Поверхностный аппарат ядра. Поровые комплексы. Взаимосвязь ядра и цитоплазмы.

Поверхностный аппарат: ядерная оболочка с поровым комплексом и ламина.

Ядерная оболочка образована наружной и внутренней ядерными мембранами, между которыми перинуклеарное пространство. Наружная переходит во внутреннюю в области ядерных пор. Наружная мембрана переходит в мембраны ЭПР, а перинуклеарное пространство таким образом оказывается связанным с полостью каналов и цистерн ЭПР.

Поровый комплекс представляет собой 2 кольца из 8 белковых глобул, расположенных по краю порового отверстия- в области слияния наружной и внутренней мембран. В центре поры может быть видна центральная гранула. Поровый комплекс представляет собой надмолекулярную структуру. Они обладают собственными рецепторами, аппаратом, регулирующим направление, способ и интенсивность транспорта через пору.

Ламина - плотная пластинка, примыкающая к внутренней мембране ядерной оболочки. Представляет собой густую сеть белковых фибрилл. Ламина способствует поддержанию формы ядра, выполняет функцию упорядочения расположения интерфазных хромосом, связана с цитоскелетом и играет важную роль в поддержании порового комплекса.

55. Структура ядрышка. Ядрышко – источник рибосом. Строение рибосом. Амплификация ядрышек.

Ядрышко- представляет собой структуру в которой происходит образование рибосомальных единиц. Здесь находятся участки ДНК, содержащие многочисленные одинаковые гены рРНК. В метафазных хромосомах эти участви(ядрышковые организаторы) локализованы в области вторичной перетяжки. У человека они находятся в 13,14,15,21,22 хромосомах. Кроме того, гены рРНК находятся также в 1 паре хромосом.

Различают фибриллярный и гранулярный компоненты ядрышка. Фибриллярная зона содержит ДНК, рРНК, а гранулярная часть-зона со зрелыми субъединицами рибосом.

В клетках эукариот существует 2 разновидности рибосом: рибосомы цитоплазмы (80S) и рибосомы, находящиеся в митохондриях и пластидах (50-80S)

Рибосомы состоят из двух субъединиц большой и малой. Малая субъединица рибосомы удерживает мРНК и тРНК, а большая катализирует образование пептидной связи. В состав субъединиц входят рРНК и белки (преимущественно глобулярные). Большая субъединица рибосомы состоит из 3 молекул рРНК и 50 белков, а малая из 1 молекулы рРнк и 30 белков. Субъединицы рибосом собираются в ядрышке и через ядерные поры выходят в цитоплазму, где находятся в диссоциированном состоянии. 2 субъединицы образуют комплекс- рибосому только при осуществлении синтеза полипептида на иРНК(процесс трансляции). Если к иРНК прикрепляется множество рибосом, то такой комплекс называется полисомой.

Амплификация .

Обычно число генов рРНК постоянно на геном, оно не меняется в зависимости от уровня транскрипции этих генов. Так у клеток с высоким уровнем метаболизма число генов рРНК точно такое же как и число у клеток, полностью прекративших синтез рибосом. При репликации ДНК в S-периоде происходит и удвоение числа генов рРНК, поэтому их количество коррелирует с плоидностью клетки.

Однако существуют случаи, когда гены рРНК подвергаются избыточной репликации. При этом дополнительная репликация генов рРНК происходит в целях обеспечения продукции большого количества рибосом. В результате такого сверхсинтеза генов рРНК их копии могут становиться свободными, экстрахромосомными. Эти внехромосомные копии генов рРНК могут функционировать независимо, в результате чего возникает масса свободных дополнительных ядрышек, но уже не связанных структурно с ядрышкообразующими хромосомами. Это явление получило название амплификации генов рРНК.

56. Ядро – система хранения, воспроизведения и реализации генетический информации.

Клеточное ядро отделено от содержимого клетки оболочкой. Функции ядра состоят в хранении наследственного материала (ДНК), его воспроизводстве (репликация ДНК) с целью передачи в ряду клеточных поколений (митоз), а также в реализации наследственной информации в ходе биосинтеза белка в жизнедеятельности клетки (транскрипция, процессинг пре-РНК транскриптов). В нем образуются структурные элементы - большая и малая субъединицы - цитоплазматических органелл рибосом, на которых в цитоплазме происходит образование полипептидов (простых белков).
В ядре выделяют ядерную оболочку, ядерный матрикс, ядрышко, хромосомы (хроматин), ядерный сок.

В ядре сосредоточена большая часть ДНК эукариотической клетки - 90%. Она распределена между ядерными структурами – хромосомами. Морфология хромосом меняется по стадиям клеточного цикла. При вхождении клетки в митоз материал хромосом приобретает плотную упаковку (митотическая форма),а вне митоза - рыхлую (интерфазная форма). хроматин- вещество хромосомы, а его состав и плотность упаковки различаются по длине хромосомы в зависимости от стадии это го цикла.

Хромосомы во взаимодействии с внехромосомными механизмами обеспечивают:
• хранение генетической информации;
• использование этой информации для воспроизводства и поддержания клеточной организации и функций;
• регуляцию считывания (транскрипция) наследственной информации;
• удвоение (репликация, самокопирование) генетического материала материнских клеток перед клеточным делением;
• передачу этого материала дочерним клеткам в процессе митоза. Первую из этих функций хромосома выполняет в обеих структурных формах - митотической и интерфазной, следующие три функции - в интерфазной форме, последнюю - в митотической форме.

Хромосомная организация наследственного материала эукариот создает условия для тонкой регуляции генетических функций, репаративных процессов, минимизирующих объем нарушений молекулярной структуры ДНК, а также для рекомбинации ДНК в ходе мейоза при образовании половых клеток (см. кроссинговер, комбинативная геноти-пическая изменчивость).

Рис. 2.8.Структура клеточного ядра (схема): 1 - ядерная оболочка (две мембраны - внешняя и внутренняя, и перинуклеарное пространство); 2 - ядерная пора; 3 - конденсированный хроматин; 4 - диффузный хроматин; 5 - ядрышко (гранулярный и фибриллярный компоненты, в центральных светрых зонах находится р-ДНК); 6 - интерхроматиновые гранулы (РНП); 7 - перихрома-тиновые гранулы (РНП); 8 - перихроматиновые фибриллы (РНП); 9 - кариоплазма, ядерный сок