В какой части ядра содержится наследственная информация
Ядро – главное составляющее живой клетки, которое несет наследственную информацию, закодированную набором генов. Оно занимает центральное положение в клетке. Размеры варьируются, форма обычно сферичная или овальная. В диаметре ядро в разных клетках может быть от 8 до 25мкм. Есть исключения, примеру, яйцеклетки рыб имеют ядра диаметром в 1 мм.
Особенности строения ядра
Заполнено ядро жидкостью и несколькими структурными элементами. В нем выделяют оболочку, набор хромосом, нуклеоплазму, ядрышка. Оболочка двухмембранная, между мембранами находится перенуклеарное пространство.
Внешняя мембрана сходна по строению с эндоплазматическим ретикулумом. Она связана с ЭПР, который будто ответвляется от ядерной оболочки. Снаружи на ядре находятся рибосомы.
Внутренняя мембрана прочная, так как в ее состав входит ламина. Она выполняет опорную функцию и служит местом крепления для хроматина.
Мембрана имеет поры, обеспечивающие обменные процессы с цитоплазмой. Ядерные поры состоят из транспортных белков, которые поставляют в кариоплазму вещества путем активного транспорта. Пассивно сквозь поровые отверстия могут пройти только небольшие молекулы. Также каждая пора прикрыта поросомой, которая регулирует обменные процессы в ядре.
Количество ядер в разных по специализации клетках различно. В большинстве случаев клетки одноядерные, но есть ткани, построенные из многоядерных клеток (печеночная или ткань мозга). Есть клетки лишенные ядра – это зрелые эритроциты.
У простейших выделяют два типа ядер: одни отвечают за сохранение информации, другие – за синтез белка.
Ядро может прибывать в состоянии покоя (период интерфазы) или деления. Переходя в интерфазу, имеет вид сферического образования с множеством гранул белого цвета (хроматина). Хроматин бывает двух видов: гетерохроматин и эухроматин.
Эухроматин – это активный хроматин, который сохраняет деспирализированное строение в покоящемся ядре, способен к интенсивному синтезу РНК.
Гетерохроматин – это участки хроматина, которые находятся в конденсированном состоянии. Он может при необходимости переходить в эухроматиновое состояние.
При использовании цитологического метода окрашивания ядра (по Романовскому-Гимзе) выявлено, что гетерохроматин меняет цвет, а эухроматин нет. Хроматин построен из нуклеопротеидных нитей, названных хромосомами. Хромосомы несут в себе основную генетическую информацию каждого человека. Хроматин — форма существования наследственной информации в интерфазном периоде клеточного цикла, во время деления он трансформируется в хромосомы.
Строение хромосом
Каждая хромосома построена из пары хроматид, которые находятся параллельно друг к другу и связаны только в одном месте – центромере. Центромера разделяет хромосому на два плеча. В зависимости от длины плеч выделяют три вида хромосом:
- Равноплечие;
- разноплечие,
- одноплечие.
Некоторые хромосомы имеют дополнительный участок, который крепится к основному нитевидными соединениями – это сателлит. Сателлиты помогают идентифицировать разные пары хромосом.
Метафазное ядро представляет собой пластинку, где располагаются хромосомы. Именно в эту фазу митоза изучается количество и строение хромосом. Во время метафазы сестринские хромосомы двигаются в центр и распадаются на две хроматиды.
Строение ядрышка
В ядре также находится немембранное образование — ядрышко. Ядрышки представляют собой уплотненные, округлые тельца, способные преломлять свет. Это основное место синтеза рибосомальной РНК и необходимых белков.
Число ядрышек различно в разных клетках, они могут объединяться в одно крупное образование или существовать отдельно друг от друга в виде мелких частиц. При активации синтетических процессов объем ядрышка увеличивается. Оно лишено оболочки и находится в окружении конденсированного хроматина. В ядрышке также содержатся металлы, в большей мере цинк. Таким образом, ядрышко – это динамичное, меняющееся образование, необходимое для синтеза РНК и транспорта ее в цитоплазму.
Нуклеоплазма заполняет все внутреннее пространство ядра. В нуклеоплазме находится ДНК, РНК, протеиновые молекулы, ферментативные вещества.
Функции ядра в клетке
- Принимает участие в синтезе белка, рибосомной РНК.
- Регулирует функциональную активность клетки.
- Сохранение генетической информации, точная ее репликация и передача потомству.
Роль и значение ядра
Ядро является главным хранилищем наследственной информации и определяет фенотип организма. В ядре ДНК существует в неизмененном виде благодаря репарационным ядерным ферментам, которые способны ликвидировать поломки и мутации. Во время клеточного деления ядерные механизмы обеспечивают точное и равномерное расхождение генетической информации в дочерние клетки.
Источник
———————————————————————–
Территория разумного замысла
Цикл статей (10)
радиопрограмма “Территория разумного замысла”
Ядро
Клетка – это мельчайшая фундаментальная единица жизни. Давайте рассмотрим еще один крайне важный структурный компонент клетки. Ядро клетки – это уникальный клеточный органоид. Во всех живых клетках в центре протоплазмы под микроскопом можно увидеть плотное тельце овальной формы – это и есть знаменитое ядро клетки.
Строение
Из чего состоит ядро клетки?
– Прежде всего, клеточное ядро окружено оболочкой – оболочка отделяет ядро от цитоплазмы – цитоплазма – это внутренняя среда, это полужидкое содержимое клетки. А оболочка клетки представляет собой тончайшую двойную мембрану с микроскопическими порами. Через эти поры/ постоянно осуществляется процесс обмена между ядром и цитоплазмой. Эти поры действуют как настоящие контрольно-пропускные пункты. Если необходимо/ эти «пропускные пункты» закрывают ядро от цитоплазмы. И наоборот, если необходимо, они широко раскрываются и пропускают в нее крупные белковые молекулы.
– В жидкой фазе ядра, в ядерном соке (его называют кариоплазмой), расположены ядрышки – они являются узловым пунктом взаимоотношений между ядром и цитоплазмой.
– Ядерный сок содержит также нити хроматина: они состоят из молекул ДНК в комплексе с белками. Как нам, наверное, известно, ДНК – это носитель наследственной информации, которая передается в поколениях.
– Чтобы обеспечить жизнь клетки, ядро неразрывно взаимодействует с цитоплазмой – т.е. с внутренней средой клетки. Посредством чего происходит это взаимодействие? Прежде всего, посредством т.н. эндоплазматической сети – это разветвленная система из пузырьков и канальцев, через которые осуществляется транспортировка веществ.
– На мембранах эндоплазматической сети находятся рибосомы – с участием рибосом происходит синтез белков. Таково строение клеточного ядра.
строение клетки
Функция
Давайте теперь рассмотрим – каково значение ядра – этого уникального клеточного органоида. Ядро имеет огромное значение. Ученые провели эксперимент. – они брали фрагменты амебы или инфузории и удаляли из этих фрагментов клеточное ядро. И вот когда клетка лишалась ядра, такие клетки через короткое время – погибали. Какова функция ядра? Ядро клетки – это мозг всей этой комплексной системы, это командный пункт, это центр управления жизнедеятельностью клетки, это гигантский (не по размерам, а по объему информации) информационно-вычислительный центр. Ядро регулирует активность всей клетки.
Клеточное ядро осуществляет ряд функций: 1). Во-первых – это хранение генетической информации, а также ряд таких функций как передача, реализация наследственной информации; регуляция большинства функций клетки; ядро также определяет синтез белков, участвует в делении клетки, руководит диференцировкой клеток, руководит формообразованием ткани и органов.
Хранение
Давайте, прежде всего, кратко рассмотрим такую функцию ядра, как хранение генетической информации. Ядро клетки – это хранилище, и оно содержит инструкции, ядро содержит план жизни всего организма. Все клетки в этом мире работают в соответствии с этим генеральным планом, работают в соответствии с инструкциями, которые клетка получает из центра управления – из ядра. Где хранится вся наследственная информация в клеточном ядре? Внутри ядра находятся хромосомы. Хромосомы состоят из переплетенных ветвей молекулы ДНК. Каждая клетка – она сама по себе микроскопическая по размеру, но в каждой клетке содержится около 2-х метров ДНК. (В научной литературе иногда употребляют понятие “хромосома”, которая является длинной цепью ДНК; ген представляет собой сегмент хромосомы). Мы видим – целые метры молекул ДНК/ с удивительным искусством упакованы в тельце хромосомы, которая сама по себе еле различима в оптическом микроскопе.
Как мы, наверное, знаем, по своей форме цепь ДНК напоминает двойную спираль, которая состоит из определенной комбинации 4-х разных молекул (Аденин, Тенин, Тимин и Цитозин). И вот в этих цепях ДНК детально закодирована информация о всех клеточных системах. ДНК – это база данных с колоссальным количеством зашифрованной информации! Эта информация составила бы сотни томов энциклопедий!!! ДНК представляет собой цепь химических веществ, которые объединены в гены. Ядро – это вместилище генов. Каждый ген/ содержит инструкции для создания определенного белка. ДНК содержит десятки тысяч инструкций, которые говорят нашим клеткам – что делать, как делать, когда делать, каким образом строить не только наши клетки, но и все органы. Вот эта система кодирования включает в себя детальное/ подробное описание плана производства энергии, информацию о работе тысячи/ различных/ ферментов и белков.
клетка, фото.
Однако вот эта важная цепь химических веществ ДНК – она была бы совершенно бесполезной без армии микроскопических «машин» – без армии (ферментов), которые бесконечно путешествуют вдоль ДНК – они расшифровывают ДНК и превращают в инструкции (т.н. ИРНК), которые посылаются клетке.
Давайте немного подробнее рассмотрим этот удивительный процесс. Каждый ген ДНК содержит инструкции для создания определенного белка. Белки – это важнейшие элементы для жизни клеток – о роли белков мы скажем немного позже. И вот с чего начинается синтез органической молекулы белка – среди многочисленных генов ДНК, сначала/ необходимо найти один единственный ген, который содержит необходимую информацию. Для этого/, прежде всего, необходимо «расплести»/ двойную/ спираль ДНК. Выше мы упомянули об армии микроскопических «машин» – (ферментов). Так вот,/ фермент, который, отвечает только за эту задачу, он «расплетает» двойную спираль ДНК. Затем другая группа ферментов, она разъединяет нити ДНК на две отдельные. И следующий фермент, он считывает информацию с одиночной нити и быстро копирует себе зашифрованные в ней данные. Что получается? Получается точная копия плана ДНК по производству новой молекулы. И вот как только копирование завершено, ферменты закрывают ДНК и снова «заплетают» ее в первоначальное состояние. Копия, которая была получена с ДНК, называется информационный РНК (или ИРНК) – в этой копии содержится план производства белка. Т.е. информация РНК играет роль своеобразных матриц для синтеза белка.
Что происходит далее? После того, как ген скопирован, инструкции (ИРНК) направляются за пределы ядра. И уже здесь – в цитоплазме, ИРНК отыскивает рибосому. Какую роль играют рибосомы? Рибосома – это своего рода – мобильный завод, это мобильная фабрика клетки – здесь непосредственно производится синтез белка. Т.е. как мы выше сказали – ядро (ДНК) передает информационной РНК инструкцию что делать, ИРНК отыскивает рибосому и далее ИРНК взаимодействует с ней и заставляет работать по записанной на молекуле программе.
Система производства белков в рибосоме – это поистине совершенный процесс. Как он происходит? Информация РНК проникает через вход в рибосому и медленно продвигается вперед. Для наглядности, можно сказать, что рибосома – это как бы магнитная головка, которая считывает информацию с «магнитной ленты» (РНК). Тем временем, переносчики, которые называются транспортной РНК,/ поставляют в рибосому в полном комплекте и в четкой последовательности необходимые для производства белка аминокислоты. Эти аминокислоты – они соединяются друг с другом в правильной последовательности, благодаря шифру Информационной РНК. И вот по мере того как ИРНК продвигается, новые аминокислоты добавляются в цепочку, они точно становятся на свое место, как указано в закодированной РНК. Т.е. в рибосоме, информация, которая получена при протяжке молекулы РНК, превращается в белковую цепочку, которая сшита из строго определенных аминокислот. И далее рибосомы – эти мобильные заводы, превращают их в белки. В результате – получается новая молекула белка -производство белка завершено, новая молекула покидает рибосому, чтобы приступить к исполнению своих обязанностей.
Здесь следует отметить, что малейшая ошибка или малейшее запоздание в последовательности аминокислот, привели бы к производству ни к чему не пригодной молекулы белка. Однако надо сказать, что подобные ошибки никогда не происходят!
Итак, какова общая картина? Ядро через иРНК – передает инструкцию, передает план производства белка – далее – мобильные фабрики – рибосомы производят определенный вид белка, которому отведена особая функция. И вот – новая молекула белка покидает рибосому, чтобы приступить к исполнению своих обязанностей. Вот так ядро управляет всеми функциями организма.
*******
Полная версия радиопрограммы
——-
Если вам понравилась статья и вы хотите читать наши другие публикации – подписывайтесь на канал Радиотелецентр “Голос надежды”. А также не пожалейте сил и нажмите “Палец вверх” и/или поделитесь нашей статьёй с вашими друзьями в соц.сетях. Хотите узнать ещё больше интересного? Заходите на наш сайт, а на канале YouTube вы найдёте много видео на разные темы.
А ещё мы приглашаем вас в бесплатную Заочную Библейскую Школу!
Источник
К Клеточное ядро является обязательной составляющей клетки, которое регулирует обмен веществ и отвечает за передачу и хранение наследственной информации.
Клеточное ядро
Схема строения интерфазного ядра: 1 — наружная мембрана; 2 — внутренняя мембрана; 3 — перинуклеарное пространство; 4 — пора; 5 — ядрышко; 6 — кариоплазма; 7 — хроматин.
Ядро является обязательным компонентом всех эукариотических клеток. Форма и размеры ядра зависят от формы и величины клетки и выполняемой ею функции.
Химический состав ядра
По химическому составу ядро отличается от остальных компонентов клетки высоким содержанием ДНК (15 — 30%) и РНК (12%). В ядре клетки сосредоточено 99% ДНК клетки в виде комплекса с белками – дезоксирибонуклеопротеина (ДНП).
Функции ядра
Ядро выполняет две главные функции:
- хранение, воспроизведение и передачу наследственной информации
- регуляцию процессов обмена веществ, протекающих в клетке.
Выделяют два состояния ядра: делящееся и интерфазное. В интерфазном ядре различают: ядерную оболочку, ядерный сок, хроматин и ядрышки.
Ядерная оболочка
Ядерная оболочка (кариолемма) представлена двумя биологическими мембранами, между которыми находится перинуклеарное пространство. Наружная ядерная мембрана непосредственно соединена с мембранами каналов эндоплазматической сети. На ней располагаются рибосомы. Ядерная оболочка пронизана многочисленными порами, через которые происходит обмен веществ между ядром и цитоплазмой. Основная функция ядерной оболочки: регуляция обмена веществ между ядром и цитоплазмой клетки.
Ядерный сок
Ядерный сок (кариоплазма) – это однородная масса, заполняющая пространство между структурами ядра. В его состав входят вода, минеральные соли, белки (ферменты), нуклеотиды, аминокислоты, АТФ и различные виды РНК.
Функция кариоплазмы: обеспечение взаимосвязей между ядерными структурами.
Хроматин
Хроматин представляет собой дезоксирибонуклеопротеин (ДНП), состоящий преимущественно из ДНК и белков-гистонов, выявляемый под световым микроскопом в виде глыбок и гранул. Это деспирализованные хромосомы интерфазного ядра. В процессе митоза хроматин путем спирализации образует хорошо видимые (особенно в метафазе) интенсивно окрашивающиеся структуры – хромосомы.
Метафазная хромосома
Схема строения метафазной хромосомы (А) и типы хромосом (Б). А: 1 — плечо; 2 — центромера; 3 — вторичная перетяжка; 4 — спутник; 5 — две хроматиды; Б: 1 — акроцентрическая; 2 — субметацентрическая; 3 — метацентрическая.
Метафазная хромосома состоит из двух продольных нитей ДНП – хроматид, соединенных друг с другом в области первичной перетяжки – центромеры. Центромера делит каждую хроматиду на два плеча.
В зависимости от расположения первичной перетяжки различают следующие типы хромосом: метацентрические (равноплечие), в которых центромера расположена посередине, а плечи примерно равной длины; субметацентрические (неравноплечие), когда центромера смещена от середины хромосомы, а плечи неравной длины; акроцентрические (палочковидные), когда центромера смещена к одному концу хромосомы и одно плечо очень короткое. Некоторые хромосомы могут иметь вторичные перетяжки, отделяющие от хроматиды участок, называемый спутником. Основная функция хромосом – хранение, воспроизведение и передача генетической информации.
Кариотип
Кариотип – это диплоидный набор хромосом соматических клеток организма определенного вида. Каждый вид растений и животных имеет определенное, постоянное число хромосом. Так, в ядре соматических клеток у лошадиной аскариды содержится 2 хромосомы, у мухи дрозофилы – 8, у человека – 46. Во всех соматических клетках число хромосом всегда парное (диплоидный набор – 2n), т.е. каждая хромосома в наборе имеет парную, гомологичную (одну из этих хромосом дочерний организм получает от отца, а вторую от матери). Гомологичные хромосомы одинаковы по величине, форме, расположению центромер. Для каждого биологического вида характерно постоянство числа, величины и формы хромосом. При образовании половых клеток из каждой пары гомологичных хромосом в гамету попадает только одна, поэтому хромосомный набор гамет называется гаплоидным (одинарным – 1n). При оплодотворении восстанавливается диплоидный набор хромосом.
Ядрышки
Ядрышки имеют шаровидную форму, не окружены мембраной. Они содержат преимущественно белки и р-РНК. Ядрышки – непостоянные образования, они растворяются в начале деления клетки и восстанавливаются после его окончания. Их образование связано со вторичными перетяжками (ядрышковыми организаторами) спутничных хромосом, в которых локализованы гены, кодирующие синтез рибосомальных РНК и белков. Функция ядрышек – образование субъединиц рибосом.
Эукариотические клетки
Клетки подавляющего большинства живых организмов имеют оформленное, сложно устроенное ядро, цитоплазму с органоидами и оболочку. Такие клетки называются эукариотическими. Они характерны для протистов, грибов, растений и животных.
Прокариотические клетки
Прокариотические клетки не имеют оформленного ядра и мембранных органоидов. Генетический аппарат прокариот представлен нуклеоидом одной кольцевой молекулой ДНК, не связанной с белками-гистонами и не окруженной мембраной. Имеются рибосомы. Функций мембранных органоидов выполняют впячивания плазмалеммы – мезосомы. К прокариотам относятся бактерии и цианобактерии.
Клетки растений и животных сходны по строению и химическому составу, но между ними имеются и определенные отличия.
Отличие про- от эукариотических клеток
Признак | Прокариоты | Эукариоты |
Цитоплазматическая мембрана | Есть | Есть |
Клеточная стенка | Есть | У животных нет, у растений есть |
Ядерная оболочка | Нет | Есть |
Митохондрии | Нет | Есть |
Комплекс Гольджи | Нет | Есть |
ЭПС | Нет | Есть |
Лизосомы | Нет | Есть |
Мезосомы | Есть | Нет |
Рибосомы | Есть | Есть |
Хромосомы | Нет(кольцевая молекула ДНК) | Набор хромосом (ДНК + белок) |
Способ размножения | Простое бинарное деление | Митоз, амитоз |
Отличие животных от растительных клеток
Признак | Животные клетки | Растительные клетки |
Клеточная стенка | Нет | Есть (целлюлоза) |
Тип питания | Гетеротрофные | Автотрофные |
Пластиды | Нет | Есть |
Центросома | Есть | Нет |
Центральная вакуоль | Нет | Есть |
Запасное питательное вещество | Гликоген | Крахмал |
Источники информации
1. Биология для абитуриентов. Авторы: Давыдов В.В. , Бутвиловский В.Э. , Рачковская И. В. , Заяц Р.Г.
Источник