Самостійна навчально-дослідницька робота

1 2 3 4 5

Ядерна оболонка (рис.21) відокремлює генетичний матеріал і молекулярно-генетичні процеси від цитоплазми, забезпечує автономність і незалежність спадкових механізмів. Вона містить пори (діаметр – 100 нм), через які здійснюється обмін речовин із цитоплазмою. Пори становлять 0,1% поверхні ядра. Ядерна оболонка з'єднується з ендоплазматичною сіткою, через яку можливий прямий зв'язок із позаклітинним середовищем, має вибіркові властивості, а при поділі розпадається на дрібні фрагменти, які потрапляють у дочірні клітини.

В ядрах завжди є ядерця, або нуклеолі. Ядерце – найгустіша частина ядра. Воно скла­дається із субмікроскопічних ниточок (н у к л е о л о н е м) і аморфної частини. Розмір і кількість ядерець залежить від величини ядра і фізіологічної активності ядра і клітини. Ядерця – це видозмінені супутники хромосом. Вони розташовані всередині ядра, не мають оболонки, і їх вміст знаходиться в безпосередньому контакті з каріоплазмою.

Ядерця виявляються тільки в інтерфазному ядрі, на період поділу клітини ці ядерні утвори тимчасово зникають, тому що хромосомні петлі, які їх утворюють, упаковуються в хромосоми. Ядерця можуть бути різних розмірів, вони більші в тих клітинах, де синтезується багато білків, утворюються спеціальними ділянками деяких хромосом, які називаються ядерцевими організаторами. Основна функція ядерець – утворення субодиниць рибосом.

Рис. 21. Вигляд ядерної оболонки ззовні (корінець гороху):

А – пори (займають майже 25% всієї поверхні ядра, кількість і розташування змінюються залежно від активності клітини), ×50000

Рис. 22. Вигляд ядра на зрізі (овогонія людини):

1 – внутрішня ядерна мембрана;

2 – зовнішня ядерна мембрана;

3 – перинуклеарний простір;

4 – хроматин;

5 – ядерні пори;

6 – рибосоми в цитоплазмі

клітини, ×65000

1 2 3 4 5 6

Ядерця можуть бути різних розмірів, вони більші в тих клітинах, де синтезується багато білків, утворюються спеціальними ділянками деяких хромосом, які називаються ядерцевими організаторами. Основна функція ядерець – утворення субодиниць рибосом.

Каріоплазма (від грец. χάρυον – ядро і плазма) – внутрішнє середовище ядра, містить велику кількість води (75-80%), постачає матеріал, необхідний для редуплікації хромосом і рос­ту ядра. З неї в ядро надходить енергія, яка накопичується в мітохондріях. Дія генів проявляється через цитоплазму. У каріоплазмі сконцентровані: хроматин (розкручені хромосоми), мікрофіламенти, ядерце, ферменти. Мікрофіламенти – довгі білкові нитки, що утворюють внутрішню “основу” ядра, підтримують форму, а також служать місцем прикріплення хроматину.

До складу сухої речовини ядер входить 80% білків, 12% ДНК, 5% РНК, 3% ліпідів і деяка кількість Мg²⁺ та Мn²⁺. Більшість ядерних білків – ферменти, що каталізують молекулярно-генетичні процеси. Кількість молекул ДНК в інтерфазній клітині відповідає числу хромосом: наприклад, в ядрах соматичних клітин тіла людини знаходиться по 46 молекул ДНК, а в клітинах мухи-дрозофіли – 8. В ядрі є три різновиди РНК: іРНК, тРНК, рРНК.

Функції ядра:

- збереження спадкової інформації, яка міститься в молекулах ДНК;

- реалізація спадкової інформації шляхом синтезу білків, завдяки чому підтримується структурна упорядкованість клітин, регулюється її метаболізм, функції та процеси поділу;

- передача спадкової інформації наступним поколінням внаслідок реплікації ДНК шляхом подвоєння хромосом та їх поділу;

- ядерна речовина стимулює активність деяких ферментів;

- ядро виділяє в цитоплазму деякі коферменти (небілкові компоненти ферментів) і всі види РНК, необхідні для синтезу білка в клітині,

- ядро за участю ДНК визначає структуру і специфіку синтезованих речовин.

Основним компонентом ядра є хромосоми. Хромосома (від грец. χρώμα – колір і σώμα – тіло) – структурний елемент клітинного ядра. Це ниткоподібні, видовжені, циліндричні, щільні тільця, певної форми і розмірів, видимі у світловий мікроскоп тільки впродовж поділу клітини. Кожна хромосома складається з ниток – хромонем. У світловому мікроскопі ядро має вигляд тонкої хроматинової сітки, в яку вкраплені окремі грудочки, так звані хромоцентри. Вважають, що в період розмноження клітин (в інтеркінезі) хромосоми мають вигляд слабкопокручених хромонем. Вони максимально витягнуті та досить тонкі. Інші автори заперечують безперервність існування хромосом у клітині.

Хромосоми еукаріотичних клітин складаються з ДНК, білків, РНК, іонів металів і ферментів. ДНК хромосоми – довга, лінійна, двониткова, закручена в спіраль молекула; вона містить генетичну інформацію. Білки бувають двох типів: основні гістонові білки і кислі негістонові білки. ДНК і гістони зв'язані разом у співвідношенні 1:1 й утворюють нуклеосоми, що забезпечує спіральну форму укладання молекули ДНК без порушення її структури. У хромосомах виявляються іони металів, включаючи Мg²⁺, Са²⁺ і Fе²⁺, які підтримують структурну організацію хромосом. На стадії спіралізації розрізняють такі структурні одиниці хромосом (рис.20): первинну перетяжку, або центромеру – ділянку найменшої спіралізації, плечі хромосом (теломери), вторинну перетяжку.

Залежно від розташування первинної перетяжки розрізняють чотири морфологічні типи хромосом (рис.23):

1. Метацентричні – центромера знаходиться посередині (медіанне розташування цетромери) і відділяє два однакових за довжиною плеча.

2. Субметацентричні – центромера дещо зміщена від середньої точки (суб­медіанне розташування центромери) так, що її плечі нерівні за довжиною.

3. Акроцентричні – центромера розташована ближче до одного з кінців хромосоми, тобто вона має плечі, що суттєво відрізняються за розмірами.

4. Телоцентричні – центромера розташована на кінці хромосоми.

Рис. 24. Форми хромосом людини в метафазі:

1. Метацентрична

2. Субметацентрична

3. Акроцентрична

4. Акроцентрична із супутником

а – центромера (первинна перетяжка);

б – вторинна перетяжка;

в – сателіт;

q – довге плече;

р – коротке плече

Диплоїдний набір хромосом клітини називається каріотипом (від грец. χάρυον – ядро і τύπος – образ, форма) (ядерним типом). Число хромосом у каріотипі, їх розмір і форма характерні для клітин даного виду тварин і рослин. Нормальний каріотип людини включає 46 хромосом, із них 22 пари – автосоми і одна пара – статеві хромосоми.

Функції хромосом:

1) збереження і реалізація спадкової інформації у вигляді суворої послідовності нуклеотидів ДНК;

2) контроль метаболізму шляхом регуляції утворення необхідних ферментів;

3) забезпечення росту клітин, підтримка їхньої структури і функцій шляхом керування синтезом структурних білків;

4) контроль клітинного диференціювання під час розвитку;

5) забезпечують умови подвоєння ДНК.

Правила хромосом

1. Правило сталого числа хромосом – соматичні клітини кожного виду мають постійно визначене число хромосом.

2. Правило парності хромосом – кожна хромосома в соматичних клітинах із диплоїдним набором має таку ж гомологічну (однакову) хромосому, ідентичну за розмірами, формою, але різною стосовно походження: одна – від батька, друга – від матері.

3. Правило індивідуальності хромосом – кожна пара хромосом відрізняється від іншої пари розмірами, формою, яка залежить від розташування центромери, чергуванням світлих і темних смуг, що виявляються при диференційному забарвленні.

4. Правило неперервності – перед поділом клітини ДНК подвоюється: до кожної з двох висхідних ниток добудовуються за принципом комплементарності нові нитки ДНК, внаслідок чого утворюються дві молекули ДНК, з яких формуються дві сестринські хроматиди. Після поділу в дочірні клітини потрапляє по одній хроматиді. Таким чином, хромосоми неперервні: хромосома від хромосоми.

1. Розглянути постійні мікропрепарати політенних хромосом личинок дрозофіли і комара хірономуса.

2. Приготувати, вивчити, описати та зарисувати тимчасовий мікропрепарат політенних хромосом личинки комара хірономуса.

3. Розглянути й описати електронну мікрофотографію інтерфазного ядра.

Набути практичних навичок:

1. Уміти описати постійні мікропрепарати політенних хромосом дрозофіли або комара хірономуса.

2. Уміти приготувати й описати тимчасовий мікропрепарат політенних хромосом.

3. Уміти аналізувати електронограми ядра та органел еукаріотичних клітин.

Питання до самоконтролю:

1. Що таке центромера, кінетохор?

2. Що таке хроматин? Яка відмінність між хроматином і хромосомами?

3. Що відрізняє гетерохроматин від еухроматину?

4. Що таке нуклеосоми, хромонеми, хроматиди?

5. Які хромосоми називають мета-, субмета- та акроцентричними?

6. Чим відрізняються між собою Денверська та Паризька класифікації хромосом каріотипу людини?

7. Де утворюються рибосоми, які особливості їхньої будови?

8. Яка будова ядерної оболонки? Що таке „комплекс пори”?

9. Які склад і функції каріоплазми?

Дата добавления: 2017-02-01; Просмотров: 105; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!