Що таке ядро ​​клітки коротко. Що таке ядро ​​- це в біології: властивості та функції

Ядро – головна складова живої клітини, яка несе спадкову інформацію, закодовану набором генів. Воно займає центральне становище у клітині. Розміри варіюються, форма зазвичай сферична чи овальна. У діаметрі ядро ​​у різних клітинах може бути від 8 до 25мкм. Є винятки, наприклад, яйцеклітини риб мають ядра діаметром 1 мм.

Особливості будови ядра

Заповнене ядро ​​рідиною та кількома структурними елементами. У ньому виділяють оболонку, набір хромосом, нуклеоплазму, ядерця. Оболонка двомембранна, між мембранами знаходиться перенуклеарний простір.

Зовнішня мембранаподібна до будови з ендоплазматичним ретикулумом. Вона пов'язана з ЕПР, що ніби відгалужується від ядерної оболонки. Зовні на ядрі знаходяться рибосоми.

Внутрішня мембранаміцна, тому що до її складу входить ламін. Вона виконує опорну функцію і є місцем кріплення для хроматину.

Мембрана має пори, що забезпечують обмінні процеси із цитоплазмою. Ядерні порискладаються з транспортних білків, які постачають у каріоплазму речовини шляхом активного транспорту. Пасивно через порові отвори можуть пройти лише невеликі молекули. Також кожна пора прикрита поросомою, яка регулює обмінні процеси у ядрі.

кількість ядеру різних за спеціалізацією клітинах по-різному. У більшості випадків клітини одноядерні, але є тканини, побудовані з багатоядерних клітин (печінкова або тканина мозку). Є клітини, позбавлені ядра – це зрілі еритроцити.

У найпростіших виділяють два типи ядер: одні відповідають збереження інформації, інші – за синтез білка.

Ядро може прибувати у стані спокою (період інтерфази) чи поділу. Переходячи в інтерфазу, має вигляд сферичного утворення з множиною гранул білого кольору (хроматину). Хроматин буває двох видів: гетерохроматин та еухроматин.

Еухроматин – це активний хроматин, який зберігає деспіралізовану будову в ядрі, що покоїться, здатний до інтенсивного синтезу РНК.

Гетерохроматин – це ділянки хроматину, які перебувають у конденсованому стані. Він може за потреби переходити в еухроматиновий стан.

З використанням цитологічного методу фарбування ядра (по Романовскому-Гимзе) виявлено, що гетерохроматин змінює колір, а эухроматин немає. Хроматин побудований із нуклеопротеїдних ниток, названих хромосомами. Хромосоми несуть у собі основну генетичну інформацію кожної людини. Хроматин - форма існування спадкової інформації в інтерфазному періоді клітинного циклу, під час поділу він трансформується в хромосоми.

Будова хромосом

Кожна хромосома побудована з пари хроматид, які є паралельно один до одного і пов'язані тільки в одному місці – центромірі. Центромера поділяє хромосому на два плечі. Залежно від довжини плечей виділяють три види хромосом:

• Рівноплечі;
• різноплеч,
• одноплечя.

Деякі хромосоми мають додаткову ділянку, яка кріпиться до основного ниткоподібними сполуками – це сателіт. Сателіти допомагають ідентифікувати різні пари хромосом.

Метафазне ядро ​​є платівкою, де розташовуються хромосоми. Саме в цю фазу мітозу вивчається кількість та будова хромосом. Під час метафази сестринські хромосоми рухаються до центру і розпадаються на дві хроматиди.

Будова ядерця

У ядрі також знаходиться немембранна освіта - ядерце. Ядро являють собою ущільнені, округлі тільця, здатні заломлювати світло. Це основне місце синтезу рибосомальної РНК та необхідних білків.

Число ядерців по-різному в різних клітинах, вони можуть об'єднуватися в одне велике утворення або існувати окремо один від одного у вигляді дрібних частинок. При активації синтетичних процесів обсяг ядерця збільшується. Воно позбавлене оболонки та перебуває в оточенні конденсованого хроматину. У ядерці також містяться метали, переважно цинк. Отже, ядерце – це динамічне, мінливе освіту, необхідне синтезу РНК і транспорту їх у цитоплазму.

Нуклеоплазма заповнює весь внутрішній простір ядра. У нуклеоплазмі міститься ДНК, РНК, протеїнові молекули, ферментативні речовини.

Функції ядра у клітці

1. Бере участь у синтезі білка, рибосомної РНК.
2. Регулює функціональну активність клітини.
3. Збереження генетичної інформації, точна її реплікація та передача потомству.

Роль та значення ядра

Ядро є головним сховищем спадкової інформації та визначає фенотип організму. У ядрі ДНК існує у незміненому вигляді завдяки репараційним ядерним ферментам, які здатні ліквідувати поломки та мутації. Під час клітинного поділу ядерні механізми забезпечують точну та рівномірну розбіжність генетичної інформації у дочірні клітини.

Клітинне ядро ​​- оточена мембранами структура, що містить спадкову інформацію, контролює зростання та розмноження. Це командний центр еукаріотичної клітини і, як правило, найбільш значуща.

Структура та значення клітинного ядра

Схема структури ядра / Wikimedia

Ядро клітини оточене подвійною мембраною, яка називається ядерною оболонкою. Ця мембрана відокремлює вміст ядра від .

Як і клітинна мембрана, ядерна оболонка складається з фосфоліпідів, що утворюють ліпідний бішар. Вона допомагає підтримувати форму ядра та регулює потік молекул в/з ядра через ядерні пори.

Хромосоми розташовані усередині ядра. Вони складаються з ДНК, що містить інформацію про спадковість, зростання, розвиток та відтворення клітин. Коли клітина перебуває у стані «спокою», тобто ділиться, хромосоми організовані в довгі заплутані структури, звані , а чи не в окремі хромосоми, як ми зазвичай думаємо.

Ядрішко

Усередині ядра знаходиться щільна структура, що складається з РНК і білків, яка називається ядерцем, яке містить ядерцеві організатори, що є частинами хромосом із генами для синтезу рибосом. Ядрішко допомагає синтезувати рибосоми шляхом транскрибування та збирання рибосомної РНК. Рибосома складається з рибосомної РНК (рРНК) та білків.

Синтез білка

Ядро регулює синтез білків у цитоплазмі за допомогою месенджера РНК (мРНК), який є транскрибованим сегментом ДНК, що служить як матриця для виробництва білка. Він продукується в ядрі та переміщається в цитоплазму через ядерні пори в мембрані.

Потрапивши в цитоплазму рибосоми та інші молекули РНК, які називаються передавальною РНК, працюють разом, щоб перевести мРНК для продукування білків.

Структура еукаріотичних клітин

Крім ядра клітини, існують інші типи клітинних органел. Нижче перелічені структури клітин також можуть бути виявлені в типовій еукаріотичній:

• - допомагають організувати складання мікротрубочок.
• - Сховище клітинної ДНК.
• - Забезпечують клітинну локомоцію.
• - Захищає цілісність внутрішньої частини клітини.
• - синтезує вуглеводи та ліпіди.

Ядро – найважливіша складова частина клітини. Клітинне ядро ​​містить ДНК, тобто. гени, і, завдяки цьому, виконує дві основні функції:

1) зберігання та відтворення генетичної інформації

2) регуляції процесів обміну речовин, що протікають у клітині

Без'ядерна клітина не може довго існувати, і ядро ​​теж не здатне до самостійного існування, тому цитоплазма і ядро ​​утворюють взаємозалежну систему. Більшість клітин має одне ядро. Нерідко можна спостерігати 2-3 ядра в одній наприклад у клітинах печінки. Відомі і багатоядерні клітини, причому кількість ядер може досягати кількох десятків. Форма ядра залежить здебільшого від форми клітини, вона може бути зовсім неправильною. Розрізняють ядра кулясті, багатолопатеві. Вп'ячування та вирости ядерної оболонки значно збільшують поверхню ядра і тим самим посилюють зв'язок ядерних та цитоплазматичних структур та речовин.

Будова ядра

Ядро оточене оболонкою, що складається з двох мембран, що мають типову будову. Зовнішня ядерна мембрана з поверхні, перетвореної в цитоплазму, вкрита рибосомами, внутрішня мембрана гладка.

Ядерна оболонка - частина мембранної системи клітини. Вирости зовнішньої ядерної мембрани з'єднуються з каналами ендоплазматичної мережі, утворюючи єдину систему сполучених каналів. Обмін речовин між ядром і цитоплазмою здійснюється двома основними шляхами. По-перше, ядерна оболонка пронизана численними порами, поміж ядром і цитоплазмою. складі ядерного соку та цитоплазми. Це необхідно для нормального функціонування ядерних структур.

Вміст ядра поділяють на ядерний сік, хроматин та ядерце.

У живій клітині ядерний сік виглядає безструктурною масою, що заповнює проміжки між структурами ядра. До складу ядерного соку входять різні білки, зокрема більшість ферментів ядра, білки хроматину і рибосомальні білки. РНК, амінокислоти, всі види РНК, а також продукти діяльності ядерця і хроматину, які потім транспортуються з ядра в цитоплазму.

Хроматином (то греч.chroma-забарвлення, колір) називають глибки, гранули і сетевидные структури ядра, інтенсивно фарбуються деякими барвниками і відрізняються формою від ядерця. Хроматин містить ДНК і білки і являє собою спіралізовані та ущільнені ділянки хромосом. Спіралізовані ділянки хромосом генетично неактивні.

Свою специфічну роль-передачу генетичної інформації-можуть здійснювати тільки деспіралізовані-розкручені ділянки хромосом, які через свою малу товщину не видно у світловий мікроскоп.

У клітинах, що діляться, всі хромосоми сильно спіралізуються, укорочуються і набувають компактних розмірів і форми. Хромосомою називають самостійні ядерні структури, що мають плечі і первинну перетяжку. мітозу) прикріплюються нитки веретена поділу. Центромера ділить хромосому на два плечі. Розташування центроміру визначає три основні типи хромосом:

1) рівноплечі-з плечима рівної або майже рівної довжини;

2) нерівноплечіе-з плечима нерівної довжини;

3) паличкоподібні - з одним довгим і другим дуже коротким, іноді важко виявляється плечем. Виділяються ще точкові хромосоми з дуже короткими плечима.

Вивчення хромосом дозволило встановити такі факти.

1.В усіх соматичних клітинах будь-якого рослинного чи тваринного організму число хромосом однаково.

2.Статеві клітини завжди містять двоє менше хромосом, ніж соматичні клітини даного виду організму.

3.У всіх організмів, що належать до одного виду, число хромосом у клітинах однаково.

Число хромосом не залежить від рівня організації і не завжди вказує на спорідненість: одне й теж число їх може бути у дуже далеких один від одного систематичних груп і може відрізнятися у близьких за походженням видів.

Отже, саме собою число хромосом перестав бути видоспецифічним признаком.Однако характеристика хромосомного набору загалом видоспецифічна, тобто. властива лише одному виду організмів рослин рослин чи тварин.

Сукупність кількісних (число та розміри) та якісних (форма) ознак хромосомного набору соматичної клітини називають каріотипом.

Число хромосом в каріотипі більшості видів живих організмів парне. Хромосоми, однакові за формою та розміром та несучі однакові гени, називають гомологічними.

Хромосомний набір соматичної клітини, в якому кожна хромосома має пару, має назву подвійного або диплоїдного і позначається 2N. Кількість ДНК, яка відповідає диплоїдному набору хромосом, позначають 2C.

З кожної пари гомологічних хромосом у статеві клітини потрапляє лише одна, і тому хромосомний набір гамет називають одинарним або гаплоїдним. Каріотип таких клітин позначається 2n1c.

Диплоїдна кількість хромосом у тварин та рослин.

Вид організмів	Число хромосом
Малярійний плазмодій	2
Сазан	104
Кінська аскарида	2
Людина	46
Плодова мушка дрозофіла	8
Ясен звичайний	46
Головна воша	12
Шимпанзе	48
Шпинат	12
Таракан	48
Домашня муха	12
Перець	48
Тритон	24
Домашня вівця	54>
Ялина сосна	24
Домашній собака	78
Окунь	28
Голуб	80

Після завершення поділу клітини хромосоми диспіралізуються, і в ядрах дочірніх клітин, що утворилися, знову стають видимими тільки тонка сіточка і глибки хроматину.

Третя характерна для клітини структура - ядерце. Воно є щільним округле тільце, занурене в ядерний сік. У ядрах різних клітин, соціальній та ядрі однієї й тієї ж клітини залежно від її функціонального стану число ядерців може коливатися від 1 до 5-7 і більше. Кількість ядерців може перевищувати число хромосом в наборі; це відбувається з допомогою виборчої редуплікації генів, відповідальних синтез р-РНК. Ядерця є тільки в ядрах, що не діляться, під час мітозу вони зникають внаслідок спіралізації хромосом і виходу всіх раніше утворених рибосом в цитоплазму, а після завершення поділу виникають знову.

Ядро не є самостійною структурою ядра. Воно утворюється навколо ділянки хромосоми, в якій закодована структура р-РНК. Ця ділянка хромосоми-ген-носить назву ядерцевого організатора (ЯО), і на ній відбувається синтез р-РНК.

Крім накопичення р-РНК, в ядерці формуються субодиниці рибосом, які потім переміщуються в цитоплазму і, об'єднуючись за участю катіонів Ca2+, формують цілісні рибосоми, здатні брати участь у біосинтезі білка.

Таким чином, ядерце - це скупчення р-РНК і рибосом на різних етапах формування, в основі якого лежить ділянка хромосоми, що несе ген - ядерцевий організатор, що містить спадкову інформацію про структуру р-РНК.

Ядро клітини - це одна з основних складових частин всіх рослинних і тваринних клітин, нерозривно пов'язана з обміном, передачею спадкової інформації та ін.

Форма ядра клітини змінюється залежно від типу клітини. Є овальні, кулясті та неправильної форми - підковоподібні або багатолопатеві ядро ​​клітини (у лейкоцитів), чіткоподібні ядра клітини (у деяких інфузорій), розгалужені ядра клітини (у залозистих клітинах комах) та ін. Величина ядра клітини різна, але . Порушення цього співвідношення у процесі зростання клітини призводить до клітинного поділу. Кількість ядер клітини також неоднаково - більшість клітин має одне ядро, хоча зустрічаються двоядерні та багатоядерні клітини (наприклад, деякі клітини печінки та кісткового мозку). Положення ядра в клітині є характерним для клітин кожного типу. У зародкових клітинах ядро ​​зазвичай знаходиться в центрі клітини, але може зміщуватися в міру розвитку клітини та утворення в цитоплазмі спеціалізованих ділянок або відкладення резервних речовин.

У ядрі клітини розрізняють основні структури: 1) ядерну оболонку (ядерну мембрану), через пори якої здійснюється обмін між ядром клітини та цитоплазмою [є дані, що вказують на те, що ядерна мембрана (що складається з двох шарів) без перерви переходить у мембрани ендоплазматичної мережі (див. ) та комплексу Гольджі]; 2) ядерний сік, або каріоплазму,- напіврідку, слабо фарбується плазматичну масу, що заповнює всі ядра клітини і містить у собі інші компоненти ядра; 3) (див.), які в ядрі, що не ділиться, видно тільки за допомогою спеціальних методів мікроскопії (на забарвленому зрізі клітини хромосоми, що не ділиться, зазвичай мають вигляд неправильної мережі з темних тяжів і зернят, у сукупності званих ); 4) одне або кілька сферичних тілець - ядерців, що є спеціалізованою частиною ядра клітини та пов'язані з синтезом рибонуклеїнової кислоти та білків.

Ядро клітини має складну хімічну організацію, в якій найважливішу роль відіграють нуклеопротеїди - продукт з'єднання з білками. У житті клітини є два основних періоди: інтерфазний, або метаболічний, і мітотичний, або період розподілу. Обидва періоди характеризуються переважно змінами у будові ядра клітини. В інтерфазі ядро ​​клітини знаходиться в стані, що лежать, і бере участь у синтезі білків, регуляції формоутворення, процесах секреції та інших життєвих відправленнях клітини. У період розподілу в ядрі клітини відбуваються зміни, що призводять до перерозподілу хромосом та утворення дочірніх ядер клітини; спадкова інформація передається таким чином через ядерні структури новому поколінню клітин.

Ядра клітини розмножуються лише розподілом, причому у більшості випадків діляться і самі клітини. Зазвичай розрізняють: прямий поділ ядра клітини шляхом перешнурівки - амітоз і найпоширеніший спосіб поділу ядер клітини - типовий непрямий поділ, або мітоз (див.).

Дія іонізуючої радіації та деяких інших факторів здатна змінювати укладену в ядрі клітини генетичну інформацію, призводячи до різних змін ядерного апарату, що іноді може призводити до загибелі самих клітин або спричиняти спадкові аномалії у потомства (див. Спадковість). Тому вивчення структури та функцій ядра клітини, особливо зв'язків між хромосомними співвідношеннями та успадкуванням ознак, якими займається цитогенетика, має суттєве практичне значення для медицини (див. ).

також Клітина.

Ядро клітини – найважливіша складова частина всіх рослинних та тваринних клітин.

Клітина, позбавлена ​​ядра або з пошкодженим ядром, здатна нормально виконувати свої функції. Ядро клітини, точніше, організована в його хромосомах (див.) дезоксирибонуклеїнова кислота (ДНК), - носій спадкової інформації, що визначає всі особливості клітини, тканин та цілого організму, його онтогенез та властиві організму норми реагування на вплив середовища. Укладена в ядрі спадкова інформація закодована у складових хромосоми молекулах ДНК послідовністю чотирьох азотистих основ: аденіну, тиміну, гуаніну та цитозину. Ця послідовність є матрицею, що визначає структуру білків, що синтезуються в клітині.

Навіть найнезначніші порушення структури ядра клітини ведуть до незворотних змін властивостей клітини або до її загибелі. Небезпека іонізуючих випромінювань і багатьох хімічних речовин для спадковості (див.) і для нормального розвитку плода має в своїй основі ушкодження ядер у статевих клітинах дорослого організму або в соматичних клітинах ембріона, що розвивається. В основі перетворення нормальної клітини на злоякісну також лежать певні порушення структури ядра клітини.

Розміри та форма ядра клітини та співвідношення його об'єму та об'єму всієї клітини характерні для різних тканин. Однією з головних ознак, що відрізняють елементи білої та червоної крові, є форма та розмір їх ядер. Ядра лейкоцитів можуть бути неправильної форми: вигнуто-ковбасоподібної, лапчастої або чіткоподібної; в останньому випадку кожна ділянка ядра з'єднана з сусіднім тонкою перемичкою. У зрілих чоловічих статевих клітинах (сперматозоїдах) ядро ​​клітини становить переважну частину всього обсягу клітини.

Зрілі еритроцити (див.) людини і ссавців немає ядра, оскільки вони втрачають їх у процесі диференціювання. Вони мають обмежений термін життя та не здатні розмножуватися. У клітинах бактерій та синьо-зелених водоростей відсутнє різко окреслене ядро. Проте в них містяться всі характерні для ядра клітини хімічні речовини, що розподіляються при розподілі по дочірніх клітинах з такою самою правильністю, як і в клітинах вищих багатоклітинних організмів. У вірусів та фагів ядро ​​представлено єдиною молекулою ДНК.

При розгляді клітини, що покоїться (що не ділиться), у світловому мікроскопі ядро ​​клітини може мати вигляд безструктурної бульбашки з одним або декількома ядерцями. Ядро клітини добре фарбується спеціальними ядерними фарбами (гематоксилін, метиленовий синій, сафранін та ін), які зазвичай використовують у лабораторній практиці. За допомогою фазово-контрастного устрою ядро ​​клітини можна досліджувати і прижиттєво. В останні роки для вивчення процесів, що протікають у ядрі клітини, широко використовують мікрокінематографію, мічені атоми С14 та Н3 (ауторадіографія) та мікроспектрофотометрію. Останній метод особливо успішно застосовують вивчення кількісних змін ДНК в ядрі в процесі життєвого циклу клітини. Електронний мікроскоп дозволяє виявити деталі тонкої структури ядра клітини, що спокою, що не виявляються в оптичному мікроскопі (рис. 1).

Мал. 1. Сучасна схема будови клітини, заснована на спостереженнях в електронному мікроскопі: 1 – цитоплазма; 2 – апарат Гольджі; 3 – центросоми; 4 – ендоплазматичний ретикулум; 5 - мітохондрії; 6 – оболонка клітини; 7 – оболонка ядра; 8 - ядерце; 9 – ядро.

При розподілі клітин - каріокінез або мітоз (див.) - Ядро клітини зазнає ряд складних перетворень (рис. 2), під час яких стають чітко видимими його хромосоми. Перед поділом клітини кожна хромосома ядра синтезує з речовин, присутніх в ядерному соку, собі подібну, після чого материнська та дочірня хромосоми розходяться до протилежних полюсів клітини, що ділиться. У результаті кожна дочірня клітина отримує такий самий хромосомний набір, який був у материнської клітини, а разом із ним і ув'язнену у ньому спадкову інформацію. Мітоз забезпечує ідеально правильний поділ всіх хромосом ядра на дві рівнозначні частини.

Мітоз і мейоз є найважливішими механізмами, що забезпечують закономірності явищ спадковості. У деяких найпростіших організмів, а також у патологічних випадках у клітинах ссавців та людини ядра клітини діляться шляхом простої перетяжки, або амітозу. В останні роки показано, що і при амітозі відбуваються процеси, що забезпечують розподіл ядра клітини на дві рівнозначні частини.

Набір хромосом у ядрі клітини особини називають каріотипом (див.). Каріотип у всіх клітинах цієї особини, як правило, однаковий. Багато вроджених аномалій і каліцтв (синдроми Дауна, Клайнфелтера, Тернера-Шерешевського та інших.) обумовлені різними порушеннями каріотипу, що виникли або ранніх стадіях ембріогенезу, або при дозріванні статевої клітини, з якої виникла аномальна особина. Аномалії розвитку, пов'язані з видимими порушеннями хромосомних структур ядра клітини, називають хромосомними хворобами (див. Спадкові хвороби). Різні ушкодження хромосом можуть бути викликані дією фізичних чи хімічних мутагенів (рис. 3). В даний час методи, що дозволяють швидко і точно встановлювати каріотип людини, використовують для ранньої діагностики хромосомних хвороб та уточнення етіології деяких захворювань.

Мал. 2. Стадії мітозу в клітинах культури тканини людини (штам, що перевивається НЕр-2): 1 - рання профаза; 2 - пізня профаза (зникнення ядерної оболонки); 3 – метафаза (стадія материнської зірки), вид зверху; 4 – метафаза, вид збоку; 5 - анафаза, початок розбіжності хромосом; 6 – анафаза, хромосоми розійшлися; 7 – телофаза, стадія дочірніх клубків; 8 - телофаза та поділ клітинного тіла.

Мал. 3. Пошкодження хромосом, що викликаються іонізуючою радіацією та хімічними мутагенами: 1 – нормальна телофаза; 2-4 - телофази з мостами та фрагментами в ембріональних фібробластах людини, опромінених рентгеновими променями в дозі 10 р; 5 і 6 - те ж у кровотворних клітинах морської свинки; 7 - хромосомний міст в епітелії рогівки миші, опроміненою дозою 25 р; 8 - фрагментація хромосом в ембріональних фібробластах людини внаслідок дії нітрозоетилсечовиною.

Важливий органоїд ядра клітини – ядерце – є продуктом життєдіяльності хромосом. Воно продукує рибонуклеїнову кислоту (РНК), яка є обов'язковою проміжною ланкою у синтезі білка, що виробляється кожною клітиною.

Ядро клітини відокремлено від навколишньої цитоплазми (див.) оболонкою, товщина якої 60-70 Å.

Через пори в оболонці речовини, що синтезуються в ядрі, надходять до цитоплазми. Простір між оболонкою ядра та всіма його органоїдами заповнений каріоплазмою, що складається з основних та кислих білків, ферментів, нуклеотидів, неорганічних солей та інших низькомолекулярних сполук, необхідних для синтезу дочірніх хромосом при розподілі ядра клітини.

У кожній живій клітині протікає безліч біохімічних реакцій та процесів. Щоб контролювати їх, а також регулювати багато життєво важливих факторів, потрібна спеціальна структура. Що таке ядро ​​у біології? Завдяки чому воно ефективно справляється з поставленим завданням?

Що таке ядро ​​у біології. Визначення

Ядро – необхідна структура будь-якої клітини організму. Що таке ядро? У біології це найважливіший компонент кожного організму. Ядро можна виявити і в простих одноклітинних, і у високоорганізованих представників еукаріотичного світу. Головна функція цієї структури - зберігання та передача генетичної інформації, яка тут же міститься.

Після запліднення яйцеклітини сперматозоїдом відбувається злиття двох гаплоїдних ядер. Після злиття статевих клітин утворюється зигота, ядро ​​якої вже несе диплоїдний набір хромосом. Це означає, що каріотип (генетична інформація ядра) містить копії генів і матері, і батька.

Склад ядра

Яка характеристика ядра? Біологія ретельно вивчає склад ядерного апарату, оскільки це може дати поштовх у розвитку генетики, селекції та молекулярної біології.

Ядро – це двомембранна структура. Мембрани є продовженням, що необхідно для транспорту утворених речовин з клітини. Вміст ядра називається нуклеоплазмою.

Хроматин – основна речовина нуклеоплазми. Склад хроматину різноманітний: тут знаходяться в першу чергу нуклеїнові кислоти (ДНК та РНК), а також білки та багато іонів металів. ДНК у нуклеоплазмі розташована упорядковано у вигляді хромосом. Саме хромосоми при розподілі подвоюються, після чого кожен з них переходить у дочірні клітини.

РНК у нуклеоплазмі найчастіше зустрічається двох типів: мРНК та рРНК. утворюється у процесі транскрипції - зчитування інформації з ДНК. Молекула такої рибонуклеїнової кислоти пізніше залишає ядро ​​і надалі служить матрицею для утворення нових білків.

Рибосомальна РНК утворюється у спеціальних структурах під назвою ядерця. Ядро побудовано з кінцевих ділянок хромосом, утворених вторинними перетяжками. Ця структура може бути видно у світловий мікроскоп у вигляді ущільненої цятки на ядрі. Рибосомальні РНК, які синтезуються тут, також надходять у цитоплазму і далі разом із білками утворюють рибосоми.

Безпосереднє впливом геть функції надає склад ядра. Біологія як наука вивчає властивості хроматину для кращого розуміння процесів транскрипції та поділу клітини.

Функції ядра. Біологія процесів у ядрі

Першою та найважливішою функцією ядра є зберігання та передача спадкової інформації. Ядро - унікальна структура клітини, тому що в ньому міститься більша частина генів людини. Каріотип може бути гаплоїдний, диплоїдний, триплоїдний і так далі. Плоїдність отрути залежить від функції самої клітини: гаплоїдні гамети, а соматичні клітини диплоїдні. Клітини ендосперму покритонасінних рослин триплоїдні, і, нарешті, багато сортів посівних культур мають поліплоїдний набір хромосом.

Передача до цитоплазми з ядра відбувається при утворенні мРНК. У процесі транскрипції необхідні гени каріотипу зчитуються, й у результаті синтезуються молекули матричної чи інформаційної РНК.

Також спадковість проявляється при розподілі клітини мітозом, мейозом чи амітозом. У кожному випадку ядро ​​виконує свою певну функцію. Наприклад, у профазі мітозу руйнується оболонка ядра і сильно компактизовані хромосоми потрапляють у цитоплазму. Однак у мейозі перед руйнуванням мембрани в ядрі відбувається кросинговер хромосом. А в амітозі ядро ​​зовсім руйнується і робить невеликий внесок у процесі розподілу.

Крім того, ядро ​​опосередковано бере участь у транспорті речовин із клітини через безпосередній зв'язок мембрани з ЕПС. Ось що таке ядро ​​у біології.

Форма ядер

Ядро, його будова та функції можуть залежати від форми мембрани. Ядерний апарат може бути округлим, витягнутим, у вигляді лопатей і т. д. Часто форма ядра специфічна окремих тканин і клітин. Одноклітинні організми різняться на кшталт харчування, життєвого циклу, а водночас розрізняються і форми мембрани ядер.

Різноманітність у формі та розмірі ядра можна простежити на прикладі лейкоцитів.

• Ядро нейтрофілів може бути сегментованим та не сегментованим. У першому випадку говорять про підковоподібне ядро, і така форма характерна для молодих клітин. Сегментоване ядро ​​- це результат утворення кількох перегородок у мембрані, у результаті утворюється кілька частин, пов'язаних між собою.
• У еозинофілів ядро ​​має характерну гантелеподібну форму. І тут ядерний апарат і двох сегментів, пов'язаних перегородкою.
• Майже весь обсяг лімфоцитів зайнятий величезним ядром. Лише невелика частина цитоплазми залишається на периферії клітини.
• У залізистих клітинах комах ядро ​​може мати розгалужену будову.

Кількість ядер в одній клітині може бути різною

Не завжди в клітині організму є тільки одне ядро. Часом потрібна присутність двох або більше ядерних апаратів для здійснення кількох функцій одночасно. І навпаки, деякі клітини можуть обходитися без ядра. Ось деякі приклади незвичайних клітин, в яких ядер більше одного або воно взагалі відсутнє.

1. Еритроцити та тромбоцити. Ці формові елементи крові транспортують гемоглобін та фібриноген відповідно. Щоб одна клітина спромоглася вмістити максимальну кількість речовини, вона втратила своє ядро. Характерною є така особливість не для всіх представників тваринного світу: у жаб у крові знаходяться величезні за розмірами еритроцити з яскраво вираженим ядром. Це показує примітивність даного класу проти більш розвиненими таксонами.

2. Гепатоцити печінки. Ці клітини містять у собі два ядра. Одне з них регулює очищення крові від токсинів, а інше відповідає за утворення гему, який у подальшому увійде до складу гемоглобіну крові.

3. Міоцити поперечно-смугастої кістякової тканини. М'язові клітини багатоядерні. Це з тим, що у них активно проходить синтез і розпад АТФ, і навіть складання білків.

Особливості ядерного апарату у найпростіших

Наприклад розглянемо два види найпростіших: інфузорії та амеби.

1. Інфузорія-туфелька. Цей представник одноклітинних організмів має два ядра: вегетативне та генеративне. Вони відрізняються як за функціями, так і за розмірами, така особливість отримала назву ядерного дуалізму.

Вегетативне ядро ​​відповідає за повсякденну життєдіяльність клітини. Воно регулює процеси її метаболізму. Генеративне ядро ​​бере участь у клітинному розподілі та у кон'югації - статевому процесі, у якому відбувається обмін генетичної інформацією з особами тієї самої виду.

Захворювання

Багато генетичних захворювань пов'язані з порушеннями в наборі хромосом. Ось список найбільш відомих відхилень у генетичному апараті ядра:

• синдром Дауна;
• сиддром Патау;
• синдром Клайнфелтера;
• синдром Шерешевського-Тернера

Список можна продовжувати, і кожна хвороба відрізняється порядковим номером пари хромосом. Також подібні захворювання часто зачіпають статеві X та Y хромосоми.

Висновок

Ядро відіграє в Оно регулює біохімічні процеси, є сховищем спадкової інформації. Транспорт речовин із клітини, синтез білків також пов'язані з функціонуванням цієї центральної структури клітини. Ось що таке ядро ​​у біології.