7. Строение и функции ядра.

Ядро (лат. nucleus, греч. karyon) – главный компонент эукариотической клетки. При повреждении ядра клетка погибает. Форма ядра обычно круглая, шарообразная, но может быть и другой: палочковидной, серповидной, лопастной и зависит как от формы клетки, так и от функций, которые она выполняет. В клетках с высокой физиологической активностью форма ядер сложная, что увеличивает отношение поверхности ядра к его объёму. Например, сегментоядерные лейкоциты имеют многолопастные ядра. Размеры ядра, как правило, зависят от величины клетки: при увеличении объёма цитоплазмы растёт и объём ядра. Соотношение объёмов ядра и цитоплазмы называется ядерно-плазменным соотношением.

В современном представлении в структуру ядра входят:

1) поверхностный аппарат ядра;

2) кариоплазма;

3) ядерный матрикс;

4) ядрышки;

5) хроматин (хромосомы)

◈ КАРИОПЛАЗМА – внешне бесструктурный компонент ядра, который по химическому составу аналогичен гиалоплазме, но в отличие от цитоплазматического матрикса содержит очень много нуклеиновых кислот. Он создает специфическое микроокружение для ядерных структур и обеспечивает взаимосвязь с цитоплазмой.

◈ ЯДЕРНЫЙ МАТРИКС представлен фибриллярными белками, осуществляющими структурную (скелетную) функцию в топографической организации всех ядерных компонентов, регуляторную (принимают участие в репликации, транскрипции, процессинге), транспортную (перемещают продукты транскрипции внутри ядра и за его пределы).

◈ ПОВЕРХНОСТНЫЙ АППАРАТ ЯДРА состоит из трех основных компонентов:1 – ядерной оболочки; 2 – поровых комплексов; 3 – ядерной ламины (плотной пластинки).

① Ядерная оболочка образована уплощенными цистернами и имеет соответственно наружную и внутреннюю мембрану.

Наружная мембрана ядерной оболочки переходит во внутреннюю лишь в области ядерных пор.

Между мембранами находится перинуклеарное пространство 10–50 нм.

② Ядерные поры составляют 10–12% площади поверхностного аппарата ядра. Это не просто сквозные дыры в ядерной оболочке, а комплексы, в которых, кроме мембран, имеется система правильно ориентированных в пространстве периферических и центральных глобул. По границе поры в ядерной оболочке располагаются 3 ряда гранул, по 8 штук в каждом: один ряд расположен со стороны ядра, другой – со стороны цитоплазмы, третий – в центральной части поры. От этих глобул отходят фибриллярные отростки. Такие фибриллы, идущие от периферических гранул, обычно сходятся в центре. Здесь же располагается центральная глобула. Типичные поровые комплексы у большинства эукариотических клеток имеют диаметр около 120

③ Периферическая плотная пластинка (ядерная ламина) образована структурными белками ядерного матрикса, которые на всем протяжении сопровождают внутреннюю мембрану. Ядерная ламина обеспечивает структурную функцию (принимает участие в упорядоченной укладке хроматина ядра и структурной организации порового комплекса).

◈ ЯДРЫШКИ – несамостоятельные и непостоянные структуры ядра. Их количество (обычно от 1 до 10), форма могут значительно варьировать в зависимости от типа клеток. Ядрышки активно функционируют в период между делениями клетки, в начале деления (профазу) они исчезают. Образуются в телофазу на специфических участках спутничных хромосом, называемых «ядрышковыми организаторами». У человека это 13 – 15; 21 – 22 хромосомы. Ядрышки представляют собой определенные участки ДНП хроматина, связанные со структурными и функциональными белками ядерного матрикса. В них синтезируется р-РНК и происходит формирование субъединиц рибосом. Через ядерную оболочку субъединицы попадают в цитоплазму, где собираются в целостные рибосомы, осуществляющие синтез белка в клетке. Таким образом, ядрышки являются местом синтеза р-РНК и образования субъединиц рибосом.

◈ ХРОМОСОМЫ (ХРОМАТИН) – самый главный постоянный компонент ядра эукариотической клетки. По химической природе является дезоксирибонуклеопротеидным комплексом – ДНП (ДНП = ДНК + белки). Молекулы ДНК способны к репликации и транскрипции. В неделящейся клетке ДНП ядра представлены в виде длинных тонких нитей, носящих название «хроматин», на которых происходит транскрипция. В начале деления клетки (профаза) удвоенные в S-период интерфазы ДНП-комплексы спирализуются и представляют собой короткие палочковидные структуры – хромосомы. Хроматин – это интерфазное состояние хромосом клетки.