7. Ядро, структура, функция. Типы хромосом. Кариотип.

Ядро — это один из структурных компонентов эукариотической клетки, содержащий генетическую информацию. В ядре происходит репликация — удвоение молекул ДНК, а также транскрипция — синтез молекул РНК на молекуле ДНК. В ядре же синтезированные молекулы РНК подвергаются ряду модификаций, после чего выходят в цитоплазму. Образование субъединиц рибосом также происходит в ядре в специальных образованиях - ядрышках.

Структура

Эукариотические клетки значительно разнообразнее по размеру и структуре, чем прокариотические.

Эукариотическая клетка организована системой мембран. Снаружи она ограничена плазматической мембраной. Внутренний объем клетки заполнен цитоплазмой, содержащей многочисленные растворимые компоненты. Цитоплазма разделена на хорошо различимые , окруженные внутриклеточными мембранами отделы, называемыми клеточными органеллами.

Самой крупной органеллой является ядро клетки. Внешняя мембрана ядра связана с мембранами эндоплазматической сети, представляющей собой замкнутую систему связанных друг с другом канальцами уплощенных мешочков, составляющую единое целое с перинуклеарным пространством. Другая ограниченная мембранами органелла, также представляющая собой систему мембран, — аппарат.

Экзосомы и эндосомы — пузыреобразные органеллы, участвующие в процессе обмена веществ между клеткой и ее окружением. Вероятно, наиболее важными в клеточном метаболизме являются митохондрии, представляющие собой органеллы, по размерам приближающиеся к бактериям.

Лизосомы и пероксисомы — маленькие глобулярные органеллы, предназначенные для выполнения специфических функций. В клетке имеется белковая нитевидная структура, напоминающая строительные леса (так называемый цитоскелет).

Функции

Главная функция ядра – хранение и передача наследственной информации – связана с хромосомами. Каждый вид организма имеет свой набор хромосом: определенное их число, форму и размеры.

1) хранение наследственной информации и передача ее дочерним клеткам в процессе деления,

2) регуляция жизнедеятельности клетки путем регуляции синтеза различных белков,

3) место образования субъединиц рибосом.

Типы хромосом

Хромосомы — нуклеопротеидные структуры в ядре эукариотической клетки, которые становятся легко заметными в определённых фазах клеточного цикла. Хромосомы представляют собой высокую степень конденсации хроматина, постоянно присутствующего в клеточном ядре.

В хромосомах сосредоточена большая часть наследственной информации.

Гигантские хромосомы - такие хромосомы, для которых характерны огромные размеры, можно наблюдать в некоторых клетках на определённых стадиях клеточного цикла. Именно на препаратах гигантских хромосом удалось выявить признаки активности генов.

Политенные хромосомы - впервые обнаружены Бальбиани в 1881-го, однако их цитогенетическая роль была выявлена Костовым, Пайнтером, Гейтцем и Бауером. Содержатся в клетках слюнных желёз, кишечника, трахей, жирового тела и мальпигиевых сосудов личинок двукрылых.

Хромосомы типа ламповых щёток — это специальная форма хромосом, которую они приобретают у многих животных в ходе оогенеза.. По длине превышают политенные хромосомы, наблюдаются в ооцитах на стадии диплотены первой профазы мейоза. Общая длина хромосомного набора в ооцитах некоторых хвостатых амфибий достигает 5900 мкм.

Бактериальные хромосомы - прокариоты (археи и бактерии, в том числе митохондрии и пластиды) не имеют хромосом в собственном смысле этого слова. У большинства из них в клетке имеется только одна макромолекула ДНК, замкнутая в кольцо (эта структура получила название нуклеоид). У ряда бактерий обнаружены линейные (не замкнутые в кольцо) макромолекулы ДНК. Помимо нуклеоида или линейных макромолекул, ДНК может присутствовать в цитоплазме прокариотных клеток в виде небольших замкнутых в кольцо молекул ДНК, так называемых плазмид, содержащих обычно незначительное, по сравнению с бактериальной хромосомой, число генов. Состав плазмид может быть непостоянен, бактерии могут обмениваться плазмидами в ходе парасексуального процесса.

Хромосомы человека - в каждой ядросодержащей соматической клетке человека содержится 23 пары линейных хромосом, а также многочисленные копии митохондриальной ДНК. В нижеприведённой таблице показано число генов и оснований в хромосомах человека.

Кариотип.

Кариотип — совокупность признаков полного набора хромосом, присущая клеткам данного биологического вида, данного организма или линии клеток. Кариотипом иногда также называют и визуальное представление полного хромосомного набора. Внешний вид хромосом существенно меняется в течение клеточного цикла: в течение интерфазы хромосомы локализованы в ядре, как правило, деспирализованы и труднодоступны для наблюдения, поэтому для определения кариотипа используются клетки в одной из стадий их деления — метафазе митоза.