Тема Строение интерфазного ядра 1 2 3 План

Тема: Строение интерфазного ядра. 1. 2. 3. План: Структура ядра: ядерная оболочка, ядерный сок. Характеристика хроматина. Химический состав ядра. Нуклеиновые кислоты.

n n n В 1830 -33 гг. Р. Броун и Я. Пуркинье установили наличие ядра в клетке сам. Термин «ядро» (nucleys) ввел Р. Броун для обозначения шаровидных структур постоянных в клетках растений и животных. Ядер в клетке одно, но есть многоядерные. Форма различна и зависит от формы клеток. Размер ядра прямо пропорционален объему цитоплазмы и существует ядерно-плазменное отношение правило О. Гертвига: V V – V - const

В интервазном ядре различают: - ядерную оболочку - ядерный сок - хроматин - кариосомы - ядрышки n Ядерная оболочка (нуклеосомма). – представляет собой часть внутриклеточной мембранной системы (совместно с гранулярной и гладкой ЭПС). n Она состоит из внутреннего и наружного листков, между которыми находится щелевидное пространство – перинуклеарное, ширина которого зависит от функциональной активности клетки. n Наружный листок нуклеолеммы со стороны гиалоплазмы окружен сетью промежуточных филоментов и имеет на своей поверхности свободные рибосомы , прикрепленные к ней большими субъединицами.

n n 1. 2. Интерфазное ядро Внутренний листок - гладкий, не содержит рибосом, образует связи с пластинкой (ламиной) ядра и участвует в фиксации интерфазных хромосом. Листки нуклеолеммы выполняют по отношению к ядру 2 важные функции формообразовательную рецепторно-барьернотранспортную

n n Схема строения перового комплекса; 1 — внешняя ядерная мембрана; 2 — внутренняя ядерная мембрана; 3 — центральная гранула; 4 — периферические гранулы; 5 — диафрагма Перинуклеарное пространство прерывается множеством пор. Они представляют собой сквозные туннели, сообщающие содержимое ядра и гиалоплазмы. Стенка пор образована слившимися литками нуклеолеммы. В области пор отсутствует гетерохроматин. Диаметр пор – ок. 90 нм, а численность варьирует в зависимости от активности биосинтетических процессов в клетке.

n n Схема строения перового комплекса; 1 — внешняя ядерная мембрана; 2 — внутренняя ядерная мембрана; 3 — центральная гранула; 4 — периферические гранулы; 5 — диафрагма Поровые туннели заполнены поровыми комплексами, состоящими из 3 -х компонентов: поровых колец, центральных спиц и центральной гранулы. Все компоненты комплекса – белковые производные, обеспечивающие строго избирательный транспорт макромолекул в ядро и из него. Поровые кольца – прерывистые белковые диафрагмы, состоящие из 8 -ми субъединиц (периферических гранул). В составе комплекса выделяются 2 поровых кольца – цитоплазматическое и ядерное, берущие начало соответственно от наружного и внутреннего листков ядерной оболочки.

n n Схема строения перового комплекса; 1 — внешняя ядерная мембрана; 2 — внутренняя ядерная мембрана; 3 — центральная гранула; 4 — периферические гранулы; 5 — диафрагма От белковых гранул поровых колец к центру поры отходят множественные тонкие фибриллы, сходящиеся к центральной грануле и формирующие диафрагму. Ядерные поры участвуют в избирательном транспорте веществ между ядром и гиалоплазмой. Все ядерные белки поступают в ядро из гиалоплазмы, а все формы РНК из ядра в гиалоплазму. В этом процессе комплекс поры выступает как молекулярный механизм, исполняющий роль переносчика и сортировщика молекул, подлежащих транспорту. Через поры в ядро свободно поступают ионы, сахара, нуклеотиды, АТФ, некоторые гормоны. Рецепторы ядерных пор узнают и пропускают эти молекулы в ядро.

К внутреннему листку нуклеолеммы по всему, кроме пор прилегает тонкий пласт белковых филаментов (ядерная ламина). Благодаря ей ядро не утрачивает своей формы даже после удаления оболочки ядра. n От ядерной ламины вглубь ядра отходит сеть белковых филаментов, которая служит основой для хромосом. n Схема строения ядерного матрикса: 1 — ядерная оболочка (внутренняя поверхность); 2 — ядерные поры; 3 — элементы ядерной ламины; 4 — связывающий ламин; 5 — собственно ядерный матрикс (интерхроматиновый ламин); 6 — фиброзный остов ядрышка (ядрышковый ламин)

Ядерный сок (нуклеоплазма), или кариоплазма – неструктурированная масса, которая окружает хроматин и ядрышки. Это прозрачная и однородная масса. n Вязкость его такая же как и гиалоплазмы. n В ядерном соке содержатся белки и рибонуклеиновые кислоты и ферменты, участвующие в синтезе нуклеиновых кислот, а так же рибосомы. n

«Хроматин» (Флеминг, 1880) так назвал плотное вещество ядра, способное воспринимать щелочные (основные) красители. n Хроматин – это форма существования хромосом в интерфазном ядре. n У прокариот хроматин – это «голая ДНК» , не связанная с другими молекулами. n У эукариот он состоит из: ДНК; РНК; гистон; кислый негистоновый белок. n

n n n Хроматин – это вещество, в состав которого входит ДНК и белки. Различают: - гетерохроматин (спирализованные участки хромосом) - эухроматин (деспирализованные участки хромосом) По их соотношению можно судить о степени функциональной активности клетки. Например, в малодифференцированных и готовящихся к делению клетках много эухроматина, а гетерохроматин только в центральной части ядра. В высокодифференцированных клетках хроматин (хромоцентры) конденсирован в виде широкой периферической зоны.

Во всех клетках, независимо от уровня их дифференцировки, в период интерфазы постоянно существуют участки хроматина – конституционны хроматин, который соответствует определенным участкам хромосом. n В клетках женских особей такой хроматин образует тельца Барра (половой хроматин), диаметром ок. 0, 5 мкм, который является спирализованной Ххромосомой. n Тельца Барра обнаруживаются в 70 – 75 % интерфазных ядер соматических клеток женского организма и определение их имеет большое практическое значение в судебно-медицинской практике. n

Химический состав ядра. Процентное содержание белков и нуклеиновых кислот в ядрах клеток Крыса Кури ца Фракция Пече нь Селе зенка Мозг Пече нь ДНК 22, 2 25, 2 19, 3 19, 4 Гистоны 33, 0 35, 9 33, 0 26, 6 Негистонный 12, 4 белок 5, 2 13, 8 6, 6 Кислый белок 7, 5 5, 5 13, 1 12, 1 Остаточный белок 4, 5 4, 0 3, 8 6, 3 n Основную массу сухого вещества ядра составляют белки (70 -96%) и нуклеиновые кислоты, а также липиды и все другие вещества, характерные для цитоплазмы клеток.

n 1. 2. • • Белки ядра относятся к 2 типам: гистоны, или протамины (основные белки); кислые, не гистонные белки. Количество гистонов в ядро постоянно и пропорционально содержанию ДНК. Вместе с ДНК они образуют комплекс дезоксирибонуклеопротеины. Содержание кислых белков может быть различными. К ним относятся основная часть ферментов ядра, которые обеспечивают авторепродукцию ДНК и образование РНК на ДНК – матрицах.

Основные белки входят в состав хроматина ядра; n Кислые находятся в оболочке ядра, ядрышке и кариоплазме. n Нуклеиновые кислоты – ДНК и РНК – содержатся во всех ядрах, причем почти вся ДНК клетки локализована в ядре. n Количество ДНК в ядрах клеток организмов различных видов может варьировать, но для неделящихся (интерфазных) диплоидных ядер каждого вида – постоянно. n

n Среднее количество ДНК в различных соматических клетках животных Орган, ткань, клетка Чело Бык век Кош ка Пету х Зобная железа 6, 80 - 6, 4 - Печень 10, 36 7, 05 6, 4 8, 6 6, 63 6, 4 2, 28 Поджел удочная железа - 7, 15 6, 6 2, 70 Селезен ка - 7, 26 6, 8 2, 63 Эритроц иты - - - 2, 60 n 2, 65 Почка n n В созревших половых клетках – половинное количество ДНК. В делящихся клетках оно кратно увеличивается, а в гибнущих клетках содержание ДНК может уменьшаться. В ядре вся ДНК связана с хромосомами и при делении клеток сосредоточена ДНК в хромосомах. Рибонуклеиновые кислоты – информационная, рибосомальная и транспортная – одноцепочечные молекулы. Большая часть РНК локализована в ядрышке, а также в хроматине и кариоплазме. Количество РНК в ядре непостоянно и сильно изменяется в зависимости от функционального состояния клетки. Липиды присутствуют в ядре в небольшом количестве и локализованы главным образом в оболочке. Среди минеральных веществ в ядре обнаружены фосфор, калий, натрий, кальций и магний (последние 2 имеют большое значение).