Ядро та пов’язані з ним структури

Ядро мають усі еукаріотичні клітини, що здатні до поділу. Якщо клітину розрізати навпіл, то її частина, де не буде ядра, загине. Значну частину ядра становлять хромосоми — структурні одиниці, що несуть повний набір усіх спадкових, видових та індивідуальних характеристик живого організму. За винятком статевих клітин, хромосоми розміщені парами — по одній хромосомі від кожного з батьків (див. рис. 23-2). Кожна хромосома складається з велетенських молекул дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК) Ланцюг ДНК має близько 2 м довжини, однак він поміщається в клітинному ядрі, оскільки намотаний на основу з гістонів і утворює нуклеосому. В кожному ядрі є понад 25 мільйонів нуклеосом. Структуру хромосом порівнюють з низкою намистин. Намистини — це нуклеотиди, а нитка, що зв’язує їх, — ДНК. Комплекс ДНК та білків називають хроматином. Під час поділу клітини витки молекули ДНК навколо гістонів послаблюються, очевидно, внаслідок ацетилювання гістонів, і пари хромосом стають видимими, тоді як у період між поділами в ядрі можна розрізнити лише клубки хроматину. Первинними одиницями спадковості в

16/РОЗДІЛ 1

хромосомах є гени (див. нижче), кожен ген — це елемент молекули ДНК.

Під час нормального поділу клітини шляхом мітозу спочатку відбувається дублікація хромосом, а потім — їхній поділ, унаслідок чого кожна дочірня клітина отримує повний (диплоїдний) набір хромосом. У період остаточного дозрівання статевих клітин відбувається поділ, унаслідок якого лише половина хромосом переходить до кожної дочірньої клітини (див. Розділ 23). Цей поділ (мейоз) має дві стадії, однак важливо те, що внаслідок цього зрілі сперматозоїди та яйцеклітини містять половину (гаплоїдний набір) від нормальної кількості хромосом. Коли сперматозоїд зливається з яйцеклітиною, то новоутворена клітина (зигота) відновлює диплоїдний набір хромосом, отримуючи по половині від кожного з батьків. Хромосоми підлягають процесу рекомбінації, внаслідок чого материнські та батьківські гени змішуються.

Ядро більшості клітин містить ядерце (див. рис. 1-4), набір з гранул, багатий на рибонуклеїнову кислоту (РНК). У деяких клітин в ядерці є кілька таких структур. Ядерця найпомітніші та найчисленніші в клітинах, що ростуть. Вони є місцем синтезу рибосом — структур цитоплазми, в яких синтезуються білки (див. нижче).

Усередині ядро має скелет з філаментів, що прикріплені до ядерної мембрани, чи оболонки (див. рис. 1-4), яка оточує ядро. Ця мембрана подвійна, а простір між двома її шарами називають перинуклеарною цистерною. Мембрана перепускає лише йони та малі молекули, однак у ній є комплекси ядерних пор. Кожний комплекс утворений з близько 100 білків, організованих у формі тунелю, через який відбувається транспортування білків і мРНК. Тут зосереджено багато транспортних шляхів; виділено і схарактеризовано білки, які називають імпортери і експортери. Білок Ran відіграє організаційну роль. Більшість сучасних досліджень присвячено детальній інтерпретації питань транспортування у ядро та у протилежному напрямі.

Вільям Ф. Ґанонґ. Фізіологія людини