Что такое Нуклеус? | Биология 11 класс

Клетка является основной структурной и функциональной единицей живых организмов. В биологии клетка занимает такое же центральное положение, как и атом в физических науках. Тела живых организмов состоят из микроскопических единиц, называемых клетками . Клетки развили множество различных образов жизни. Многие организмы, такие как бактерии (как архебактерии, так и эубактерии), простейшие (например, амебы) и дрожжи, состоят из отдельных клеток (называемых одноклеточными организмами), которые обладают способностью выполнять такие функции, как самовоспроизведение. Более сложные организмы, называемые многоклеточными, состоят из совокупности клеток, выполняющих определенные функции.

Терминальная клетка была открыта Робертом Хуком в его книге «Микрография». Размер клетки 10-16 мкм. Форма клетки может быть многоугольной, дисковидной, амебной, нитевидной, кубовидной или неправильной, овальной, шестиугольной, круглой, разветвленной, удлиненной и т. д. Клетки слишком малы, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом. Итак, его изучают с помощью микроскопов.

ядро

Ядро как органелла клетки впервые было открыто Робертом Броуном еще в 1831 г. Позднее материал ядра, окрашенный основными красителями, Флемминг назвал хроматином .

Ядро представляет собой протоплазматическое тело, окруженное двойной мембраной и содержащее всю генетическую информацию. То, что ядро является хранилищем наследственной информации, доказал датский биолог Иоахим Хаммерлинг на основании своих исследований вертлужной впадины. Интерфазное ядро – это ядро, находящееся в неделящейся или метаболической фазе.

Это самая крупная из клеточных органелл. Он присутствует во всех живых эукариотических клетках, кроме зрелых ситовидных клеток сосудистых растений и эритроцитов млекопитающих, которые имеют ядро только на ранних стадиях своего развития.

• Количество . Обычно клетки одноядерные, то есть обладают одним ядром. Двуядерные клетки, например Paramecium, имеют два ядра. Многоядерные или многоядерные клетки имеют много ядер, например, некоторые клетки костного мозга, поперечнополосатые мышцы, латексные сосуды, некоторые грибы, аскариды и водоросли. Многоядерные клетки животных или Protista называются синцитиальными клетками, а многоядерные клетки растений и грибов известны как ценоцитарные клетки.
• Положение – находится в области максимальной метаболической активности в цитоплазме. Обычно он располагается в геометрическом центре клетки. В жировых клетках ядро расположено периферически, в растительных клетках за счет развития крупной центральной вакуоли, в железистых клетках базально. У спирогиры он подвешен в центральной вакуоли цитоплазматическими тяжами.
• Форма - ядра обычно имеют круглые очертания, но они кажутся овальными или эллиптическими в растительных клетках с большими центральными вакуолями, дискообразными ядрами в клетках плоского эпителия, дольчатыми в белых кровяных тельцах и неравномерно разветвленными в шелкопрядильных клетках насекомых. .
• Биохимический анализ. ДНК — 9-12%. РНК — 5%. Липиды — 3%. Основные белки — 15%. Кислые белки, нейтральные белки и ферменты — 65%. Следы минералов, таких как кальций, магний, калий и натрий. Фосфор входит в состав ДНК, РНК и кислых белков.

Ультраструктура

Типичное интерфазное ядро имеет диаметр 5-25 мм и дифференцируется на следующие части: ядерную оболочку, нуклеоплазму, ядерный матрикс, хроматин и ядрышко.

1. Ядерная оболочка или кариотека — отделяет ядро от цитоплазмы. Ядерная оболочка состоит из двух липопротеинов и трехслойной мембраны. Внутренняя мембрана гладкая. Внешняя мембрана может быть гладкой, или ее цитоплазматическая мембрана может нести рибосомы, такие как шероховатый эндоплазматический ретикулум. Перинуклеарное пространство (шириной 100-700 Ангстрем) представляет собой электронно-прозрачное пространство, разделяющее две мембраны ядерной оболочки. Наружная мембрана часто связана с эндоплазматическим ретикулумом.
2. Нуклеоплазма — это прозрачное, полужидкое и коллоидное вещество, заполняющее ядро, содержащее нуклеозид и ряд ферментов (например, ДНК-полимеразу, РНК-полимеразу, нуклеозидфосфорилазу), необходимых для синтеза и функционирования ДНК, РНК, нуклеопротеидов и др. Некоторые белки, присутствующие в нуклеоплазме, необходимы для образования веретена.
3. Ядерный матрикс - это сеть тонких фибрилл кислых белков, которые функционируют как каркас для хроматина. Он образует плотный волокнистый слой, называемый ядерной пластинкой, ниже ядерной оболочки на периферии. В эту пластинку встроены терминальные концы хроматиновых волокон.
4. Хроматин. Хроматин представляет собой наследственный ДНК-белковый фибриллярный комплекс, который содержит ДНК, РНК и белки. Обладает способностью окрашиваться основными красителями. Это происходит в виде тонких перекрывающихся и свернутых волокон, которые образуют сеть, называемую хроматиновой сетью.
5. Ядрышко. Ядрышко представляет собой голую, круглую или слегка неправильную структуру, которая прикреплена к хроматину в определенной области, называемой областью ядрышкового организатора (ЯОР). Обычно в ядре находится 1-4 ядрышка. Покровная мембрана вокруг ядрышка отсутствует.
6. Ядерная пластинка. Ядерная пластинка представляет собой структуру вблизи внутренней ядерной мембраны и периферического хроматина. Он состоит из ламины, которая также присутствует внутри ядра, и связанных с ламином белков. Его функция заключается в поддержании стабильности ядра, организации хроматина и закреплении комплексов ядерных пор.
7. Ядерные тела. Ядерные тела (также известные как ядерные домены или ядерные точки) представляют собой безмембранные структуры, обнаруженные в ядрах клеток эукариотических клеток. Ядерные тельца включают тельца Кахаля, ядрышки и ядерные тельца промиелоцитарного лейкозного белка (PML) (также называемые онкогенными точками PML).
8. Ядерные поры. Ядерные поры представляют собой выстланные белком каналы в ядерной оболочке, которые регулируют транспортировку молекул между ядром и цитоплазмой. В эукариотических клетках ядро отделено от цитоплазмы и окружено ядерной оболочкой. Эта оболочка защищает ДНК, содержащуюся в ядре.

Функция ядра

• Ядро известно как контроллер клетки и ее метаболической активности. Если ядро удалить из клетки, протоплазма высыхает и в конечном итоге погибает.
• Ядро отвечает за клеточный цикл, оно регулирует его.
• Ядро играет важную роль в передаче наследственных признаков от родителей к потомству.
• Ядро контролирует синтез белков и ферментов.
• Ядро является хранилищем ДНК, РНК и рибосом.
• Репликация ядра необходима для репликации клеток.
• Ядро направляет дифференцировку клеток, позволяя работать определенным наборам генов.
• Рибосомы образуются в ядрышковой части ядра.

хромосомы

Интерфазное ядро имеет рыхлую и отчетливую сеть нуклеопротеиновых волокон, называемых хроматином. Но на разных стадиях клеточного деления вместо ядра клетки обнаруживают структурированные хромосомы . Хроматин содержит ДНК и некоторые основные белки, называемые гистонами, некоторые негистоновые белки, а также РНК. Одна человеческая клетка имеет нить ДНК длиной примерно 2 метра, распределенную среди ее сорока шести (двадцати трех пар) хромосом.

Отличия ядра от ядрышка.

1. Ядро представляет собой весь эукариотический комплекс, содержащий генетическую информацию, а ядрышко является составной частью ядра.
2. Ядро покрыто двухмембранной оболочкой, тогда как ядрышко не имеет покровной оболочки.
3. Ядро контролирует структуру и работу клеток, а ядрышко синтезирует рибосомные субъединицы.

Часто задаваемые вопросы о Nucleus

Вопрос 1: Кто открыл ядро?

Отвечать:

Nucleus as a cell organelle was first discovered by Robert Brown as early as 1831. 

Вопрос 2: Какова функция ядра?

Отвечать:

The nucleus is known as the controller of a cell and its metabolic activities. If the nucleus is removed from a cell, the protoplasm will dry up and dies ultimately and the nucleus is responsible for the cell cycle, it regulates it.

Вопрос 3: Каково положение ядра внутри клетки?

Отвечать:

It is found in the region of maximum metabolic activity in the cytoplasm. Commonly, it is situated in the geometric center of the cell. The nucleus is peripheral in fat-storing cells, in plant cells due to the development of a large central vacuole, and basal in glandular cells. In Spirogyra, it is suspended in the central vacuole by cytoplasmic strands.

Вопрос 4: Определите строение ядра.

Отвечать:

A typical interphase nucleus is 5-25 mm in diameter and is differentiated into five parts-nuclear envelop, nucleoplasm, nuclear matrix, chromatin, and nucleolus.

Вопрос 5: Что вы подразумеваете под ядрышком?

Отвечать:

A nucleolus is a naked, round, or slightly irregular structure that is attached to the chromatin at a specific region called the nuclear organizer region (NOR). About 1-4 nucleoli are found commonly in a nucleus. A covering membrane is absent around the nucleolus.