Клеточное ядро (строение и функции)

Ядро клетки - главный центр с генетической информацией, так как в нем находятся хромосомы, содержащие наследственные признаки, закодированные в форме ДНК. Другие носители информации имеют меньшее значение.

Положение, форма и размеры ядра могут изменяться, часто параллельно с изменениями интенсивности метаболизма.

Ядро чаще всего расположено в центре клетки, и только у растительных клеток с центральной вакуолью - в пристеночной протоплазме. Оно может быть различной формы:

• сферическим;
• яйцевидным;
• чечевицеобразным;
• вытянутым в длину;
• веретеновидным.

Ядро состоит из:

• нуклеоплазмы;
• хромосом (хроматина);
• ядрышек;
• ядерной оболочки, представляющей собой часть эндоплазматического ретикулума.

Клеточные ядра образуются только из ядер. Репликация ДНК, т. е. удвоение генетической информации, гарантирует идентичность ядер, несмотря на всю сложность их деления.

Главные функции клеточного ядра следующие:

• хранение информации;
• передача информации в цитоплазму с помощью транскрипции, т. е. синтеза переносящей информацию и-РНК;
• передача информации дочерним клеткам при репликации - делении клеток и ядер

15. Митотический цикл клетки. Характеристика периодов. Биологическое значение митоза. Амитоз, эндомитоз.

Митоз -тип деления клетки, при котором образуются дочерние клетки с таким же набором хромосом, как и у материнской клетки. Митоз представляет собой непрерывный процесс, в котором выделяют четыре фазы: профазу, метафазу, анафазу и телофазу. Перед митозом происходит подготовка клетки к делению, или интерфаза. Период подготовки клетки к митозу и собственно митоз вместе составляют митотический цикл. Ниже приводится краткая характеристика фаз цикла.

Интерфаза состоит из трех периодов: пресинтетического, или постмитотического, — G₁, синтетического — S, постсинтетического, или премитотического, — G₂.

Пресинтетический период (2 n 2 c, где n — число хромосом, с — число молекул ДНК) — рост клетки, активизация процессов биологического синтеза, подготовка к следующему периоду.

Синтетический период (2 n 4 c) — репликация ДНК.

Постсинтетический период (2 n 4 c) — подготовка клетки к митозу, синтез и накопление белков и энергии для предстоящего деления, увеличение количества органоидов, удвоение центриолей.

Профаза (2 n 4 c) — демонтаж ядерных мембран, расхождение центриолей к разным полюсам клетки, формирование нитей веретена деления, «исчезновение» ядрышек, конденсация двухроматидных хромосом.

Метафаза (2 n 4 c) — выстраивание максимально конденсированных двухроматидных хромосом в экваториальной плоскости клетки (метафазная пластинка), прикрепление нитей веретена деления одним концом к центриолям, другим — к центромерам хромосом.

Анафаза (4 n 4 c) — деление двухроматидных хромосом на хроматиды и расхождение этих сестринских хроматид к противоположным полюсам клетки (при этом хроматиды становятся самостоятельными однохроматидными хромосомами).

Телофаза (2 n 2 c в каждой дочерней клетке) — деконденсация хромосом, образование вокруг каждой группы хромосом ядерных мембран, распад нитей веретена деления, появление ядрышка, деление цитоплазмы (цитотомия). Цитотомия в животных клетках происходит за счет борозды деления, в растительных клетках — за счет клеточной пластинки.

Значение митоза: обеспечивает равномерное распределение хромосом между дочерними клетками.

Амитоз — это прямое деление ядра.

При этом образуются многоядерные клетки, в которых митоз больше невозможен. Амитоз чаще наблюдается в старых клетках и организмах..

Эндомитоз — внутреннее деление ядра, отличающееся от обычного кариокинеза тем, что ядрышко и ядерная оболочка сохраняются, а хромосомы расщепляются в продольном направлении и все остаются в составе одного ядра, которое становится тетраплоидным

 

16. Мейоз. Характеристика периодов. Биологическое значение мейоза Mейоз — это вид деления клеток, при котором происходит уменьшение числа хромосом вдвое и переход клеток из диплоид­ною состояния в гаплоидное.
Мейоз представляет собой последовательность двух делений.
1. Стадии мейоза
Первое деление мейоза (редукционное) приводит к образова­нию из диплоидных клеток гаплоидных.

В профазу I, как и в митозе, происходит спирализация хромосом. Одновременно гомологичные хромосомы сближаются своими одинаковыми участками (конъюгируют). Перед вступлением в мейоз каждая хромосома имеет удвоенный генетический материал и состоит из двух хроматид. В процессе дальнейшей спирализации может происходить кроссинговер — перекрест гомологичных хромосом, сопровож­дающийся обменом соответствующими участками между их хро­матидами.

В метафазе I завершается формирование веретена де­ления, нити которого прикрепляются к центромерам хромосом.

В анафазе I хромосомы расходятся к полюсам клетки, при этом у каж­дого полюса оказывается гаплоидный набор хромосом, состоящий их двух хроматид.

В телофазе I восстанавливается ядерная оболочка, после чего материнская клетка делится на две дочерние.
Второе деление мейоза начинается сразу после первого и сходно с митозом, однако вступающие в него клетки несут гаплоидный набор хромосом. Профаза II по времени очень корот­кая,

метафаза II, при этом хромосомы распола­гаются в экваториальной плоскости, образуется веретено деле­ния.

В анафазе II происходит разделение центромер, и каждая хроматида становится самостоятельной хромосомой. Отделившиеся друг от друга дочерние хромосомы направляются к полюсам деления.

В телофазе II происходит деление клеток, в котором, из двух гаплоидных клеток образуется 4 дочерние гаплоидные клетки.
Таким образом, в результате мейоза из одной диплоидной клетки образуются четыре клетки с гаплоидным набором хромосом.
Биологическое значение мейоза
1) является основным этапом гаметогенеза;
2) обеспечивает передачу генетической информации от орга­низма к организму при половом размножении;
3) дочерние клетки генетически не идентичны материнской и между собой.