Содержание

Строение и функции ядра

Мы продолжаем знакомство со строением эукариотической клетки. В переводе с древнегреческого «карион» означает ядро. То есть эукариотические клетки, это клетки, которые содержат ядро.

В 1831 году английский ботаник Роберт Броун впервые описал ядро растительной клетки, а в 1833 году установил, что ядро является обязательным органоидом клетки растения. Ядро − это центр управления клеткой.

Оно содержится практически во всех клетках многоклеточных организмов за исключением красных кровяных телец – клеток крови – эритроцитов и кровяных пластинок тромбоцитов, они лишены ядра.

Не имеют оформленного ядра и одноклеточные бактерии, по этой причине их называют прокариотами. То есть доядерные одноклеточные живые организмы.

Ядро необходимо для осуществления двух важных функций:

1 функция: это деление клетки, при котором образуются подобные материнской − новые клетки.

И 2 функция: регуляция всех процессов белкового синтеза, обмена веществ и энергии, идущих в клетках.

В большинстве клеток ядро шаровидное или овальное. Однако встречаются ядра и другой формы (ветвистые, палочковидные, лопастные, чётковидные, подковообразные и другие.). Размеры ядер колеблются в широких пределах − от 3 до 25 мкм.

Наиболее крупным ядром обладает яйцеклетка.

Большинство клеток человека имеют одно ядро, но существуют также двухъядерные и многоядерные клетки (например, волокна поперечно-полосатых мышц).

Одноклеточный организм инфузория туфелька так же содержит два ядра.

Рассмотрим строение ядра подробнее.

От цитоплазмы оно отделено двойной мембраной. Которая состоит из наружной и внутренней мембраны.

Пространство между наружной и внутренней мембранами оболочки клеточного ядра – перинуклеарное пространство,

заполнено полужидким веществом.

В некоторых местах мембраны сливаются друг с другом, образуя поры, через которые происходит обмен веществ между ядром и цитоплазмой.

Из ядра в цитоплазму транспортируются в основном разные виды РНК. В частности, матричная РНК, которая синтезируется в ядре на основе ДНК.

А из цитоплазмы в ядро поступают все ферменты, необходимые для синтеза РНК.

Наружная ядерная мембрана со стороны, обращённой в цитоплазму, покрыта рибосомами, придающими ей шероховатость, внутренняя мембрана гладкая.

Ядерные мембраны являются частью мембранной системы клетки: выросты наружной ядерной мембраны соединяются с каналами эндоплазматической сети, образуя единую систему сообщающихся каналов.

Ядро также содержит ядрышки, количество которых может колебаться от одного до семи.

Ядрышко

− это немембранная внутриядерная органелла. Которая представляет собой комплекс белков и предшественников рибосомных субъединиц.

Основная функция ядрышка − это синтез РНК и белков, из которых формируются особые органоиды – рибосомы.

Рибосомы синтезируют белки из аминокислот по заданной матрице на основе генетической информации, предоставляемой матричной РНК.

Рибосомы представляют собой комплексы рибосомальной РНК с белками.

В ядрышке образуются предшественники рибосом, которые перемещаются к порам ядра, проходят через них в цитоплазму клетки и превращаются в рибосомы. Где, они принимаются за синтез белков.

Вокруг ядра рибосомы и другие органеллы плавают в цитоплазме. Рибосомы могут свободно перемещаться в цитоплазме. Либо прикрепляться к эндоплазматической сети.

Ядро содержит ДНК, которая диктует что клетка будет делать и как она это будет делать.

До деления, генетический материал клетки находиться в виде хроматина − комплекса ДНК, РНК и белков.

Когда клетка готова к делению ДНК сильно уплотняется.

Каким же образом это происходит?

Перед делением клетки, ДНК дважды обматывается вокруг белков гистонов. В результате чего формируются структурные части хромосомы – нуклеосомы.

При этом образуется структура, которая напоминает «бусы на нити». Таким образом создаются хромосомы.

Хромосома – это наиболее компактная форма хранения наследственного материала клетки. По сравнению с нитью ДНК укорочение составляет примерно 1600 раз.

Хромосома представляет собой палочковидную структуру и состоит из двух сестринских хроматид, которые удерживаются благодаря первичной перетяжки — центромеры.

Хроматида

– это нуклеопротеидная нить, половинка двойной хромосомы.

Центромера делит хромосому на короткое и длинное плечо. К центромере во время деления клетки, присоединяются нити веретена деления.

Это веретенообразная система микротрубочек. Микротрубочки веретена присоединяются к белковым структурам хроматид в области центромер и обеспечивают движение хромосом по направлению к полюсам.

Хромосома может быть одинарной (состоять из одной хроматиды) и двойной (из двух хроматид).

В обычном состоянии нити ДНК расплетены. Это необходимо для того что бы участки ДНК – гены, в которых зашифрована структура какого-либо белка, свободно функционировали.

Так как это возможно только тогда, когда ДНК деспирализована, то есть расплетена.

Хромосомный набор клетки

Клетки, которые составляют тело многоклеточных организмов и не принимают участия в половом размножении, называются

соматическими клетками. К ним относят, например, нервные, мышечные клетки, эпителиальные.  

В ядрах таких клеток содержится двойной (диплоидный) набор хромосом. То есть по две хромосомы каждого вида − (гомологичные хромосомы).

Гомологичные хромосомы – это парные, одинаковые хромосомы (одна от матери –другая от отца).

Половина хромосом, которая досталась от (гаплоидного) сперматозоида отца и вторая половина от материнской (гаплоидной) яйцеклетки. То есть диплоидная соматическая клетка образовалась путём слияния 2 гаплоидных гамет.

Гаплоидный набор хромосом – это набор различных по размерам и форме хромосом клеток данного вида, где каждая хромосома представлена в единственном числе, в отличие от диплоидного набора, когда каждой хромосомы по две. Таким образом гаплоидный набор хромосом содержится в ядрах половых клеток (гамет).

Каждый организм имеет определённое количество хромосом. Такой набор называется кариотипом.

В кариотипе человека 46 хромосом − 44 из которых аутосомы и 2 половые хромосомы.

Диплоидный набор хромосом − это 46 хромосом, а гаплоидный набор, это 23 хромосомы.

Количество хромосом не определяет уровень сложности организмов. Например, мушка-дрозофила содержит 8 хромосом, зелёная жаба – 26, гидра пресноводная -32 хромосомы, человек 46, речной рак – 118, домашняя собака – 78 хромосом.

Таким образом кариотип − это совокупность признаков полного набора хромосом, присущая клеткам данного биологического вида (видовой кариотип) или данного организма (индивидуальный кариотип).

Именно индивидуальность кариотипа сохраняет видовое постоянство из поколения в поколение.

Российские ученые нашли свидетельства вирусного происхождения клеточных ядер

Главной особенностью эукариотических клеток является ядро — специальный клеточный орган из двух мембран, защищающий ДНК.

Прокариоты же — безъядерные организмы, функцию ядра у которых выполняет нуклеоид. Так называют область клетки, содержащую ДНК и насыщенную белком. К прокариотам относятся, например, бактерии. Каким именно образом простые прокариоты эволюционировали в более сложных эукариот до сих пор неизвестно. Тем не менее, считается, что появление ядра было одним из первых событий на пути эволюции.

Сейчас есть несколько гипотез происхождения ядра эукариот: из бактерии, захваченной хищным предшественником эукариот; из впячиваний собственной внешней мембраны; из вируса, который после заражения клетки стал управлять ей. Согласно последней гипотезе, вирус должен был быть таким же большим, как и клеточное ядро. Так, существование гигантских вирусов, например вируса оспы или гигантских вирусов амеб, можно считать аргументом в пользу вирусного происхождения ядра. В своей работе ученые из Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова (МГУ) и Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ) выяснили, что происходит, когда синегнойную палочку заражает гигантский вирус бактерий — бактериофаг phiKZ.

«Некоторое время назад было показано, что бактериофаг phiKZ в ходе инфекции бактериальной клетки образует внутри нее сферическую область – компартмент, причем его размер сравним с самой бактерией. Он покрыт белковой оболочкой, внутри которой упаковывается огромное количество ДНК этого вируса, а также часть ДНК-связывающих белков. По форме и предполагаемой функции этот компартмент напоминает ядро эукариотической клетки, поэтому он и называется псевдоядром», — рассказывает руководитель проекта Мария Якунина, кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории молекулярной микробиологии Института биомедицинских систем и биотехнологий СПбПУ.

В своей работе ученые заражали клетки бактерии бактериофагом phiKZ. Чтобы увидеть, что произошло, они красили ДНК вируса и собственную ДНК бактерии флуоресцентными («светящимися») красителями после определенных промежутков времени. Оказалось, что бактериальная ДНК покидает центральное положение в клетке и уходит на периферию, тогда как ее место постепенно занимает вирусная ДНК, которой становится все больше. Этот же результат показал и другой метод — просвечивающая электронная микроскопия: уже через пять минут после заражения нуклеоид бактерии сдвигается на периферию, а через 15 минут появляется псевдоядро с вирусной ДНК. С самого начала заражения ДНК бактериофага располагается внутри специальных шаровидных компартментов, затем внутри псевдоядра и, наконец, переносится в новообразованные фаговые частицы. Как считают авторы, каждый из этих «отсеков» эффективно отделяет ДНК от систем защиты хозяина.

Новые бактериофаги появляются спустя 30 минут после начала инфицирования. Чтобы исследовать строение зрелого псевдоядра на этом этапе, ученые использовали 3D-электронную микроскопию, или электронную томографию. Они показали, что трехмерная организация фаговой ДНК внутри псевдоядра напоминает сеть из ДНК-белковых комплексов. Вероятно, это отражает сложный механизм компактизации фаговой ДНК, похожей на упаковку ДНК эукариот.

«Мы показали, что инфекция бактериофагом phiKZ приводит к значительным перестройкам внутри бактериальной клетки, превращая бактерию во что-то абсолютно непохожее на нее прежнюю, — комментирует Мария Якунина. — Теория вирусного происхождения ядра — только одна из многих. Однако, наблюдая за процессами внутри клетки, инфицированной гигантским фагом phiKZ, довольно легко представить, что это действительно могло произойти много-много веков назад. При этом высока вероятность, что белки внутри псевдоядра выполняют функцию, аналогичную таковой у гистонов при упаковке ДНК в ядре эукариотической клетки».

 

Ядра клеток в роли поршня, линзы и сети гладиатора

Юлия Черная

Все мы отлично знаем из школьных учебников, что в клеточном ядре хранится генетическая информация. Эту органеллу сравнивают то с библиотекой, то с мозгом, то с главным компьютерным центром. Но у нее могут быть и другие функции. Нариман Баттулин, канд. биол. наук, зав. лабораторией генетики развития ИЦИГ СО РАН, подобрал целый ряд примеров, когда клеточное ядро используется буквально как микроскоп для забивания гвоздей, и рассказал о них на лекции в клубе «Арт П. А.Б.» в новосибирском Академгородке, прошедшей в рамках «Ночи научных историй».

Ландшафт мозга

Кору головного мозга покрывает множество бороздок и извилин. Их количество у каждого из нас индивидуально. Но в среднем только треть площади коры приходится на поверхность, остальные 2/3 — на складки. До недавнего времени механизм появления этих складок в процессе эмбрионального развития известен не был. Это и понятно: следить за развитием мозга у млекопитающих, которые развиваются внутриутробно, совсем не просто. Поэтому изучить вопрос смогли только с появлением новых технологий выращивания тканей in vitro. В такой ситуации за развитием тех же тканей мозга следить можно в режиме 24/7. Выяснилось, что складки и выпуклости появляются на поверхности образца на одиннадцатый день. Эти процессы аналогичны тем, которые приводят к появлению складок, делящих мозг на правое и левое полушарие и разделяющих его на отделы.

Нариман Баттулин. Фото Алексея Танюшина

При этом было обнаружено, что бóльшую часть времени ядра клеток находятся у поверхности, но непосредственно перед делением они опускаются вниз [1]. Затем вверх поднимается уже два ядра. В чем смысл?

«Ядро — это самая большая и самая твердая органелла клетки, на нее приходится 10% клеточного объема, — объясняет Нариман Баттулин. — Поэтому ядра, собранные у наружной поверхности, создают избыточное давление. Разница в давлении верхнего и нижнего слоя вполне естественно приводит к неустойчивостям, поверхность время от времени загибается и приводит к появлению складок и тех самых бороздок. По сути дела, в клетках коры головного мозга самая ценная органелла используется как поршень!»

Извилины мозга образуются уже иначе. Но принцип формирования остается прежним: зоны повышенного и пониженного давления формируются за счет миграции целых нейронов (слой клеток в мозге становится слишком толстым, чтобы на давление могло повлиять движение ядер).

Недавно был описан ген LIS1, кодирующий моторный белок, мутация в котором как раз и приводит к отсутствию складок и бороздок. Ген, как выяснилось, кодирует белок, обеспечивающий движение ядер в созревающей коре головного мозга.

Образование складок в тканях коры головного мозга. Илл. из статьи Eyal Karzbrun
ДНК — токсичная сеть для бактерий

Есть случаи, когда твердость и массу ядра можно рассматривать скорее как недостаток, а не преимущество. Например, в клетках крови. Расплачиваясь за теплокровность, мы вынуждены терять огромное количество энергии на поддержание постоянной температуры. Ради высокого метаболизма нам нужно хорошо снабжать наши тела кислородом. Для этого у нас есть большая сеть капилляров, позволяющая крови проникать во все органы тела. Большое твердое ядро, конечно, мешает прохождению клеток крови в тончайшие капилляры. Эритроциты пошли по радикальному пути: они отказались от ядер вообще! В процессе созревания эритроцита мы можем наблюдать постепенное уменьшение размеров ядра. Но на последних стадиях созревания в оболочке ядра эритроцита образуется отверстие, из которого, как из тюбика, выдавливаются гистоны (ядерные белки).

«Забавно, конечно, что до того, как выкинуть ядро, эритроцит достаточно долго трудится над его уменьшением, просто копируя свой эволюционный путь», — замечает Баттулин.

Конечно, эритроциты — это не единственные клетки крови, которые вынуждены мигрировать через узкие капилляры. Совсем другое решение проблемы с большой и твердой органеллой нашли нейтрофилы. Они первыми приходят к месту поражения или очагу инфекции и должны быть способны пройти не просто по любому капилляру, но и между клеток поверхности капилляра, чтобы выйти в ткань.

«Можно было бы, наверное, в воспитательных целях сказать, что это нейтрофил курильщика, но так выглядят ядра нейтрофилов практически всех позвоночных, — шутит лектор, демонстрируя нам ядро странной формы и с изрезанными краями. — Просто ядро этих клеток состоит как бы из отдельных долек. Оно может изгибаться, менять форму. В результате нейтрофил способен пройти не просто по капиллярам и между клетками стенок капилляров, но даже сквозь клетку!»

Почему же нейтрофил не отказался от своего ядра, как это сделали эритроциты?

«Вопрос актуальный. Я вам больше скажу, в ядре зрелого нейтрофила фактически нет активности генов! Но оказалось, что ядро для нейтрофила — это отличное оружие, больше всего похожее на сеть гладиаторов!» — рассказывает Нариман.

При контакте с инородным телом, например бактерией, нейтрофил запускает процесс деконденсации хроматина: по сути дела, расплетает хроматин, плотно упакованный в хромосомы. Хроматин выходит из ядра в цитоплазму, где кроме гистонов на него наклеиваются гранулы с антимикробными веществами. Выброс хроматина в цитоплазму приводит к взрыву всей клетки и к тому, что на бактерию выбрасывается «токсичная сеть» [2].

Процесс создания и выбрасывания «токсичной сети» у нейтрофила.
Илл. из статьи Sollberger G.

Долгое время считалось, что гистон — это белок, который в первую очередь участвует в упаковке нитей ДНК и других ядерных процессах. Впервые об антибактериальных свойствах гистонов заговорили еще в 1958 году. На сегодняшний день известно, что гистоны активно используются против бактерий и грибков не только позвоночными. Подобные механизмы защиты от инфекционных болезней описаны у мидий, актиний и крабов. Более того, в 2016 году использование ДНК как токсичной сети, а гистонов как противомикробных гранул было описано у амеб Dictyostelium. Это существо может быть одноклеточным и жить как обычная амеба: передвигаться, размножаться и питаться бактериями. Но в неблагоприятных условиях (после голодания) отдельные амебы объединяются в новый многоклеточный организм, внутри которого клетки не просто сосуществуют, но и дифференцируются. Часть клеток берет на себя функции иммунной системы и при необходимости защищает весь организм сетью из хроматина. Правда, Dictyostelium [3] использует не ядерную ДНК, а митохондриальную.

Похоже, подобный метод защиты используют и растения: пограничные клетки корня, возможно, тоже могут выкидывать ДНК. При обработке кончиков корней ДНК-азой заражение растений микрофлорой выросло с 6% до почти 100%!

Но у подобного защитного механизма есть и свои недостатки. Когда нейтрофилы активно выбрасывают ДНК в кровяное русло, организм может начать вырабатывать антитела на хроматин. А это уже системная красная волчанка.

Защита слизью

У бесчелюстных рыб миксин ядро тоже играет немаловажную роль в защите организма. Но уже в совсем ином качестве. При нападении хищников миксины выделяют огромное количество слизи: удержать жертву становится фактически невозможно — хищник давится слизью, она забивает его жабры и мешает удержать миксину. Так что слизь довольно эффективное средство защиты.

В продукции слизи участвуют два типа клеток: те, что производят непосредственно слизь, и те, что продуцируют длинные белковые нити (своеобразную арматуру, делающую слизь более вязкой). Клетка второго типа, по сути дела, представляет собой клетку с плотно упакованной нитью внутри. При попадании в воду белковая нить стремительно расправляется.

Самое удивительное, что наматывается эта белковая нить вокруг ядра. Сначала образуется первый слой белковой нити, затем ядро уменьшается в размерах (компактизуется) и вокруг него образуется следующий слой и т.  д. При этом у таких клеток меняется сама структура ядра: более плотный гетерохроматин уходит в центр ядра, а более рыхлый эухроматин оказывается снаружи [4].

Светодиод внутри глаза

Ночные животные тоже используют инвертированное ядро — для улучшения зрения. Все мы помним, что в глазах млекопитающих есть два типа рецепторов: палочки и колбочки. Палочки более чувствительны, а колбочки обеспечивают цветное зрение. Естественно, у ночных животных, действующих в условиях недостатка света, палочек больше. При этом свет, чтобы достигнуть фоторецепторов, должен пройти через значительный слой ядер глии — биполярных промежуточных клеток. Для того чтобы минимизировать потери света, ядра палочек тоже инвертированы. Собрав в центре гетерохроматин, а по краям более рыхлый эухроматин, палочки превращаются в микролинзы [5].

«Кроме того, палочки расположены друг за другом так, что формируют некое подобие светодиода, — комментирует генетик.  — Я нашел исследование 1950-х годов, в рамках которого похожую линзу нашли в фоторецепторах тупайи [6], только сделана она была не из ядра, а из гигантской митохондрии!»

* * *

Слушатели были в восторге от лекции. Вот несколько ярких отзывов: «Это просто взрыв мозга! Оказывается, я почти ничего не знал о ядрах и о том, как работают нейтрофилы. Шикарный научный триллер!»; «Жалко, что в зале не было видно учителей биологии. В учебниках результаты этих исследований появятся не скоро. Радуюсь, что некоторые родители водят на такие лекции своих детей».

Юлия Черная

  1. Karzbrun E. et al. Human Brain Organoids on a Chip Reveal the Physics of Folding // Nat Phys. 2018 May. 14(5). P. 515–522. DOI: 10.1038/s41567–018–0046–7
  2. Sollberger G., Tilley D. O., Zychlinsky A. Neutrophil Extracellular Traps: The Biology of Chromatin Externalization // Dev Cell. 2018 Mar 12. 44(4). P. 542–553. DOI: 10.1016/j.devcel.2018.01.019
  3. Zhang X., Zhuchenko O., Kuspa A., Soldati T. Social amoebae trap and kill bacteria by casting DNA nets // Nat Commun. 2016 Mar 1. 7:10938. DOI: 10.1038/ncomms10938. PMID: 26927887
  4. Winegard T. et al. Coiling and maturation of a high-performance fibre in hagfish slime gland thread cells // Nat Commun. 2014 Apr 4. 5:3534. DOI: 10.1038/ncomms4534
  5. Solovei I. et al. Nuclear architecture of rod photoreceptor cells adapts to vision in mammalian evolution // Cell. 2009 Apr 17. 137(2). P. 356–68. DOI: 10.1016/j.cell.2009.01.052
  6. Samorajski T., Ordy J. M., Keefe J. R. Structural organization of the retina in the tree shrew (Tupaia glis) // J Cell Biol. 1966 Mar. 28(3). P. 489–504.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

См. также:

Строение и функции клеточного ядра

В. Н. Криволапов
Общая биология (конспект лекций)
М.: МИМОЭ, 2013

4.4. Строение и функции клеточного ядра

Ядро есть в любой эукариотической клетке. Ядро может быть одно, или в клетке могут быть несколько ядер (в зависимости от ее активности и функции).

Клеточное ядро состоит из оболочки, ядерного сока, ядрышка и хроматина. Ядерная оболочка состоит из двух мембран, разделенных перинуклеарным (околоядерным) пространством, между которыми находится жидкость. Основные функции ядерной оболочки: обособление генетического материала (хромосом) от цитоплазмы, а также регуляция двусторонних взаимоотношений между ядром и цитоплазмой.

Ядерная оболочка пронизана порами, которые имеют диаметр около 90 нм. Область поры (поровый комплекс) имеет сложное строение (это указывает на сложность механизма регуляции взаимоотношений между ядром и цитоплазмой). Количество пор зависит от функциональной активности клетки: чем она выше, тем больше пор (в незрелых клетках пор больше).

Основа ядерного сока (матрикса, нуклеоплазмы) – это белки. Сок образует внутреннюю среду ядра, играет важную роль в работе генетического материала клеток. Белки: нитчатые или фибриллярные (опорная функция), гетероядерные РНК (продукты первичной транскрипции генетической информации) и мРНК (результат процессинга).

Ядрышко – это структура, где происходят образование и созревание рибосомальных РНК (р-РНК). Гены р-РНК занимают определенные участки нескольких хромосом (у человека это 13–15 и 21–22 пары), где формируются ядрышковые организаторы, в области которых и образуются сами ядрышки. В метафазных хромосомах эти участки называются вторичными перетяжками и имеют вид сужений. Электронная микроскопия выявила нитчатый и зернистый компоненты ядрышек. Нитчатый (фибриллярный) – это комплекс белков и гигантских молекул-предшественниц р-РНК, которые дают в последующем более мелкие молекулы зрелых р-РНК. При созревании фибриллы превращаются в рибонуклеопротеиновые гранулы (зернистый компонент).

Хроматин получил свое название за способность хорошо прокрашиваться основными красителями; в виде глыбок он рассеян в нуклеоплазме ядра и является интерфазной формой существования хромосом.

Хроматин состоит в основном из нитей ДНК (40 % массы хромосомы) и белков (около 60 %), которые вместе образуют нуклеопротеидный комплекс. Выделяют гистоновые (пять классов) и негистоновые белки.

Гистонам (40 %) принадлежат регуляторная (прочно соединены с ДНК и препятствуют считыванию с нее информации) и структурная функции (организация пространственной структуры молекулы ДНК). Негистоновые белки (более 100 фракций, 20 % массы хромосомы): ферменты синтеза и процессинга РНК, репарации редупликации ДНК, структурная и регуляторная функции. Кроме этого, в составе хромосом обнаружены РНК, жиры, полисахариды, молекулы металлов.

В зависимости от состояния хроматина выделяют эухромати-новые и гетерохроматиновые участки хромосом. Эухроматин отличается меньшей плотностью, и с него можно производить считывание генетической информации. Гетерохроматин более компактен, и в его пределах информация не считывается. Выделяют конститутивный (структурный) и факультативный гетерохро-матин.

4б — Клеточное ядро — СтудИзба

Лекция № .

Количество часов: 2

Клеточное  ЯДРО

1. Общая характеристика интерфазного ядра.  Функции ядра

2. Ядерная оболочка, строение и функциональное значение

3. Строение и функции хроматина и хромосом

Рекомендуемые файлы

4. Ядрышко.  Кариоплазма.  Ядерный белковый матрикс

1. Общая характеристика интерфазного ядра

Ядро — это важнейшая составная часть клетки, которая имеется практически во всех клетках многоклеточных организмов. Большинство клеток имеет одно ядро, но бывают двуядерные и многоядерные клетки (например, поперечно-полосатые мышечные волокна).  Двуядерность и многоядерность обусловлены функциональными особенностями или патологическим состоянием клеток.   Форма и размеры ядра очень изменчивы и зависят от вида организма, типа, возраста и функционального состояния клетки. В среднем объем ядра составляет приблизительно 10% от общего объема клетки.  Чаще всего ядро имеет округлую или овальную форму размером от 3 до 10 мкм в диаметре.  Минимальный размер ядра составляет 1 мкм (у некоторых простейших), максимальный — 1 мм (яйцеклетки некоторых рыб и земноводных).  В некоторых случаях наблюдается зависимость формы ядра от формы клетки.  Ядро обычно занимает центральное положение, но в дифференцированных клетках может быть смещено к периферийному участку клетки.  В ядре сосредоточена практически вся ДНК эукариотической клетки.

Основными функциями ядра являются:

1) Хранение и передача генетической информации;

2) Регуляция синтеза белка, обмена веществ и энергии в клетке.

Таким образом, ядро является не только вместилищем генетического материала, но и местом, где этот материал функционирует и воспроизводится. Поэтому нарушение любой из этих функций приведет к гибели клетки. Все это указывает на ведущее значение ядерных структур в процессах синтеза нуклеиновых кислот и белков.

Одним из первых ученых продемонстрировавших роль ядра в жизнедеятельности клетки был немецкий биолог Хаммерлинг. В качестве экспериментального объекта Хаммерлинг использовал крупные одноклеточные морские водоросли Acetobularia mediterranea и А. crenulata.  Эти близкородственные виды хорошо отличаются друг от друга по форме «шляпки».  В основании стебелька находится ядро. В одних экспериментах шляпку отделяли от нижней части стебелька.  В результате было установлено, что для нормального развития шляпки необходимо ядро. В других экспериментах стебелек с ядром одного вида водоросли соединялся со стебельком без ядра другого вида. У образовавшихся химер всегда развивалась шляпка, типичная для того вида, которому принадлежало ядро.

Общий план строения интерфазного ядра одинаков у всех клеток.   Ядро состоит из ядерной оболочки, хроматина, ядрышек, ядерного белкового матрикса и кариоплазмы (нуклеоплазмы).  Эти компоненты встречаются практически во всех неделящихся клетках эукариотических одно- и многоклеточных организмов.

2. Ядерная оболочка, строение и функциональное значение

Ядерная оболочка (кариолемма, кариотека) состоит из внешней и внутренней ядерных мембран толщиной по 7 нм.  Между ними располагается перинуклеарное пространство шириной от 20 до 40 нм.  Основными химическими компонентами ядерной оболочки являются липиды (13-35%) и белки (50-75%). В составе ядерных оболочек обнаруживаются также небольшие количества ДНК (0-8%) и РНК (3-9%).  Ядерные оболочки характеризуются относительно низким содержанием холестерина и высоким — фосфолипидов. Ядерная оболочка непосредственно связана с эндоплазматической сетью и содержимым ядра. С обеих сторон к ней прилегают сетеподобные структуры. Сетеподобная структура, выстилающая внутреннюю ядерную мембрану, имеет вид тонкой оболочки и называется ядерной ламиной.   Ядерная ламина поддерживает мембрану и контактирует с хромосомами и ядерными РНК. Сетеподобная структура, окружающая наружную ядерную мембрану, гораздо менее компактна. Внешняя ядерная мембрана усеяна рибосомами, участвующими в синтезе белка. В ядерной оболочке имеются многочисленные поры диаметром около 30-100 нм.  Количество ядерных пор зависит от типа клетки, стадии клеточного цикла и конкретной гормональной ситуации. Так чем интенсивнее синтетические процессы в клетке, тем больше пор имеется в ядерной оболочке. Ядерные поры довольно лабильные структуры, т.  е.  в зависимости от внешнего воздействия способны изменять свой радиус и проводимость. Отверстие поры заполнено сложноорганизованными глобулярными и фибриллярными структурами. Совокупность мембранных перфораций и этих структур называют ядерным поровым комплексом.  Сложный комплекс пор имеет октагональную симметрию. По границе округлого отверстия в ядерной оболочке располагаются три ряда гранул, по 8 штук в каждом: один ряд лежит средство построения концептуальных моделей стороны ядра, другой — средство построения концептуальных моделей стороны цитоплазмы, третий расположен в центральной части пор.   Размер гранул около 25 нм.  От гранул отходят фибриллярные отростки.  Такие фибриллы, отходящие от периферических гранул, могут сходиться в центре и создавать как бы перегородку, диафрагму, поперек поры.  В центре отверстия часто можно видеть так называемую центральную гранулу.

Ядерно-цитоплазматический транспорт

Процесс транслокации субстрата через ядерную пору (для случая импорта) состоит из нескольких стадий.  На первой стадии транспортирующийся комплекс заякоривается на обращенной в цитоплазму фибрилле.  Затем фибрилла сгибается и перемещает комплекс ко входу в канал ядерной поры.  Происходит собственно транслокация и освобождение комплекса в кариоплазму.  Известен и обратный процесс — перенос веществ из ядра в цитоплазму.  Это в первую очередь касается транспорта РНК синтезируемого исключительно в ядре. Также существует другой путь переноса веществ из ядра в цитоплазму.  Он связан с образованием выростов ядерной оболочки, которые могут отделяться от ядра в виде вакуолей, а затем содержимое их изливается или выбрасывается в цитоплазму.

Таким образом, обмен веществ между ядром и цитоплазмой осуществляется двумя основными путями: через поры и путем отшнуровывания.

Функции ядерной оболочки:

1. Барьерная.  Эта функция заключается в отделении содержимого ядра от цитоплазмы. В результате оказываются пространственно разобщенными процессы синтеза РНК/ДНК от синтеза белка.

2. Транспортная. Ядерная оболочка активно регулирует транспорт макромолекул между ядром и цитоплазмой.

3. Организующая. Одной из основных функций ядерной оболочки является ее участие в создании внутриядерного порядка.

3. Строение и функции хроматина и хромосом

Наследственный материал может находиться в ядре клетки в двух структурно-функциональных состояниях:

1. Хроматин. Это деконденсированное, метаболически активное состояние, предназначенное для обеспечения процессов транскрипции и редупликации в интерфазе.

2. Хромосомы. Это максимально конденсированное, компактное, метаболически неактивное состояние, предназначенное для распределения и транспортировки генетического материала в дочерние клетки.

Хроматин. В ядре клеток выявляются зоны плотного вещества, которые хорошо окрашиваются основными красителями. Эти структуры получили название «хроматин» (от греч. «хромо» – цвет, краска).  Хроматин интерфазных ядер представляет собой хромосомы, находящиеся в деконденсированном состоянии.  Степень деконденсации хромосом может быть различной.  Зоны полной деконденсации называются эухроматином.  При неполной деконденсации в интерфазном ядре видны участки конденсированного хроматина, называемого гетерохроматином. Степень деконденсации хроматина в интерфазе отражает функциональную нагрузку этой структуры. Чем «диффузнее» распределен хроматин в интерфазном ядре, тем интенсивнее в нем синтетические процессы. Уменьшение синтеза РНК в клетках обычно сопровождается увеличением зон конденсированного хроматина. Максимальная конденсация конденсированного хроматина достигается во время митотического деления клеток. В этот период хромосомы не выполняют никаких синтетических функций.

В химическом отношении хроматин состоит из ДНК (30-45%), гистонов (30-50%), негистонных белков (4-33%) и небольшого количества РНК.  ДНК эукариотических хромосом представляет собой линейные молекулы, состоящие из тандемно (друг за другом) расположенных репликонов разного размера.  Средний размер репликона около 30 мкм.  Репликоны — участки ДНК, которые синтезируются как независимые единицы. Репликоны имеют начальную и терминальную точки синтеза ДНК. РНК представляет собой все известные клеточные типы РНК, находящиеся в процессе синтеза или созревания. Гистоны синтезируются на полисомах в цитоплазме, причем этот синтез начинается несколько раньше редупликации ДНК. Синтезированные гистоны мигрируют из цитоплазмы в ядро, где и связываются с участками ДНК.

В структурном отношении хроматин представляет собой нитчатые комплексные молекулы дезоксирибонуклеопротеида (ДНП), которые состоят из ДНК, ассоциированной с гистонами. Хроматиновая нить представляет собой двойную спираль ДНК, окружающую гистоновый стержень. Она состоит из повторяющихся единиц – нуклеосом. Количество нуклеосом огромно.

Хромосомы (от.  греч.  хромо и сома) — это органоиды клеточного ядра, являющиеся носителями генов и определяющие наследственные свойства клеток и организмов.

Хромосомы представляют собой палочковидные структуры разной длины с довольно постоянной толщиной. У них имеется зона первичной перетяжки, которая делит хромосому на два плеча.  Хромосомы с равными называют метацентрическими, с плечами неодинаковой длины — субметацентрическими. Хромосомы с очень коротким, почти незаметным вторым плечом называются акроцентрическими.

В области первичной перетяжки находится центромера, представляющая собой пластинчатую структуру в виде диска. К центромере прикрепляются пучки микротрубочек митотического веретена, идущие в направлении к центриолям.  Эти пучки микротрубочек принимают участие в движении хромосом к полюсам клетки при митозе. Некоторые хромосомы имеют вторичную перетяжку. Последняя обычно расположена вблизи дистального конца хромосомы и отделяет маленький участок, спутник. Вторичные перетяжки называют ядрышковыми организаторами.  Здесь локализована ДНК, ответственная за синтез р-РНК.  Плечи хромосом оканчиваются теломерами, конечными участками. Теломерные концы хромосом не способны соединяться с другими хромосомами или их фрагментами. В отличие от них разорванные концы хромосом могут присоединяться к таким же разорванным концам других хромосом.

Размеры хромосом у разных организмов варьируют в широких пределах.  Так, длина хромосом может колебаться от 0,2 до 50 мкм.  Самые мелкие хромосомы обнаруживаются у некоторых простейших, грибов. Наиболее длинные — у некоторых прямокрылых насекомых, у амфибий и у лилейных. Длина хромосом человека находится в пределах 1,5-10 мкм.

Число хромосом у различных объектов также значительно колеблется, но характерно для каждого вида животных или растений. У некоторых радиолярий число хромосом достигает 1000-1600. Рекордсменом среди растений по числу хромосом (около 500) является папоротник ужовник, 308 хромосом у тутового дерева. Наименьшее количество хромосом (2 на диплоидный набор) наблюдается у малярийного плазмодия, лошадиной аскариды. У человека число хромосом составляет 46, у шимпанзе, таракана и перца – 48, плодовая мушка дрозофила – 8, домашняя муха – 12, сазана – 104, ели и сосны – 24, голубя  — 80.

Кариотип (от греч.  Карион — ядро, ядро ореха, операторы — образец, форма) — совокупность признаков хромосомного набора (число, размер, форма хромосом), характерные для того или иного вида.

Особи разного пола (особенно у животных) одного и того же вида могут различаться по числу хромосом (различие чаще всего на одну хромосому).  Даже у близких видов хромосомные наборы отличаются друг от друга или по числу хромосом, или по величине хотя бы одной или нескольких хромосом. Следовательно, структура кариотипа может быть таксономическим признаком.

Ещё посмотрите лекцию «Заключение и приложения» по этой теме.

Во второй половине 20 века в практику хромосомного анализа стали внедряться методы дифференциального окрашивания хромосом. Считается, что способность отдельных участков хромосом к окрашиванию связана с их химическими различиями.

4. Ядрышко.  Кариоплазма.  Ядерный белковый матрикс

Ядрышко (нуклеола) — обязательный компонент клеточного ядра эукариотных организмов.  Однако имеются некоторые исключения.  Так ядрышки отсутствуют в высокоспециализированных клетках, в частности в некоторых клетках крови.  Ядрышко представляет собой плотное тельце округлой формы величиной 1-5 мкм.  В отличие от цитоплазматических органоидов ядрышко не имеет мембраны, которая окружала бы его содержимое.  Размер ядрышка отражает степень его функциональной активности, которая широко варьирует в различных клетках.  Ядрышко  является производным хромосомы.  В состав ядрышка входят белок, РНК и ДНК.  Концентрация РНК в ядрышках всегда выше концентрации РНК в других компонентах клетки.   Так концентрация РНК в ядрышке может быть в 2-8 раз выше, чем в ядре, и в 1-3 раза выше, чем в цитоплазме.  Благодаря высокому содержанию РНК, ядрышки хорошо окрашиваются основными красителями.  ДНК в ядрышке образует большие петли, которые носят название «ядрышковые организаторы».  От них зависит образование и количество ядрышек в клетках.  Ядрышко неоднородно по своему строению.  В нем выявляются два основных компонента: гранулярный и фибриллярный.  Диаметр гранул около 15-20 нм, толщина фибрилл – 6-8 нм.  Фибриллярный компонент может быть сосредоточен в центральной части ядрышка, а гранулярный — по периферии.  Часто гранулярный компонент образует нитчатые структуры — нуклеолонемы толщиной около 0, 2 мкм.  Фибриллярный компонент ядрышек представляет собой рибонуклеопротеидные тяжи предшественников рибосом, а гранулы — созревающие субъединицы рибосом.  Функция ядрышка заключается в образовании рибосомных РНК (рРНК) и рибосом, на которых происходит синтез полипептидных цепей в цитоплазме.   Механизм образования рибосом следующий: на ДНК ядрышкового организатора образуется предшественник рРНК, который в зоне ядрышка одевается белком.  В зоне ядрышка происходит сборка субъединиц рибосом.  В активно функционирующих ядрышках синтезируется 1500-3000 рибосом в минуту.  Рибосомы из ядрышка через поры в ядерной оболочке поступают на мембраны эндоплазматической сети.  Количество и образование ядрышек связано с активностью ядрышковых организаторов.  Изменения числа ядрышек могут происходить за счет слияния ядрышек или при сдвигах в хромосомном балансе клетки.  Обычно в ядрах содержится несколько ядрышек.  В ядрах некоторых клеток (ооциты тритонов) содержится большое количество ядрышек.  Это явление получило название амплификации. Оно заключается в организации систем управления качеством, что происходит сверхрепликация зоны ядрышкового организатора, многочисленные копии отходят от хромосом и становятся дополнительно работающими ядрышками.  Такой процесс необходим для накопления огромного количества рибосом на яйцеклетку. Благодаря этому обеспечивается развитие эмбриона на ранних стадиях даже при отсутствии синтеза новых рибосом.  Сверхчисленные ядрышки после созревания яйцевой клетки исчезают.

Судьба ядрышка при делении клеток.  По мере затухания синтеза р-РНК в профазе происходит разрыхление ядрышка и выход готовых рибосом в кариоплазму, а затем и в цитоплазму.  При конденсации хромосом фибриллярный компонент ядрышка и часть гранул тесно ассоциируют с их поверхностью, образуя основу матрикса митотических хромосом. Этот фибриллярно-гранулярный материал переносится хромосомами в дочерние клетки.  В ранней телофазе по мере деконденсации хромосом происходит высвобождение компонентов матрикса.  Его фибриллярная часть начинает собираться в мелкие многочисленные ассоциаты — предъядрышки, которые могут объединяться друг с другом.  По мере возобновления синтеза РНК предъядрышки превращаются в нормально функционирующие ядрышки.

Кариоплазма (от греч.  < карион > – орех, ядро ореха), или ядерный сок, в виде бесструктурной полужидкой массы окружает хроматин и ядрышки.  Ядерный сок содержит белки и различные РНК.

Ядерный белковый матрикс (ядерный скелет) — каркасная внутриядерная система, которая служит для поддержания общей структуры интерфазного ядра объединения всех ядерных компонентов.  Представляет собой нерастворимый материал, остающийся в ядре после биохимических экстракций. Он не имеет четкой морфологической структуры и состоит на 98% из белков.

Ядро клетки человека: строение, функции и происхождение

Ядро клетки — это обязательная структура каждого эукариотического организма. Эта органелла выполняет самые разнообразные функции, но основное ее предназначение — это хранение и передача наследственного генетического материала.

Практически каждая клетка человеческого организма имеет ядро. Исключение составляют лишь тромбоциты и эритроциты крови. Большинство клеток одноядерные, но, например, мышечные волокна и нейроны могут иметь и несколько этих органелл. Ядро в клетке может иметь разные размеры — самые большие ядерные структуры в женской яйцеклетке.

Ядро клетки: строение

Ядро имеет довольно сложную структуру и состоит их ядерной оболочки, хроматина, ядрышка и нуклеоплазмы. Давайте рассмотрим каждую его часть более подробно.

  • Кариотека, или ядерная оболочка — это структура, которая отделяет внутреннюю среду ядра от цитоплазмы. Состоит эта оболочка из внешней и внутренней мембран, между которыми есть так называемое перинуклеарное пространство. Интересно, что внешняя мембрана оболочки переходит непосредственно в мембрану гранулярной эндоплазматической сети, поэтому полости цистерн ЭПС и ядра соединены между собой. А оболочке имеются ядерные поры, закрытые диафрагмой. Они предназначены для проникновения внутрь крупных молекул, а также для обмена веществ между кариоплазмой и цитоплазмой.
  • Кариоплазма — гомогенное вещество, которое наполняет внутреннюю полость ядра. В ней содержится ядрышко, а также хроматин.
  • Хроматин — генетический материал клетки. Его структурной единицей является нуклеосома, которая представляет собой нить ДНК, намотанную на специфический белок – гистон. В клетке различают два состояния генетического материала. Гетерохроматин —представляет собой небольшие, плотные осмофильные гранулы. Эухроматин, или разрыхленный хроматин — это участки, в которых активно протекают синтетические процессы. Во время деления клетки хроматин конденсируется, формируя хромосомы.
  • Ядрышко — небольшая, овальная структура, которая состоит из нитей РНК и белковых молекул. Именно здесь происходит образование субъединиц рибосом. В ядре может быть одно или несколько ядрышек, но заметить их можно только в неделящихся клетках.

Ядро клетки: функции

Функции клеточного ядра можно определить, ознакомившись с его строением. Во-первых, ядро отвечает за передачу наследственного набора информации во время деления клетки, причем как митоза, так и мейоза. Во время митоза дочерние клетки получают геном, который идентичен с материнской клеткой. При мейозе (образовании половых клеток человека) каждая клетка получает только половину хромосомного набора — полный набор хромосом формируется только после слияния с половой клеткой другого организма.

Кроме того, ядро клетки отвечает за один из самых важных этапов метаболизма — синтез белка. Дело в том, что именно в ядре образуется информационная, или матричная РНК. Затем она выходит в эндоплазматическую сеть, присоединяется к рибосоме и служит моделью для формирования аминокислотной последовательности пептидной молекулы.

И как уже было сказано, в ядре осуществляется синтез субъединиц рибосомы.

Ядро клетки: происхождение

На сегодняшний день существует несколько совершенно разных гипотез, с помощью которых ученые пытаются объяснить, как именно в клетке образовалось ядро. Но, к сожалению, ни одно из этих утверждений еще не нашло фактического подтверждения.

Существует теория, что ядро как клеточная структура образовалось в результате симбиоза бактериальной клетки и археи. Другие же ученые считают, что ядро — это результат заражения клетки специфическим вирусом.

Наиболее полное объяснение содержит в себе так называемая экзомембранная гипотеза. Согласно ей, в процессе эволюции у клетки возникла еще одна внешняя клеточная оболочка. При этом старая, внутренняя мембрана превратилась в оболочку ядра — со временем в ней возникла сложная система пор, а затем в ее полости начали концентрироваться молекулы хроматина.

Ядро: определение, структура и функции — Наука и Техника — Каталог статей

Клетка является фундаментальным организационным и функциональным компонентом в живых существах, являясь самой простой естественной конструкцией, которая включает в себя все свойства, приписанные жизни. Действительно, некоторые организмы состоят только из одной клетки. Наиболее выдающейся визуальной и функциональной особенностью типичной клетки является ее ядро.

Лучшая аналогия с клеточным ядром состоит в том, что, по крайней мере у эукариот, это «мозг» клетки. почти так же, как буквальный мозг является центром управления родительского животного. У прокариот, у которых нет ядер, генетический материал находится в характерном рыхлом кластере в цитоплазме клетки. Хотя некоторые эукариотические клетки являются ядрышковыми (например, эритроциты), большинство человеческих клеток содержат одно или несколько ядер, которые хранят информацию, отправляют команды и выполняют другие «высшие» функции клеток.

Охрана Крепости: ядро является одной из многих органелл (по-французски «маленький орган»), обнаруживаемых в эукариотических клетках. Все клетки связаны мембраной с двойной мембраной, обычно просто называемой клеточной мембраной; все органеллы также имеют двойную плазматическую мембрану, которая отделяет органеллу от цитоплазмы, желатинового вещества, которое составляет большую часть массы внутри клетки.

Ядро обычно является наиболее заметной органеллой, когда клетку рассматривают под микроскопом, и оно, несомненно, является выдающимся с точки зрения важности функции.

Точно так же, как мозг животного, хотя он и тщательно защищен в максимально безопасном физическом пространстве, должен взаимодействовать с остальным телом различными способами, хорошо охраняемое ядро ​​обменивается материалом с остальной частью клетки с помощью различных механизмов. Хотя человеческому мозгу повезло, что он защищен костным черепом, ядро ​​полагается на ядерную оболочку для защиты.

Поскольку ядро ​​находится внутри структуры, которая сама защищена от внешнего мира клеточной мембраной (а в случае растений — клеточной стенкой), конкретные угрозы для ядра должны быть минимальными.

Познакомьтесь с командой по ядерной безопасности. Ядерная оболочка имеет характеристики двойной плазменной мембраны, похожей на ту, которая окружает все органеллы. Он содержит отверстия, называемые ядерными порами, через которые вещества могут обмениваться с цитоплазмой клетки в соответствии с требованиями реального времени.

Эти поры активно контролируют транспорт более крупных молекул, таких как белки, в собственно ядро ​​и из него. Однако более мелкие молекулы, такие как вода, ионы (например, кальций) и нуклеиновые кислоты, такие как рибонуклеиновая кислота (РНК) и аденозинтрифосфат (АТФ, источник энергии), могут свободно проходить назад и вперед через поры.

Таким образом, сама ядерная оболочка, помимо ее содержимого, способствует регуляции информации, передаваемой из ядра в остальную часть клетки.

Бизнес ядерного правительства: ядро ​​содержит дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК), упакованную в спиральные молекулярные нити, называемые хроматином. Это функционирует как генетический материал клетки, и у людей хроматин делится на 46 парных единиц, называемых хромосомами. Каждая хромосома на самом деле является не чем иным, как чрезвычайно длинной цепью ДНК вместе с достаточным количеством белков, называемых гистонами.

Наконец, ядро ​​также содержит одно или несколько ядрышек (единственное ядрышко). Это конденсация ДНК, которая кодирует органеллы, известные как рибосомы. Рибосомы, в свою очередь, ответственны за производство почти всех белков в организме. Под микроскопом ядрышко выглядит темным по отношению к окружающей среде.


Генетическая информация. Ядро

Как уже отмечалось, основной молекулой хроматина и хромосом в ядре и, следовательно, основной молекулой генетической информации, является ДНК. ДНК состоит из мономеров, называемых нуклеотидами, каждый из которых, в свою очередь, имеет три субъединицы: пятиуглеродный сахар, называемый дезоксирибозой, фосфатную группу и азотистое основание. Сахарная и фосфатная части молекулы инвариантны, но азотистое основание бывает четырех типов: аденин (A), цитозин (C), гуанин (G) и тимин (T).

Таким образом, один нуклеотид содержит фосфат, связанный с дезоксирибозой, который связан на своей противоположной стороне с любым присутствующим азотистым основанием. Нуклеотиды логически названы по азотистому основанию, которое они содержат (например, A, C, G или T). Наконец, фосфат одного нуклеотида связан с дезоксирибозой следующего, создавая тем самым длинную цепь или цепь ДНК.

Получение ДНК в форме: в природе, однако, ДНК не одноцепочечная, а двухцепочечная. Это происходит через связь между азотистыми основаниями соседних нитей. Критически, типы связей, которые могут быть сформированы в этой договоренности, ограничены A-T и C-G.

Это имеет ряд функциональных последствий, одно из которых состоит в том, что, если последовательность нуклеотидов в одной цепи ДНК известна, можно определить последовательность цепи, с которой она может связываться. Исходя из этого соотношения, в двухцепочечной ДНК одна цепь дополняет другую.

Двухцепочечная ДНК, когда она не подвергается влиянию внешних факторов, имеет форму двойной спирали.

Это означает, что комплементарные связанные нити соединяются связями между их азотистыми основаниями, образуя что-то вроде лестницы, и что концы этой лестничной конструкции скручены в противоположных направлениях друг от друга.

Если вы видели винтовую лестницу, вы в некотором смысле видели, на что похожа двойная спираль ДНК. В ядре, однако, ДНК очень плотно упакована; на самом деле, чтобы функционировать в клетке животного, каждая клетка должна содержать достаточно ДНК, чтобы достичь удивительных 6 футов, если бы она была вытянута от начала до конца. Это достигается за счет образования хроматина.

Хроматин, эксперт по эффективности клеток: Хроматин состоит из ДНК и белков, называемых гистонами. Части, содержащие только ДНК, чередуются с участками, содержащими ДНК, обернутые вокруг гистонов. Гистоновые компоненты на самом деле состоят из октетов или групп по восемь человек. Эти восемь подразделений входят в четыре пары. Когда ДНК встречается с этими гистоновыми октетами, она оборачивается вокруг гистонов, как нить, намотанная на катушку. Полученный комплекс ДНК-гистон называется нуклеосомой.

Нуклеосомы намотаны на структуры, называемые соленоидами, которые затем сворачиваются в другие структуры и т. Д .; это изящное наслоение намотки и упаковки — это то, что в конечном итоге позволяет так много генетической информации сконцентрироваться в таком маленьком пространстве.

Хроматин человека делится на 46 отдельных частей, которые являются хромосомами. Каждый получает 23 хромосомы от каждого родителя. 44 из этих 46 хромосом пронумерованы и спарены, так что каждый получает две копии хромосомы 1, две хромосомы 2 и т. Д. До 22. Остальные хромосомы — это половые хромосомы.

У мужчины одна Х-хромосома и одна Y-хромосома, а у женщины две Х-хромосомы. 23 считается гаплоидным числом у людей, а 46 называется диплоидным числом. За исключением клеток, называемых гаметами, все клетки человека содержат диплоидное число хромосом, одну полную копию хромосом, унаследованных от каждого родителя.

Хроматин на самом деле бывает двух типов: гетерохроматин и эухроматин. Гетерохроматин очень плотно упакован даже по стандартам хроматина в целом, и его ДНК обычно не транскрибируется в РНК, которая кодирует функциональный белковый продукт. Эухроматин менее плотно сгруппирован и обычно транскрибируется.

Более слабое расположение эухроматина облегчает доступ молекул ДНК, участвующих в транскрипции, к ДНК.

Экспрессия генов и ядро

Транскрипция, процесс, с помощью которого ДНК используется для создания молекулы РНК (мРНК), происходит в ядре.

Это первый шаг в так называемой «центральной догме» молекулярной биологии: ДНК транскрибируется для создания мРНК мессенджера, которая затем транслируется в белки. ДНК содержит гены, которые представляют собой просто уникальные длины ДНК, которые кодируют данные белки. Окончательный синтез белкового продукта — это то, что ученые имеют в виду, когда упоминают экспрессию генов.

В начале транскрипции двойная спираль ДНК в транскрибируемой области частично раскручивается, что приводит к появлению транскрипционного пузыря. В этот момент ферменты и другие белки, которые вносят вклад в транскрипцию, мигрировали в регион. Некоторые из них связываются с последовательностью ДНК нуклеотидов, называемой промотором.

Ответ на сайте промотора определяет, будет ли транскрибирован ген «вниз по течению» или он будет проигнорирован.

РНК-мессенджер состоит из нуклеотидов, которые совпадают с найденными в ДНК, за исключением двух характеристик: сахар представляет собой рибозу вместо дезоксирибозы и азотистое основание урацил (U) заменяет тимин. Эти нуклеотиды соединяются, чтобы создать молекулу, которая практически идентична комплементарной цепи ДНК, используемой в качестве матрицы для транскрипции. Таким образом, цепь ДНК с последовательностью оснований ATCGGCT будет иметь комплементарную цепь ДНК TAGCCGA и продукт транскрипции мРНК UAGCCGU.

    Каждая комбинация из трех нуклеотидов (AAA, AAC и т. Д.) Несет код для отдельной аминокислоты. 20 аминокислот, которые содержатся в организме человека, составляют белки.
    Поскольку существует 64 возможных комбинации трех оснований из четырех (4 возводятся в степень 3), некоторые аминокислоты имеют, как их называют, несколько кодонов, связанных с ними. Но_ каждый кодон неизменно кодирует одну и ту же аминокислоту_.
    Ошибки транскрипции действительно встречаются в природе, приводя к мутантным или неполным белковым продуктам в дальнейшем, но в целом такие ошибки статистически редки, и их общее влияние, к счастью, ограничено.

Как только мРНК полностью транскрибируется, она удаляется от ДНК, на которой она была собрана. Затем он подвергается сплайсингу, который удаляет не кодирующие белок части мРНК (интроны), оставляя при этом нетронутыми сегменты, кодирующие белок (экзоны). Эта обработанная мРНК затем покидает ядро ​​для цитоплазмы. В конце концов, он столкнется с рибосомой, и код, который он несет в форме своей базовой последовательности, будет переведен в определенный белок.

Деление клеток и ядро

Митоз — это пятифазный процесс (в некоторых более старых источниках перечисляются четыре фазы), при котором клетка реплицирует свою ДНК, что означает репликацию ее хромосом и связанных с ними структур, включая ядро.

В начале митоза хромосомы, которые к этому моменту в жизненном цикле клетки довольно свободно сидели в ядре, становятся гораздо более конденсированными, в то время как ядрышко делает противоположное и становится труднее визуализировать; во время второй из пяти основных стадий митоза, называемой прометафазой, ядерная оболочка исчезает.

    У некоторых видов, особенно грибковых дрожжей, ядерная оболочка остается неповрежденной в течение всего митоза; этот процесс известен как закрытый митоз.

Растворение ядерной оболочки контролируется добавлением и удалением фосфатных групп к белкам внутри ядра. Эти реакции фосфорилирования и дефосфорилирования регулируются ферментами, называемыми киназами. Ядерная мембрана, образующая оболочку, уменьшается до ассортимента мелких мембранных везикул, а ядерные поры, которые присутствовали в ядерной оболочке, разбираются (напомним, что это не просто дыры в оболочке, а каналы, которые активно регулируются для препятствуйте тому, чтобы определенные вещества просто входили и выходили из ядра неконтролируемым способом).

    Оболочка в основном состоит из белков, называемых ламинами, и когда оболочка растворяется, ламины деполимеризуются и вместо этого кратковременно существуют в виде димеров или групп из двух субъединиц.

Во время телофазы, заключительного этапа митоза, вокруг двух наборов дочерних хромосом образуются две новые ядерные оболочки, и вся клетка затем расщепляется в процессе цитокинеза, чтобы завершить деление клетки.

Что такое ядро? Что делает ядро?

Проще говоря, ядро ​​— это связанная с мембраной органелла, присутствующая во всех эукариотических клетках и содержащая генетическую и хромосомную информацию организма. Ядро содержит митохондриальную ДНК, необходимую для репликации клетки и роста организма

Любой, кто когда-либо изучал человеческое тело, понимает, что каждая отдельная часть играет ключевую роль, выполняя важнейшую задачу, которая заставляет нас двигаться и поддерживает наше общее здоровье.Это относится как к крупномасштабному, так и к микрокосмическому уровню. От нашей пары надувных легких до микроскопических органелл в каждой из наших клеток — анатомия и физиология человека чрезвычайно взаимосвязаны и сложны.

Однако некоторые элементы жизни более важны, чем другие, или, по крайней мере, расположены ближе к центру действия. Это, безусловно, относится к ядру, которое физически находится в центре каждой отдельной клетки нашего тела и каждой малой клетки каждого организма на этой планете.Четкое понимание того, что делает эта органелла и почему она так важна, может обеспечить восходящее понимание самой жизни!


Рекомендуемое видео для вас:


Что такое Nucleus?

Проще говоря, ядро ​​— это связанная с мембраной органелла, обнаруженная во всех эукариотических клетках и содержащая генетическую и хромосомную информацию организма. Ядро содержит митохондриальную ДНК, которая необходима для репликации клетки и роста организма.

(Фото: Designua/Shutterstock)

В сочетании с различными белками эта митохондриальная ДНК формируется в хромосомы. Находясь в центре клетки, ядро ​​связано двойной мембраной, ядерной оболочкой, которая отделяет его от остального содержимого клетки, включая другие органеллы.

Ядерная оболочка действует как барьер, пропуская через ядерные поры только определенные молекулы и сохраняя форму ядра.Эта регуляция движения осуществляется с помощью белков-переносчиков/транспортеров на поверхности ядерной оболочки. Ядро заполнено нуклеоплазмой, студенистым веществом, похожим на цитоплазму, которая заполняет остальную часть клетки.

Эта жидкость способствует движению молекул и всей генетической активности внутри ядра. Учитывая, что ядро ​​содержит большую часть генетического материала (хромосомную ДНК и другие белки), ядро ​​также регулирует генетическую экспрессию, заслужив репутацию «мозга» каждой клетки.

Ядро также содержит ядрышко, необходимое для синтеза белка (о нем будет подробно рассказано ниже), а также связи с эндоплазматическим ретикулумом и общей клеточной инфраструктурой, что позволяет ему поддерживать контроль и регулирование всей клеточной активности. Короче говоря, ядро ​​— это замкнутый «центр управления» эукариотической клетки.

Функция ядра

Термин «клеточная активность» довольно расплывчатый, и, учитывая, что ядро ​​является «мозгом» клетки, эта деятельность заслуживает некоторого пояснения.Подобно человеческим существам и их мозгу, без ядра клетка не сможет функционировать и немедленно погибнет. При этом основная цель ядра — обеспечить пространство для репликации ДНК и контролировать экспрессию генов внутри клетки. Как это происходит, сложно, но важно понять.

Ядрышко, о котором упоминалось выше, часто упускается из виду, но именно здесь происходит большая часть клеточной «магии».

(Фото: Тимонина/Shutterstock)

Ядрышко представляет собой плотную структуру в ядре, состоящую из белков и РНК. Это сайт, где синтезируется РНК и создаются рибосомы. Затем рибосомы будут перемещены из ядра в цитозоль клетки, где они играют ключевую роль в синтезе белка путем трансляции мРНК либо в эндоплазматическом ретикулуме, либо в виде свободно движущихся рибосом. В ядрышке создаются не только рибосомы, но и продуцируется информационная РНК (мРНК), представляющая собой транскрибируемый участок ДНК. Затем эта мРНК перемещается в цитоплазму, где она транскрибируется тРНК и рибосомами для синтеза белков в соответствии с указаниями ядра!

Удержание и защита генетического материала клетки является наиболее важной функцией ядра, поскольку эта хромосомная ДНК контролирует, какие гены экспрессируются и какие белки синтезируются, по существу направляя всю деятельность, происходящую в клетке.Вот почему клетка не может выжить без ядра; в его отсутствие не было бы ничего, что могло бы «дергать за ниточки» как таковое. Когда клетка не делится, хромосомы организованы в длинные нити хроматина, тогда как во время репликации клетки они затвердевают и стягиваются в хромосомы. Между клеточными делениями генетический материал будет реплицироваться внутри ядра, что является важным шагом, прежде чем клетка сможет делиться.

Другие функции ядра

Контроль генетической экспрессии и синтеза белка, наряду с защитой генетического материала клетки, являются основными задачами ядра, но есть некоторые другие элементы этой органеллы, о которых забывают.Структурный каркас ядра состоит из ламиновых белков, специализированных белков, которые служат множеству целей на протяжении всей своей жизни. Когда клетка здорова, они обеспечивают структуру и стабильность ядра, но когда клетка перестает эффективно функционировать или испытывает дефицит, ламиновые белки также запускают начало апоптоза (запрограммированная гибель клеток), чтобы защитить более крупный организм. .

Существуют и другие ядерные тельца, помимо тех, что подробно обсуждались выше, в том числе тела с экзотическими названиями, такие как тельца PML, тельца Кахаля, сплайсинговые крапинки и кластосомы. Специфические функции этих в значительной степени неизученных ядерных телец обычно связаны с процессингом и транскрипцией пре-мРНК, репликацией ДНК и регуляцией нуклеоплазмы. Детали этих ядерных тел выходят за рамки этой статьи, так как многие из них все еще исследуются.

Заключительное слово

Хотя большинство людей знакомы с термином «ядро» и понимают, что это важная часть любой клетки, конкретные функции и обязанности ядра часто понимаются неправильно.Это больше, чем место для хранения ДНК, и оно делает больше, чем просто управляет клеткой; ядро — это сокровище в центре лабиринта, сложный и неутомимый двигатель, управляющий всеми клеточными функциями. Без ядра, заключенного в защитную оболочку, уровень генетической сложности, которым обладают эукариоты, был бы невозможен, а это означает, что люди никогда не достигли бы точки, в которой мы могли бы изучать эту увлекательную и важную органеллу!

Nucleus – определение и примеры

Nucleus
n. , множественное число: ядра
[ˈnjuː.kli.əs]
Определение: крупная органелла в эукариотических клетках, содержащая генетический материал

форма множества линейных молекул ДНК, организованных в структуры, называемые хромосомами. В клеточной биологии функция ядра состоит в том, чтобы действовать как центр управления клеткой . Это потому, что он содержит генетический материал, который кодирует жизненно важные функции клетки.Ядро — это органелла, отвечающая за поддержание целостности ДНК и за контроль клеточной активности, такой как метаболизм, рост и размножение, путем регуляции экспрессии генов. Ядро — самая крупная цитоплазматическая структура в клетках животных. В клетках млекопитающих средний диаметр составляет 6 мкм. Однако есть клетки, у которых отсутствуют ядра, — эритроциты человека. Есть также определенные клетки, которые содержат относительно больше ядер, например. остеокласты.


Какова роль ядра в синтезе белка? Это место, где производятся белки? Найдите ответы здесь: Где происходит синтез белка? Присоединяйтесь к нам на нашем форуме!


 

Определение ядра

В биологии термин ядро ​​ обычно относится к ядру клетки , которое определяется как органелла внутри клетки, содержащая хромосомы. Однако не все клетки имеют ядро. Когда в клетке отсутствует ядро, клетка описывается как безъядерная . Помимо этого определения, ядро ​​также используется в других областях биологии. Например, в ботанике ядро ​​может также относиться к центральному ядру ореха или семени или к центру гранулы крахмала. В нейроанатомии ядро ​​представляет собой группу клеточных тел нервных клеток в головном или спинном мозге.

В других областях науки термин ядро ​​ может относиться к ядру или центральной части, вокруг которой сгруппированы или собраны другие части.Например, в физике ядро ​​относится к положительно заряженному центру атома, который обычно содержит протоны и нейтроны. В химии ядро ​​— это фундаментальное расположение атомов, возникающее в соединениях путем замещения атомов без изменения структуры. В астрономии ядро ​​— это центр головы кометы или центральная или самая яркая часть туманности или галактики. В метеорологии ядро ​​— это частица, на которой молекулы водяного пара скапливаются в свободном воздухе, образуя капли воды или кристаллы льда.

Биологическое определение:
A ядро ​​ представляет собой большую двухмембранную органеллу, которую иногда называют «центральной единицей » клетки, поскольку она содержит материал. Он обнаружен не только в эукариотических клетках, но и не в прокариотических. Помимо хромосом внутри ядра есть и другие структуры, которые в совокупности называются ядерными тельцами. Жидкий компонент ядра называется нуклеоплазмой .

Этимология: Термин «ядро» произошел от латинского «ядро», что означает «ядро» или «сердцевина», уменьшительное от nux («орех»). Форма множественного числа — ядра. Ядерный — это описательный термин, относящийся к ядру.
Сравните: нуклеоид

Ядро против нуклеоида

Ядро отсутствует у прокариот, и отсутствие этой органеллы используется в качестве основы для того, чтобы отличить клетку от прокариот или эукариот. Ядро есть только у эукариот; прокариоты лишены ядра.Однако у прокариот есть область в клетке, где находится генетический материал. Эта область называется нуклеоидом . Он похож на ядро ​​и не связан ядерной оболочкой, которая отделяет генетический материал от цитоплазмы.

Ядро и ядрышко

Не следует путать ядро ​​с другой цитоплазматической структурой, ядрышком . Оба они присутствуют в эукариотических клетках. Однако они различаются по строению и функциям. Ядро представляет собой двухмембранную органеллу, тогда как ядрышко представляет собой круглую зернистую структуру, не связанную с мембраной.Тем не менее, ядрышко находится внутри ядра. Таким образом, ядрышко является одним из ядерных компонентов и иногда классифицируется как одно из ядерных тел.

Помимо ядрышка, другими компонентами ядра являются хроматин (хромосомы), ядерные тельца (например, тельца Кахаля и геммы (Gemini of Cajal тельца), домены полиморфной интерфазной кариосомной ассоциации (PIKA), тельца белка промиелоцитарного лейкоза (PML) , сплайсинговые спеклы, параспеклы, перихроматиновые фибриллы и кластосомы), ядерная мембрана и нуклеоплазма. Ядрышко, в свою очередь, состоит из белков, ДНК и РНК. В то время как ядро ​​​​в значительной степени участвует в функциях регуляции генов, ядрышко функционирует в первую очередь для создания рибосом, необходимых для синтеза белка. У высших эукариот ядрышко состоит из фибриллярного центра , участвующего в транскрипции рДНК, плотного фибриллярного компонента , содержащего белок фибрилларин, связанный с процессингом рРНК, и зернистого компонента , содержащего белок нуклеофозмин для транскрипции рДНК. Биогенез рибосом. (1)

Части и функции ядра

Структура ядра представляет собой двухмембранную органеллу эукариот. Он состоит из трех основных компонентов: ядрышка и других хроматинов (хромосом), ядерных тел, ядерного матрикса, нуклеоплазмы и ядерной оболочки.

Хроматин/хромосомы

Комплекс нуклеиновых кислот (например, ДНК или РНК) и белков (например, гистонов) называется хроматином. Во время клеточного деления хроматин конденсируется, превращаясь в хромосому. Основной структурной единицей хроматина является нуклеосома. Каждая нуклеосома состоит из сегмента ДНК, навитого на ядра гистоновых белков. Основная функция хроматина — упаковывать ДНК в меньший объем, чтобы поместиться в клетку. Существуют две основные формы хроматина: эухроматин и гетерохроматин . Эухроматин структурно рыхлый, что позволяет транскрипцию и репликацию, тогда как гетерохроматин более конденсирован и, следовательно, менее активен.

Ядерная ДНК

Ядерная ДНК составляет большую часть генома клетки (небольшая часть приходится на внеядерную ДНК в митохондриях и/или хлоропластах).ДНК вне ядра называется внеядерной ДНК . Эта внеядерная ДНК, такая как хпДНК в хлоропластах и ​​мтДНК в митохондриях, встречается в нескольких копиях, поскольку существует несколько хлоропластов и митохондрий, а внутри клетки обычно только одно ядро. Таким образом, клетка должна содержать несколько копий мтДНК и хпДНК, часто тысячи. Ядерные ДНК компактируются в структуры хроматина через гистоны, тогда как мтДНК и хпДНК — нет.

Ядерные тела

Ядерное тело определяется как немембранная преимущественно белковая структура в ядре.Как уже было сказано выше, ядрышко рассматривается как одно из ядерных телец и является наиболее выдающимся. Для него характерны круглые гранулы. Его функция в основном связана с синтезом рибосом, которые, в свою очередь, являются одним из ключевых участников синтеза белка. Другими ядерными тельцами являются тельца Кахаля и геммы (тела Близнецов Кахаля), домены полиморфной интерфазной кариосомной ассоциации (PIKA), тельца промиелоцитарного лейкозного белка (PML), сплайсинговые спеклы, параспеклы, перихроматиновые фибриллы и кластосомы.Ядерные тела можно разделить на простых (тип I и тип II) и сложных (тип III, тип IVa и тип V).

Ядерный матрикс

Ядерный матрикс аналогичен цитоскелету в цитоплазме клетки. Это фибриллярная сеть, которая обеспечивает структурную поддержку размера и формы ядра. Ядерный матрикс более динамичен по сравнению с цитоскелетом. Он включает ядерную пластинку . Последнее относится к плотной волокнистой сети, прилегающей к ядерной оболочке.

Нуклеоплазма

Нуклеоплазма относится к протоплазме ядра так же, как и цитоплазма в остальной части клетки. Нуклеоплазма состоит из различных материалов (например, хромосом, ядерных телец и ядерного матрикса), содержащихся в ядерной оболочке. Жидкий компонент нуклеоплазмы называется нуклеозолем (так же, как цитозоль к цитоплазме).

Ядерная оболочка

Ядерная оболочка (также называемая ядерной мембраной) — это биологическая оболочка, окружающая ядро.Подобно клеточной мембране, ядерная мембрана представляет собой билипидный слой. Таким образом, функция ядерной мембраны аналогична функции клеточной мембраны с точки зрения регуляции входа и выхода материалов. Ядерная оболочка имеет ядерные поры для контроля движения молекул между нуклеоплазмой и цитоплазмой. Он непроницаем для крупных молекул. Таким образом, он отделяет содержимое ядра от клеточной цитоплазмы и обеспечивает проникновение избранных молекул. Ядерный транспорт больших молекул (т.г. белков и РНК) происходит через активную транспортную систему белков-носителей, в то время как прохождение малых молекул и ионов происходит пассивно через ядерные поры.

Изображение ядра. На этой фотографии клеток HeLa ядра показаны с окрашиванием Hoechst 33258. Анатомия ядра. Показаны различные части клеточного ядра.

Доли

Ядро может быть описано как двухдольное , трехдольное или многодольное в зависимости от количества долей.Белая кровяная клетка является примером клетки с дольчатым ядром.

Функция

Ядро называется центром управления клетки . Это потому, что он отвечает за поддержание целостности ДНК. Большая часть генома происходит из ядерной ДНК. Таким образом, ядро ​​контролирует большую часть деятельности клетки, такую ​​как метаболизм, рост и размножение. Он делает это, регулируя экспрессию генов. Он также опосредует репликацию ДНК во время S фазы клеточного цикла.


Ядро не может быть местом синтеза белка, но играет очень важную роль. Узнайте, как: Где происходит синтез белка? Присоединяйтесь к нам на нашем форуме!



9002

Общие биологические реакции в ядре

Вот некоторые из общих реакций или биологических процессов, происходящих в ядре:

    8 Expression Gene
  • ДНК репликация 5

    1

Expression Expression

Экспрессия гена — это преобразование информации из гена в мРНК посредством транскрипции, а затем в белок посредством трансляции, что приводит к фенотипическому проявлению гена. Транскрипция (первый этап экспрессии гена) у эукариот происходит в ядре (у прокариот в цитоплазме). Это процесс создания копии ДНК в мРНК с помощью фермента РНК-полимеразы .

Хотя РНК-полимераза пересекает цепь ДНК-матрицы от 3′ → 5′, кодирующая (не матричная) цепь обычно используется в качестве контрольной точки. Следовательно, процесс идет в направлении 5′ → 3′, как и при репликации ДНК. Однако, в отличие от репликации ДНК, для запуска транскрипции не требуется праймер, и она использует спаривание оснований для создания копии РНК, содержащей урацил вместо тимина.

Вторым этапом является трансляция, при которой цепь мРНК декодируется с образованием определенной последовательности аминокислот. Хотя этот этап происходит в цитоплазме, регуляторы процесса вырабатываются в ядре. Например, рРНК и тРНК продуцируются только посредством транскрипции (и, таким образом, пропуская стадию трансляции) генов, не кодирующих белок. рРНК и тРНК являются важными медиаторами трансляции мРНК. Однако перед трансляцией мРНК вновь синтезированная мРНК (называемая пре-мРНК) подвергается посттрансляционной модификации , которая происходит в ядре.Эти модификации включают 5′-кэпирование, 3′-полиаденилирование и сплайсинг РНК. мРНК, которые перемещаются в цитоплазму из ядра без модификаций, будут деградировать, а не транслироваться.

Репликация ДНК

Репликация ДНК – это процесс копирования и дублирования молекулы ДНК полуконсервативным способом. Копия содержит одну из исходных цепей в паре с вновь синтезированной цепью, комплементарной с точки зрения спаривания оснований AT и GC.Это происходит, в частности, во время S-фазы клеточного цикла. Это важно, так как это подготовительный этап перед клеточным делением (т.е. митоз или мейоз I).

 

Биологическое значение ядра

Ядро — самая крупная цитоплазматическая структура в клетках животных. В клетках млекопитающих средний диаметр составляет 6 мкм. В то время как есть клетки, лишенные ядер, такие как эритроциты человека, есть также определенные клетки, которые имеют относительно больше ядер, например.г. остеокласты. Это означает, что остеокласты гораздо более активны с точки зрения регуляции генов, чем эритроциты. По мере созревания эритроциты теряют свое ядро, чтобы обеспечить большее сродство к газам, например. кислород.


Белки образуются там, где находятся рибосомы. А как же рибосомы? Где они производятся? Получите ответ здесь: Где происходит синтез белка? Присоединяйтесь к нашему форуму!


 

Попробуйте ответить на приведенный ниже тест, чтобы проверить, что вы уже узнали о ядрах.

Следующий

Ядро — Структура — Функция — Эухроматин

Ядро представляет собой связанную с мембраной органеллу, обнаруженную в большинстве эукариотических клеток. Это самая большая органелла эукариотической клетки, на долю которой приходится около 10% ее объема. В нем находится геном, и благодаря экспрессии генов он координирует деятельность клетки.

В этой статье мы рассмотрим строение и функции ядра.

Структура

Ядро представляет собой относительно большую и сферическую мембраносвязанную органеллу. Само ядро ​​состоит из отдельных компонентов, и понимание их структуры позволяет глубже понять их функции.

Рисунок 1. Ядро

Ядерная оболочка

Ядро полностью окружено ядерной оболочкой . Он состоит из внутренней и внешней мембраны , которые проходят параллельно друг другу.Оболочка перфорирована небольшими щелями, известными как ядерные поры . Эти поры имеют истинный диаметр около 100 нм , однако из-за присутствия центральных регуляторных белков истинный размер зазора составляет около 9 нм.

Этот небольшой размер контролирует прохождение молекул в ядро ​​и из него. Более крупные молекулы, такие как более крупные белки и нуклеиновые кислоты, не могут пройти через эти поры, поэтому функция ядерной оболочки состоит в том, чтобы избирательно отделять содержимое ядра от содержимого цитоплазмы.

Ядерная пластинка

Механическая поддержка ядра обеспечивается ядерной пластинкой . Это белковая сетка, которая более организована на внутренней поверхности ядра, чем на поверхности цитоплазмы.

Хроматин

Хроматин описывает ДНК, которая находится в комплексе с белками. Основными белковыми компонентами хроматина являются гистонов, , которые представляют собой высокоосновные белки, легко связывающиеся с ДНК. Гистоны в сочетании с ДНК образуют нуклеосом , которые являются субъединицей хроматина.В частности, нуклеосома описывает сегмент ДНК, связанный с 8 гистоновыми белками. Связываясь с гистонами, ДНК становится более компактной и может вписаться в ядро.

Хроматин

может существовать как эухроматин , или гетерохроматин . Эухроматин представляет собой форму хроматина, присутствующую во время экспрессии генов, и имеет характерный внешний вид « бусин на нитке». Он активируется ацетилированием .  Напротив, гетерохроматин   представляет собой «неактивную» форму и плотно упакован.При электронной микроскопии эухроматин окрашивается светлее, чем гетерохроматин, что отражает их относительную плотность.

Рисунок 2. Схематическая диаграмма эухроматина и гетерохроматина

Ядрышко

Ядрышко является местом образования рибосом и рибосомальной РНК. При микроскопии он выглядит как большое плотное пятно внутри ядра. После деления клетки образуется ядрышко, когда хромосомы объединяются в области организации ядрышка.При делении клетки ядрышко исчезает.

Функция

Приведенную выше информацию можно упростить до трех ключевых функций:

  • Компартментализация клеток: Наличие избирательно проницаемой ядерной оболочки отделяет содержимое ядра от содержимого цитоплазмы.
  • Экспрессия генов:  Экспрессия генов сначала требует транскрипции, т. е. процесса, посредством которого ДНК транскрибируется в мРНК.Поскольку ядро ​​является местом транскрипции, белки внутри ядра играют ключевую роль в регуляции процесса.
  • Обработка пре-мРНК: Вновь синтезированные молекулы мРНК известны как пре-мРНК. Прежде чем покинуть ядро, они подвергаются процессу, известному как посттранскрипционная модификация , когда молекулы добавляются или удаляются из структуры.
Рис. 3. Ядро с цистернами непрерывного эндоплазматического ретикулума, выделяющее его основные черты.[/подпись]

 

Какова функция ядра в эукариотических клетках? — Видео и стенограмма урока

Определение ядра

Ядро имеет так называемую ядерную мембрану , которая представляет собой двойную мембрану, отделяющую его от остальной части клетки. Внутри ядра пространство заполняет густая масса, называемая нуклеоплазмой. Ядро должно впускать и выпускать вещи, чтобы выполнять свою работу. Это происходит через ворота, называемые ядерными порами , которые являются частью клетки, которая впускает и выводит вещи.Ядерные поры, как охранники у важного правительственного здания, очень строгие. Они не допустят ничего без правильных учетных данных в ядро ​​или из него. Вещи в клетке имеют сигнал ядерного импорта, чтобы отправить их в ядро, или сигнал ядерного экспорта, чтобы отправить их в клетку. Думайте об этих сигналах как о значке, позволяющем охранникам знать, у кого есть разрешение куда идти. Все эти структуры важны для трех функций ядра: хранения ДНК, копирования ДНК по мере необходимости и образования рибосом в местах, называемых ядрышками.Теперь давайте более подробно рассмотрим каждую из этих функций.

Хранение ДНК

ДНК имеет решающее значение для всех клеток. Он содержит все инструкции для каждой ячейки, чтобы сделать свою работу. Если ДНК повреждена, у человека могут возникнуть серьезные заболевания, такие как болезни сердца, диабет и рак. Наши клетки хотят сохранить ДНК в безопасности, и они делают это через ядро. Внутри ядра ДНК не просто свободно плавает в нуклеоплазме. Он скручен в аккуратные плотные пучки с помощью специальных белков, называемых гистонами.Одна нить ДНК наматывается на гистоновый белок, а затем эти похожие на шарики структуры снова аккуратно наматываются друг на друга. ДНК свернута таким точным образом для облегчения хранения. Представьте, что это похоже на обертывание клубка пряжи. Гораздо проще получить доступ ко всем вашим различным нитям, если они аккуратно свернуты в клубок, чем просто бросить их в коробку все вместе. Это сохраняет ДНК в безопасности, позволяет хранить ее в небольшом пространстве, несмотря на ее длину, и сохраняет ее организованной, когда клетке потребуется к ней доступ.

Копирование ДНК

Поскольку ДНК содержит всю информацию для клеток, когда клетки делятся, они хотят убедиться, что новая клетка получит ту же информацию. Вот тут-то и появляется репликация ДНК . Во время репликации ДНК белки внутри ядра создают точную копию ДНК, которая распределяется по новым клеткам. ДНК также может быть скопирована в другую молекулу, называемую РНК . РНК — это копия ДНК, которая покидает ядро, чтобы клетка могла производить белок. ДНК очень важна для клетки, и мы не хотели бы постоянно перемещать ее.Таким образом, клетки делают короткую копию необходимой им информации и выводят ее из ядра через ядерные поры. РНК переходит в структуру, называемую рибосомой . Рибосома считывает РНК и производит белки, необходимые клетке для функционирования.

Создание рибосом

Те рибосомы, к которым доставляется РНК, также производятся в ядре. Особые структуры внутри ядра, называемые ядрышками , являются местами образования рибосом. Части рибосомы производятся в ядре и экспортируются через ядерные поры.Они отправляются в цитоплазму и собираются вместе с другими частями, заставляя полностью функционирующие рибосомы работать как белковые фабрики для клетки.

Краткий обзор урока

Таким образом, эукариотических клеток , как и клетки человека, имеют ядро. И помните, что ДНК — это генетический материал, контролирующий деятельность клеток. Ядро представляет собой структуру, в которой хранится ДНК, генетический материал клетки. Ядро заключено в ядерную мембрану , двойную мембрану, отделяющую его от остальной части клетки, и заполнено толстой слизью, называемой нуклеоплазмой.Ядерные поры позволяют материалам входить и выходить из ядра, используя сигналы ядерного импорта и экспорта. Ядро хранит ДНК в виде аккуратных спиралей, состоящих из гистоновых белков. При необходимости ДНК может быть раскручена для копирования во время репликации ДНК , когда белки внутри ядра создают точную копию ДНК, которая распределяется по новым клеткам; или копируется в РНК , которая является копией ДНК, покидающей ядро, чтобы клетка могла производить белок. Ядрышки являются местами синтеза рибосом внутри ядра. Эти рибосом считывают РНК, образующуюся в ядре, для производства белков, необходимых клетке.

частей человеческой клетки

Я помню, как в седьмом классе мистера Фарнсворта учился у мистера Фарнсворта, когда мы впервые начали изучать клетки. Его комната выглядела как типичная школьная лаборатория — высокие твердые столы с бунзеновскими горелками и газовыми форсунками, к которым никому не разрешалось прикасаться, и шкаф, полный трупов, подвешенных в банках в жидкости. Больше всего в комнате мне понравился огромный постер с изображением Галактики Треугольника (я был, есть и всегда буду безвозвратно очарован космосом) на стене за его столом.

Но второй моей любимой вещью был плакат с изображением внутренней части камеры. Она висела на дальней правой стене, рядом с классной доской. В то время как изображение Треугольника было экспоненциально меньше реальной галактики, поэтому мы могли видеть ее целиком, изображение ячейки было экспоненциально на больше по той же причине. Клетка была своим собственным миром, но вместо звезд, газов и темной материи были митохондрии, ядро ​​и цитоплазма. Это сказало мне, что, если разобраться, между клеткой и галактикой нет большой разницы.

Мой семиклассник = взорван.

Клетки удивительны, маленькие штуки, и я имею в виду маленькие — клетки крошечные. При правильных условиях вы могли бы увидеть протея амебы или парамеции. Чтобы лучше понять размер клетки, в Учебном центре генетических наук Университета Юты есть забавная интерактивная шкала. Приготовьтесь удивляться.

Существует два типа клеток: прокариоты и эукариоты. Эукариоты содержат ядро, а прокариоты — нет.Вы, дорогой читатель, эукариотическое существо. Вы состоите из триллионов эукариотических клеток, из которых существует более 200 различных типов. Каждый тип эукариотических клеток специализируется на выполнении определенных функций. Костные клетки, например, формируют и регенерируют кости. Вы когда-нибудь ломали кость? В течение нескольких дней клетки, называемые фибробластами, начинают формировать костный матрикс.

Чтобы узнать больше о клетках, ознакомьтесь с нашей бесплатной электронной книгой о клетках человека!

Клетки можно разделить на четыре группы: соматические, гаметные, зародышевые и стволовые.Соматические клетки — это все клетки в организме, которые не являются половыми клетками, такие как клетки крови, нейроны и остеоциты. Гаметы — это половые клетки, которые соединяются во время полового размножения. Зародышевые клетки производят гаметы. Стволовые клетки (вы можете быть хорошо знакомы с этим термином, потому что он всегда попадает в заголовки) подобны клеткам с чистого листа, которые могут дифференцироваться в специализированные клетки и размножаться.

Генетическая информация внутри каждой клетки действует как своего рода руководство по эксплуатации, говорящее клетке, как функционировать и воспроизводиться.

Почему бы нам не заглянуть внутрь обычной клетки?


Типичная эукариотическая клетка

Изображение из A&P 6.

Плазматическая мембрана — это именно то, на что это похоже: мембрана из плазмы. Мембраны — это структуры, которые разделяют вещи; в этом случае плазматическая мембрана клетки отделяет ее внутреннюю часть от окружающей клетки среды. Однако он не является непроницаемым, поскольку он избирательно позволяет определенным молекулам входить и выходить.

Органеллы — это структуры внутри плазматической мембраны.Каждая органелла имеет специализированную функцию. Их называют органеллами, потому что они действуют как органы клетки.

Внутриклеточная жидкость, или цитозоль, представляет собой жидкость, находящуюся внутри клетки. Хотя большую часть его состава составляет вода, остальное не очень хорошо изучено. Когда-то считавшееся простым раствором молекул, оно организовано на множестве уровней.

Изображение из A&P 6.

Ядро — это крупная органелла, содержащая генетическую информацию клетки. Большинство клеток имеют только одно ядро, но некоторые имеют более одного ядра, а другие, например зрелые эритроциты, вообще не имеют ядра. Внутри ядра находится сферическое тело, известное как ядрышко, которое содержит кластеры белка, ДНК и РНК. Генетическая информация клетки закодирована в ДНК. Ядро служит для содержания ДНК и транскрипции РНК, которая выходит через поры в ядерной мембране.


Представляем: Органеллы

Хотя все части клетки важны, вот некоторые из наиболее узнаваемых.


Эндоплазматический ретикулум

Помимо того, что это очень забавно, эндоплазматический ретикулум (ER) представляет собой сеть окруженных мембраной мешочков в клетке, которые упаковывают и транспортируют материалы для клеточного роста и других функций.Существует два типа ЭР: гладкая и шероховатая.

Изображение из A&P 6. 


Комплекс/аппарат Гольджи

Как и ER, комплекс (или аппарат) Гольджи представляет собой органеллу, которая упаковывает белки и липиды в везикулы для транспортировки.

Изображение из A&P 6. 


Митохондрии

«Человек для митохондрии — целый мир, как для нас наша планета. Но мы гораздо больше зависим от наших митохондрий, чем земля от нас.Земля вполне могла бы обойтись без людей, но если бы что-нибудь случилось с нашими митохондриями, мы бы погибли». — Ветер в дверь Мадлен Л’Энгл (1973)

Изображение из A&P 6.

 

Хотя концепция митохондрий г-жи Л’Энгль была скорее выдумкой, чем наукой (насколько мне известно, митохондрии не разговаривают!), она открыла мне десятилетнему глаза на чудеса нашего тела. Перед мобильным плакатом мистера Фарнсворта была трилогия о времени .

Митохондрии могут насчитываться от сотен до тысяч, в зависимости от клетки. Они известны как «электростанция» клетки, обеспечивающая основной источник энергии. Благодаря аэробному дыханию митохондрии производят большую часть клеточного аденозинтрифосфата (АТФ). Активные клетки в мышцах, печени и почках имеют большое количество митохондрий для поддержки высоких метаболических потребностей.

Либо свободно плавающие в цитозоле, либо связанные с ЭР, либо расположенные на внешней поверхности ядерной мембраны, рибосомы в изобилии находятся внутри клетки. Рибосомы содержат более 50 белков и большое количество рибосомной РНК. Их основная функция заключается в синтезе белков, которые затем используются органеллами внутри клетки, плазматической мембраной или даже структурами вне клетки.

Эти маленькие ребята похожи на мусорные баки в клетке. Лизосомы содержат ферменты кислой гидролазы, которые расщепляют и переваривают макромолекулы, старые части клеток и микроорганизмы. Они возникают в результате отпочкования комплекса Гольджи.

Внутри клетки больше структур и функций (например, намного на больше), чем указано здесь, но это тема для другого дня!

Вы инструктор? У нас есть отмеченные наградами 3D-продукты и ресурсы для вашего курса анатомии и физиологии! Узнайте больше здесь.

Ядро — Ядро клетки | Структура и функции ядра

Клетка является основной структурной, функциональной и биологической единицей всех известных живых организмов. Клетка – это наименьшая единица жизни. Клетки называют строительными блоками жизни. Изучение клеток называется клеточной биологией. Человеческое тело состоит из триллионов клеток, каждая из которых выполняет свою особую функцию. Клетки являются фундаментальной или ключевой структурой всех живых организмов. Клетка обеспечивает структуру тела, получает питательные вещества из пищи и выполняет важные функции.

Есть два типа ячеек; один прокариотический (бактерии), а другой эукариотический (растения, животные, грибы). У прокариот нет ядрышка — ДНК находится в цитоплазме, она может образовывать небольшие кольцевые нити ДНК, называемые плазмидами. Точно так же все эукариотические клетки имеют свою ДНК, заключенную в ядре. Ядро представляет собой органеллу, которая состоит из генетической информации для этого организма. В животной клетке ядро ​​расположено в центральном месте клетки. Точно так же и в растительной клетке ядро ​​расположено больше на периферии из-за большой заполненной водой вакуоли в центре клетки.

 

 

Что такое ядро?

Ядро представляет собой органеллу сферической формы, присутствующую в каждой эукариотической клетке. Ядро является центром управления эукариотической клетки. Он также отвечает за координацию генов и экспрессию генов. В состав ядра входят ядерная оболочка, хромосомы, нуклеоплазма и ядрышко. Ядро является наиболее заметной органеллой по сравнению с другими клеточными органеллами, на долю которых приходится около 10 процентов объема клетки.Обычно эукариотическая клетка имеет единственное ядро. Однако некоторые эукариотические клетки энуклеируют клетки (без ядра), например эритроциты. Некоторые из них многоядерные; это означает, что он состоит из двух или более ядер, например, слизевика.

Ядро отделено от остальной части клетки или цитоплазмы ядерной мембраной. Ядро было первой открытой или обнаруженной органеллой. Антони ван Левенгук наблюдает «просвет» в ядре эритроцитов лосося. В отличие от эритроцитов млекопитающих, клетки других позвоночных все еще содержат ядра.

Структура ядра

Ядро клетки состоит из ядерной мембраны, называемой ядерной оболочкой, нуклеоплазмы, ядрышка и хромосом. Нуклеоплазма, также называемая кариоплазмой, представляет собой матрицу, присутствующую внутри ядра. Ядерная мембрана отделяет составляющие ядра от цитоплазмы. Как и клеточная мембрана, ядерная оболочка состоит из фосфолипидов, образующих липидный бислой.Оболочка помогает поддерживать форму ядра и помогает координировать поток молекул в ядро ​​и из ядра через ядерные поры. Ядро клетки содержит ДНК. ДНК контролирует форму, функцию и рост клетки. Ядро подобно мозгу в своих функциях координации всей клеточной деятельности. Основные компоненты ядерной структуры обсуждаются ниже.

Части ядра следующие

    • Ядерная мембрана или конверт или каритека

    • Нити хроматин или ядерный ретикуль

      9
    • Ядерный сок или нуклеоплазма или кариолимфалим

    • NucleoLus.

      

    Ядерная мембрана

    Ядерная мембрана представляет собой двухслойную систему, заключающую в себе элементы ядра. Наружный слой мембраны соединяется с эндоплазматической сетью. Ядерная оболочка связана с эндоплазматическим ретикулумом таким образом, что внутренний отдел ядерной оболочки переходит в просвет эндоплазматического ретикулума. Между двумя слоями ядерной мембраны имеется заполненное жидкостью пространство или перинуклеарное пространство.Ядро проходит через оставшуюся часть клетки или цитоплазму через несколько отверстий, называемых ядерными порами. Такие ядерные поры являются местами обмена крупными молекулами между ядром и цитоплазмой. Ядерная оболочка состоит из липопротеинов, околоядерного пространства, пор, материала колец, внутренней плотной пластинки.

    Хромосомы

    Хромосомы представлены в виде цепочек ДНК и белковых молекул, называемых хроматином. Хроматин далее классифицируется на гетерохроматин и эухроматин в зависимости от функций.Гетерохроматин представляет собой высококонденсированную транскрипционно неактивную форму; чаще всего прилегают к ядерной оболочке. С другой стороны, эухроматин представляет собой мягкую, менее конденсированную организацию хроматина, которая обнаруживается в большом количестве в транскрибирующей клетке. Хроматиновые нити связаны друг с другом и образуют сеть, называемую хроматиновой сетью. Во время клеточного деления изолированные друг от друга хроматиновые нити становятся толще или массивнее и мельче и называются теперь хромосомами.Это прежде всего нуклеопротеин, состоящий из нуклеиновой кислоты и основного белка гистона. Нуклеиновая кислота содержит сахар, азотистые основания, фосфат и является очень сложной органической кислотой.

    Нуклеиновые кислоты бывают двух типов

    ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) обычно находится в цитоплазме в растворимой форме и называется растворимой РНК. Он также присутствует в некоторых количествах в рибосомах ядра, хроматина и ядрышка. Он синтезируется из ДНК и накапливается в ядрышках. Он перемещается в цитоплазму и прикрепляется к рибосоме.

    Хроматин является базофильным по типу, и большая часть хроматинового материала переносится в определенное число хромосом во время клеточного деления. Хроматиновый материал может представлять собой гетерохроматин, половой хроматин и эухроматин.

    Ядерный сок

    Ядерная оболочка заключает в себе прозрачную, однородную, прозрачную коллоидную жидкость различной консистенции. Он в основном состоит из нуклеопротеинов, небольшого количества неорганических и органических веществ, таких как нуклеиновые кислоты, белки, растворенный фосфор, рибозные сахара, минералы, ферменты и нуклеотиды.

    Ядрышко

    Ядрышко представляет собой твердую сферическую структуру, расположенную внутри ядра. Некоторые эукариотические организмы имеют ядро, состоящее из четырех ядрышек. Ядрышко играет неявную/косвенную роль в синтезе белка, производя рибосомы.

    Эти рибосомы представляют собой клеточные органеллы, состоящие из РНК и белков; они транспортируются в цитоплазму, которая затем прикрепляется к эндоплазматическому ретикулуму. Рибосома – органелла клетки, вырабатывающая белок.Ядрышко исчезает, когда клетка подвергается делению, и восстанавливается после завершения клеточного деления.

    Характеристики ядрышка

    Некоторые важные особенности приведены ниже.

    • Одно или несколько ядрышек могут присутствовать в ядре. В каждом ядре луковицы находятся четыре ядрышка.

    • Ядрышко исчезает на стадии поздней профазы.

    • Вновь появляется на стадии телофазы

    • Это хранилище РНК.

    Функции клеточного ядра

    Ядро клетки контролирует наследственные характеристики организма. Эта органелла также отвечает за синтез белка, рост, деление и дифференцировку клеток. Важную функцию выполняет ядро ​​клетки. Ниже приведены важные функции ядра.

    • Хроматином называют хранилище наследственного материала, гены в виде длинных и тонких нитей ДНК.

    • Ядрышко – это хранилище белков и РНК в ядрышке.

    • Ядро представляет собой участок транскрипции, в котором вырабатывается информационная РНК для синтеза белка.

    • Ядро функционирует как обмен наследственными молекулами, то есть РНК и ДНК, между ядром и остальной частью клетки.

    • Во время клеточного деления хроматины объединяются в хромосомы в ядре.

    • Участвует в образовании рибосом в ядрышке.

    • Ядро выполняет избирательную транспортировку регуляторных факторов и молекул энергии через ядерные поры.

    Ядро является центром управления организмом, поскольку оно регулирует целостность генов и экспрессию генов. Ядро содержит весь генетический материал организма, такой как ДНК, гены, хромосомы и т. д.

    Распределение ядра

    Различные типы клеток классифицируются на основе наличия или отсутствия клетки.Различные типы упомянуты ниже.

    Ее также называют дикариотической клеткой. Он содержит два ядра одновременно. Примерами являются один парамеций (имеют мега- и микроядра), балантидии, а также клетки печени и хрящевые клетки.

    Также известна как многоядерная клетка, содержащая более 2 ядер одновременно. Например, латексные клетки растений и латексные сосуды. У животных поперечно-полосатые мышечные клетки и клетки костного мозга.

    Клетки без ядра называются энуклеатными клетками. Однако в некоторых живых клетках, таких как зрелые ситовидные трубки флоэмы и эритроциты взрослых млекопитающих, ядра отсутствуют.

    В заключение статьи мы узнали о строении и функциях ядра. Мы также узнали о различных типах клеток в зависимости от наличия и отсутствия ядра.

    Как работают здоровые клетки?

    Что такое клетка?

    Клетки являются основными единицами жизни. Каждая клетка представляет собой сложную структуру, которая теоретически может выживать, расти, размножаться и умирать сама по себе.Однако клетки нашего тела работают вместе с аналогичными клетками, образуя структуры, называемые тканями . Ткани составляют различные органы и функциональный материал в нашем теле.

    Каждая клетка состоит из множества более мелких единиц, называемых органеллами . Органелла в клетке аналогична органу в организме человека. К важным органеллам относятся: плазматическая мембрана, цитоплазма, цитоскелет, аппарат Гольджи, эндоплазматический ретикулум, митохондрии, лизосомы, рибосомы и ядро.Каждая из органелл выполняет разные функции, чтобы сохранить клетку живой и здоровой.

    Клетка с мечеными органеллами.
    http://web.jjay.cuny.edu/~acarpi/NSC/13-cells.htm

    Наиболее важной органеллой является ядро ​​ . Ядро подобно мозгу клетки. Он контролирует все действия, которые предпринимает ячейка. Ядро может сделать это, потому что оно содержит ДНК . ДНК — это генетический план клетки, который содержит всю необходимую информацию для того, чтобы клетки жили, росли, размножались и умирали.Он наследуется от родительской клетки и передается дочерней клетке при ее воспроизведении. ДНК существует в виде двухцепочечной спирали, состоящей из четырех случайно повторяющихся нуклеотидов, образующих код, сообщающий клетке, как производить все необходимые белки.

    Двойная спираль ДНК с мечеными парами нуклеотидов.
    ÓСША Национальная медицинская библиотека
    http://ghr.nlm.nih.gov/handbook/basics/dna

    Как клетки регулируются?

    Клетка обладает достаточным генетическим материалом для производства почти 100 000 различных белков, каждый из которых выполняет свою функцию.Как клетка узнает, когда производить белок и в каком количестве? Это решает процесс, называемый экспрессией гена . Определенные гены экспрессируются (это означает, что код считывается и используется для создания белка) в зависимости от сигналов внутри или снаружи клетки. Например, когда клетка становится слишком большой, вырабатываются определенные сигналы, сообщающие ядру о необходимости производить белки, необходимые для клеточного деления. Затем ядро ​​экспрессирует эти специфические гены. Таким образом клетки регулируют себя и друг друга, поддерживая баланс и порядок в организме.

    Как делятся клетки?

    Клетки растут и делятся в строго регулируемой системе, называемой клеточным циклом .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.