Ядро

Генетическая информация эукариотической клетки хранится в особой двумембранной органелле – ядре. В нём находится более 90 % ДНК.

Строение

Понятие, что такое ядро в биологии и какие функции оно выполняет, укрепилось в научной среде только в начале XIX века. Однако впервые ядро в клетках лосося наблюдал натуралист Антони ван Левенгук ещё в 1670-х годах. Термин предложил ботаник Роберт Броун в 1831 году.

Ядро – наиболее крупный органоид клетки (до 6 мкм), который состоит из трёх частей:

  • двойной мембраны;
  • нуклеоплазмы;
  • ядрышка.

Внутреннее строение ядра

Рис. 1. Внутреннее строение ядра.

Ядро отделяется от цитоплазмы двойной мембраной, имеющей поры, через которые осуществляется избирательный транспорт веществ в цитоплазму и обратно. Пространство между двумя оболочками называется перинуклеарным. Внутренняя оболочка выстелена изнутри ядерным матриксом, который играет роль цитоскелета и обеспечивает структурную поддержку ядра. Матрикс содержит ядерную ламину, отвечающую за формирование хроматина.

Под мембранной оболочкой находится вязкая жидкость, которая называется нуклеоплазмой или кариоплазмой.
Она содержит:

  • хроматин, состоящий из белка, ДНК и РНК;
  • отдельные нуклеотиды;
  • нуклеиновые кислоты;
  • белки;
  • воду;
  • ионы.

В соответствии с плотностью скручивания хроматин может быть двух видов:

  • эухроматин – деконденсированный (разрыхлённый) хроматин в неделящемся ядре;
  • гетерохроматин – конденсированный (плотно скрученный) хроматин в делящемся ядре.

Часть хроматина всегда находится в скрученном состоянии, часть – в свободном.

Рис. 2. Хроматин.

Обычно гетерохроматин называют хромосомой. Хромосомы хорошо видны в микроскоп при митотическом делении клетки. Совокупность признаков хромосом (размер, форма, количество) называется кариотипом. В кариотип входят аутосомы и гоносомы. Аутосомы несут информацию о признаках живого организма. Гоносомы определяют пол.

Внешняя оболочка переходит в эндоплазматическую сеть или ретикулум (ЭПР), образуя складки. На поверхности мембраны ЭПР находятся рибосомы, отвечающие за биосинтез белка.

Ядрышко представляет собой плотную структуру без мембраны. По сути это уплотнённый участок нуклеоплазмы с хроматином. Состоит из рибонуклеопротеидов (РНП). Здесь происходит синтез рибосомной РНК, хроматина и нуклеоплазмы. Ядро может содержать несколько мелких ядрышек. Впервые ядрышко было открыто в 1774 году, но его функции стали известны лишь к середине ХХ века.

Ядрышко

Рис. 3. Ядрышко.

Эритроциты млекопитающих и клетки ситовидных трубок растений не содержат ядра. Клетки поперечнополосатых мышц содержат несколько небольших ядер.

Функции

Основными функциями ядра являются:

  • контроль всех процессов жизнедеятельности клетки, в том числе синтез белков;
  • синтез некоторых белков, рибосом, нуклеиновых кислот;
  • хранение генетического материала;
  • передача ДНК следующим поколениям при делении.

Клетка без ядра погибает. Однако клетки с пересаженным ядром восстанавливают жизнеспособность, получая генетическую информацию клетки-донора.

Что мы узнали?

Ядро образуют двойная мембрана, нуклеоплазма, ядрышко. Мембрана осуществляет транспорт веществ в цитоплазму и обратно и образует ЭПР вокруг ядра. Нуклеоплазма заполняет ядро и содержит множество веществ, в том числе хроматин, отвечающий за передачу наследственной информации. Ядрышко – уплотнение нуклеоплазмы, осуществляющее синтез рибосом и хроматина.

Тест по теме

Предметы