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.
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.
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).
Обратите внимание, что хроматин не перекрывает поры. Количество ядерных пор сильно варьирует от клетки к клетке.
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.
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.
А, Б — поперечные срезы; В — тангенциальный срез. Хроматин, часто образующий скопления под ядерной оболочкой, в участках пор обычно не выявляется.
Электронная микрофотография, х80 000.
Метод замораживания-скалывания. Электронная микрофотография.
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":- Строение, функции лизосом
- Строение, функции протеосом
- Строение, функции пероксисом - микротелец
- Цитоскелет клеток. Строение, функции микротрубочек
- Строение, функции ресничек и жгутиков клетки
- Строение, функции актиновых филаментов
- Строение, функции промежуточных филаментов
- Виды, функции цитоплазматических включений
- Строение, функции цитозоли
- Строение, функции ядра и ядерной оболочки