ид клітини, оточене ядерною оболонкою і має зазвичайкулясту форму. Ядро в клітці одне, і хоча зустрічаються багатоядерні клітини(Клітини скелетних м'язів, деяких грибів) або не мають ядра (еритроцити ітромбоцити ссавців), але ці клітини виникають з одноядерних клітин-попередників.
Основнафункція ядра - зберігання, передача та реалізація генетичної інформації. Тутвідбувається подвоєння молекул ДНК, в результаті чого при діленні дочірні клітиниотримують однаковий генетичний матеріал. У ядрі з використанням в якостіматриці окремих ділянок молекул ДНК (генів) відбувається синтез молекул РНК:інформаційних (іРНК), транспортних (тРНК) і рибосомальних (рРНК), необхіднихдля синтезу білка. У ядрі здійснюється складання субодиниць рибосом з молекулрРНК і білків, які синтезуються в цитоплазмі і переносяться в ядро.
Ядроскладається з ядерної оболонки, хроматину (хромосом), ядерця і нуклеоплазми(Каріоплазми).
Рис.5. Структура хроматину: 1 - нуклеосома, 2 - ДНК
Підмікроскопом всередині ядра видно зони щільної речовини - хроматину. У неделящіхсяклітинах він рівномірно заповнює об'єм ядра або конденсується в окремихмісцях у вигляді більш щільних ділянок і добре забарвлюється основнимибарвниками. Хроматин являє собою комплекс ДНК та білків (рис. 5), більшоючастиною позитивно заряджених гістонів.
Рис. 6. Упаковка молекули ДНК
в хромосомі
Кількістьмолекул ДНК в ядрі дорівнює числу хромосом. Кількість і форма хромосом єунікальною характеристикою виду. До складу кожної з хромосом входить однамолекула ДНК, що складається з двох зв'язаних між собою ниток і має виглядподвійної спіралі товщиною 2 нм. Довжина її значно перевищує діаметр клітини:вона може досягати декількох сантиметрів. Молекула ДНК заряджена негативно,тому згортатися (конденсуватися) вона може тільки після зв'язування зпозитивно зарядженими білками-гистонами (рис. 6).
Спочаткуподвійна нитка ДНК закручується навколо окремих блоків гістонів, в кожен зяких входить 8 молекул білка, утворюючи структуру у вигляді В«намистин на нитціВ»товщиною близько 10 нм. Намистини називаються Нуклеосома. У результаті формуваннянуклеосом довжина молекули ДНК зменшується приблизно в 7 разів. Далі нитку зНуклеосома згортається, формуючи структуру у вигляді каната товщиною близько 30нм. Потім такий канат, вигнутий у вигляді петель, прикріплюється до білків, утворюючимоснову хромосоми. В результаті утворюється структура з товщиною близько 300 нм.Подальша конденсація цієї структури призводить до утворення хромосоми.
Вперіод між поділами хромосома частково розгортається. В результаті цьогоокремі ділянки молекули ДНК, які повинні експресувати в данійклітці, звільняються від білків і витягуються, що робить можливим прочитуванняз них інформації шляхом синтезу молекул РНК.
Ядерце- Це тип матричної ДНК, що відповідає за синтез рРНК і зібраної в окремихділянках ядра. Ядерце - найбільш щільна структура ядра, воно не єокремим органоїди, а являє собою один з локусів хромосоми. У ньомуутворюється рРНК, яка потім утворює комплекс з білками, формуючисубодиниці рибосом, які йдуть в цитоплазму.
Негістоновиебілки ядра утворюють всередині ядра структурну мережу. Вона представлена ​​шаромфібрил, підстилаючих ядерну оболонку. До неї прикріплюється внутрішньоядерної мережуфібрил, до якої приєднані фібрили хроматину.
Ядернаоболонка складається з двох мембран: зовнішньої і внутрішньої, розділенихміжмембранну простору. Зовнішня мембрана стикається з цитоплазмою, наній можуть знаходитися полірибосоми, а сама вона може переходити в мембраниЕПР. Внутрішня мембрана пов'язана з хроматином. Такимчином, ядерна оболонка забезпечує фіксацію хромосомного матеріалу втривимірному просторі ядра.
Оболонкаядра має круглі отвори - ядерні пори (рис. 7). В області пори зовнішня івнутрішня мембрани змикаються і утворюють отвори, заповнені фибриллами ігранулами. Усередині пори розташовується складна система з білків, що забезпечуютьвиборче зв'язування і перенесення макромолекул. Кількість ядерних пор залежитьвід інтенсивності метаболізму клітини.
Рис. 7. Пори в ядерній мембрані
Рис. 8. Ендоплазматичнийретикулум
Ендоплазматичнийретикулум, або ендоплазматична мережа (ЕПР), являє собою химернумережа каналів, вакуолей, сплощені мішків, з'єднаних між собою і відокремленихвід гіалоплазми мембраною (рис. 8).
Розрізняютьшорсткий і гладкий ЕПР. На мембранах шорсткого ЕПР знаходяться рибосоми(Рис. 9), які синтезують білки, екскретіруемих з клітки абовбудовується в плазматичну мембрану. Знову синтезований білок сходить зрибосоми і проходить через спеціальний канал всередину порожнини ендоплазматичногоретикулума, де він піддається посттрансляційної модифікації, наприкладзв'язуванню з вуглеводами, протеолітичні відщеплення частини поліпептидного ланцюга,утворення S-S-зв'язків між залишками цистеїну в ланцюзі. Далі ці білкитранспортуються в комплекс Гольджі, де входять або до складу лізосом, абосекреторних гранул. В обох випадках ці білки виявляються всередині мембранногопухирця (везикули).
Рис.9. Схема синтезу білка в шорсткою ЕПР: 1 - мала і
2- Велика субодиниці рибосоми; 3 - молекула рРНК;
4- Шорсткий ЕПР; 5 - знову синтезується білок
ГладкийЕПР позбавлений рибосом. Його основна функція - синтез ліпідів і метаболізмвуглеводів. Він добре розвинений, наприклад, в клітинах коркового речовининаднирників, де містяться ферменти, що забезпечують синтез стероїднихгормонів. У гладкому ЕПР в клітинах печінки знаходяться ферменти, що здійснюютьокислення (детоксикацію) чужорідних для організму гідрофобних сполук, наприкладліків.
Рис.10. Апарат Гольджі: 1 - пухирці; 2 - цистерни
КомплексГольджі (рис. 10) складається з 5-10 плоских обмежених мембраною порожнин, розташованихпаралельно. Кінцеві частини цих дископодібних структур мають розширення. Такихутворень в клітині може бути декілька. У зоні комплексу Гольджі знаходитьсявелика кількість мембранних бульбашок. Частина з них отшнуровивается відкінцевих частин основної структури у вигляді секреторних гранул і лізосом. Частинадрібних пухирців (везикул), що переносять синтезовані в шорсткою ЕПР білки,переміщується до комплексу Гольджі і зливається з ним. Таким чином комплексГольджі бере участь у накопиченні і подальшій модифікації продуктів, синтезованихв шорсткою ЕПР, і їх сортування.
Рис.11. Освіта та функції лізосом: 1 - фагосоми; 2 - піноцітозная пухирець; 3 -первинна лизосома; 4 - апарат Гольджі; 5 - вторинна лизосома
Лізосоми- Це вакуолі (мал. 11), обмежені однією мембраною, які відгалужуютьсявід комплексу Гольджі. Усередині лізосом досить кисле середовище (рН 4, 9-5, 2).Там розташовуються гідролітичні ферменти, що розщеплюють різні полімери прикислих рН (протеази, Нуклеази, глюкозидази, фосфатази, ліпази). Ці первиннілізосоми зливаються з ендоцітознимі вакуолями, які містять компоненти, якіповинні розщеплюватися. Речовини, що потрапили у вторинну лизосому, розщеплюються домономерів і переносяться через мембрану лізосоми в гіалоплазму. Таким чином, лізосомиберуть участь у процесах внутрішньоклітинного перетравлення.
Мітохондріїоточені двома мембранами: зовнішньої, що відокремлює мітохондрію від гіалоплазми, івнутрішньої, відмежовує її внутрішній вміст. Між ними розташовуєтьсямежмембранное простір шириною 10-20 нм. Внутрішня мембрана утворюєчисленні вирости (кристи). У цій мембрані розташовуються ферменти, що забезпечуютьокислення утворилися за межами мітохондрій амінокислот, цукрів, гліцеринуі жирних кислот (цикл Кребса) і здійснюють перенесення електронів у дихальномуланцюга (схема). За рахунок переносу електронів по дихальної ланцюга з високого набільш низький енергетичний рівень ч...
