Ядра, які входять до складу ядра, були вперше описані вченим Фонтану в 1774 році. Ядра виявлені практично у всіх ядрах еукаріотичних клітин. Це щільніша структура на тлі дифузної організації хроматину. Основним компонентом ядерця є білок. На її частку припадає до 80%. Крім білка, у складі ядерця знаходяться нукленова кислота. РНК 5-14%, а ДНК 2-12%. У 30-х роках 20-го століття було показано, що виникнення ядерців завжди прив'язане до певних зон. Ці зони вчені Мак Клінтон, Нейтс та Навашин назвали Ядерними організаторами. Іншими словами, це місце розташування генів рибосом. Ядрові організатори не є якимось точковим локусом, це множина за своєю структурою освіта, яка містить кілька однакових генних ділянок, кожен з яких відповідає за утворення ядерця. У складі геномів еукаріотів рибосомні гени представлені тисячами одиниць. Вони належать до помірно повторюваних послідовностей ДНК. Часто ядерцеві організатори локалізовані у вторинних перетяжках хромосом. У людини ядрові організатори розташовані на коротких плечах деяких хромосом. Але ядерце формується одне.

Максимальна кількість ядерців визначається і числом ядерцевих організаторів. Збільшується згідно з плідністю ядра.

Характерно, що у клітинах різних тканин та таксономічної приналежності переважає невелика кількість ядерців. Найчастіше кількість ядерців менше, ніж кількість організаторів. Це пов'язано з тим, що при новоутворенні ядерця организатори зливаються в одну загальну структуру. Вони об'єднуються у просторі інтерфазного ядра, формуючи одне ядерце від різних хромосом.

В ооцитах число ядерців сягає кількох сотень. Це явище ампліфікації генів рибосомної РНК. Надчисленність. Зазвичай у соматичних клітинах кількість генів у рибосомних РНК постійно. Воно змінюється залежно від рівня транскрипції цих генів. При реплікації ДНК у S-періоді відбувається і подвоєння числа генів рибосомних РНК, а в статевих клітинах ці гени зазнають надлишкової реплікації з метою забезпечення великої кількості рибосом. В результаті надсинтезу генів рибосомної РНК їх копії стають вільними кільцевими молекулами або позахромосомними. Вони можуть функціонувати незалежно, і в результаті утворюється маса вільних додаткових ядер, які вже структурно не пов'язані з ядерцеутворюючими хромосомами. І кількість генів рибосомальної РНК стає майже в 3000 разів більшою за те, що припадає на гаплоїдну кількість рибосомальної РНК.

Біологічний сенс полягає у забезпеченні великої кількості запасних продуктів, що використовуються на ранніх стадіяхембріогенезу та які в клітині можуть бути синтезовані тільки на додаткових матриксах ампліфікованих ядерців, оскільки власний синтез рибосомальних генів у зародка відсутній.

Після періоду дозрівання ооцитів додаткові ядерця руйнуються. Тому реплікація рибосомальних генів – тимчасове явище.

У структурі ядерця виділяють такі компоненти:

1) Гранулярний компонент;

2) Фібрилярний компонент (представлений фібрилярним центром та щільним компонентом);

3) Хроматин;

4) Білковий матрикс.

Ядра побудовані з гранулярного і фібрилярного компонента і взаємне їх розташування відрізняється. Найчастіше гранулярний компонент розташований по периферії ядерця, а фібрилярний утворює ядерцеві нитки, завтовшки близько 100 – 200 нм. Вони іноді називають нуклеолонемами. Вони не однорідні за своєю будовою в них, крім гранул, входить безліч нових фібрил, які утворюють в нуклеолонемах окремі згущення.

Виявилося, що структура та дифузного фібрилярного компонента теж неоднорідна. Було виявлено, що у ядерцях зустрічаються фібрилярні центри. Це ділянки скупчення фібрил з низькою електронною густиною, оточені зоною фібрил вищої електронної густини. Ця зона називається щільним компонентом.

Хроматин ядерця - навколоядерний хроматин, який може примикати до ядерця і навіть оточувати його повністю. Часто 30нм фібрили хроматину заходять між нуклеолонемними ділянками.

На зрізах ми можемо виділити білковий матрикс як окремого компонента.

Крім різного ступеня вираженості, існують інші варіанти структурної організації ядерця.

Декілька типів ядерця: 1) ретикулярний або нуклеолонемний 2) компактний 3) кільцеподібний 4) залишковий або 5) сегрегований.

Ретикулярнийхарактерний більшість клітин. Він типово нуклеолонемное будова. Фібрилярні центри проявляються погано, оскільки дуже високий рівень транскрипції. Цей тип ядерців зустрічається у клітинах тварин і рослин і типовий для політенних хромосом двокрилих.

Компактнийтип відрізняється меншою вираженістю нуклеолонеми, більшою частотою народження у фібрилярних центрах. Зустрічається в клітинах, що активно розмножуються, в клітинах рослинних меристем, в клітинах культури тканин. Припускають, перший тип може переходити і навпаки.

КільцеподібніЯдра характерні для тварин. Мають форму кільця, яке є фібрилярним центром, оточеним фібрилами та гранами. Розмір таких ядерців близько 1 мкм. Типові кільцеподібні ядерця характерні ендоцитів, эндоэлеоцитов, тобто. для клітин із низьким рівнем транскрипції.

Залишкові- Характерні для клітин, що втратили здатність до синтезу рРНК.

СегрегованіЯдерця - це клітини, які схильні до впливу різних хімічних речовин, які викликають припинення синтезу в рРНК.

Термін використовується у зв'язку з тим, що відбувається відокремлення різних компонентів ядер, що супроводжуються прогресивним зменшенням його обсягу. У неактивній формі ядерцевий організатор хромосом представлений у вигляді одного великого фібрилярного центру, що включає компактно покладену частину хромосомної ДНК, в якому знаходяться один за одним наступні рибосомні гени. На початку активації ядерця відбувається деконденсація рибосомальних генів на периферії фібрилярного центру. Ці гени починають транскрибуватись і на них утворюються РНП-транскрипти. Ці транскрипти при дозріванні дають початок попередникам рибосом, які накопичуються на периферії активованого ядерця. У міру посилення транскрипції єдиний фібрилярний центр розпадається на низку дрібніших структур, пов'язаних один з одним повністю деконденсованими ділянками ДНК. Чим вище транскрипційна активність ядерця, тим більше кількість дрібних зв'язаних один з одним фібрилярних структур, оточених щільним фібрилярним компонентом, який містять попередники рибосомальних генів 45 S. При повній активації ядерця всі дрібні фібрилярні центри деконденсуються і в цьому випадку зони щільного компонента містять , що знаходиться в активному стані. У разі інактивації ядерця відбувається поступова конденсація рибосомальних ДНК, знову утворюються фібрилярні центри. Вони поєднуються один з одним і величина їх зростає паралельно зменшенню часток щільного компонента. Такий інактивований стан ядерця подібний до своїх структур з ядерцевим організатором мітотичних хромосом.

Ядро є непостійною структурою в клітині. Воно змінює свої властивості та структуру під час клітинного циклу. На початку мітозу структури ядерця злегка ущільнюються, а після розриву ядерної оболонки навпаки - втрачають щільність, розпушуються, розпадаються на свої структурні складові і у вигляді ядерця розтікаються між конденсованими хромосомами. І тому в метафазі та анафазі ядерця як такі в клітині відсутні. Вони знаходяться у вигляді матриксу мітотичних хромосом. Перші ознаки нових ядерців з'являються в середній телофазі, одночасно з практично деконденсованими хромосомами і з клітинами, що мають нову ядрену оболонку, у вигляді щільних кілець, які називаються пред'ядрами. Число їх зазвичай велике. У G1-періоді клітинного циклу пред'ядро ростуть, об'єднуються один з одним їх загальна кількість падає, а сумарний обсяг збільшується. У G2 та S періодах загальний обсяг ядерця подвоюється.

Таким чином, у нові дочірні ядра після поділу переносяться білкові компоненти, ферменти, що створює умови, необхідні відновлення синтезу і дозрівання як рибосом, і синтезу рРНК. Мітотична хромосома переносить у дочірнє ядро ​​як генетичну інформацію як ДНК-хроматина, а й необхідну кількість синтетичного апарату, готового до активації транскрипції у новому клітинному циклі. І ці необхідні компоненти знаходяться у вигляді матриксу на мітотичних хромосомах.

Функції ядерця:

1) синтез рРНК;

2) Участь у дозріванні інформаційних РНК;

3) Участь у дозріванні транспортних РНК;

4) У ядерцях утворюються типи РНК, що входять до складу srp-частинки рибосом;

5) У ядерці здійснюється синтез переносника протонів нікотинамідаденіндінуклеотид.

Як правило, еукаріотична клітина має одне ядро, але зустрічаються двоядерні (інфузорії) та багатоядерні клітини (опалина). Деякі високоспеціалізовані клітини вдруге втрачають ядро ​​(еритроцити ссавців, ситоподібні трубки покритонасінних).

Форма ядра - сферична, еліпсоподібна, рідше лопатева, бобоподібна та ін. Діаметр ядра - зазвичай від 3 до 10 мкм.

Будова ядра:
1 – зовнішня мембрана; 2 – внутрішня мембрана; 3 - пори; 4 - ядерце; 5 – гетерохроматин; 6 – еухроматин.

Ядро відмежовано від цитоплазми двома мембранами (кожна їх має типове будова). Між мембранами – вузька щілина, заповнена напіврідкою речовиною. У деяких місцях мембрани зливаються одна з одною, утворюючи пори (3), через які відбувається обмін речовин між ядром та цитоплазмою. Зовнішня ядерна (1) мембрана з боку, зверненої до цитоплазми, покрита рибосомами, що надають їй шорсткість, внутрішня (2) мембрана гладка. Ядерні мембрани є частиною мембранної системи клітини: вирости зовнішньої ядерної мембрани з'єднуються з каналами ендоплазматичної мережі, утворюючи єдину систему каналів, що сполучаються.

Каріоплазма (ядерний сік, нуклеоплазма)- Внутрішній вміст ядра, в якому розташовуються хроматин і одне або кілька ядер. До складу ядерного соку входять різні білки (зокрема ферменти ядра), вільні нуклеотиди.

Ядрішко(4) являє собою щільне округле тільце, занурене в ядерний сік. Кількість ядер залежить від функціонального стану ядра і варіює від 1 до 7 і більше. Ядерця виявляються тільки в ядрах, що не діляться, під час мітозу вони зникають. Ядро утворюється на певних ділянках хромосом, що несуть інформацію про структуру рРНК. Такі ділянки називаються ядерцевим організатором та містять численні копії генів, що кодують рРНК. З рРНК та білків, що надходять з цитоплазми, формуються субодиниці рибосом. Таким чином, ядерце є скупченням рРНК і рибосомальних субодиниць на різних етапах їх формування.

Хроматин- Внутрішні нуклеопротеїдні структури ядра, що фарбуються деякими барвниками і відрізняються формою від ядерця. Хроматин має вигляд глибок, гранул та ниток. Хімічний склад хроматину: 1) ДНК (30-45%); 2) гістонові білки (30-50%); 3) негістонові білки (4-33%); отже, хроматин є дезоксирибонуклеопротеїдним комплексом (ДНП). Залежно від функціонального стану хроматину розрізняють: гетерохроматин(5) та еухроматин(6). Еухроматин – генетично активні, гетерохроматин – генетично неактивні ділянки хроматину. Еухроматин при світловій мікроскопії не помітний, слабо забарвлюється і є деконденсовані (деспіралізовані, розкручені) ділянки хроматину. Гетерохроматин під світловим мікроскопом має вигляд глибок або гранул, що інтенсивно забарвлюється і являє собою конденсовані (спіралізовані, ущільнені) ділянки хроматину. Хроматин – форма існування генетичного матеріалу в інтерфазних клітинах. Під час поділу клітини (мітоз, мейоз) хроматин перетворюється на хромосоми.

Функції ядра: 1) зберігання спадкової інформації та передача її дочірнім клітинам у процесі поділу; 2) регуляція життєдіяльності клітини шляхом регуляції синтезу різних білків; 3) місце утворення субодиниць рибосом.

Яндекс.ДиректУсі оголошення

Хромосоми

Хромосоми- це цитологічні паличкоподібні структури, що являють собою конденсований хроматин і що з'являються в клітині під час мітозу або мейозу. Хромосоми та хроматин – різні форми просторової організації дезоксирибонуклеопротеїдного комплексу, що відповідають різним фазам життєвого циклу клітини. Хімічний склад хромосом такий самий, як і хроматину: 1) ДНК (30-45%); 2) гістонові білки (30-50%); 3) негістонові білки (4-33%).

Основу хромосоми становить одна безперервна дволанцюжкова молекула ДНК; Довжина ДНК однієї хромосоми може досягати кількох сантиметрів. Зрозуміло, що молекула такої довжини не може розташовуватися в клітині у витягнутому вигляді, а піддається укладання, набуваючи певної тривимірної структури, або конформації. Можна виділити такі рівні просторового укладання ДНК та ДНП: 1) нуклеосомний (накручування ДНК на білкові глобули), 2) нуклеомерний, 3) хромомірний, 4) хромонімний, 5) хромосомний.

У процесі перетворення хроматину на хромосоми ДНП утворює не тільки спіралі та суперспіралі, але ще петлі та суперпетлі. Тому процес формування хромосом, який відбувається у профазу мітозу або профазу 1 мейозу, краще називати не спіралізацією, а конденсацією хромосом.

Хромосоми: 1 – метацентрична; 2 – субметацентрична; 3, 4 – акроцентричні. Будова хромосоми: 5 - центромір; 6 – вторинна перетяжка; 7 – супутник; 8 – хроматиди; 9 – теломери.

Метафазна хромосома (хромосоми вивчаються метафазу мітозу) складається з двох хроматид (8). Будь-яка хромосома має первинну перетяжку (центроміру)(5), яка ділить хромосому на плечі. Деякі хромосоми мають вторинну перетяжку(6) та супутник(7). Супутник - ділянка короткого плеча, що відокремлюється вторинною перетяжкою. Хромосоми, що мають супутник, називають супутниковими (3). Кінці хромосом називаються тіломірами(9). Залежно від положення центроміри виділяють: а) метацентричні(рівноплечі) (1), б) субметацентричні(помірно нерівноплечі) (2), в) акроцентричні(Різко нерівноплечі) хромосоми (3, 4).

Соматичні клітини містять диплоїдний(подвійний - 2n) набір хромосом, статеві клітини - гаплоїдний(Одинарний - n). Диплоїдний набір аскариди дорівнює 2, дрозофіли – 8, шимпанзе – 48, річкового раку- 196. Хромосоми диплоїдного набору розбиваються на пари; хромосоми однієї пари мають однакову будову, розміри, набір генів і називаються гомологічними.

Каріотип- сукупність відомостей про кількість, розміри та будову метафазних хромосом. Ідіограма – графічне зображення каріотипу. У представників різних видівкаріотипи різні, одного виду – однакові. Автосоми- хромосоми, однакові для чоловічого та жіночого каріотипів. Статеві хромосоми- Хромосоми, за якими чоловічий каріотип відрізняється від жіночого.

Хромосомний набір людини (2n = 46, n = 23) містить 22 пари аутосом та 1 пару статевих хромосом. Аутосоми розподілені за групами та пронумеровані:

Статеві хромосоми не належать до жодної групи і не мають номера. Статеві хромосоми жінки – ХХ, чоловіки – ХУ. Х-хромосома – середня субметацентрична, У-хромосома – дрібна акроцентрична.

В області вторинних перетяжок хромосом груп D та G знаходяться копії генів, що несуть інформацію про будову рРНК, тому хромосоми груп D та G називаються ядерцетворчими.

Функції хромосом: 1) зберігання спадкової інформації; 2) передача генетичного матеріалу від материнської клітини до дочірніх.

Лекція №9.
Будова прокаріотичної клітини. Віруси

До прокаріотів належать архебактерії, бактерії та синьо-зелені водорості. Прокаріоти- одноклітинні організми, у яких відсутні структурно оформлене ядро, мембранні органоїди та мітоз.

При світловій мікроскопії ядерця в клітинах з високим рівнем білкового синтезу мають досить великі розмірита їх легко розглянути.

Якщо ж ядерця дрібні й у ядрі переважає гетерохроматин, їх пошук значно утруднений. Ядрішко- це своєрідний центр ядра, його «штаб», де збираються рибосоми і таким чином контролюється ступінь подальших процесів трансляції білків у клітині.

У ядрі може бути від одного до декількох ядерців, але якщо ядерець одне або два, то вони більші. Вони можуть мати різні розміри, форму, щільність та область розподілу залежно від функціональної активності клітини. Найбільші ядерця характерні для диференційованих клітин з високою активністю синтезу білків. Малодиференційовані клітини зазвичай мають кілька дрібних ядерців. Клітини, в яких активність білкового синтезу невелика, мають дрібні ядерця з високою електронною щільністю і інтенсивно фарбуються основними барвниками.

Основна функція ядерця- синтез рРНК та субодиниць рибосом. При дослідженні ультратонких зрізів в електронному мікроскопі видно, що ядерця не гомогенні структури, а мають вигляд елекронно-щільного речовини, що формує петлі. Проміжки між петлями заповнені світлішою речовиною. За допомогою електронної мікроскопії в ядерці можна виявити кілька компонентів.

Фібрилярний компонент - це тонкофібрилярна структура, що складається з найтонших ниток різної електронної щільності. Вона утворена ділянками слабо конденсованої ДНК, що зчитуються з неї молекулами РНК та білками, що здійснюють транскрипцію. Фібрилярний компонент займає центральні, невеликі за розмірами ділянки навколо ядерних організаторів. У фібрилярному компоненті ядерця відбувається транскрипція рРНК.

Гранулярний (зернистий) компонент - це субодиниці рибосом, що утворюються. При великому збільшенні електронного мікроскопа гранулярному компоненті видно безліч гранул високої електронної щільності. Розташовується між фібрилярними структурами та по периферії ядерця.

Зону ядерця організатора іноді виявляють у центрі фібрилярного компонента у вигляді світлої ділянки. Навколо ядерця організатора в інтерфазу утворюється ядерце. У період мітозу зона ядерця організатора відповідає області вторинної перетяжки хромосоми.

Зона неактивної ДНК навколо ядерця відрізняється високим ступенем конденсації у вигляді навколоядерного гетерохроматину. Імовірно, ці зони є частинами хромосом, які утворюють ядерце.

Ядра значно змінюються в різні стадії мітозу. В кінці профази мітозу вони зникають, а хроматин, що знаходиться в ядерцях, починає конденсуватися. З кінця профази до середини телофази мітозу ядерця містить у собі лише хроматин ядерного організатора, що вказує на його низьку активність. Потім цей хроматин деконденсується і навколо нього формується щільний фібрилярний матеріал, що містить скупчення рРНК. Зростання ядерця продовжується до кінця телофази за рахунок збільшення вмісту фібрилярних структур, а потім навколо них формується гранулярний компонент. До кінця телофази будова ядерця близька до такої в інтерфазному ядрі, і виявляються ознаки наростаючої синтетичної активності з утворенням нових рибосом.

Назад вперед

Увага! Попередній перегляд слайдів використовується виключно для ознайомлення та може не давати уявлення про всі можливості презентації. Якщо вас зацікавила ця робота, будь ласка, завантажте повну версію.

Урок вивчення та первинного закріплення нових знань.

План уроку:

I. Організаційний момент

ІІ. Актуалізація опорних знань

ІІІ. Вивчення нової теми

IV. Закріплення вивченого матеріалу

V. Домашнє завдання

Хід уроку

I. Організаційний момент. (Вступне слово вчителя).

ІІ. Актуалізація опорних знань.

Т.о. тема нашого уроку “ Будова та функції ядра”.

Цілі та завдання уроку:

1. Узагальнити та вивчити матеріал про будову та функції ядра як найважливішого компонента еукаріотичної клітини.

2. Особливості клітин еукаріотів. Доводити, що ядро ​​– центр керування життєдіяльністю клітини. Будова ядерної доби. Вміст клітинного ядра.

3.Активізувати пізнавальну діяльність із використанням технології “ключових слів”: каріоплазма, хроматин, хромосоми, ядерце (нуклеолу). Розвивати вміння працювати із тестами.

4. Аналізувати та встановлювати зв'язки та відносини між органоїдами клітини, проводити порівняння, розвивати здатність до аналітичного мислення.

5. Продовжити розвиток пізнавального інтересу у старшокласників до вивчення будови клітини, як одиниці будови та функції організмів.

6.Сприяти розвитку ціннісно-смислових, загальнокультурних, навчально-пізнавальних, інформаційних компетенцій. Компетенції особистісного самовдосконалення.

ІІІ. Пояснення нового матеріалу.

Ввідне слово.

Які органели зображені на слайді №4? (Мітохондрії, хлоропласти).

Чому їх вважають напівавтономними структурами клітки? (Утримують власну ДНК, рибосоми, можуть синтезувати власні білки).

Де ще міститься ДНК? (У ядрі).

Т.о. процеси життєдіяльності клітини залежатимуть від ядра. Спробуймо це довести.

Подивитись фрагмент фільму "Клітинне ядро". (Слайд №5).

Ядро виявив у клітці англійський ботанік Р.Броун у 1831 році.

Зробити висновок. Ядро є найважливішим компонентом еукаріотичної клітини.

Ядро найчастіше розташоване в центрі клітини, і тільки у рослинних клітин із центральною вакуоллю – у пристінковій протоплазмі. Воно може бути різної форми:

• сферичним;
• яйцеподібним;
• сочевицеподібним;
• сегментованим (рідко);
• витягнутим у довжину;
• веретеновидним, а також іншої форми.

Діаметр ядра варіює в межах від 0,5 мкм (у грибів) до 500 мкм (у деяких яйцеклітинах), у більшості випадків він менший за 5 мкм.

Більшість клітин мають одне ядро, але є клітини та організми, що містять 2 і більше ядер.

Давайте згадаємо. (Клітини печінки, клітини поперечно – смугастої м'язової тканини). Слайд №6.

З організмів: гриб - мукор - кілька сотень, інфузорія - черевичок має два ядра. Слайд №7.

Клітини, що не мають ядер: ситоподібні трубки флоеми вищих рослин та зрілих еритроцитів ссавців. (Слайд №8).

Подивитись фрагмент фільму "Будова ядра" (слайд №9, 58 сек.)

1. Сформулювати функції ядра.
2. Розглянути будову ядерної мембрани та її функції.
3. Взаємозв'язок ядра та цитоплазми.
4. Вміст ядра.

Ядро в клітині помітне лише в інтерфазі (інтерфазне ядро) - період між її поділами.

Функції:(Слайд № 10)

1. Зберігає генетичну інформацію, укладену в ДНК, та передає її дочірнім клітинам у процесі клітинного поділу.

2. Контролює життєдіяльність клітини. Регулює процеси обміну речовин, які у клітині.

Розглядаємо рис. "Будова ядра" (слайд 11)

Складаємо схему: учні складають самостійно, слайд 12.

Розглянемо ядерну оболонку (слайд 13)

Ядерна оболонка складається із зовнішньої та внутрішньої мембран. Оболонка пронизана ядерними порами. Робимо висновок, що ядро ​​– двомембранна структура клітини.

Працюючи із рис. 93. стор. 211. (Підручник І.М. Пономарьова, О.А. Корнілова, Л.В. Симонова, (слайд 14), розбираємо будову та функції ядерної мембрани.

Відокремлює ядро ​​від цитоплазми клітини;

Зовнішня оболонка перетворюється на ЕПС і несе рибосоми, може утворювати випинання.

Ядерна пластинка (ламін) підстилає внутрішню мембрану, бере участь у фіксації хроматину – до неї можуть прикріплюватися кінцеві та інші ділянки хромосом.

Перінуклеарний простір – простір між мембранами.

Пори здійснюють вибірковий транспорт речовин з ядра в цитоплазму та з цитоплазми в ядро. Число пір непостійне і залежить від розмірів ядер та їх функціональної активності.

Транспорт речовин через пори (слайд 15).

Пасивний транспорт: молекули цукрів, іони солей.

Активний та виборчий транспорт: білки, субодиниці рибосом, РНК.

Знайомимося з поровим комплексом, 212. рис.94 (слайди 16,17).

Робимо висновок: функція ядерної оболонки регуляція транспорту речовин з ядра до цитоплазми та з цитоплазми до ядра.

Вміст ядра (слайд18, 19, 20) .

Ядерний сік (нуклеоплазма, або каріоплазма, каріолімфа) - це безструктурна маса, що оточує хроматин (хромосоми) та ядерця. Схожа на цітозол (гіалоплазму) цитоплазми. Містить різні РНК і білки-ферменти, на відміну гіалоплазми містить велику концентрацію іонів Na, + K + , Cl - ; меншим вмістом SO 4 2- .

Функції нуклеоплазми:

• заповнює простір між ядерними структурами;
• бере участь у транспорті речовин з ядра в цитоплазму та з цитоплазми в ядро;
• регулює синтез ДНК при реплікації, синтез іРНК при транскрипції

Хроматин має вигляд глибок, гранул та ниток (слайд 20,21).

Хімічний склад хроматину: 1) ДНК (30-45%); 2) гістонові білки (30-50%); 3) негістонові білки (4-33%); отже, хроматин є дезоксирибонуклеопротеїдним комплексом (ДНП).

Хроматин – форма існування генетичного матеріалу в інтерфазних клітинах. У клітині нитки ДНК, що ділиться, спіралізуються (конденсація хроматину), утворюючи хромосоми.

Хромосоми ядра складають його хромосомний набір. каріотип.

Функції хроматину:

• Містить генетичний матеріал - ДНК, що складається з генів, що несуть спадкову інформацію;
• Здійснює синтез ДНК (при подвоєнні хромосом у S-період клітинного циклу), іРНК (транскрипція при біосинтезі білка);
• Регулює синтез, білків та контролює життєдіяльність клітини;
• Гістонові білки забезпечують конденсацію хроматину.

Ядрішко.У ядрі одне чи кілька ядерців. Вони мають округлу структуру (слайд 22, 23)

Воно містить: білок – 70-80% (визначає високу щільність), РНК – 5-14%, ДНК – 2-12%.

Ядрішко – несамостійна структура ядра. Воно утворюється дільниці хромосоми, що несе гени рРНК. Такі ділянки хромосом називаються ядерцевими організаторами. В утворенні ядерця клітини людини беруть участь петлі десяти окремих хромосом, що містять гени рРНК (ядерцеві організатори). У ядерцях синтезується рРНК, яка разом з білком, що надійшли з цитоплазми, утворює субодиниці рибосом.

Вторинна перетяжка – ядерцевий організатор, містить гени рРНК, є в однієї – двох хромосом у геномі.

Завершується збирання рибосом у цитоплазмі. Під час поділу клітини ядерце розпадається, а телофазі знову формується.

Функції ядерця:

Синтез рРНК та складання субодиниць рибосом (завершується складання рибосом із субодиниць у цитоплазмі після їх виходу з ядра);

Підбиваємо підсумок:

Клітинне ядро ​​– центр управління життєдіяльністю клітини.

1. Ядро -> хроматин (ДНП) -> хромосоми -> молекула ДНК -> ділянка ДНК - ген зберігає та передає спадкову інформацію.
2. Ядро перебуває у постійній і тісній взаємодії з цитоплазмою, у ньому синтезуються молекули іРНК, які переносять інформацію від ДНК до місця синтезу білка у цитоплазмі на рибосомах. Однак саме ядро ​​також зазнає впливу цитоплазми, тому що синтезовані в ній ферменти надходять в ядро ​​і необхідні для його нормального функціонування.
3. Ядро контролює синтез усіх білків у клітині і через них – усі фізіологічні процеси у клітині

Ще наприкінці минулого століття було доведено, що позбавлені ядра фрагменти, відрізані від амеби чи інфузорії, через більш менш короткий час гинуть.

Для того, щоб з'ясувати роль ядра, можна видалити його з клітини та спостерігати наслідки такої операції. Якщо за допомогою мікроголки видалити ядро ​​у одноклітинної тварини - амеби, то клітина продовжує жити і рухатися, але не може рости і за кілька днів гине. Отже, ядро ​​необхідне метаболічних процесів (насамперед - для синтезу нуклеїнових кислот і білків), які забезпечують зростання і розмноження клітин.

Можна заперечити, що загибель призводить не втрата ядра, а сама операція. Для того щоб з'ясувати це, необхідно поставити досвід з контролем, тобто піддати дві групи амеб однієї і тієї ж операції, з тією різницею, що в одному випадку ядро ​​дійсно видаляють, а в іншому в амебу вводять мікроголку, пересувають її в клітці подібно до того, як це робиться при видаленні ядра, і виводять, залишивши ядро ​​в клітці; це називається "уявною" операцією. Після такої процедури амеби одужують, ростуть і діляться; це показує, що загибель амеб першої групи викликалася не операцією як такої, саме видаленням ядра.

Ацетабулярія є одноклітинним організмом, гігантською одноядерною клітиною, що має складну будову (слайд 26).

Складається з ризоида з ядром, стеблинка та парасольки (шапочки).

Ампутація ніжки (ризоїду), що містить єдине клітинне ядро ​​рослини. Утворюється новий ризоид, який, проте, немає ядра. Клітина може вижити за сприятливих умов кілька місяців, але не здатна до розмноження.

Енуклейована (позбавлена ​​ядра) рослина здатна відновити втрачені частини: парасолька, ризоїд: все, за винятком ядра. Такі рослини гинуть за кілька місяців. Навпаки, частини цієї одноклітинної рослини з ядром здатні неодноразово відновлюватись після пошкодження.

Виконати тест (коментувати відповідь, слайди 27-37 ).

1. Які клітини людини у процесі розвитку втрачають ядро, але протягом тривалого часу продовжують виконувати свої функції?

а) нервові клітини

б) клітини внутрішнього шару шкіри

в) еритроцити +

г) поперечно-смугасті м'язові волокна

(Клітини еритроцитів. Молоді мають ядро, зрілі його втрачають, продовжують функціонувати 120 днів).

2. Головна генетична інформація організму зберігається у:

3. Функцією ядерця є освіта:

(У ядерці синтезується рРНК, яка разом із білком, що надходить із цитоплазми, формує рибосоми).

4. Білки, що входять до складу хромосом, називаються:

(Гістонові білки забезпечують конденсацію хроматину).

5. Пори в оболонці ядра:

(Пори утворені білковими структурами, через них пасивно і вибірково відбувається зв'язок ядра та цитоплазми).

6. Що вірно?

а) у процесі поділу клітини ядерця в ядрі зникають +

б) хромосоми складаються лише з ДНК

в) у клітинах рослин ядро ​​відтісняє вакуоль до стінки

г) білки гістони усувають порушення у ДНК

(Ядро - несамостійна структура ядра. Воно утворюється на ділянці хромосоми, що несе гени рРНК. Такі ділянки хромосом називаються ядерцевими організаторами. Перед поділом ядерце зникає, а потім утворюється знову).

7. Головна функція ядра: (2 відповіді)

а) управління внутрішньоклітинним обміном речовин +

б) ізоляції ДНК від цитоплазми

в) зберіганні генетичної інформації +

г) поєднання хромосом перед спіралізацією

(В ядрі знаходиться ДНК, яка зберігає та передає генетичну інформацію, через іРНК, на рибосомах відбувається синтез білка, здійснюється обмін речовин між ядром та цитоплазмою)

Вибрати три відповіді.

8. Вкажіть структури клітини еукаріотів, у яких локалізовані молекули ДНК.

(Напівавтономні органоїди клітини мітохондрії та хлоропласти. Ядро, яке контролює всі процеси життєдіяльності у клітині).

9. Ядерця складаються з:

(білок – 70-80% (визначає високу щільність), РНК – 5-14%, ДНК – 2-12%).

10. Що вірно?

а) ядерця - це "майстерні" з виробництва лізосом

б) зовнішня мембрана покрита безліччю рибосом +

в) реплікацією називають процес самокопіювання ДНК +

г) рибосомна РНК утворюється в ядерцях +

Дати відповідь на запитання.

• Яка будова та функції оболонки ядра?

Елементи відповіді.

1) 1. Обмежує вміст ядра від цитоплазми

2) 2. Складається із зовнішньої та внутрішньої мембран, подібних до будови з плазматичною мембраною. На зовнішній мембрані – рибосоми, переходить у ЕПС.

3) 3. Має численні пори, якими відбувається обмін речовинами між ядром і цитоплазмою.

Домашнє завдання.Параграф 46. Запитання 2,4 стор. 215.

Основна литература.

1. І.М. Пономарьова, О.А. Корнілова, Л.В. Симонова, Москва Видавничий центр "Вентана - Граф" 2013р.
2. В.В. Захаров, С.Г. Мамонтов, І. І. Сонін Загальна біологія.10 клас. Вид. "Дрофа", Москва 2007р.
3. А.А. Кам'янський, Є.А. Криксунов, В.В.Пасічник Загальна біологія 10-11 клас Вид. "Дрофа" 2010р.
4. Краснодембський Є.Г., 2008. "Загальна біологія: Посібник для старшокласників та вступників до вузів"
5. Ресурси Інтернету. Єдина колекція освітніх ресурсів. Матеріал з Вікіпедії – вільної енциклопедії. http://schools.keldysh.ru/sch1964/projects/project3/1.htm .

ЯДРИШКО (Nucleolus)- складова частина ядра клітини, що представляє собою оптично щільне тільце, що сильно заломлює світло. У сучасній цитології (ядро) визнається місцем синтезу та накопичення всіх рибосомних РНК (рРНК), крім 5S-PHK (див. Рибосоми).

Ядрішко вперше описано в 1838-1839 роки М. Шлейденом у рослинних та Т. Шванном - у тваринних клітинах.

Число ядерців, їх розміри та форма варіюють залежно від виду клітин. Найчастіше зустрічаються ядерця сферичної форми. Ядерця здатні зливатися один з одним, тому в ядрі можуть бути або кілька дрібних ядерців, або одне велике, або кілька ядерців різної величини. У клітинах із низьким рівнем синтезу білка ядерця невеликі або не виявляються. Активізація синтезу білків пов'язана зі збільшенням загального обсягу ядерців. У багатьох випадках загальний обсяг ядерців також корелює з числом наборів хромосомних клітини (див. Хромосомний набір).

Ядро не має оболонки і оточене шаром конденсованого хроматину (див.) - так званого навколоядерного, або перинуклеолярного, гетерохроматину. За допомогою цитохімічних методів у ядерцях виявляють РНК та білки, кислі та основні. Білки ядерця включають ферменти, що беруть участь у синтезі рибосомних РНК. При фарбуванні препаратів ядерця, як правило, фарбуються основним барвником. У яйцеклітинах деяких черв'яків, молюсків та членистоногих зустрічаються складні ядерця (амфінуклеоли), що складаються з двох частин, одна з яких забарвлюється основним барвником, інша (білкове тільце) – кислим. При припиненні синтезу рРНК на початку мітозу ядерці зникають (виняток становлять ядерце деяких найпростіших), а при відновленні синтезу рРНК в телофазі мітозу формуються знову на ділянках хромосом (див.), званих організаторами ядерця. У клітинах людини організатори ядерця локалізовані в області вторинних перетяжок коротких плечей хромосом 13, 14, 15, 21 і 22. При активному синтезі білка клітиною організатори ядерця зазвичай редуплікуються, і їх кількість досягає декількох сотень копій. В ооцитах тварин (наприклад, амфібій) такі копії можуть відриватися від хромосом і формувати множинні крайові ядерця яйцеклітин.

Організатори ядерця складаються з блоків, що повторюються, транскрибуються послідовностей ДНК, що включають гени 5,8S-PHK, 28S-РНК і 18S-pPHK, розділені двома некодуючими рРНК ділянками. Транскрибовані послідовності ДНК чергуються з нетранскрібовані послідовностями (спейсерами). Синтез рРНК, або транскрипція (див.) здійснюється спеціальним ферментом - РНК-полімеразою I. Спочатку синтезуються гігантські молекули 45S-PHK; в ході дозрівання (процесингу) із цих молекул за допомогою спеціальних ферментів утворюються всі три види рРНК; цей процес протікає у кілька етапів. Надлишкові ділянки, що не входять до складу рРНК, 45S-PHK розпадаються в ядрі, а зрілі рРНК транспортуються в цитоплазму, де молекули 5,8S-рРНК і 28S-pPHK разом з синтезованою в ядрі поза ядерцем молекулою 5S-pPHK і додатковими одиницями. рибосоми, а молекула 18S-pPHK входить до складу її малої субодиниці. Згідно з сучасними уявленнями рР НК та їх попередники на всіх етапах процесингу присутні в ядрі у вигляді комплексів з білками - рибонуклеопротеїдів. Приєднання білків до молекули 45 S-РНК відбувається у міру її синтезу, так що на момент завершення синтезу молекула вже являє собою рибонуклеопротеїд.

Ультраструктура ядерця відбиває послідовні етапи синтезу рРНК на матрицях організаторів ядерця. На електронограмах у ядерцях розрізняють фібрилярний компонент (нуклеолонему), гранулярний компонент та аморфний матрикс (рис.). Нуклеолонема є нитчастою структурою товщиною 150- 200 нм; вона складається з гранул діаметром близько 15 нм і рихло розташованих фібрил завтовшки 4-8 нм. На зрізах нуклеолонеми видно відносно світлі ділянки - так звані фібрилярні центри. Припускають, що ці центри утворені областями ДНК, що не транскрибуються, організаторів ядерця, що знаходяться в комплексі з аргенто-фільними білками. Фібрилярні центри оточені петлями транскрибованих ланцюгів ДНК з рибонуклеопротеїдами 45S-PHK, що синтезуються на них. Мабуть, останні і виявляються на електронограм у вигляді фібрил.

Гранулярний компонент ядерця містить гранули рибонуклеопротеїдів, що є різними продуктами процесингу рРНК. Серед них іноді вдається розрізнити темні гранули рибонуклеопротеїдного попередника 28S-pPHK (32S-pPHK) та світліші зерна, що містять зрілу 28S-pPHK. Аморфний матрикс ядерця мало відрізняється від ядерного соку (див. Ядро клітини).

Таким чином, ядерце являє собою динамічну структуру, що постійно оновлюється. Це зона ядра клітини, де синтезуються та дозрівають рРНК і звідки вони транспортуються до цитоплазми.

Шляхи виходу рибонуклеопротеїдів з ядерця до цитоплазми вивчені недостатньо. Вважають, що вони проходять через поросоми ядерної оболонки (див. ядро ​​клітини) або через ділянки її локального руйнування. Зв'язки ядерця з оболонкою ядра в клітинах різних типівздійснюються як у вигляді безпосередніх контактів, так і за допомогою каналів, що утворюються внаслідок інвагінації оболонки ядра. Через подібні зв'язки відбувається також обмін речовин між ядерцями та цитоплазмою.

При патологічних процесах відзначають різноманітні зміни ядерців. Так, при малігнізації клітин спостерігається збільшення числа та розмірів ядерців, при виражених дистрофічних процесах у клітині – так звана сегрегація ядерців. При сегрегації відбувається перерозподіл гранулярного та фібрилярного компонентів. При вираженій сегрегації ядерців нуклеолонема може зникати, а у гранулярному компоненті утворюються темна та світла зони – так звані шапочки, або кепи. Ці структурні зміни відображають порушення синтезу, процесу дозрівання та внутрішньоядерного транспорту рРНК.

Бібліогр.:Заварзін А. А. та Харазова А. Д. Основи загальної цитології, с. 183, Д., 1982; Ченцов Ю. С. Загальна цитологія, М., 1984; Ченцов Ю. С. та Поляков В. Ю, Ультраструктура клітинного ядра, с. 50, М., 1974; В о u t e i 1 1 e М. a. D і-puy-Go в А. М. 3-dimensional analysis of interphase nucleus, Biol. Cell, v. 45, p. 455, 1982; Busch H. a. Smetana K. The nucleolus, N. Y. - L., 1970; Hadjiolov A. A. Nucleolus і ribosome biogenesis, Wien - N. Y., 1985, bibliogr.