§ 14. Ядро клетки

1. Охарактеризуйте строение клеточного ядра.

Обычно ядро имеет шаровидную или яйцевидную форму, однако в некоторых клетках форма ядра может быть иной: веретеновидной, линзовидной, подковообразной и др. Размеры клеточных ядер также отличаются. Тем не менее, несмотря на эти различия, все ядра устроены одинаково. Ядро клетки состоит из ядерной оболочки, ядерного сока, хроматина и одного или нескольких ядрышек.

2. Какие процессы осуществляются в ядрышках? Почему ядрышки в ядре клетки периодически появляются и исчезают?

В ядрышках осуществляется синтез рРНК. Здесь они приобретают определенную пространственную конфигурацию и соединяются с особыми белками, поступающими из цитоплазмы. Таким образом в ядрышках происходит сборка отдельных субъединиц рибосом.

Ядрышки появляются только в тех участках ядра, где синтезируются молекулы рРНК и формируются субъединицы рибосом. После окончания сборки субъединиц ядрышки исчезают.

3. Какие функции выполняет клеточное ядро? Как его отсутствие может повлиять на жизнедеятельность клетки?

Клеточное ядро содержит молекулы ДНК. Следовательно, оно осуществляет хранение наследственной информации клетки. В ядре информация о первичной структуре белков переписывается с молекул ДНК на молекулы мРНК, которые переносят ее в цитоплазму к месту синтеза белков. Субъединицы рибосом, в которых происходит синтез белков, и молекулы тРНК, участвующие в этом процессе, также образуются в ядре. Таким образом, ядро обеспечивает не только хранение, но и реализацию наследственной информации. Оно управляет всеми процессами жизнедеятельности клетки, определяя (путем синтеза молекул мРНК), какие белки и в какое время должны синтезироваться в рибосомах.

Без ядра клетка не сможет синтезировать белки, обновлять свои структурные компоненты и делиться.

4. Каково строение хромосом в начале деления клетки? Чем гаплоидный набор хромосом отличается от диплоидного? Для каких клеток характерны данные хромосомные наборы? Какие хромосомы называют гомологичными?

В начале деления клетки хромосомы состоят из двух одинаковых тяжей — сестринских хроматид, соединенных в области центромеры, или первичной перетяжки. Каждая из сестринских хроматид содержит по одной молекуле ДНК, причем эти молекулы абсолютно идентичны.

В гаплоидном наборе нет парных хромосом, каждая из них уникальна и отличается от других по строению и содержанию наследственной информации. Количество хромосом в диплоидном наборе четное. Одинаковые по размерам и особенностям строения хромосомы образуют пары и называются гомологичными. Хромосомы в каждой паре имеют разное происхождение: одна из гомологичных хромосом унаследована от матери, а другая — от отца.

Для половых клеток (гамет) и спор характерен гаплоидный набор хромосом, а для соматических – диплоидный.

5. Что такое кариотип? Почему его называют «хромосомным паспортом» вида?

Хромосомный набор, характерный для соматических клеток того или иного вида живых организмов, называется кариотипом. Каждому биологическому виду свойствен особый, уникальный кариотип. Даже у близкородственных видов хромосомные наборы отличаются, поэтому кариотип называют «хромосомным паспортом» вида.

6. В теплых морях обитают необычные зеленые водоросли ацетабулярии. Их тело представляет собой одну гигантскую клетку, состоящую из ножки с ризоидами, тонкого стебелька и шляпки (см. рис.). Стебелек достигает в длину 6 см, а шляпка, имеющая у разных видов различную форму, — 1 см в диаметре. Ацетабулярии живут на мелководье и повреждаются прибоем. Однако они обладают способностью регенерировать все части своего тела, кроме ядра, которое находится в прикрепленной к камням ножке. Какие эксперименты с этими водорослями можно провести, чтобы доказать, что именно ядро является основным хранителем наследственной информации?

Можно разрезать стебелёк посередине, т.е. разделить ацетабулярию на две части (верхнюю и нижнюю). Вскоре верхняя часть погибнет, а из нижней части, которая содержит ядро, со временем разовьётся целая водоросль.

Если у ацетабулярии одного вида удалить шляпку и ножку с ризоидами, а к оставшемуся стебельку пересадить ножку с ризоидами ацетабулярии другого вида, то через некоторое время у водоросли с пересаженным ядром образуется шляпка, характерная для того вида, которому принадлежало ядро. Это говорит о том, что именно ядро является основным хранителем наследственной информации.