Ядро – это важнейшая часть клетки. Именно оно определяет специфику жизненных свойств клетки, передающихся по наследству. В связи с этим без ядра клетки существовать и размножаться не могут. В ядре различают ядерную оболочку, ядрышко, хроматин и ядерный сок.
Ядро обычно расположено в центральной части клетки и обособлено от окружающей его цитоплазмы с помощью ядерной оболочки, или мембраны. Ядерная оболочка состоит из двух слоёв тонких мембран толщиной по 8нм разделённых пространством около 25нм. Наружная (обращённая к цитоплазме) мембрана ядерной оболочки сходна с системой цитоплазматических мембран и связана с ней. В ядерной оболочке через каждые 100-200нм друг от друга имеются отверстия, или ядерные поры. Диаметр пор около 100нм. На периферии каждой поры наружная мембрана ядерной оболочки, не прерываясь, переходит во внутреннюю. Через ядерную оболочку идёт непрерывный обмен химической информацией.
Форма ядер разнообразна. Обычно в клетке бывает одно ядро, но встречаются и многоядерные клетки. По объёму ядро в 3-4 раза меньше общей массы цитоплазмы.
В ядре всегда имеется одно, а иногда два-три ядрышка. Ядрышко – это производное определённого локуса хромосомы, на котором образуется рибосомная РНК (рРНК), поступающая в цитоплазму. В ядрышке содержится РНК, ДНК и белок. Оболочки в ядрышке нет.
Хроматин в ядре содержится в виде зёрнышек и глыбок. Хроматин – это хромосомы в определённом состоянии спирализации. Хроматин состоит из ДНК, РНК и белков.
Ядерный сок – это коллоидный раствор белка, в котором происходит диффузия метаболитов и перемещение рибосомного, информационного и транспортного рибонуклеопротеида (рРНК, иРНК, тРНК) к ядерным порам.
В основе всех форм размножения лежит деление клетки. По характеру распределения ядерного материала между дочерними клетками различают два способа деления клеток: непрямое – митоз или кариокинез и прямое – амитоз. У половых клеток наблюдается и редукционное деление – мейоз.
Митоз – обеспечивает очень точное распределение между дочерними клетками ядерной ДНК, находящейся в хромосомах. Весь жизненный цикл клетки обычно делят на две основные стадии: интерфазу – около15ч и митоз (деление) – около 1ч. В интерфазе проходят сложнейшие процессы синтеза белковых и других веществ, а также рост клетки. Интерфаза соответствует той части цикла, которая заключена между двумя последовательными фазами митоза. Стадия интерфазы подразделяется на три периода. Первый – постмитотический наступает сразу после деления, длится примерно 3ч. В это время усиленно растёт цитоплазма молодой, только что разделившейся клетки, идут подготовительные процессы с удвоением центриолей центросомы. Второй период – синтетический длится у зародышей до 7ч. В это время осуществляется синтез и редупликация (удвоение) молекул ДНК, каждая хромосома становится двойной. Третий период – премитотический длится в среднем 2ч. За это время в клетке накапливается энергия, необходимая для наступающего митоза и начинается спирализация хромосом. После этого периода начинается стадия деления или митоза, протекающего непрерывно в четыре фазы: продаза, метафаза, анафаза и телофаза. Весь процесс в животных клетках занимает 1-1,5ч.
В профазе в ядре сначала обнаруживается более плотный, а затем более рыхлый клубок спирализующихся хроматиновых нитей. Ядрышко и ядерная оболочка постепенно исчезают. Центросома немного увеличивается. Её центриоли начинают расходиться и располагаться на противоположных полюсах клетки (рис.92 а, б, в, г). Хроматиновый клубок разбивается на отдельные хромосомы, и начинается вторая стадия деления - метафаза.
На стадии метафазы вокруг каждой центриоли на полюсах клетки образуются ахроматиновые лучи, которые вместе с центриолями образуют ахроматиновое веретено. Хромосомы лежат непосредственно в цитоплазме. Они ещё более уплотняются и довольно точно в одной плоскости распологаются на экваторе веретена в виде звезды. Образуется так называемая экваториальная пластинка. В метафазе каждая хромосома становится двойной (состоит из двух идентичных половинок - хроматид). Все хромосомы в метафазе ярко окрашиваются основными красками, кроме места прикрепления нити веретена, или центромера. Отдельные нити веретена каким-то образом прикрепляются к центромеру каждой из половинок расщепившейся хромосомы и начинают растаскивать их с центра к разным полюсам.
В анафазе сестринские хромосомы (половинки расщепившихся хромосом) подтягиваются, к разным полюсам веретена образуя независимые группы в виде двух дочерних звёзд в одной клетке. В этой стадии начинается деление цитоплазмы. В месте экваториальной плоскости веретена появляется бороздка, постепенно углубляющаяся.
В телофазе между хромосомами образуется ядерный сок. Хромосомы деспирализуются, слабее окрашиваются и, сильно удлиняясь, становятся невидимыми. Снова появляются глыбки хроматина и тяжи. Вокруг каждой такой группы хромосом образуется ядерная оболочка, формируется новое ядрышко – постепенно создаются два новых ядра интерфазного типа. Углубляющаяся бороздка на экваторе клетки разобщает цитоплазму на две части. В стадии телофазы из одной клетки возникают две новые, которые начинают своё развитие с интерфазы.
Митоз – это тончайший механизм, созданный в эволюции, с помощью которого материал каждой из хромосом во время деления тончайшим образом распределяется между двумя новыми клетками.
Каждому виду животных свойственно строго определённое диплоидное (двойное) количество хромосом (один набор приходит от одного родителя, а другой – от другого). Например, если делящаяся клетка коровы имела 60 хромосом, то возникающие из неё две новые клетки получают тоже по 60 половинок, которые в интерфазе удваиваются. Так, в последующем ряду делений будут возникать всё новые клетки с тем же количеством хромосом, которое было присуще исходной делящейся клетке.
Амитоз протекает без образования нитей веретена, не происходит спирализации хромосом. Вначале делится ядрышко путём простой перешнуровки. Затем в ядре образуется перетяжка, которая постепенно делит его на две части. Вслед за делением ядра делится цитоплазма, и возникают две дочерние клетки. Амитоз в жизни многоклеточных организмов занимает незначительное место.
Мейоз приводит к уменьшению числа хромосом вдвое, осуществляется в половых железах (семенниках и яичниках) во время созревания половых клеток. Мейоз, как и митоз, складывается из ряда последовательных фаз. Процесс мейоза приводит к тому, что зрелые половые клетки (сперматозоиды и яйцеклетки) несут уменьшенный вдвое набор хромосом. В процессе оплодотворения половые клетки сливаются и снова восстанавливают исходное двойное диплоидное число хромосом, присущее данному виду животных.
Продолжительность жизни различных видов клеток неодинаково, и в сложном многоклеточном организме происходит постоянная смена клеток. Например, эпителиальные клетки слизистой оболочки желудка у человека сменяются каждые трое суток. Некоторые клетки (костные, хрящевые, эритроциты), закончив своё развитие, полностью теряют способность к размножению, а нейроны (нервные клетки) прекращают размножаться на ранней стадии развития организма.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему