Хроматин

Ядерная оболочка и ядерные поры

А. Ядро

Ядро

СЛАЙД 7

Биохимические функции цитоплазмы

У эукариот цитоплазма составляет 50% общего объема клетки, т.е. в количественном отношении является наиболее важной органеллой клетки. Цитоплазма — это главное реакционное пространство клетки. Здесь протекают большинство процессов деградации питательных веществ и синтеза структурных компонентов клетки, а также почти весь промежуточный метаболизм: гликолиз, гексозомонофосфатный путь, глюконеогенез, биосинтез жирных кислот, белков и т. п.

Ядра имеются во всех эукариотических клетках, за исключением очень немногих (например, эритроциты млекопитающих). У некоторых организмов (например, протисты) имеется два ядра – микронуклеус и макронуклеус. Но как правило, клетки содержат одно ядро. Ри рассмотрении клеток в световой микроскоп ядра сразу бросаются в глаза, потому что из всех клеточных органелл они самые крупные ( диаметром около 10 мкм). По этой же причине они были описаны первыми среди клеточных структур.

Ядро необходимо для жизни клетки, т.к. оно регулирует всю её активность. Связано это с тем, что ядро несет в себе наследственную (генетическую) информацию, заключенную в ДНК. ДНК обладает способностью к репликации, причем её репликация (удвоение) предшествует делению ядра, так что дочерние ядра тоже получают ДНК. Деление ядра в сою очередь предшествует клеточному делению, поэтому у всех дочерних клеток имеются ядра. Ядро окружено ядерной оболочкой и содержит хроматин, а также одно или несколько ядрышек.

Ядро отделено от остальной клетки оболочкой, состоящей из внутренней и внешней ядерных мембран. Область между двумя ядерными мембранами называется перинуклеарным пространством. Наружная мембрана переходит в эндоплазматический ретикулум и покрыта рибосомами, в которых идет синтез белка. Ядерная оболчка пронизана ядерными порами. Через них происходит обмен различными материалами между ядром и цитоплазмой, например, выход в цитоплазму матричной РНК (м-РНК) и рибосомных субъединиц или поступление в ядро рибосомных белков, нуклеотидов и молекул, регулирующих активность ДНК (гормонов, ферментов). Поры имеют определенную структуру, представляющую собой результат слияния наружной и внутренней мембран ядерной оболочки. Эта структура регулирует прохождение молекул через пору.

Хроматин состоит их многих витков ДНК, присоединенных к гистонам – белкам основной природы. Нити ДНК настолько длинны, что они должны быть упорядоченно упакованы, иначе перепутаются (в каждом ядре соматической клетки человека средняя длина нитей ДНК составляет около 1 м). Гистоны и ДНК объединены в структуры, по виду напоминающие бусины; их называют нуклеосомами. Упаковка нуклеосом в хроматине тоже носит регулярный характер.

Слово «хроматин» в переводе означает окрашенный материал, и назван был так, потому что он легко окрашивается при подготовке к исследованию с помощью светового микроскопа. Во время деления ядра хроматин окрашивается интенсивнее, а значит, становится более заметным. Это объясняется его конденсацией – образованием более туго скрученных (спирализованных) нитей, которые называются хромосомы. В интерфазе (период между двумя делениями ядра) хроматин переходит в более диспергированное состояние. Часть его, однако, остается плотно спирализованной и по-прежнему интенсивно окрашивается. Эту часть называют гетерохроматином. Он имеет вид характерных темных пятен, располагающихся ближе к оболочке ядра. Остальной, более рыхлый хроматин называется эухроматином. Предполагается, что в нем сосредоточена та ДНК, которая в интерфазе генетически активна. В эухроматине синтезируются матричные (информационные) и транспортные РНК [мРНК и тРНК (mRNA и tRNA)].

Одной из очень специфический функций ядра является биосинтез НАД⁺ (NAD⁺). Предшественник этого кофермента, никотинамидмононуклеотид [НАМ (NMN)] синтезируется в цитоплазме и затем транспортируется в ядрышко для превращения в динуклеотид НАД⁺ (NAD⁺), который после этого возвращается в цитоплазму.