Клітинне ядро

Ядро (nucleus, s. Karyon) є у всіх клітинах людини, крім еритроцитів і тромбоцитів. Функції ядра - зберігання і передача новим (дочірнім) клітинам спадкової інформації. Ці функції пов'язані з наявністю в ядрі ДНК. В ядрі відбувається також синтез білків - рибонуклеїнової кислоти РНК і рибосомних матеріалів.

У більшості клітин ядро кулясте або овоідную, проте зустрічаються і інші форми ядра (кільцеподібне, паличкоподібне, веретеновидное, четковідние, бобовідное, сегментированное, грушоподібне, полиморфное). Розміри ядра коливаються в широких межах - від 3 до 25 мкм. Найбільш велике ядро має яйцеклітина. Більшість клітин людини одноядерні, проте є двоядерні (деякі нейрони, гепатоцити, кардіоміоцити). Деякі структури є багатоядерними (м'язові волокна). У ядра розрізняють ядерну оболонку, хроматин, ядерце і нуклеоплазму.

Ядерна оболонка, або каріотека (caryotheca), що відокремлює вміст ядра від цитоплазми, складається з внутрішньої і зовнішньої ядерних мембран товщиною 8 нм кожна. Мембрани розділені перінуклеарним простором (цистерна каріотекі) шириною 20-50 нм, яке містить дрібнозернистий матеріал помірної електронної щільності. Зовнішня ядерна мембрана переходить в зернисту ендоплазматичну мережу. Тому перинуклеарное простір становить єдину порожнину з ендоплазматичної мережею. Внутрішня ядерна мембрана зсередини з'єднана з розгалуженою мережею білкових фібрил, що складаються з окремих субодиниць.

В ядерній оболонці є безліч округлих ядерних пір діаметром 50-70 нм кожна. Ядерні пори в загальній складності займають до 25% від поверхні ядра. Кількість пору одного ядра досягає 3000-4000. По краях пір зовнішня і внутрішня мембрани з'єднуються одна з одною і утворюють так зване кільце пори. Кожна пора закрита діафрагмою, яку називають також комплексом пори. Діафрагми пір мають складну будову, вони утворені з'єднаними між собою білковими гранулами. Через ядерні пори здійснюється виборчий транспорт великих часток, а також обмін речовин між ядром і цітозодем клітини.

Під ядерної оболонкою знаходяться нуклеоплазма (каріоплазма) (nucleoplasma, s. Karyoplasma), що має гомогенне будову, і ядерце. У нуклеоплазмі неделящіхся ядра, в його ядерному білковому матриксі, розташовані осміофільние гранули (грудочки) так званого гетерохроматина. Ділянки більш розпушеного хроматину, розташовані між гранулами, називають еухроматин. Розпушений хроматин називають також деконденсірованним хроматином, в ньому найбільш інтенсивно протікають синтетичні процеси. Під час поділу клітини хроматин ущільнюється, конденсується, утворює хромосоми.

Хроматин (chromatinum) не ділиться ядра і хромосоми ділиться утворені молекулами дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК), пов'язаної з рибонуклеїнової кислоти (РНК) і білками - гистонами і негістонамі. Слід підкреслити хімічне тотожність хроматину і хромосом.

Кожна молекула ДНК складається з двох довгих правозакрученной полінуклеотидних ланцюгів (подвійні спіралі), а кожен нуклеотид - з азотистої основи, глюкози і залишку фосфорної кислоти. Підстава розташоване всередині подвійної спіралі, а сахарофосфатний скелет - зовні.

Спадкова інформація в молекулах ДНК записана в лінійній послідовності її нуклеотидів. Елементарною частинкою спадковості є ген. Ген - це ділянка ДНК, що має певну послідовність розташування нуклеотидів, відповідальних за синтез одного певного специфічного білка.

Молекула ДНК в ядрі упакована компактно. Так, одна молекула ДНК, що містить 1 млн нуклеотидів, при їх лінійне розташування зайняла б відрізок довжиною всього 0,34 мм. Довжина однієї хромосоми людини в розтягнутому вигляді становить близько 5 см, проте в ущільненому стані хромосома має обсяг близько 10 ^-15 см ³.

Молекули ДНК, пов'язані з білками-гистонами, утворюють нуклеосоми, які є структурними одиницями хроматину. Нуклеосома має вигляд намистинки діаметром 10 нм. Кожна нуклеосома складається з ги стогонів, навколо яких закручений ділянку ДНК, що включає 146 пар нуклеотидів. Між нуклеосомами розташовуються лінійні ділянки ДНК, що складаються з 60 пар нуклеотидів.

Хроматин представлений фибриллами, які утворюють петлі довжиною близько 0,4 мкм, що містять від 20 000 до 30 000 пар нуклеотидів.

В результаті ущільнення (конденсація) і закручування (суперспеціалізація) дезоксірібонуклеопротеіди (ДНП) в що діляться ядрі стають помітними хромосоми. Ці структури - хромосоми (chromasomae, від грец. Chroma - фарба, soma - тіло) - являють собою подовжені паличкоподібні утворення, які мають два плеча, розділені так званої перетяжкой - центромерой. Залежно від розташування центромери і взаємного розташування і довжини плечей (ніжок) виділяють три типи хромосом: метацентріческая, що мають приблизно однакові плечі; субметацентріческіе, у яких довжина плечей різна; акроцентріческіе, у яких одне плече довге, а інше - дуже короткий, ледве помітне. У хромосомі є ЕУ і гетерохроматіновие ділянки. Останні в що не ділиться ядрі і в ранній профазі мітозу залишаються компактними. Чергування ЕУ і гетерохроматинових ділянок використовують для ідентифікації хромосом.

Поверхня хромосом покрита різними молекулами, головним чином рибонуклеопротеидов (РНП). У соматичних клітинах є по 2 копії кожної хромосоми, їх називають гомологічними. Вони однакові по довжині, формі, будові, несуть одні й ті ж гени, які розташовані однаково. Особливості будови, кількість і розміри хромосом називають каріотипом. Нормальний каріотип людини включає 22 пари аутосом і одну пару статевих хромосом (XX або XY). Соматичні клітини людини (диплоїдні) мають подвійну кількість хромосом - 46. Статеві клітини містять гаплоїдний (одинарний) набір - 23 хромосоми. Тому в статевих клітинах ДНК в 2 рази менше, ніж в диплоїдних соматичних клітинах.

Ядро (nucleolus), одне або кілька, виявляється у всіх неделящихся клітинах. Воно має вигляд інтенсивно забарвлюється округлого тільця, величина якого пропорційна інтенсивності білкового синтезу. Ядро складається з електронно-щільної нуклеолонеми (від грец. Пета - нитка), в якій розрізняють нитчатую (фибриллярную) частина, що складається з безлічі переплетених ниток РНК товщиною близько 5 нм, і гранулярную частина. Гранулярна (зерниста) частина утворена зернами діаметром близько 15 нм, що представляють собою частинки РНП - попередників рибосомних субодиниць. Околоядришковий хроматин впроваджується в поглиблення нуклеолонеми. У полісом утворюються рибосоми.

[1], [2], [3], [4], [5]