезают мелкие вакуоли и различные органоиды. Характерной особенностью вакуолей дрожжей является наличие в них метахроматина (волютина). Он может накапливаться в больших количествах как запасное вещество, при голодании запас его быстро уменьшается, как это происходит с жиром и гликогеном [6].

Морфологическое строение дрожжевой клетки часто оказывает влияние на физиологическое состояние. У молодых клеток оболочка тонкая, протоплазма мелкозернистая. По мере старения клетки протоплазма становится крупнозернистой и количество включений и вакуолей в ней увеличивается. Старые, голодающие клетки обычно находятся в осадке и характеризуются зернистой протоплазмой; мертвые клетки имеют неправильную форму и окрашиваются метиленовым синим [13].

Читайте также:  Как выглядит чирей фото – 63 шт

Зачастую в клетке можно обнаружить на­полненные кислым клеточным соком и окру­женные мембраной пространства — так на­зываемые вакуоли. Здесь откладываются оп­ределенные протеины и избыточные соли. С помощью об­ратимой мобилизации кристаллов солей клет­ка может регулировать ее внутреннее давление (тургор), если, например, осмотическое дав­ление снаружи увеличится благодаря повы­шенному содержанию экстракта или спирта [13]. Зрелые дрожжевые клетки содержат большую вакуоль. Считают, что при образовании почки вакуоль дробится на мелкие ва­куоли, которые распределяются между материн­ской клеткой и почкой. В дальнейшем эти мелкие вакуоли снова сливаются, образуя по одной вакуоли в материнской и дочерней клет­ках. Функция вакуоли точно не установлена. В ней содержатся гидролитические ферменты, по­лифосфаты, липиды, ионы металлов и др. Ваку­оль, возможно, выполняет функции резервуара для хранения питательных веществ и гидроли­тических ферментов [14].

Наиболее существенными составными частями дрожжевой клетки являются углеводы, азотосодержащие, гуминовые и минеральные вещества. Дрожжи содержат 24. 30 % сухого вещества и 70. 76 % воды. Сухое вещество на 90. 95 % состоит из органических и на 5. 10 % — из неорганических веществ: фосфорной кислоты и калия. Белков и других азотосодержащих веществ в дрожжах содержится 54. 56 %. Иногда при снижении гликогена в клетке азотосодержащих веществ может быть до 70%, причем 90 % их являются высокомолекулярными соединениями (белки) и 10% — низкомолекулярными (аминокислоты).

В дрожжевой клетке содержится 24. 40 % углеводов в пересчете на сухое вещество. Они состоят в основном из гликогена, который вместе с трегалозой представляет собой запасные вещества. Гликоген — запасное питательное вещество в дрожжах, характеризующее их хорошее физиологическое состояние. Расщепление гликогена дает энергию для синтеза стеролов и ненасыщенных жирных кислот, которые важны для пра­вильной работы дрожжевых мембран, особенно в анаэробных условиях. Поэтому содержание этих веществ может служить показателем жизнеспособности дрожжей [8].

При избытке питательных веществ, на­пример, после начала брожения, дрожжевая клетка запасает резервные вещества. По данным Кунце [13] содержание гликогена мо­жет возрасти на 30 % и более от содержания СВ дрожжей; он помещается в аккумулирую­щих гранулах, расположенных в цитоплазме. Считается, что важна не абсолютная концентрация гликогена, а изменение относительного количе­ства в течение той или иной стадии процесса. Существенное снижение содержания гликогена говорит о неблагополучном состоянии дрож­жей. Точно так же, как фосфаты и липиды, которые требуются дрожжам для построения но­вых веществ клетки, откладывается трегалоза (дисахарид) [13].

Рисунок 1.3.12. Ядро клетки

Листать назад Оглавление Листать вперед

Рисунок 1.3.12. Ядро клетки

1 — ядерная оболочка; 2 — поры ядерной оболочки; 3 — хроматин; 4 — ядрышко; 5 — рибосомы

Официальный сайт компании РЛС ® . Главная энциклопедия лекарств и товаров аптечного ассортимента российского интернета. Справочник лекарственных препаратов Rlsnet.ru предоставляет пользователям доступ к инструкциям, ценам и описаниям лекарственных средств, БАДов, медицинских изделий, медицинских приборов и других товаров. Фармакологический справочник включает информацию о составе и форме выпуска, фармакологическом действии, показаниях к применению, противопоказаниях, побочных действиях, взаимодействии лекарств, способе применения лекарственных препаратов, фармацевтических компаниях. Лекарственный справочник содержит цены на лекарства и товары фармацевтического рынка в Москве и других городах России.

Запрещена передача, копирование, распространение информации без разрешения ООО «РЛС-Патент».

При цитировании информационных материалов, опубликованных на страницах сайта www.rlsnet.ru, ссылка на источник информации обязательна.

Еще много интересного

© РЕГИСТР ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ РОССИИ ® РЛС ® , 2000-2020.

Все права защищены.

Не разрешается коммерческое использование материалов.

Информация предназначена для медицинских специалистов.

Ссылка на основную публикацию
Эувакс — вакцинация в многопрофильной клинике Чудо-Доктор в Москве
Эувакс В (Вакцина для профилактики гепатита В рекомбинантная) (Euvax B™) Владелец регистрационного удостоверения: Лекарственная форма Форма выпуска, упаковка и состав...
Эстроген при беременности на ранних сроках
Как влияет гормон эстроген на организм беременной? Здравствуйте, девочки! Сегодня нашей темой для разговора будет гормон эстроген, которому мы обязаны...
Эстрогены биологические и фармакологические эффекты Кафедра акушерства, гинекологии и медицины плод
Эстрогены и прогестины Эстрогены и их метаболиты (10 показателей), расчет соотношений в суточной моче Эстрадиол, эстрон, эстриол, 16а-ОНЕ1, 2-ОНЕ2, 2-ОНЕ1,...
Эукариотическая клетка строение и функции ядра и хромосом
Особенности строения и функции ядра клетки Ядро – главное составляющее живой клетки, которое несет наследственную информацию, закодированную набором генов. Оно...
Adblock detector