Генетика - Гуляев Г.В.
Скачать (прямая ссылка):
Ядра клеток разнообразны по форме и размерам. Форма их в большинстве случаев связана с формой клетки, но часто отличается от нее. Чаще всего ядро имеет округлую или овальную форму. По размеру клеточные ядра невелики, у большинства высших растений их диаметр не превышает 10—30 мкм.
Размеры ядер зависят от величины клеток. Для каждого типа
клеток существует постоянное ядерно-плазмеииое отношение
Если это отношение изменяется, то клетка или делится, или гибнет.
Ядру принадлежит ведущая роль в явлениях наследственности и регулировании всех основных процессов жизнедеятельности клетки. Оно управляет жизнью клетки и определяет все ее признаки. Если с помощью микроманипулятора из клетки удалить ядро, то прекратятся все внутриклеточные процессы, и, если его не возвратить обратно, через некоторое время клетка погибнет.
Чтобы выяснить роль ядра и цитоплазмы для жизни клетки, был проделан опыт с одноклеточной водорослью ацетабулярией (Acetabularia mediterranea). Эта водоросль по форме похожа на гриб. Ее единственная гигантская клетка состоит из шляпки и иожки длиной 4—6 см. Шляпка содержит только цитоплазму, а ядро находится в нижней части иожки. Шляпка при отделении ее -от иожки, в которой осталось ядро, вскоре погибала, а ножка, имея ядро, продолжала жить и образовывала новую шляпку. Таким образом, часть одноклеточного растения, имевшая ядро, обладала способностью регенерировать, т. е. восстанавливать удаленную часть, а безъядерная часть клетки погибала.
Неапладатборвнное
яйцо
Облучение
ультра-
сриолетом
Г7ловастик \
| Кишечник головастика
Клетки
кишечника:
Минро-
пипетксс
Яйцо-реципиент
Бластула
Головастик
Аномальный, э морион
Взрослая
лягушка
Рис, 3. Пересадка ядер клетки кишечника в яйцеклетки лягушки (по Г. Стенту).
В опытах Б. Л. Астаурова у тутового шелкопряда убивали высокой температурой ядро яйцеклетки, а затем производили «оплодотворение». Два сперматозоида, проникшие в цитоплазму яйцеклетки с убитым ядром, сливались между собой, давая начало особям с исключительно отцовскими признаками, привнесенным® только ядрами сперматозоидов.
Ведущая роль ядра в жизни клетки и явлениях наследственности эффективно была недавно показана в опытах американских эмбриологов Р. Бриггса и Т. Кинга. Они пересадили клеточное ядро, взятое из клетки кишечника головастика, в икринку, из которой предварительно удалили ее собственное ядро. В результате такой трансплантации ядер из клеток дифференцированной ткана в женские половые клетки развивались нормальные головастики» а затем лягушки (рис. 3). Эти эксперименты еще раз показали, что»' в ядре любой клетки тела организма заложена вся программа его развития. Не цитоплазма икринки, а пересаженное в нее ядро несло программу и функции управления развитием будущей особи;
Ядро может находиться в двух состояниях: в фазе деления или в фазе покоя. Последняя получила название интерфазы (фазы между делением), или фазы покоящегося ядра. Исследования показали, что в фазе покоящегося ядра наиболее интенсивно идут многочисленные биохимические процессы, поэтому такое название очень условно.
На фиксированных и окрашенных препаратах в ядре легко различаются следующие структуры: ядерная оболочка, окружающая' содержимое ядра, ядерный сок (кариолимфа), разбросанные в нем> глыбки хроматина и одно-два ядрышка.
Ядрышко содержит большое количество РНК- Установлена-важная роль ядрышка в синтезе рибосомной РНК и белков-гисто-нов. Через поры ядерной мембраны РНК проникает в рибосомы! цитоплазмы, где участвует в синтезе белков. Вырабатываемые-ядрышком белки-гистоны входят в состав хромосом. В начале митоза ядрышко исчезает и появляется вновь в конце телофазьц Ядерный сок и находящийся в нем хроматин (от греч. chroma — цвет) называется хромоплазмой.
Ядерный сок составляет жидкую или полужидкую часть-ядра. По субмикроскопическому составу он очень сходен с основой' (матриксом) цитоплазмы. При электронной микроскопии в нем также обнаруживаются тончайшие нити и гранулы.
Для химического состава ядра характерно большое количество белков. Они представлены двумя группами. Это простые белки и-дезоксирибонуклеопротеиды, состоящие из равного количества дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) и белков-гистонов. В небольшом количестве в состав клеточного ядра входит и рибонуклеиновая кислота (РНК).
Нуклеиновые кислоты. ДНК, а также РНК, о которой-говорилось при описании рибосом, принадлежит важнейшая роль в явлениях наследственности и жизнедеятельности всех организмов. Нуклеиновые кислоты впервые были обнаружены швейцар-
ским биохимиком Мишером в 1869 г. в ядрах животных клеток, откуда они и получили свое название (от лат. nucleus — ядро). Но биологическое значение нуклеиновых кислот в полной мере было установлено лишь в последние 20—25 лет, когда удалось выяснить их сложную биохимическую природу.
Обе нуклеиновые кислоты — биологические полимеры, т. е„ вещества, сложные молекулы которых состоят из более простых молекул — мономеров. ДНК и РНК различаются между собой по химическому составу, местонахождению в клетке и той биологической роли, которую они в ней выполняют.
