Меню

Ядрышки есть в клетках растений или нет

Растительные и животные клетки

Все органы животных и растений состоят из клеток. Основными компонентами растительных клеток являются ядро, вязкая жидкость под названием цитоплазма, оболочка, вакуоль и множество других органоидов различного строения и функций. Оболочка покрывает клетку снаружи, под ней находится цитоплазма, а в ней — ядро и одна или несколько вакуолей.

Животная клетка окружена мембраной, которая пропускает одни вещества и задерживает другие. Внутри нее, как и в растительной клетке, находятся цитоплазма и защищенное мембраной ядро, содержащее наследственный материал. В цитоплазме есть маленькие структуры — органоиды, отвечающие за жизнедеятельность клетки.

Многоклеточные организмы, как растительные, так и животные, состоят из множества клеток различных типов, выполняющих разные функции. Эти клетки образуют ткани.

Ткань — это система клеток и неклеточных структур, которые объединены общими функциями, строением и происхождением.

Чем питались первые клетки?

Каким бы странным показался ответ, но первые клетки питались, скорее всего, первичным бульоном, тем, из которого они образовались. Большое количество белков, жиров и аминокислот позволяло клеткам жить и размножаться. Они стали родоначальниками клеток животных. На протяжении миллионов лет запасы продовольствия постепенно сокращались. В результате стали образовываться новые клетки — так называемые продуценты. Они смогли развить способность создавать для себя пищу из окружающего строительного материала, используя энергию Солнца или тепло Земли. Эти клетки положили начало всему растительному миру.

Источник

Ядрышко в клетке

При световой микроскопии ядрышки в клетках с высоким уровнем белкового синтеза имеют довольно большие размеры и их легко рассмотреть.

Если же ядрышки мелкие и в ядре преобладает гетерохроматин, то их поиск значительно затруднен. Ядрышко — это своеобразный центр ядра, его «штаб», где собираются рибосомы и, таким образом, контролируется степень последующих процессов трансляции белков в клетке.

В ядре может быть от одного до нескольких ядрышек, но если ядрышек одно или два, то они более крупные. Они могут иметь различные размеры, форму, плотность и область распределения в зависимости от функциональной активности клетки. Более крупные ядрышки характерны для дифференцированных клеток с высокой активностью синтеза белков. Малодифференцированные клетки обычно имеют несколько мелких ядрышек. Клетки, в которых активность белкового синтеза невелика, имеют мелкие ядрышки с высокой электронной плотностью и интенсивно окрашивающиеся основными красителями.

Основная функция ядрышка — синтез рРНК и субъединиц рибосом. При исследовании ультратонких срезов в электронном микроскопе видно, что ядрышки не гомогенные структуры, а имеют вид элекронно-плотного вещества, формирующего петли. Промежутки между петлями заполнены более светлым веществом. С помощью электронной микроскопии в ядрышке можно выявить несколько компонентов.

Фибриллярный компонент — это тонкофибриллярная структура, состоящая из тончайших нитей различной электронной плотности. Она образована участками слабо конденсированной ДНК, считывающимися с нее молекулами РНК и белками, осуществляющими транскрипцию. Фибриллярный компонент занимает центральные, небольшие по размерам участки вокруг ядрышковых организаторов. В фибриллярном компоненте ядрышка происходит транскрипция рРНК.

Гранулярный (зернистый) компонент — это образующиеся субъединицы рибосом. При большом увеличении электронного микроскопа в гранулярном компоненте видно множество гранул высокой электронной плотности. Располагается между фибриллярными структурами и по периферии ядрышка.

Зону ядрышкового организатора иногда выявляют в центре фибриллярного компонента в виде светлого участка. Вокруг ядрышкового организатора в интерфазу образуется ядрышко. В период митоза зона ядрышкового организатора соответствует области вторичной перетяжки хромосомы.

Зона неактивной ДНК вокруг ядрышка отличается высокой степенью конденсации в виде околоядрышкового гетерохроматина. Предположительно эти зоны являются частями хромосом, которые образуют ядрышко.

Ядрышки значительно изменяются в различные стадии митоза. В конце профазы митоза они исчезают, а находящийся в ядрышках хроматин начинает конденсироваться. С конца профазы до середины телофазы митоза ядрышко содержит в себе только хроматин ядрышкового организатора, что указывает на его низкую активность. Затем этот хроматин деконденсируется и вокруг него формируется плотный фибриллярный материал, содержащий скопление рРНК. Рост ядрышка продолжается до конца телофазы за счет увеличения содержания фибриллярных структур, а затем вокруг них формируется гранулярный компонент. К концу телофазы строение ядрышка близко к таковому в интерфазном ядре, и проявляются признаки нарастающей синтетической активности с образованием новых рибосом.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник

Естествознание.ру

Строение клетки

Жизнь — способ существования одних тел за счет выживания других.

Задумывались ли вы, из чего состоят растения, животные и человек? На первый взгляд все вокруг состоит из крупных деталей — частей тела и органов. На самом деле все живое на планете состоит из микроскопических частиц — клеток. Деревья, звери, человек, микробы — все организмы построены из невидимых глазу «кирпичиков». Собранные воедино, они складываются в целостную систему. Но каждая клетка — отдельный микромир со своими свойствами и функциями.

Когда одной клетки достаточно

До 1665 года человечество не подозревало о существовании клеток. Впервые их обнаружил англичанин Роберт Гук. Он разглядывал через увеличительный прибор кору дуба и заметил, что она состоит из множества ячеек. Позднее выяснилось, что это были мертвые оболочки клеток, полые внутри.

В живых клетках растений, в отличие от мертвых, присутствует вязкое вещество — цитоплазма, в которой плавают ядро и вакуоли — пузырьки с клеточным соком. Взгляните на разрезанный помидор или кусочек арбуза. Вы заметите, что спелая мякоть состоит из мельчайших гранул. Это и есть растительные клетки.

Как вы думаете, все ли живые существа состоят из множества клеток, или порой достаточно и одной, чтобы создание могло полноценно жить, питаться и размножаться? Иногда одной клетки хватает для жизни. На Земле есть ничтожно малые существа — одноклеточные, организм которых состоит из одной-единственной клетки.

В 1675 году голландский ученый Антони ван Левенгук начал рассматривать под микроскопом капельки воды. Он заметил, что жидкость кишит микроскопическими созданиями. Каждое из них могло бы с легкостью проплыть сквозь тонкое игольное ушко. Тела этих крошечных существ состояли из одной клетки. Тем не менее, организмы легко реагировали на свет, тепло, химические вещества и механические раздражители. Они были способны самостоятельно питаться, дышать, размножаться, расти и развиваться.

Однажды Роберт Гук (1635-1703 гг. — английский естествоиспытатель и изобретатель) вел наблюдения на старом микроскопе. Он был в виде полуметровой позолоченной вертикальной трубы. Работать на нем приходилось, согнувшись в три погибели. Гук решил усовершенствовать прибор. Для начала он сделал тубус наклонным. Затем биолог установил перед прибором масляную лампу для лучшего освещения. Потом к нему пришла мысль усилить свет за счет солнечных лучей и сконцентрировать его. Так появился большой стеклянный шар, наполненный водой. За ним была установлена специальная линза. Эта оптическая система в сотни раз усиливала яркость освещения.

Ученые сделали вывод: одноклеточные — такие же живые существа, как, к примеру, слон или человек. С тех пор все живое делится на две группы — одноклеточные и многоклеточные.

Со временем в группу одноклеточных попали все виды бактерий, некоторые грибы, растения и животные. К одноклеточным грибам отнесли дрожжи; к одноклеточным растениям — водоросли хлореллу и хламидомонаду; к одноклеточным животным — амебу, инфузорию туфельку и трубача.

Читайте также:  Ромашка описание растения и свойства

Группа многоклеточных оказалась многочисленнее. В нее вошли растения, грибы, животные и человек. Их организмы состоят из множества видов клеток, каждая из которых играет определенную роль. Клетки, сходные по строению и функциям, образуют ткани. Покровные ткани защищают организм от травм и вредных воздействий. Органы растений, животных и человека тоже состоят из тканей. Растительные ткани образуют корни и листья; животные — мышцы, сердце, желудок, печень, почки.

Строение клетки

Животные и растительные клетки имеют схожее строение. Внутри клетка заполнена цитоплазмой, в которой «плавают» внутренние компоненты.

Главный орган клетки — ядро, покрытое пористой оболочкой. Сквозь поры в ядро и обратно поступают питательные вещества и отходы. Ядро заполнено соком, в котором находятся ниточки молекул ДНК и ядрышко. Ядро — главнокомандующий, оно управляет всеми процессами внутри клетки и заведует важной генетической информацией.

Помимо ядра, вакуолей и цитоплазмы внутри клетки присутствуют и другие органоиды. И в животных, и в растительных клетках есть вакуоли — пузырьки, заполненные клеточным соком. Они отвечают за хранение питательных веществ, обезвреживание ядов и вывод отходов. Митохондрии — производители энергии. Они помогают клетке дышать, размножаться, расти. Аппарат Гольджи отвечает за производство, хранение и доставку веществ в разные части клетки. Рибосомы в ответе за выработку белка — строительного материала. Лизосомы, мешочки с ферментами, которые ускоряют процессы в организме, переваривают пищу. Пероксисомы тоже содержат ферменты. Они нейтрализуют вредные вещества и разрушают жиры.

У растительных и животных клеток есть и отличия
  • В растительной клетке присутствуют пластинки зеленого цвета, хлоропласты. Они помогают клетке получать питание из солнечных лучей. Животные клетки не умеют самостоятельно вырабатывать «еду», им приходится добывать питательные вещества из съеденной пищи. Исключение из мира животных — микроорганизмы жгутиконосцы, которые днем вырабатывают питательные вещества на свету, а ночью добывают готовую пищу.
  • Животные клетки имеют округлую форму. Их оболочка пластичная и гибкая, что позволяет им растягиваться и изменять внешний вид. Прямоугольные клетки растений защищены менее податливой стенкой, которая не дает им трансформироваться.
  • Отличаются клетки и за счет вакуолей. У растений они крупные, но немногочисленные, у животных, наоборот, мелкие, но в клетке содержится целая россыпь. Растительные вакуоли предназначены для запаса питательных веществ, животные отвечают за переваривание пищи и сокращение. А питательные вещества животной клетки хранятся в цитоплазме.

Клетки бывают крупных размеров. Например, клетка стебля льна достигает 40 мм, а клетка мякоти арбуза — 1 мм. Их видно невооруженным глазом.

Митохондрии и хлоропласты

Все клетки нуждаются в питании, которое они получают при помощи митохондрий и хлоропластов.

Митохондрии производят аденозинтрифосфорную кислоту (АТФ). Это своеобразный аналог батарейки, которая вырабатывает, хранит и распределяет между органоидами энергию. Активные клетки расходуют большое количество энергии, и митохондрий в них много. Если внутренние процессы в клетке протекают вяло, избыток энергии ни к чему. В такой клетке митохондрий мало. Митохондрии могут иметь спиралевидную, округлую, чашевидную и нитевидную формы и даже способны трансформироваться. Они передвигаются внутри клетки. Эти частички словно чувствуют, какая часть клетки остро нуждается в энергии, и спешат именно туда.

Хлоропласты — такие же «энергетические фабрики» в клетках зеленых растений. Они достигают в ширину 2-4 микрометров, в длину — 5-10 микрометров. У зеленых водорослей встречаются хроматофоры — гигантские хлоропласты длиной 50 микрометров. Таких хроматофоров может содержаться всего по одному на клетку.

В хлоропластах содержится пигмент хлорофилл, который окрашивает растения в зеленый цвет и участвует в важнейшем процессе — фотосинтезе. При помощи хлорофилла зеленые растения поглощают солнечный свет и перерабатывают его в органические вещества.

Ядро клетки

Самая первая живая клетка зародилась на планете миллионы лет назад. Ученые до сих пор спорят о том, когда и как она появилась: в воде или на суше, из каких частиц, в каких условиях.

В поиске истины ученые выдвинули две теории происхождения клеток: клеточную и теорию биогенеза. Клеточная теория стала основополагающей. В середине XIX века после долгих исследований немецкие ученые Маттиас Шлейден и Теодор Шванн впервые заявили: абсолютно все живые организмы на Земле состоят из клеток. Так появилась клеточная теория. Немногим позднее Рудольф Вирхов высказал мнение о том, что живая клетка может произойти только от живой клетки, а ее спонтанное появление из неживой материи невозможно. Выходит, жизнь была всегда. Вечно. Это стало главным утверждением биогенеза.

Оказывается, не у каждой клетки есть ядро. Да-да, существуют организмы, способные выжить без этого важнейшего компонента. Исходя из этого, современные ученые выделяют два вида клеток: прокариотические и эукариотические. Названия этих групп произошли от древнегреческого языка. Слово «карио» переводится как ядро, приставка «про» — до, «эу» — хорошо. Значит, прокариоты — это организмы, клетки которых не содержат ядра. К доядерным относятся бактерии, сине-зеленые водоросли и археи — древнейшие одноклеточные.

Эукариоты — это растения, животные, грибы. Они могут быть как многоклеточными, так и состоять из одной-единственной клетки. Представителей этой группы объединяет наличие в клетке ядра.

В целом эукариотические клетки отличаются от прокариотов сложностью своей конструкции. Биологи считают, что прокариоты — предки эукариотов, которые в процессе эволюции начали объединяться, образуя многоклеточные организмы.

Симбиогенез. История о том, как съеденная жертва стала звеном эволюции

Между живой клеткой и большинством высокоупорядоченных небиологических систем, таких как кристалл или снежинка, существует пропасть настолько обширная и абсолютная, как только можно представить»

Майкл Дентон, британско-австралийский биохимик

Миллионы лет назад, когда начала зарождаться жизнь, Землю населяли одноклеточные безъядерные создания. Они жили, питались и размножались. Крупные особи пожирали мелких. Однажды кроха, проглоченная «хищником», выжила внутри его организма и поселилась там. Поскольку внутри одноклеточного прокариота была лишь цитоплазма, кроха прижилась в ней. Спустя годы эволюции съеденные микроскопические организмы превратились в митохондрии и хлоропласты. На самом деле все происходило не так быстро, как может показаться.

Эукариоты образовывались в несколько этапов
  • Первый симбиоз. Сначала прокариот, по форме напоминающий амебу, поглотил мелкие бактерии. Бактерии со временем превратились в митохондрии.
  • Второй симбиоз. Клетка с митохондриями поглотила спиралевидные бактерии. Так образовались прокариоты со жгутиками, митохондриями и клеточными мембранами. Из мембран сформировалась оболочка ядра. Из ДНК и белков получились хромосомы. Из жгутиковых эукариотов произошли первые ядерные организмы — простейшие и одноклеточные грибы.
  • Третий симбиоз. В результате третьего симбиоза появились одноклеточные водоросли. На этот раз «жертвами» жгутиковых прокариотов стали цианобактерии, из которых возникли хлоропласты. Так за миллионы лет эволюция вырастила из одноклеточных организмов многоклеточные.

Источник

Ядро растительной клетки

Ядро является самым крупным клеточным органоидом.

Но в живых клетках при рассматривании в световой микроскоп ядро обычно плохо видно, так как оно преломляет свет лишь немногим более, чем окружающая цитоплазма. Размеры ядра очень изменчивы и зависят от вида растения, типа, возраста и состояния клетки. Так, у грибов ядра обычно мелкие, диаметром порядка 0,5—1,0 мк. У вегетативных клеток высших растений размеры ядра колеблются в среднем от 5 до 25 мк, причем у однодольных ядра обычно крупнее, чем у двудольных, и у голосеменных— крупнее, чем у покрытосеменных. Наиболее крупные ядра (до 500 мк) встречаются у половых клеток голосеменных растений.

Читайте также:  Растение очень похожее на ромашку

Форма ядра при рассматривании его в световой микроскоп чаще всего шаровидная, например у эмбриональных клеток, но может меняться в широких пределах в зависимости от формы клетки и состояния цитоплазмы. У длинных узких клеток ядра обычно сплюснутые, чечевицеобразные или вытянутые, веретенообразные. Форма ядра может изменяться под влиянием движения цитоплазмы (деформация). Исследования в электронном микроскопе показали, что довольно часто ядро принимает амебовидную форму; в нем образуются неправильные лопасти различной длины или довольно сильные углубления. В этих углублениях могут скапливаться и митохондрии. Такая «разветвленность» ядра ведет к увеличению ядерной поверхности, что имеет большое значение для повышения интенсивности взаимодействия между ядром и цитоплазмой.

В отличие от других органоидов, число которых в клетке обычно довольно велико, живая клетка, как правило, имеет только одно ядро. Однако клетки грибницы многих высших грибов двуядерны, многоядерны клетки некоторых водорослей и низших грибов. У высших растений сильно вытянутые клетки, образующие лубяные волокна, также содержат по нескольку ядер. Часто двуядерными бывают клетки так называемого выстилающего слоя пыльников. Единственным типом клеток, которые остаются живыми и во взрослом состоянии не содержат ядра, являются клетки, проводящие пластические вещества (ситовидные трубки), но живут эти клетки очень недолго, обычно один вегетационный период.

Клетка из молодого листочка околоцветника дрока испанского

В молодых клетках ядро обычно занимает центральное положение. Когда клетка дифференцируется и в ней образуются большие вакуоли, ядро вместе с цитоплазмой отодвигается к периферии клетки, к клеточной оболочке, не соприкасаясь непосредственно с вакуолью. Иногда ядро остается в центре клетки и окружено скоплением цитоплазмы (так называемым ядерным кармашком). Ядерный кармашек связан с постенным слоем цитоплазматическими тяжами, пересекающими клетку. В некоторых случаях положение ядра может меняться, что связано с его активным передвижением в наиболее деятельные участки клетки. Как показала микрокиносъемка, ядро в некоторых клетках может находиться в состоянии беспрерывного маятникообразного или вращательного движения, возникающего, возможно, вследствие периодического выталкивания синтезируемых веществ из. ядра в цитоплазму.

В тех случаях, когда ядро заметно в световом микроскопе, оно имеет вид эластичного заполненного пузырька, отделенного от окружающей его цитоплазмы чрезвычайно тонкой и едва различимой ядерной оболочкой. Внутри ядра можно обнаружить 1—3 (реже более) мелких округлых телец, сильнее преломляющих свет, — ядрышек. Остальная часть ядра заполнена прозрачной однородной массой консистенции золя или геля, кажущейся бесструктурной. Эта картина, однако, не всегда одинакова. В отдельных случаях в гомогенном ядерном содержимом, так называемом ядерном соке (кариолимфе, или нуклеоплазме), можно заметить многочисленные едва различимые точки, придающие содержимому зернистый вид. При наблюдении в фазовом контрасте или в ультрафиолетовом свете оказывается, что эти зернышки образуют неправильную сеть. Вещества, образующие зернышки, обладают способностью поглощать некоторые красители, поэтому они получили название хроматина, а сама сеть — хроматиновой сети. Предполагают, что причиной обычной гомогенности ядерного содержимого является сильная гидратация (насыщенность водой) веществ хроматиновой сети, вследствие чего показатель преломления этих веществ и веществ ядерного сока оказывается одинаковым, и хроматиновая сеть становится неразличимой. При фиксации, вызывающей обезвоживание и свертывание ядерных белков, и последующей окраске основными ядерными красками обычно у всех клеток выявляются структуры ядра. При этом хроматин окрашивается наиболее сильно. В некоторых клетках он равномерно распределен по ядру в виде тончайшей сеточки (лук), в других он собран в отдельные глыбки — хромоцентры, прикрепленные к петлям более слабо окрашивающейся сети (горох, кукуруза). В клетках третьего типа ядерная сеть выражена слабо, а хромоцентры более крупные и имеют сложные очертания. Наконец, в некоторых клетках сеточка совсем незаметна, и хроматин имеет вид немногочисленных довольно крупных телец.

Типы структуры неделящегося ядра после фиксации и окраски

Предполагают, что хроматиновая сеть и хромоцентры представляют собой структурные видоизменения хромосом, становящихся заметными при переходе клетки и ядра к делению. В неделящемся ядре хромосомы сильно гидратированы и деопирализованы и образуют в ядерном соке почти невидимую сеть. Нити хроматина представляют собой хромосомы в состоянии раскручивания и набухания, а хромоцентры — более концентрированные зоны, в которых упаковка и закручивание хромосомного материала сохраняются и в неделящемся ядре. Такое диффузное распределение хромосомного материала наилучшим образом соответствует важнейшей роли хромосом в жизни клетки.

Благодаря способности поглощать основные красители, фиксированное и окрашенное ядро становится хорошо заметным в клетке. Ядрышко также хорошо окрашивается, но иначе, чем хроматиновая сеть. Это связано с тем, что оно имеет другой химический состав. Оболочка ядра и ядерный сок не окрашиваются.

Как и цитоплазма, ядро представляет собой коллоидную систему, но более вязкой консистенции. По химическому составу оно заметно отличается от цитоплазмы, причем отдельные компоненты ядра химически различны. Наиболее важными в составе ядра являются нуклеиновые кислоты: дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и рибонуклеиновая кислота (РНК), причем первая в ядре преобладает и обычно не содержится в цитоплазме. Нуклеиновые кислоты — высокополимерные соединения, в состав молекул которых входят особый сахар, фосфорная кислота и азотистые основания. ДНК отличается от РНК типом сахара, атомным весом и строением молекул.

Вторым важнейшим типом соединений ядра являются белки — основные белки (протамины и гистоны) и негистоновые кислые белки, в том числе различные ферменты. В состав ядра входят также липоиды и некоторые электролиты (ионы кальция и магния). Молекулы ДНК в ядре обычно тесно связаны с гистонами, образуя так называемые нуклеогистоны. Количество нуклеогистонов в неделящейся клетке удивительно постоянно. Они являются важнейшей составной частью хроматина и не встречаются в других частях ядра. В состав хроматина входят также негистоновые кислые белки и некоторое количество РНК. Ядрышко — основной носитель РНК в ядре и не содержит ДНК. Количество РНК в отличие от ДНК очень варьирует в ядрах разных клеток одного растения и даже в одной клетке в зависимости от ее состояния. Составляющая ядрышко РНК тесно связана с синтезом белка в клетке и поэтому изменение в содержании РНК часто обусловлено изменением интенсивности синтеза белка. В состав ядрышка входят также фосфорсодержащие белки. Ядерный сок, как предполагают, состоит в основном из растворимого белка (глобулина). В строении ядерной оболочки принимают участие белки и липоиды.

Применение электронного микроскопа для изучения этого важнейшего органоида пока не принесло крупных успехов. Поэтому проблема тонкого строения ядра еще очень далека от разрешения. Эти неудачи, вероятно, связаны с тем, что структуры ядра как центрального органоида имеют более тонкое и нежное строение и поэтому требуют особых методов фиксации и приготовления препаратов.

Читайте также:  Что лучше для растений лампа накаливания или дневного света

Ядерная оболочка — наиболее исследованный в электронном микроскопе компонент ядра. Она имеет субмикроскопическую толщину и поэтому не видна в световой микроскоп. То, что в световом микроскопе принимают за оболочку, представляет на самом деле лишь границу раздела двух различных по плотности фаз (цитоплазмы и ядерного содержимого), которая хорошо выявляется, вероятно, еще и потому, что периферические тяжи хроматина часто связаны с оболочкой. Ядерная оболочка на поперечном срезе имеет толщину около 300 Å и состоит из двух узких темных слоев — наружной и внутренней мембран, разделенных более широким светлым промежутком. Этот промежуток имеет изменчивую толщину и часто неправильные очертания, содержимое его обычно гомогенно, но иногда в нем наблюдается некоторая зернистость. Наружная мембрана оболочки часто бывает шероховатой из-за прикрепленных к ней рибосом. В общем мембраны ядерной оболочки очень напоминают мембраны цитоплазмы, хлоропластов и митохондрий и, по- видимому, имеют сходный с ними химический состав и строение. Ядерная оболочка существенно отличается от оболочек других органоидов тем, что в ней всегда имеются так называемые поры. Состав и строение этих пор еще до конца не изучены, и взгляды разных ученых по этому вопросу противоречивы. Одни из них считают, что поры представляют собой настоящие округлые отверстия, по краям которых наружная и внутренняя мембраны сливаются, и в зоне этих отверстий гиалоплазма входит в непосредственный контакт с ядерным содержимым. Однако было обнаружено, что сами поры и участки цитоплазмы и ядерного содержимого, прилегающие к ним, содержат электронноплотный, темный материал. На тангентальном, т. е. сделанном параллельно поверхности, срезе поры имеют вид дисков диаметром обычно 300—500 Å, каждый из которых окружен темным кольцом. Эти данные дали другим ученым основание считать, что в порах имеется подобие трубочек, которые вставлены вертикально в отверстия ядерной оболочки, причем иногда в этих трубочках намечаются перегородки. В настоящее время более распространена вторая точка зрения, согласно которой поры не являются отверстиями.

Схема строения ядерной оболочки

Размеры и густота пор довольно изменчивы, например, в молодых клетках листа эти поры обычно крупнее и их больше, чем в клетках взрослого листа, но и у взрослых клеток их довольно много. Можно думать, что поры функционируют как своего рода шлюзовые ворота, через которые осуществляется обмен веществ ядра и цитоплазмы. Благодаря ядерной оболочке возможно существование особой внутриядерной среды, отличной от окружающей цитоплазмы. Избирательно проницаемые мембраны позволяют в известной степени контролировать эту среду, в которой действуют хромосомы и ядрышки. Хотя через поры могут свободно проходить крупные белковые молекулы и даже рибосомы, иногда ядерная оболочка оказывается для них непроницаемой.

Ядерная оболочка часто постоянно или временно связана с другими клеточными органоидами, особенно с эндоплазматической сетью цитоплазмы. В последнем случае наружная мембрана

ядерной оболочки образует выросты, которые сливаются с мембранами эндоплазматической сети, в результате чего содержимое цистерн эндоплазматической сети сообщается с межмембранным промежутком ядерной оболочки. Хотя эти выросты лучше всего выражены у молодых клеток, они типичны и для взрослых клеток. Наличие выростов свидетельствует о физическом единстве между ядерной оболочкой и эндоплазматической сетью. В определенные периоды жизни клетки наблюдается тесный контакт между ядерной оболочкой и оболочкой митохондрий. Было высказано предположение, что ядерная оболочка дает выросты, из которых образуются пузырьки, превращающиеся затем в митохондрии и пропластиды.

Ядрышко в электронном микроскопе обычно видно в форме плотной массы, более темной, чем остальное ядерное содержимое, и состоящей из скопления округлых частиц диаметром около 150 Å. Иногда в ядрышке выявляются и микрофибриллы диаметром около 50 Å. Очертание ядрышка обычно округлое или овальное, иногда волнистое. Граница между ядрышком и окружающим ядерным соком выражена неотчетливо, так как оно не окружено особой мембраной и находится в непосредственном контакте с другими компонентами ядра. Ядерный сок часто проникает в содержимое ядрышка. Округлые частицы, составляющие основную массу ядрышка, имеют вид зерен и по размерам, форме и химическому составу (высокое содержание РНК) очень похожи на рибосомы цитоплазмы. Предполагают, что ядрышко является местом активного синтеза РНК и белка, которые затем в виде рибосом ядрышка или каким-либо другим путем проходят через поры ядерной оболочки в цитоплазму и принимают участие в синтезе белков цитоплазмы. Поэтому ядрышко бывает особенно крупным в молодых, растущих клетках. Предполагают, что значительная часть РНК рибосом цитоплазмы имеет ядерное происхождение. В общем же тонкая структура ядрышка еще полностью не раскрыта.

В отличие от цитоплазмы и других органоидов ядро не содержит внутренних мембранных структур, и ядерное содержимое за исключением ядрышка плохо выявляется в электронном микроскопе. Хроматин на электронограммах обычно имеет вид более плотных зернистых масс неясных контуров и без ограничивающих мембран. Заметной правильности в распределении хроматинового материала в ядерном соке не наблюдается, лишь в отдельных местах скопления хроматина входят в тесный контакт с ядерной оболочкой. Субмикроскопическая структура хроматина почти совершенно не выяснена. Предполагают, что основным структурным элементом хроматина и хромосом являются микрофибриллы — нити диаметром порядка 100—250 Å и неопределенной длины, которые скручены в спираль и состоят из нуклеогистонов (соединений ДНК с белком). Высказана гипотеза, согласно которой каждая микрофибрилла хроматина имеет трубчатую структуру и состоит из волокнистого осевого вещества, окруженного более плотным футляром. Ядерный сок в электронном микроскопе кажется почти бесструктурным и несколько более плотным, чем цитоплазма. В нем удалось увидеть лишь мелкие зернистые скопления нуклеопротеидного материала, беспорядочно распределенные между более крупными массами хроматина.

Функции ядра

Ядро — центральный органоид клетки. Если его удалить из клетки, то она отмирает. С другой стороны, одно ядро не может самостоятельно существовать без других органоидов, так как оно зависит от них в энергетическом отношении, получая от них энергию. Одна из важнейших функций ядра состоит в том, что оно передает в систему цитоплазмы ту информацию, которая определяет направление синтеза белков и других веществ в клетке. Механизм передачи этой информации раскрыт совсем недавно и вкратце состоит в следующем. Молекулы ДНК ядра являются как бы шаблоном, в котором закодированы особенности молекул РНК. РНК, синтезированная в ядре, может временно накапливаться в ядрышке. Затем она переходит в цитоплазму, где связывается с рибосомами. Эта РНК и направляет синтез белка, осуществляемый рибосомами цитоплазмы. Благодаря этому, ядро как бы программирует физиологию, биохимию и процессы развития клетки. Во-вторых, ядро содержит хромосомы, в которых записана наследственная информация, позволяющая клетке выразить ее индивидуальность. Иными словами, ядро является носителем основных наследственных признаков организма. Некоторые ученые приписывают ядру и структурообразовательную роль, например, образование митохондрий, мембран эндоплазматической сети и др.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник

Adblock
detector