Ядро и мембранные органоиды
Первые клетки, возникшие на Земле, были безъядерными, прокариотами, и не имели оформившихся мембранных структур. На следующем эволюционном этапе клетки обзавелись ядрами и органоидами. Ядрами обладают клетки растений, грибов и животных, для них характерен общий план строения.
В клеточном ядре хранится большая часть генетического материала. Как правило, ядро в клетке одно, но бывают клетки и с несколькими ядрами.
Ядро клетки. Главные особенности строения
1. Имеется двойная мембрана с ядерными порами — местами соединения двух мембран. Расстояние между мембранами 80 нм, каждая мембрана имеет толщину 8 нм.
2. В ядре содержится ядрышко диаметром 1 мкм — место сборки рибосом.
3. Ядерный сок — кариоплазма — включает белки и РНК, рибосомы. Кислотность у него выше, чем в гиалоплазме.
4. Какие вещества проникают в ядро через поры? Белки для упаковки ДНК — гистоны, рибосомные белки, ферменты. Почему именно эти вещества? ДНК находится в ядре, она требует упаковки белками. Рибосомы тоже в ядре, они синтезируются ядрышком, в их состав входят белки. Ферменты нужны для синтеза всех РНК на основе ДНК, а также для удвоения ДНК при делении клетки.
5. Какие вещества и органоиды выходят из ядра наружу? тРНК, иРНК, субчастицы рибосом с рРНК. рРНК всегда двигается в составе рибосом. Все РНК выходят из ядра и идут в цитоплазму.
Хромосомы содержат молекулы ДНК, причем внутри одной хромосомы молекула ДНК может удваиваться, — этот процесс идет перед делением клетки. Интересно, что в микроскоп хромосомы видны только в делящихся клетках (в процессе митоза или мейоза). В момент подготовки клетки к делению (интерфазы) хромосомы не видны. Каковы ключевые особенности хромосом?
1. Кариотип — набор признаков, присущих хромосомам определенного вида или организма. Он описывает не только число хромосом, но и их размер, форму, химический состав.
2. Набор хромосом в клетках может быть гаплоидным или диплоидным. Диплоидный — это двойной набор, характерный для соматических клеток (клеток тела), гаплоидный — одинарный набор, характерный для половых клеток.
3. Парные хромосомы в клетке называются гомологичными. По какой причине хромосомы образуют пары? По причине того, что одна хромосома нам достается от сперматозоида отца, другая от яйцеклетки матери. Хромосомы разных пар, отличающиеся по форме и размерам, называются негомологичными.
4. Две нити, из которых состоит хромосома перед делением — хроматиды. После разделения сестринские хроматиды одной хромосомы становятся дочерними хромосомами.
5. Хроматин, или хроматиновая нить — это нить ДНК с белками гистонами. Хроматин виден в период интерфазы (подготовки клетки к делению).
6. Две половинки одной хроматиды называются плечами. По характеру плеч хромосомы могут быть равноплечие, разноплечие и одноплечие.
7. Две хроматиды соединяются между собой маленькой первичной перетяжкой — центромерой.
8. Помимо первичной, в хромосоме возникает и вторичная перетяжка — ядрышковый организатор, содержащий рибосомные гены (ДНК), из которых синтезируются рРНК.
9. Какие виды хромосом выделяют по расположению центромеры и наличию вторичной перетяжки?
1) Метацентрические (центромера посередине хроматид);
2) субметацентрические (центромера выше середины хроматид);
3) акроцентрические (центромера еще дальше от середины хроматид);
4) телоцентрические (центромера на конце хроматид);
5) со спутником (центромера в середине хроматид, но выше нее имеется еще одна перетяжка — вторичная).
10. Концевые участки хромосом называются теломерами и выполняют защитную функцию. Присоединиться к другим хромосомам эти участки не могут.
11. Нуклеосома — частица, образованная участком спирали ДНК с группой из 8 молекул белков.
12. Какие выделяются пять уровней спирализации ДНК в хромосому?
1) Нуклеосома;
2) хроматиновая фибрилла;
3) вытянутые петли;
4) компактные петли;
5) метафазная хромосома.
Органоиды — выполняющие особенные задачи надмолекулярные структуры цитоплазмы, без которых клетка не сможет нормально функционировать. Эукариотическая клетка имеет следующие мембранные органоиды: эндоплазматическая сеть, лизосомы, пластиды, митохондрии, пероксисомы, аппарат Гольджи. Рассмотрим их подробнее.
