Строение клеточного ядра План

Строение клеточного ядра.

План • • • • Химический состав ядра. Структурные компоненты интерфазного ядра. Гетеро- и эухроматин, его структурные и функциональные особенности. Половой хроматин (Х- и Y-хроматин). Ядрышко, его строение и функции. Транскрипционный аппарат клетки. Морфо-функциональная характеристика и классификация хромосом человека. Аутосомы и геносомы. Понятие гаплойдности, диплойдности, полиплойдности. Значение уникальных и повторяющихся последовательностей нуклеотидов, их функциональное значение. Ядро как система управления клеткой. Многоядрерность как биологический феномен. Эволюция генома. Подвижные генетически элементы. Роль горизонтального переноса генетического материала в эволюции генома. Ядерно-цитоплазматические взаимодействия (примеры с пересадкой ядер). Работы сотрудников кафедры, связанные с изучением структурнофункциональной организации клеточного ядра.

Химический состав ядра. • Из неорганических • Из органических веществ ядра соединений в состав ядра наибольшую роль входят: играет вода, а также 1) основные белки типа минеральные соли протаминов и гистонов; кальция и магния. 2) негистонные белки (глобулины); • Особенно важное 3) нуклеиновые кислоты значение имеют 4) небольшое количество нуклеиновые кислоты. липоидов.

Структурные компоненты интерфазного ядра • Хроматин – совокупность всех интерфазных хромосом ядра • Ядрышки и ядерная оболочка(кариоплазма) Хроматин и ядрышки находятся в ядерном матриксе, в котором имеется белковый каркас – кариоскелет и жидкая часть – ядерный сок/кариоплазма

Гетеро- и эухроматин, его структурные и функциональные особенности. • Эухроматин- участки • Гетерохроматин – хромосом находящиеся в конденсированные деконденсированном фрагменты хромосом или (диффузном) состоянии. целые хромосомы. • Нуклеосомная организация. • Нуклеомерная и Мелкогранулярнуя хромомерная организация. структура. • Функционально не активен • Функционально активен тк. в конденсированных (активно участвует в участках хромосом ДНК транскрипции ДНК) недоступна для внутриядерных ферментов

Половой хроматин (Х- и Y-хроматин). • У мужчин в наборе • У женщин в соматических хромосом каждой клетках по две Хсаматической клетки хромосомы. Из них содержится по одной Х- и деконденсированна Y-половой хромосоме. только одна, вторая Обе они пребывают в образует в ядре деконденсированном компактное тельце состоянии, т. е. относятся (тельце Барра). к эухроматину.

• Для обнаружения полового хроматина часто используют мазок крови. В нейтрофильных лейкоцитах женщины половой хроматин выявляется в виде барабанной палочки, отходящей от одного из сегментов ядра. • По этому признаку в судебной медицине отличают кровь женщин от крови мужчин 1 - сегмент ядра 2 - половой хроматин

Ядрышко, его строение и функции. • Ядрышко (нуклеола) – самая плотная структура ядра, производное хроматина. • Структура в которой происходит образование и созревание рибосомальных РНК Микрофотография клеточного ядра с ядрышком

Транскрипционный аппарат клетки. • Синтез начинается с обнаружения РНКполимеразой промотора(место начала транскрипции) • Раскручивание спирали ДНК • Выстраивание полинуклеотида по кодогенной цепи (3’-5’) т. к. РНК-полимераза способна собирать полинуклеотид только от 5’- к 3’-концу • Дойдя до терминатора транскрипции РНК-полимераза отделяется от матрицы ДНК и от синтезированной м. РНК

Морфо-функциональная характеристика и классификация хромосом человека. Аутосомы и геносомы. Аутосомами - хромосомы, одинаковые у мужских и женских организмов. Геносомы - хромосомы, различно устроенные у мужских и женских организмов. В основу классификации положены различия в длине хромосом и расположении центромеры. Группа А включает хромосомы 1, 2, 3, причем хромосомы 1 и 3 - метацентрики (центромерный индекс первой хромосомы равен 0, 48 -0, 49, третьей - 0, 45 -0, 46), а хромосома 2 - самый большой субметацентрик (с центромерным индексом 0, 38 -0, 40). Группа В состоит из двух хромосом - 4 и 5. Это большие субметацентрические хромосомы с центромерным индексом от 0, 24 до 0, 30. Группа С включает семь аутосом (с 6 по 12) и половую Х-хромосому. Это метацентрические и субметацентрические хромосомы среднего размера (0, 28 -0, 43).

Группа D включает три акроцентрические хромосомы среднего размера: 13, 14 и 15. Их центромерный индекс не превышает 0, 15 и является наименьшим в кариотипе человека. Для хромосом этой группы характерна значительная межиндивидуальная вариабельность и наличие спутников на коротких плечах. Длина проксимальных участков коротких плеч и спутничных нитей варьирует. Группа Е также включает три хромосомы — с 16 по 18. Это относительно короткие метацентрики и субметацентрики, с центромерным индексом 0, 26 -0, 40. Группа F состоит из двух небольших метацентрических хромосом (19 и 20) с центромерным индексом 0, 36 -0, 46. Группа С состоит из двух аутосом (21 и 22) и Y-хромосомы. Эти хромосомы имеют небольшой размер и относятся к акроцентрическим с центромерным индексом в пределах 0, 13 -0, 33. Для аутосом этой группы характерно наличие спутников на коротких плечах.

Понятие гаплоидности, диплоидности, полиплоидности. • Гаплоидность — ядро, • Диплоидность - ядро, клетка, организм, с одним набором полным набором хромосом, хромосом (2 n). представляющим • Полиплоидность – половину полного кратное увеличение набора (n). наследственного материала (3 n триплоидия)

Значение уникальных и повторяющихся последовательностей нуклеотидов, их функциональное значение • После транскрипции в м. РНК обычно содержатся не только кодирующие последовательности нуклеотидов – экзоны, но и некодирующие – интроны (чередуются с экзонами). • Поэтому процесс созревания м. РНК включает в себя сплайсинг – вырезание интронов и сшивание экзонов в единую цепь.

Ядро как система управления клеткой. • Основное биологическое значение ядерного аппарата определяется его главным компонентом — молекулами ДНК, способными к репликации и транскрипции. Эти два свойства ДНК и лежат в основе двух важнейших функций ядерного аппарата любой клетки: • 1) удвоения наследственной информации и передачи ее в ряду клеточных поколений; • 2) регулируемой транскрипции участков молекул ДНК и транспорта синтезируемых РНК в цитоплазму клеток.

Многоядерность, как биологический феномен. • К одному из компенсаторно-приспособительных механизмов, способствующих сохранению адаптационных возможностей организма при различных патологических процессах, относят молекулярно-клеточные механизмы, обусловливающие появление многоядерных клеток. • Увеличение числа ядер в клетке рассматривается как один из клеточных механизмов, противостоящих повреждениям ДНК в генетическом аппарате клетки. Многоядерность не исчерпывается только генетической устойчивостью.

Эволюция генома. Подвижные генетические элементы. Роль горизонтального переноса генетического материала в эволюции генома. • С открытием ретровирусов, способных заражать клетку и размножаться с образованием копии ДНК, способной встраиваться в геном, встал вопрос о возможности переноса генетического материала от одного эукариотического организма к другому без полового процесса. При заражении вирусом генетический материал может переходить от одного вида к другому, преодолевая так называемые барьеры межвидовой изоляции, в основе которой лежит неспособность разных видов скрещиваться или давать плодовитое потомство

Ядерно-цитоплазматические взаимодействия. • Процессы взаимодействия ядра и цитоплазмы, обеспечивающие морфолого-функциональное единство клетки. • Ядро управляет всеми белковыми синтезами и через них физиологическими и морфологическими процессами в клетке, а цитоплазма регулирует (по принципу обратной связи) активность генетического аппарата ядра и снабжает его материалами и энергией. В более широком смысле слова к ядерноцитоплазматическому взаимодействию относятся также взаимодействия геномов ядра и митохондрий, ядра и пластид (межгеномные взаимодействия).

Список литературы 1. В. Н. Ярыгин « Биология » 2. Ю. И. Афанасьев «Гистология, цитология и эмбриология» 3. С. Л. Кузнецов «Гистология, цитология и эмбриология»