Будова ядра.Матеріал для учнів 9 класу.

Ядро. Будова ядра. Функції ядра

Всі клітини тварин (за невеликим винятком - еритроцити) і рослин мають ядро. В більшості клітин є одне ядро, рідше трапляються дво і багатоядерні клітини. Багатоядерними є клітини деяких видів найпростіших, а також клітини печінки, мозку і м'язів людини. Вони часто виникають внаслідок злиття кількох клітин в одну. Форма ядра здебільшого залежить від форми та розмірів клітини. Зазвичай у кулястих клітинах ядро має округлу форму, у видовжених м'язових клітинах ядро також видовжене. У деяких клітинах ядра можуть мати неправильну форму, наприклад, у лейкоцитів підковоподібні або лапчасті ядра. Форма ядра може змінюватися з віком клітини й залежить від її функціонального стану. Розміри ядра найчастіше коливаються від 2 до 20 мкм. Для кожного типу клітин існує певне ядерноплазматичне співвідношення, порушення якого призводить до поділу клітини або її загибелі.  

В ядерних мембранах є пори діаметром 80-100 нм. Крізь них відбувається обмін між ядром і цитоплазмою. Вміст ядра називають ядерним соком (каріоплазмою). У ньому міститься 1-2 ядерця й особлива речовина - хроматин (гр. chroma - колір, забарвлення). Ця речовина добре фарбується ядерними барвниками. У прокаріотів хроматин складається лише з молекул ДНК, а в еукаріотів - із ДНК, основних низькомолекулярних білків (гістонів), невеликої кількості кислих білків та ІРНК.

Ядро - це не просто важлива частина клітини, а центр керування її життєвими процесами - обміном речовин, рухом, розмноженням. В ядрі зосереджена основна маса ДНК, яка є носієм спадкової (генетичної) інформації, тобто ядро виконує функцію зберігання інформації про всі ознаки організму, а під час поділу клітини передає її дочірнім клітинам. Позбавлені ядра клітини (наприклад, еритроцити людини) мають порівняно коротку тривалість життя і не здатні до подальшого поділу і відновлення своєї цілісності в разі пошкодження (мал. 1) 

Мал.1.

Одноклітинна зелена водорість ацетабулярія (ілюстрація ролі ядра в регенерації): а - цілісний організм; б - перерізана особина адетабулярії; в - нижня частина відновлює "шапку" (верхня частина, яка позбавлена ядра, гине).

Поверхневий апарат ядра забезпечує регуляцію транспорту речовин, які проходять через нього. Із цитоплазми всередину ядра надходять синтезовані в ній білки. Натомість з ядра до цитоплазми транспортуються різні типи молекул РНК. Комплекс ядерної пори забезпечує транспорт цих сполук, здійснює їхнє впізнавання та сортування. Поверхневий апарат ядра функціонально контактує з мембранами ендоплазматичної сітки. На поверхні зовнішньої ядерної мембрани може бути розташована велика кількість рибосом. Ядерний матрикс - внутрішнє середовище ядра - складається з ядерного соку, ядерець і ниток хроматину. Хроматин (від грец.  хроматос - фарба) - нитко подібні структури ядра, утворені здебільшого з білків та нуклеїнових кислот. Ділянки хроматину неоднорідні. Ті з них, що постійно перебувають в ущільненому стані, називають  гетерохроматином. Вони добре забарвлюються різними барвниками і в період між поділами.

Ядерний сік (каріоплазма,  або  нуклоплазма) за будовою та властивостями нагадує цитоплазму. У каріоплазмі є білкові фібрили (нитки) завтовшки 2-3 нм. Вони утворюють особливий внутрішній скелет ядра, що сполучає різні структури: ядерця, нитки хроматину, ядерні пори тощо. Білки матриксу забезпечують певне просторове розташування хромосом, а також впливають на їхню активність. Ядерця - щільні структури, які складаються з комплексів РНК з білками, хроматину і гранул, які слугують попередниками складових рибосом. У ядрі може бути від одного до багатьох ядерець (наприклад, у яйцеклітинах риб), які формуються на особливих ділянках хромосом. Під час поділу клітини ядерця так само, як і ядерна оболнка, зникають, а в період між двома поділами - формуються знову. Функції ядерця полягають в утворенні рРНК і складових рибосом, які згодом виходять у цитоплазму.

Ключові терміни та поняття: ядро, ядерце, хроматин, хромосоми, нуклеоїд.

Коротко про головне

Ядро - обов'язкова складова будь-якої еукаріотичної клітини, в якій зберігаєть ся спадкова інформація.  Лише деякі типи клітин еукаріотів втрачають ядро в процесі свого розвитку, наприклад еритроцити ссавців чи ситоподібні трубки рос лин. У багатьох клітин є лише одне ядро, але є клітини, які містять кілька або багато ядер.  Ядро складається з поверхневого апарату і внутрішнього середовища (матриксу). Поверхневий апарат утворений двома мембранами  -  зовнішньою та внутрішньою, між якими є щілина 20-60 нм завширшки. У деяких місцях зовнішня мембрана сполучена з внутрішньою навколо отворів - ядерних пор. Ядерний матрикс складається з ядерного соку, ядерець і ниток хроматину.  Хроматин - ниткоподібні структури ядра, утворені здебільшого з білків і нуклеїнових кислот. Під час поділу клітини нитки хроматину ущільнюють ся і з них формуються хромосоми. Основу хромосоми становить дволанцюгова молекула ДНК в поєднанні з ядерними білками.