Эукариотическая клетка строение и функции ядра и хромосом

Эукариотическая клетка строение и функции ядра и хромосом

Лекция № 8. Ядро. Хромосомы

Строение и функции ядра

Как правило, эукариотическая клетка имеет одно ядро, но встречаются двуядерные (инфузории) и многоядерные клетки (опалина). Некоторые высоко­специализи­рованные клетки вторично утрачивают ядро (эритроциты млекопитающих, ситовидные трубки покрытосеменных).

Форма ядра — сферическая, эллипсовидная, реже лопастная, бобовидная и др. Диаметр ядра — обычно от 3 до 10 мкм.

Строение ядра:
1 — наруж­ная мембрана; 2 — внут­ренняя мемб­рана; 3 — поры; 4 — ядрышко; 5 — гетеро­хроматин; 6 — эухро­матин.

Ядро отграничено от цитоплазмы двумя мембранами (каждая из них имеет типичное строение). Между мембранами — узкая щель, заполненная полужидким веществом. В некоторых местах мембраны сливаются друг с другом, образуя поры (3), через которые происходит обмен веществ между ядром и цитоплазмой. Наружная ядерная (1) мембрана со стороны, обращенной в цитоплазму, покрыта рибосомами, придающими ей шероховатость, внутренняя (2) мембрана гладкая. Ядерные мембраны являются частью мембранной системы клетки: выросты наружной ядерной мембраны соединяются с каналами эндоплазматической сети, образуя единую систему сообщающихся каналов.

Кариоплазма (ядерный сок, нуклеоплазма) — внутреннее содержимое ядра, в котором располагаются хроматин и одно или несколько ядрышек. В состав ядерного сока входят различные белки (в том числе ферменты ядра), свободные нуклеотиды.

Ядрышко (4) представляет собой округлое плотное тельце, погруженное в ядерный сок. Количество ядрышек зависит от функционального состояния ядра и варьирует от 1 до 7 и более. Ядрышки обнаруживаются только в неделящихся ядрах, во время митоза они исчезают. Ядрышко образуется на определенных участках хромосом, несущих информацию о структуре рРНК. Такие участки называются ядрышковым организатором и содержат многочисленные копии генов, кодирующих рРНК. Из рРНК и белков, поступающих из цитоплазмы, формируются субъединицы рибосом. Таким образом, ядрышко представляет собой скопление рРНК и рибосомальных субъединиц на разных этапах их формирования.

Хроматин — внутренние нуклеопротеидные структуры ядра, окрашивающиеся некоторыми красителями и отличающиеся по форме от ядрышка. Хроматин имеет вид глыбок, гранул и нитей. Химический состав хроматина: 1) ДНК (30–45%), 2) гистоновые белки (30–50%), 3) негистоновые белки (4–33%), следовательно, хроматин является дезоксирибонуклеопротеидным комплексом (ДНП). В зависимости от функционального состояния хроматина различают: гетерохроматин (5) и эухроматин (6). Эухроматин — генетически активные, гетерохроматин — генетически неактивные участки хроматина. Эухроматин при световой микроскопии не различим, слабо окрашивается и представляет собой деконденсированные (деспирализованные, раскрученные) участки хроматина. Гетерохроматин под световым микроскопом имеет вид глыбок или гранул, интенсивно окрашивается и представляет собой конденсированные (спирализованные, уплотненные) участки хроматина. Хроматин — форма существования генетического материала в интерфазных клетках. Во время деления клетки (митоз, мейоз) хроматин преобразуется в хромосомы.

Функции ядра: 1) хранение наследственной информации и передача ее дочерним клеткам в процессе деления, 2) регуляция жизнедеятельности клетки путем регуляции синтеза различных белков, 3) место образования субъединиц рибосом.

Хромосомы

Хромосомы — это цитологические палочковидные структуры, представляющие собой конденсированный хроматин и появляющиеся в клетке во время митоза или мейоза. Хромосомы и хроматин — различные формы пространственной организации дезоксирибонуклеопротеидного комплекса, соответствующие разным фазам жизненного цикла клетки. Химический состав хромосом такой же, как и хроматина: 1) ДНК (30–45%), 2) гистоновые белки (30–50%), 3) негистоновые белки (4–33%).

Основу хромосомы составляет одна непрерывная двухцепочечная молекула ДНК; длина ДНК одной хромосомы может достигать нескольких сантиметров. Понятно, что молекула такой длины не может располагаться в клетке в вытянутом виде, а подвергается укладке, приобретая определенную трехмерную структуру, или конформацию. Можно выделить следующие уровни пространственной укладки ДНК и ДНП: 1) нуклеосомный (накручивание ДНК на белковые глобулы), 2) нуклеомерный, 3) хромомерный, 4) хромонемный, 5) хромосомный.

В процессе преобразования хроматина в хромосомы ДНП образует не только спирали и суперспирали, но еще петли и суперпетли. Поэтому процесс формирования хромосом, который происходит в профазу митоза или профазу 1 мейоза, лучше называть не спирализацией, а конденсацией хромосом.

Хромосомы: 1 — метацентрическая; 2 — субметацентрическая; 3, 4 — акроцентрические. Строение хромосомы: 5 — центромера; 6 — вторичная перетяжка; 7 — спутник; 8 — хроматиды; 9 — теломеры.

Метафазная хромосома (хромосомы изучаются в метафазу митоза) состоит из двух хроматид (8). Любая хромосома имеет первичную перетяжку (центромеру) (5), которая делит хромосому на плечи. Некоторые хромосомы имеют вторичную перетяжку (6) и спутник (7). Спутник — участок короткого плеча, отделяемый вторичной перетяжкой. Хромосомы, имеющие спутник, называются спутничными (3). Концы хромосом называются теломерами (9). В зависимости от положения центромеры выделяют: а) метацентрические (равноплечие) (1), б) субметацентрические (умеренно неравноплечие) (2), в) акроцентрические (резко неравноплечие) хромосомы (3, 4).

Читайте также:  Детский окулист в Красногорске - Изумруд

Соматические клетки содержат диплоидный (двойной — 2n) набор хромосом, половые клетки — гаплоидный (одинарный — n). Диплоидный набор аскариды равен 2, дрозофилы — 8, шимпанзе — 48, речного рака — 196. Хромосомы диплоидного набора разбиваются на пары; хромосомы одной пары имеют одинаковое строение, размеры, набор генов и называются гомологичными.

Кариотип — совокупность сведений о числе, размерах и строении метафазных хромосом. Идиограмма — графическое изображение кариотипа. У представителей разных видов кариотипы разные, одного вида — одинаковые. Аутосомы — хромосомы, одинаковые для мужского и женского кариотипов. Половые хромосомы — хромосомы, по которым мужской кариотип отличается от женского.

Хромосомный набор человека (2n = 46, n = 23) содержит 22 пары аутосом и 1 пару половых хромосом. Аутосомы распределены по группам и пронумерованы:

Группа Число пар Номер Размер Форма
A 3 1, 2, 3 Крупные 1, 3 — метацентрические, 2 — субметацентрические
B 2 4, 5 Крупные Субметацентрические
C 7 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 Средние Субметацентрические
D 3 13, 14, 15 Средние Акроцентрические, спутничные (вторичная перетяжка в коротком плече)
E 3 16, 17, 18 Мелкие Субметацентрические
F 2 19, 20 Мелкие Метацентрические
G 2 21, 22 Мелкие Акроцентрические, спутничные (вторичная перетяжка в коротком плече)

Половые хромосомы не относятся ни к одной из групп и не имеют номера. Половые хромосомы женщины — ХХ, мужчины — ХУ. Х-хромосома — средняя субметацентрическая, У-хромосома — мелкая акроцентрическая.

В области вторичных перетяжек хромосом групп D и G находятся копии генов, несущих информацию о строении рРНК, поэтому хромосомы групп D и G называются ядрышкообразующими.

Функции хромосом: 1) хранение наследственной информации, 2) передача генетического материала от материнской клетки к дочерним.

Перейти к лекции №7 «Эукариотическая клетка: строение и функции органоидов»

Перейти к лекции №9 « Строение прокариотической клетки. Вирусы»

Смотреть оглавление (лекции №1-25)

Cтроение растительной клетки рисунок с подписями

Изучая строение растительной клетки, рисунок с подписями станет полезным визуальным конспектом для усвоения этой темы. Но сначала немного истории.

Историю открытия и изучения клетки связывают с именем английского изобретателя Роберта Гука. В 17 веке, на срезе растительной пробки, рассматриваемой под микроскопом, Р. Гук обнаружил ячейки, которые и были в дальнейшем названы клетками.

Основные сведения о клетке были представлены позже немецким ученым Т. Шванном в клеточной теории, сформулированной в 1838 году. Основные положения этого трактата гласят:

  • все живое на земле состоит из структурных единиц — клеток,
  • по строению и функциям все клетки имеют общие черты. Эти элементарные частицы способны к размножению, которое возможно благодаря делению материнской клетки,
  • в многоклеточных организмах клетки способны объединяться на основании общих функций и структурно-химической организации в ткани.

Клетка растения

Растительная клетка, наряду с общими признаками и схожестью в строении с животной, имеет и свои отличительные особенности, присущие только ей:

  • наличие клеточной стенки (оболочки),
  • наличие пластид,
  • наличие вакуоли.

Строение растительной клетки

На рисунке схематично показана модель растительной клетки, из чего она состоит, как называются основные её части.

Ниже будет подробно рассказано о каждой из них.

Органоиды клетки и их функции описательная таблица

В таблице собрана важная информация об органоидах клетки. Она поможет школьнику составить план рассказа по рисунку.

Органоид Описание Функция Особенности
Клеточная стенка Покрывает цитоплазматическую мембрану, состав – в основном целлюлоза. Поддержание прочности, механическая защита, создание формы клетки, поглощение и обмен различных ионов, транспорт веществ. Характерна для растительных клеток (отсутствует в животной клетке).
Цитоплазма Внутренняя среда клетки. Включает полужидкую среду, расположенные в ней органоиды и нерастворимые включения. Объединение и взаимодействие всех структур (органоидов). Возможно изменение агрегатного состояния.
Ядро Самый крупный органоид. Форма шаровидная или яйцевидная. В нем расположены хроматиды (молекулы ДНК). Ядро покрыто двумембранной ядерной оболочкой. Хранение и передача наследственной информации. Двумембранный органоид.
Ядрышко Сферическая форма, d – 1-3 мкм. Являются основными носителями РНК в ядре. В них синтезируются рРНК и субъединицы рибосом. Ядро содержит 1-2 ядрышка.
Вакуоль Резервуар с аминокислотами и минеральными солями. Регулировка осмотического давления, хранение запасных веществ, аутофагия (самопереваривание внутриклеточного мусора). Чем старше клетка, тем большее пространство в клетке занимает вакуоль.
Пластиды 3 вида: хлоропласты, хромопласты и лейкопласты. Обеспечивает автотрофный тип питания, синтез органических веществ из неорганических. Иногда могут переходить из одного вида пластид в другой.
Ядерная оболочка Содержит две мембраны. К внешней прикрепляются рибосомы, в некоторых местах происходит соединение с ЭПР. Пронизана порами (обмен между ядром и цитоплазмой). Разделяет цитоплазму от внутреннего содержимого ядра. Двумембранный органоид.
Читайте также:  7 лучших витаминов с селеном - Рейтинг 2019

Цитоплазматические образования органеллы клетки

Поговорим подробнее о составляющих растительной клетки.

Ядро осуществляет хранение генетической информации и реализацию наследуемой информации. Местом хранения являются молекулы ДНК. При этом в ядре присутствуют репарационные ферменты, которые способны контролировать и ликвидировать самопроизвольное повреждение молекул ДНК.

Кроме этого, сами молекулы ДНК в ядре подвержены редупликации (удвоению). В этом случае клетки, образованные при делении исходной, получают одинаковый и в качественном и количественном соотношении объем генетической информации.

Эндоплазматическая сеть (ЭПС)

Выделяют два типа: шероховатый и гладкий. Первый тип синтезирует белки на экспорт и клеточные мембраны. Второй тип способен осуществлять детоксикацию вредных продуктов обмена.

Аппарат Гольджи

Открыт исследователем из Италии К. Гольджи в 1898 году. В клетках располагается вблизи ядра. Эти органоиды представляют собой мембранные структуры, укомплектованные вместе. Такую зону скопления называют диктиосомой.

Они принимают участие в накоплении продуктов, которые синтезируются в эндоплазматическом ретикулуме и являются источником клеточных лизосом.

Лизосомы

Не являются самостоятельными структурами. Они представляют собой результат деятельности эндоплазматического ретикулума и аппарата Гольджи. Их главное предназначение участвовать в процессах расщепления внутри клетки.

В лизосомах насчитывается около четырех десятков ферментов, которые разрушают большинство органических соединений. При этом сама мембрана лизосом устойчива к действию таких ферментов.

Митохондрии

Двумембранные органеллы. В каждой клетке их число и размеры могут варьироваться. Они окружены двумя высокоспециализированными мембранами. Между ними расположено межмембранное пространство.

Внутренняя мембрана способна образовывать складки кристы. Благодаря наличию крист, внутренняя мембрана превосходит в 5 раз площадь внешней мембраны.

Повышенная функциональная активность клетки обусловлена увеличенным числом митохондрий и большим количеством крист в них, тогда как в условиях гиподинамиии количество крист в митохондрии и число митохондрий резко и быстро изменяется.

Обе мембраны митохондрий отличаются по своим физиологическим свойствам. При повышенном или пониженном осмотическом давлении внутренняя мембрана способна сморщиваться или растягиваться. Для наружной мембраны характерно только необратимое растяжение, которое может привести к разрыву. Весь комплекс митохондрий, наполняющих клетку, называют хондрионом.

Пластиды

По своим размерам эти органоиды уступают только ядру. Существует три вида пластид:

  • отвечающие за зелёную окраску растений хлоропласты,
  • ответственные за осенние цвета — оранжевый, красный, жёлтый, охра хромопласты,
  • не влияющие на окрашивание, бесцветные лейкопласты.

Стоит отметить: установлено, что в клетках одновременно может быть только какой-то один из видов пластид.

Строение и функции хлоропластов

В них осуществляются процессы фотосинтеза. Присутствует хлорофилл (придает зеленую окраску). Форма – двояковыпуклая линза. Количество в клетке – 40-50. Имеет двойную мембрану. Внутренняя мембрана формирует плоские пузырьки – тилакоиды, которые упакованы в стопки – граны.

Это важно: основной функцией хлоропластов является фотосинтез – синтез органических веществ из неорганических при участии световой.

Хромопласты

За счет ярких пигментов придают органам растений яркие цвета: разноцветным лепесткам цветов, созревшим плодам, осенним листьям и некоторым корнеплодам (морковь).

Хромопласты не имеют внутренней мембранной системы. Пигменты могут накапливаться в кристаллическом виде, что придает пластидам разнообразные формы (пластина, ромб, треугольник).

Функции данного вида пластид пока до конца не изучены. Но по имеющейся информации, это устаревшие хлоропласты с разрушенным хлорофиллом.

Лейкопласты

Присущи тем частям растений, на которые солнечные лучи не попадают. Например, клубни, семена, луковицы, корни. Внутренняя система мембран развита слабее, чем у хлоропластов.

Читайте также:  Самые главные вопросы о родинках (и ответы на них)

Ответственны за питание, накапливают питательные вещества, принимают участие в синтезе. При наличии света лейкопласты способны переродиться в хлоропласты.

Рибосомы

Мелкие гранулы, состоящие из РНК и белков. Единственные безмембранные структуры. Могут располагаться одиночно или в составе группы (полисомы).

Рибосому формируют большая и малая субъединица, соединенные ионами магния. Функция – синтез белка.

Микротрубочки

Это длинные цилиндры, в стенках которых расположен белок тубулин. Этот органоид – динамическая структура (может происходить его наращивание и распад). Принимают активное участие в процессе деления клеток.

Вакуоль — строение и функции

На рисунке обозначена голубым цветом. Состоит из мембраны (тонопласта) и внутренней среды (клеточного сока).

Занимает большую часть клетки, центральную её часть.

Запасает воду и питательные вещества, а также продукты распада.

Несмотря на единую структурную организацию в строении основных органоидов, в мире растений наблюдается огромное видовое разнообразие.

Любому школьнику, а тем более взрослому, нужно понимать и знать, какие обязательные части имеет растительная клетка и как выглядит её модель, какую роль они выполняют, и как называются органоиды, отвечающие за окраску частей растений.

Химия, Биология, подготовка к ГИА и ЕГЭ

У каждого человека есть документы: свидетельство о рождении, паспорт, диплом и т.д. И обычно эти документы не просто на столе валяются, а где-то в сумке, коробочке или ящичке дома лежат.

У каждой клетки есть такой «паспорт» — молекула ДНК. А хранится эта молекула в «специальном ящичке» — в ядре.

Ядро клетки

Ядро — это обязательный компонент эукариотической клетки.

У прокариотических клеток ядра нет и их генетический материал (ДНК или РНК) находится просто в цитоплазме.

Понятное дело, что такое важное содержимое надо очень хорошо защитить, поэтому само ядро устроено довольно интересно.

Вот реальная фотография ядра:

Строение ядра клетки

Днк в ядре находится в «упаковке» — молекула «завернута» в белок — это вещество (ДНК + специальный белок) называется ХРОМАТИН.

ХРОМОСОМА — это хроматин, который приобрел форму (Х или У). Это можно сравнить с тестом. Сама масса теста — хроматин, а когда мы из него уже что-то лепим — получаются хромосомы. У каждого организма свое количество хромосом ( у человека — 46).

Геном — совокупность генов, содержащихся в одинарном ( гаплоидном) наборе хромосом данного организма.

Есть еще такое понятие — АУТОСОМЫ — это хромосомы (парные), одинаковые и у мужских, и у женских организмов, т.е. все неполовые хромосомы. У человека их, соответственно, 44 (22 пары).

Сестринские хроматиды — идентичные хроматиды, образовавшиеся в результате репликации хромосомы и соединенные в области центромеры. Они образуются в S-фазе интерфазы, когда происходит удвоение ДНК, и разделяются во время митоза и второго деления мейоза.

Гомологичные хромосомы — пара хромосом приблизительно равной длины, с одинаковым положением центромеры и дающие одинаковую картину при окрашивании. Их гены в соответствующих (идентичных) локусах представляют собой аллельные гены — аллели, то есть кодируют одни и те же белки или РНК

ЯДРЫШКО

Его и органеллой-то назвать нельзя — мембраны своей нет, это просто такой сгусток, который довольно явно виден в микроскоп. У ядра может быть несколько ядрышек … Когда клетка готовится к делению, ядрышко вообще пропадает. Однако, функции у него очень серьезные:

  1. синтез р-РНК (рибосомные РНК) а ведь они — один из важных компонентов синтеза белка!
  2. именно в ядрышке идет сборка большой и малой субъединиц рибосом

Ядрышко окружено вязким жидким веществом — КАРИОПЛАЗМОЙ (или нуклеоплазмой) — как раз это вещество и содержит в себе хроматин.

Ядерная мембрана — состоит из двух мембран. В мембране имеются ПОРЫ, через которые происходит обмен веществ с окружающей средой. Через эти поры выходит РНК для синтеза белка.

Строение ядра клетки животных, растений и грибов практически одинаковое.

Есть многоядерные клетки:

В то же время у эукариотических организмов встречаются и безъядерные клетки:

— эритроциты (клетки крови) у млекопитающих;
— клетки ситовидных трубок у покрытосеменных растений

Ссылка на основную публикацию
Эспумизан при грудном вскармливании как давать ребенку, можно ли кормящей маме
/ Сколько раз можно давать эспумизан грудному.md Сколько раз можно давать эспумизан грудному Эмульсия от коликов Эспумизан L — как...
Эпидемиология ЗНО Рак щитовидной железы (С73)
Рак щитовидной железы 4 стадии Рак щитовидной железы (РЩЖ) — это злокачественная узловая опухоль, которая образуется из фолликулярных и парафолликулярных...
Эпидемический паротит (паротитная инфекция)
Эпидемический паротит (паротитная инфекция) История и распространение Этиология эпидемического паротита Эпидемиология Патогенез и патоморфология Клиническая картина Диагноз и дифференциальный диагноз...
Эстрадиол; инструкция по применению, описание, вопросы по препарату
Эстрадиол Показания к применению Эстрогенная недостаточность в климактерическом периоде и при хирургической менопаузе по поводу незлокачественных новообразований, после лучевой кастрации;...
Adblock detector