Наружная и внутренняя мембрана имеют свои особенности в строении, однако в целом довольно похожи.

  Ближайший к цитоплазме

 Наружный слой переходит в мембрану эндоплазматической сети. Ее основное отличие от последней — значительно более высокая концентрация белков в структуре. Мембрана, непосредственно контактирующая с цитоплазмой клетки, покрыта слоем рибосом с наружной стороны. С внутренней мембраной она соединяется многочисленными порами, представляющими собой довольно крупные белковые комплексы.

Внутренний слой

Обращенная в клеточное ядро мембрана, в отличие от наружной, гладкая, не покрытая рибосомами. Она ограничивает кариоплазму. Характерная особенность внутренней мембраны — слой ядерной ламины, выстилающий ее со стороны, соприкасающейся с нуклеоплазмой. Эта специфическая белковая структура поддерживает форму оболочки, участвует в регуляции экспрессии генов, а также способствует прикреплению хроматина к мембране ядра.

 Обмен веществ

Взаимодействие ядра и цитоплазмы осуществляется через ядерные поры. Они представляют собой довольно сложные структуры, образованные 30 белками. Количество пор на одном ядре может быть разным. Он зависит от типа клетки, органа и организма. Так, у человека клеточное ядро может иметь от 3 до 5 тысяч пор, у некоторых лягушек оно доходит до 50 000. -

 

 

Главная функция пор — обмен веществ между ядром и остальным пространством клетки. Некоторые молекулы проникают сквозь поры пассивно, без дополнительных затрат энергии. Они обладают небольшими размерами. Транспортировка крупных молекул и надмолекулярных комплексов требует расхода определенного количества энергии. Из кариоплазмы в клетку попадают синтезируемые в ядре молекулы РНК. В обратном направлении транспортируются белки, необходимые для внутриядерных процессов.

 Нуклеоплазма

Ядерный сок представляет собой коллоидный раствор белков. Он ограничен оболочкой ядра и окружает хроматин и ядрышко. Нуклеоплазма — вязкая жидкость, в которой растворены различные вещества. В их число входят нуклеотиды и ферменты. Первые необходимы для синтеза ДНК. Ферменты участвуют в транскрипции, а также репарации и репликации ДНК. Строение ядерного сока меняется в зависимости от состояния клетки. Их два — стационарное и возникающее в период деления. Первое характерно для интерфазы (время между делениями). При этом ядерный сок отличается равномерным распределением нуклеиновых кислот и неструктурированными молекулами ДНК. В этот период наследственный материал существует в виде хроматина. Деление клеточного ядра сопровождается преобразованием хроматина в хромосомы. В это время изменяется строение кариоплазмы: генетический материал приобретает определенную структуру, ядерная оболочка разрушается, и кариоплазма смешивается с цитоплазмой.

Ядрышко

Клеточное ядро обладает еще одним органоидом — это ядрышко. Оно не отделяется от кариоплазмы мембраной, но при этом его легко заметить во время изучения клетки с помощью микроскопа. Некоторые ядра могут иметь несколько ядрышек. Существуют и такие, в которых подобные органоиды отсутствуют совсем.

 

 

По форме ядрышко напоминает сферу, имеет достаточно небольшие размеры. В его состав входят различные белки. Основная функция ядрышка — синтез рибосомных РНК и самих рибосом. Они необходимы для создания полипептидных цепей. Ядрышки образуются вокруг специальных участков генома. Они получили название ядрышковых организаторов. Здесь содержатся гены рибосомной РНК. Ядрышко, кроме прочего, является местом с наибольшей концентрацией белка в клетке. Часть белков необходима для выполнения функций органоида. В составе ядрышка выделяют два компонента: гранулярный и фибриллярный. Первый представляет собой созревающие субъединицы рибосом. В фибриллярном центре осуществляется синтез рибосомной РНК. Гранулярный компонент окружает фибриллярный, расположенный в центре ядрышка.

 Клеточное ядро и его функции

Роль, которую играет ядро, неразрывно связана с его строением. Внутренние структуры органоида совместно реализуют важнейшие процессы в клетке. Здесь размещается генетическая информация, которая определяет строение и функции клетки. Ядро отвечает за хранение и передачу наследственной информации, осуществляющееся во время митоза и мейоза. В первом случае дочерняя клетка получает идентичный материнскому набор генов. В результате мейоза образуются половые клетки с гаплоидным набором хромосом.

Другая не менее важная функция ядра — регуляция внутриклеточных процессов. Она осуществляется в результате контроля синтеза белков, отвечающих за строение и функционирование клеточных элементов. Влияние на белковый синтез имеет еще одно выражение. Ядро, контролируя процессы внутри клетки, объединяет все ее органоиды в единую систему с отлаженным механизмом работы. Сбои в нем приводят, как правило, к гибели клетки. Наконец, ядро является местом синтеза субъединиц рибосом, которые отвечают за образование все того же белка из аминокислот. Рибосомы незаменимы в процессе транскрипции.

 

 

 

Эукариотическая клетка представляет собой более совершенную структуру, чем прокариотическая. Появление органоидов с собственной мембраной позволило повысить эффективность внутриклеточных процессов. Формирование ядра, окруженного двойной липидной оболочкой, играло в этой эволюции очень важную роль. Защита наследственной информации мембраной позволила освоить древним одноклеточным организмам новые способы жизнедеятельности. Среди них был фагоцитоз, который по одной из версий привел к появлению симбиотического организма, позже ставшего прародителем современной эукариотической клетки со всеми характерными для нее органоидами. Клеточное ядро, строение и функции некоторых новых структур позволили задействовать кислород в метаболизме. Следствием этого стало кардинальное изменение в биосфере Земли, была заложена основа для формирования и развития многоклеточных организмов. Сегодня эукариотические организмы, к которым относится и человек, доминируют на планете, и ничто не предвещает изменений в этом плане.

Вопрос 2. Рибосомы.

  В ядрах разных клеток, а также в ядре одной и той же клетки в зависимости от ее функционального состояния число ядрышек может колебаться от 1 до 5-7 и более. Это не самостоятельная структура или органоид. Это производное хромосомы, один из ее локусов, активно функционирующий в интерфазе. Ядрышко образуется вокруг участка ДНК, в котором закодирована структура р-РНК. Такие хромосомы, как правило, имеют вторичные перетяжки, зоны которых представляют собой места, где идет развитие ядрышек. Этот участок Мак Клинток(1934 год) назвал ядрышковым организатором. Они занимают определенные участки хромосом (у человека 13-15 и 21-22 пары) Общее число ядрышек на ядро определяется числом ядрышковых организаторов и увеличивается согласно плоидности ядра.

Здесь происходит синтез р-РНК. Затем р-РНК взаимодействует с белком, и образуются субъединицы хромосом. В момент профазы материал ядрышка деспергируется и становится невидимым, а по окончанию деления под влиянием организаторов вновь возникают ядрышки.

В химическом составе преобладают белки нескольких типов (чаще негистоновые) и высока концентрация р-РНК(70-90%).

Таким образом, ядрышко представляет собой скопление р-РНК и рибосомальных

субъединиц на разных этапах развития.

Функция: формирование рибосом.

Одним из важнейших компонентов ядра является хроматин Слайд

При окрашивании клеточных ядер основными красителями в них выявляется вещество, которое В. Флеминг в 1880 г. назвал хроматином. Им обозначают комплексы “ДНК-белок”, которым заполнена большая часть объема ядра. Хроматин в ядре распределен неравномерно. В химическом отношение он представлен: 1)ДНК (30-45%), 2)Гистоновые белки (30-50%), 3)Негистоновые белки (4-30%), т.е. является дезоксирибонуклеопротеидным комплексом.

Хроматин, несомненно, представляет собой наиболее важный компонент клеточного ядра, поскольку именно в нем содержится геном клетки. В химическом отношении ДНК хроматина представляет собой двуспиральный полимер из дезоксирибонуклеотидов, различающихся азотистыми основаниями – аденином, гуанином, цитозином и тимином. Основания каждой из цепей комплементарно связаны между собой попарно: аденин с тимином, а гуанин с цитозином.

 

 

Вопрос 3. Клеточный центр.

Клеточный центр. Состоит из двух цилиндров, центриолей, расположенных перпендикулярно друг другу. Функции: опора для нитей веретена деления

Клеточные включения. Клеточные включения то появляются в цитоплазме, то исчезают в процессе жизнедеятельности клетки.

Плотные, в виде гранул включения содержат запасные питательные вещества (крахмал, белки, сахара, жиры) или продукты жизнедеятельности клетки, которые пока не могут быть удалены. Способностью синтезировать и накапливать запасные питательные вещества обладают все пластиды растительных клеток. В растительных клетках накопление запасных питательных веществ происходит в вакуолях.
Функции: непостоянные образования, запасающие органические вещества и энергию
Микротрубочки — это белковые внутриклеточные структуры. Они представляют собой полые цилиндры. Их стенки образованы специально закрученными нитями, построенными из белка тубулина. Он представляет собой димер сосотоящий из альфа и бетта тубулина, которые близки по аминокислотным последовательностям.

Один из концов микротрубочки, называемый плюс-концом. Он постоянно присоединяет к себе свободный тубулин. От противоположного конца — минус-конца — тубулиновые единицы отщепляются. То есть на одном конце микротрубочки происходит самосборка, на другом — разборка. Поэтому микротрубочки нельзя назвать статичными структурами, так как они разбираются и возникают в том месте, где они необходимы на данный момент. Сборка микротрубочек из тубулина происходит в клеточном центре.

Часто микротрубочки располагаются таким образом, чтобы противодействовать растяжению и сжатию клетки. Чаще всего они располагаются вблизи от цитоплазматической мембраны и способны менять ее формы. Что необходимо, например, при процессах фагоцитоза и пиноцитоза.

Из микротрубочек состоят также центриоли…Которые в делящихся клетках принимают участие в формировании веретен о деления.

Клеточный центр — это центр организации микротрубочек, который обеспечивает их образование и рост. Клеточный центр играет важную роль в образовании цитоскелета и делении клетки.

V. Закрепление

1. Какие периоды выделяются в жизни клетки?

2. Каково строение ядра в период между делениями клетки? Какое строение имеют хромосомы в этот период жизни клетки?

3. Каков химический состав хромосом? Какие хромосомы называются гомологичными?

4. Чем набор хромосом в соматических клетках отличается от набора хромосом в гаметах?

5. Каким образом длинная нить ДНК, соединённая с белками, приобретает вид компактных хромосом в клетках?

6. Какое значение имеет постоянство числа, формы и размера хромосом в для особей вида?

7. В каком веществе в хромосомах зашифрована наследственная информация о признаках организма?