Строение, функции ядра и ядерной оболочки

Ядро клетки содержит планы и программы всех клеточных структур и процессов, закодированные в ДНК хромосом. В нем находятся также и молекулярные механизмы для репликации своей ДНК и для синтеза и процессинга трех типов РНК— рРНК, иРНК и тРНК.

Небольшое количество ДНК содержится в геноме митохондрий; они образуют также молекулы РНК, которые используются в этой органелле, однако этот геном столь мал, что он оказывается недостаточным даже для самой митохондрии.

С другой стороны, ядро не вырабатывает белки; поэтому многочисленные белковые молекулы, необходимые для его деятельности, импортируются из цитоплазмы.

Ядро часто имеет вид округлой или удлиненной структуры, лежащей обычно в центре клетки. Его главные компоненты — ядерная оболочка, хроматин, ядрышко и ядерный матрикс. Размеры и морфологические особенности ядра в конкретной нормальной ткани более или менее постоянны.
Напротив, ядра раковых клеток имеют неправильную форму, вариабельные размеры и атипичное распределение хроматина.

ядро и ядерная оболочка
Клетки печени (гепатоциты). Видны несколько темноокрашенных ядер. Обратите внимание на наличие так называемой ядерной мембраны, состоящей преимущественно из скоплений хроматина на периферии ядра.
Внутри ядер видны несколько ядрышек, что указывает на интенсивный белковый синтез. Один из гепатоцитов содержит два ядра.
Окраска: парарозанилин — толуидиновый синий. Среднее увеличение.

Ядерная оболочка

Как показано при использовании электронной микроскопии, ядро окружено двумя параллельными мембранами, между которыми находится узкое (40—70 нм) пространство — перинуклеарная цистерна. В совокупности парные мембраны и разделяющее их пространство образуют ядерную оболочку.

С внутренней мембраной ядерной оболочки тесно связана белковая структура — ядерная фиброзная пластинка, или ядерная ламина, которая придает прочность ядерной оболочке. Фиброзная пластинка образована тремя главными белками, которые называются ламины А, В и С. В неделящихся клетках с ядерной фиброзной пластинкой связаны хромосомы.

Характер этой связи в пределах каждой ткани остается неизменным от клетки к клетке, что подтверждает мнение о фиксированном расположении хромосом внутри ядра. К наружной мембране прикреплены полирибосомы, это показывает, что ядерная оболочка является частью ЭПС. Белки, синтезированные на полирибосомах, прикрепленных к ядерной оболочке, временно сегрегируются в перинуклеарной цистерне.

В тех участках, где внутренняя и наружная мембраны ядерной оболочки сливаются друг с другом, имеются отверстия — ядерные поры, которые образуют контролируемые пути, связывающие ядро и цитоплазму. Поры являются не простыми отверстиями, а содержат восьмиугольный поровый комплекс, процесса, опосредованного рецепторами, который использует энергию АТФ и осуществляется в два этапа. На первом этапе белки, содержащие один или несколько сигналов ядерной локализации, связываются со специфическими цитозольными белками, образуя комплекс, который временно прикрепляется к комплексу ядерной поры без затраты энергии.

На втором этапе белки с сигналом ядерной локализации переносятся в ядро при использовании энергии АТФ, а цитозольный белок остается в цитоплазме. По крайней мере часть энергии АТФ затрачивается на то, чтобы открыть комплекс ядерный поры, что необходимо для осуществления транспорта крупной молекулы. Значительно меньше известно о переносе из ядра в цитоплазму крупных молекул и молекулярных комплексов, например субъединиц рибосом.

ядро и ядерная оболочка
Строение клеточного ядра (схема).
Ядерная оболочка состоит из двух мембран эндоплазматической сети, охватывающих перинуклеарную цистерну.
В местах слияния двух мембран образуются ядерные поры. К наружной ядерной мембране прикреплены рибосомы.
Глыбки гетерохроматина (ГХ) связаны с ядерной пластинкой, тогда как эухроматин (ЭХ) рассеян по внутренней части ядра.
В ядрышке обратите внимание на ассоциированный с ним хроматин, гетерохроматин (ГХ), гранулярную часть (Г) и волокнистую часть (В).
ядро и ядерная оболочка
Клеточное ядро (трехмерное изображение). Показано распределение ядерных пор, гетерохроматина (темные участки), эухроматина (светлые участки) и ядрышка.
Обратите внимание, что хроматин не перекрывает поры. Количество ядерных пор сильно варьирует от клетки к клетке.
ядро и ядерная оболочка
Ядро. Видны гетерохроматин (ГХ) и эухроматин (ЭХ).
Стрелки без обозначений указывают на ассоциированный с ядрышком хроматин, расположенный вокруг ядрышка (Яд).
Треугольники указывают на перинуклеарную цистерну. Под цистерной располагается слой гетерохроматина, который является главным компонентом структуры, которая известна как ядерная мембрана и видна под световым микроскопом.
Электронная микрофотография, х26 000.
ядро и ядерная оболочка
Структура, расположение ядерной пластинки и ее взаимоотношения с хромосомами.
Комплекс ядерный поры состоит из двух белковых колец в виде восьмиугольных структур.
Из цитоплазматического кольца в цитозоль проникают длинные филаменты, а от внутриядерного кольца отходят филаменты, образующие корзинчатую структуру.
Присутствие центрально расположенной цилиндрической гранулы в ядерной поре признают не все исследователи.
ядро и ядерная оболочка
Ядерная оболочка состоит из двух мембран и ядерных пор (стрелки).
А, Б — поперечные срезы; В — тангенциальный срез. Хроматин, часто образующий скопления под ядерной оболочкой, в участках пор обычно не выявляется.
Электронная микрофотография, х80 000.
ядро и ядерная оболочка
Компоненты ядерной оболочки и ядерные поры в клетке кишки крысы.
Метод замораживания-скалывания. Электронная микрофотография.
ядро и ядерная оболочка
Два комплекса ядерной поры (упрощенное изображение).
На этой модели видно, что конечная ядерная часть комплекса является более непрерывной структурой в форме кольца.

Видео строение ядра клетки

- Вернуться в раздел "Гистология"

Оглавление темы "Цитология":
  1. Строение, функции лизосом
  2. Строение, функции протеосом
  3. Строение, функции пероксисом - микротелец
  4. Цитоскелет клеток. Строение, функции микротрубочек
  5. Строение, функции ресничек и жгутиков клетки
  6. Строение, функции актиновых филаментов
  7. Строение, функции промежуточных филаментов
  8. Виды, функции цитоплазматических включений
  9. Строение, функции цитозоли
  10. Строение, функции ядра и ядерной оболочки

Ваши замечания и вопросы: