Ядро

Каждая клетка одноклеточных и многоклеточных животных, а также растений содержит ядро.

Форма и размеры ядра зависят от формы и размера клеток. В большинстве клеток имеется одно ядро, и такие клетки называют одноядерными. Существуют также клетки с двумя, тремя, с несколькими десятками и даже сотнями ядер. Это – многоядерные клетки. Встречаются они, например, у простейших, а также в печени, костном мозге, в мышцах и соединительной ткани позвоночных животных.

Жизнь клетки включает два периода: деление, в результате которого образуются две дочерние клетки; период между двумя делениями, который носит название интерфазы.

Строение и функции ядра в разные периоды жизни клетки различны. В ядре неделящейся клетки различают: ядерную оболочку, ядерный сок, ядрышко, хромосомы.

Ядерная оболочка отделяет ядро от цитоплазмы и состоит из двух мембран – наружной и внутренней, а между ними находится узкое пространство, заполненное полужидким веществом
[48] [55]. Наружная и внутренняя мембраны ядерной оболочки имеют такое же строение, как плазматическая мембрана. В ядерной оболочке находится множество мельчайших пор, через которые из ядра в цитоплазму и обратно поступают белки, углеводы, жиры, нуклеиновые кислоты, вода и разнообразные ионы, т. е. осуществляется непрерывный обмен веществ между ядром и цитоплазмой.

Ядерный сок – полужидкое вещество, которое находится под ядерной оболочкой и представляет внутреннюю среду ядра [50] и [55]. В ядерном соке находятся ядрышки и хромосомы. В него поступают разнообразные вещества из цитоплазмы и концентрируются все вещества, выходящие из ядра в цитоплазму.

Ядрышко – плотное округлое тельце, размеры которого могут и в широких пределах, от 1 до 10 мкм и больше [48] [50] [55]. Количество ядрышек также меняется в разные периоды жизнедеятельности клетки и организма – от 1 до 10 и более.

В состав ядрышка входят РНК и белок. Ядрышки связаны с хромосомами, они образуются на определенных участках хромосом и в них синтезируется РНК, которая входит в состав рибосом. Поэтому в ядрышке происходит формирование больших и малых частиц рибосом. Ядрышки формируются и видны только в неделящихся клетках, а во время деления разрушаются.

Хромосомы (греч. «хрома» – краска, «сома» – тело) – важнейшая составная часть ядра.

В неделящихся ядрах хромосомы имеют форму тончайших витей, и потому их нельзя увидеть в световой микроскоп. Эти тончайшие нити, каждая из которых представляет одну молекулу ДНК в соединении с белком, могут иметь длину свыше 1 см. Нитевидные хромосомы неделящихся ядер располагаются в ядерном соне, переплетаются между собой, и различить каждую хромосому в отдельности трудно [50] [51] [55]. Однако такие сильно вытянутые в длину нитевидные хромосомы, а также участки их хорошо видны с помощью электронного микроскопа.

Важнейший процесс, совершающийся только в период интерфазы – это синтез ДНК, в результате которого каждая хромосома удваивается. Отметим, что в основе синтеза лежит уникальная способность молекулы ДНК к удвоению. Синтез ДНК протекает в середине интерфазы, и продолжительность его различна у разных видов животных и растений. Например, в клетках млекопитающих этот процесс продолжается 6-10 ч, и за это время каждая молекула ДНК строит подобную себе вторую молекулу. Следовательно, если до начала синтеза в состав одной хромосомы входила одна молекула ДНК, то после завершения синтеза в состав каждой хромосомы входят две совершенно одинаковые молекулы ДНК.

В течение всего периода интерфазы хромосомы активно осуществляют контроль над всеми процессами жизнедеятельности клетки. Именно в интерфазе в ядре непрерывно происходит синтез РНК, в цитоплазме идет синтез белков, углеводов и жиров, клетки растут. Все это означает, что в период интерфазы клетка активно функционирует, в ней осуществляются все процессы жизнедеятельности, включая питание, дыхание, синтез АТФ, выделение во внешнюю среду разнообразных продуктов обмена веществ.

Во время интерфазы происходит также увеличение числа митохондрий, хлоропластов, элементов аппарата Гольджи, удваивается число центриолей клеточного центра, т. е. клетка готовится к делению. Продолжительность интерфазы различна у разных клеток.

Есть и такие клетки в составе многоклеточного организма, которые не делятся, и интерфаза у них продолжается в течение многих лет. К их числу относятся нервные клетки, утратившие способность к делению и существующие в течение всей жизни организма.

1. Каково строение ядра? 2. Каковы роль и состав ядрышка? 3. В каком веществе ядра заключена наследственная информация? 4. В каком состоянии находятся хромосомы в интерфазе? 5. Составьте таблицу для сравнения строения и функций органоидов цитоплазмы и ядра клеток растений и животных.