Жасуша ядросы оның ең маңызды органелласы, тұқым қуалайтын ақпаратты сақтау және көбейту орны. Бұл жасушаның 10-40% алып жатқан мембраналық құрылым, оның функциялары эукариоттардың тіршілігі үшін өте маңызды. Дегенмен, ядро болмаса да, тұқым қуалайтын ақпаратты жүзеге асыру мүмкін. Бұл процеске мысал ретінде бактерия жасушаларының өмірлік белсенділігін келтіруге болады. Соған қарамастан ядроның құрылымдық ерекшеліктері мен оның мақсаты көп жасушалы организм үшін өте маңызды.
Ядроның жасушадағы орны және оның құрылымы
Ядро цитоплазманың қалыңдығында орналасқан және кедір-бұдыр және тегіс эндоплазмалық тормен тікелей байланыста болады. Ол екі мембранамен қоршалған, олардың арасында перинуклеарлық кеңістік орналасқан. Ядроның ішінде матрица, хроматин және кейбір ядрошықтар бар.
Кейбір жетілген адам жасушаларында ядро болмайды, ал басқалары оның белсенділігінің қатты тежелу жағдайында жұмыс істейді. Жалпы ядроның құрылымы (схемасы) жасушадан кариолеммамен шектелген, құрамында нуклеоплазмада бекітілген хроматин мен ядрошықтары бар ядролық қуыс түрінде берілген.ядролық матрица.
Кариолемманың құрылымы
Ядро жасушасын зерттеуге ыңғайлы болу үшін соңғысын басқа көпіршіктердің қабықтарымен шектелген көпіршіктер ретінде қабылдау керек. Ядро - жасушаның қалыңдығында орналасқан тұқым қуалайтын ақпараты бар көпіршік. Ол өзінің цитоплазмасынан екі қабатты липидті мембранамен қорғалған. Ядроның қабықшасының құрылысы жасуша қабықшасына ұқсас. Шындығында, олар қабаттардың аты мен саны бойынша ғана ерекшеленеді. Мұның бәрі болмаса, олар құрылымы мен қызметі жағынан бірдей.
Кариолемманың (ядро мембранасының) құрылымы екі қабатты: ол екі липидті қабаттан тұрады. Кариолемманың сыртқы билипидті қабаты жасуша эндоплазмасының кедір-бұдыр торымен тікелей байланыста болады. Ішкі кариолемма – ядроның мазмұнымен. Сыртқы және ішкі кариомембрананың арасында перинуклеарлық кеңістік бар. Шамасы, ол электростатикалық құбылыстардың - глицерин қалдықтарының аймақтарын итеруінен пайда болды.
Ядро мембранасының қызметі – ядроны цитоплазмадан бөлетін механикалық тосқауыл жасау. Ядроның ішкі мембранасы ядролық матрицаны бекіту орны ретінде қызмет етеді - массалық құрылымды қолдайтын ақуыз молекулаларының тізбегі. Екі ядролық мембранада арнайы кеуектер бар: хабаршы РНҚ олар арқылы цитоплазмаға рибосомаларға түседі. Ядроның ең қалыңдығында бірнеше ядрошықтар мен хроматин болады.
Нуклеоплазманың ішкі құрылысы
Ядроның құрылыс ерекшеліктері оны жасушаның өзімен салыстыруға мүмкіндік береді. Ядроның ішінде ерекше орта (нуклеоплазма) бар.гель-золмен, белоктардың коллоидты ерітіндісімен ұсынылған. Оның ішінде нуклеоскелет (матрица) бар, фибриллярлық белоктармен ұсынылған. Негізгі айырмашылық тек ядрода негізінен қышқылдық белоктардың болуында. Шамасы, қоршаған ортаның мұндай реакциясы нуклеин қышқылдарының химиялық қасиеттерін сақтау және биохимиялық реакциялардың пайда болуы үшін қажет.
Ядрошық
Жасуша ядросының құрылымы ядрошасыз аяқталмайды. Бұл спиральданған рибосомалық РНҚ, ол жетілу сатысында. Кейінірек одан рибосома – ақуыз синтезіне қажетті органоид алынады. Ядрошық құрылымында екі компонент бөлінеді: фибриллярлы және шар тәрізді. Олар тек электронды микроскопия арқылы ғана ерекшеленеді және өздерінің мембраналары жоқ.
Фибриллярлы компонент ядрошаның ортасында орналасқан. Бұл рибосомалық суббірліктер жиналатын рибосомалық типті РНҚ тізбегі. Егер ядроны (құрылымы мен функцияларын) қарастыратын болсақ, олардан кейін түйіршікті компонент түзілетіні анық. Бұл өз дамуының кейінгі кезеңдерінде тұрған бірдей жетілетін рибосомалық суббірліктер. Олар көп ұзамай рибосомаларды түзеді. Олар кариолемманың ядролық кеуектері арқылы нуклеоплазмадан шығарылып, кедір-бұдыр эндоплазмалық ретикулумның мембранасына енеді.
Хроматин және хромосомалар
Жасуша ядросының құрылымы мен функциялары бір-бірімен органикалық байланысты: тұқым қуалайтын ақпаратты сақтау және көбейту үшін қажет құрылымдар ғана бар. Сондай-ақ кариоскелет бар(ядро матрицасы), оның қызметі органелланың пішінін сақтау болып табылады. Алайда ядроның ең маңызды құрамдас бөлігі хроматин болып табылады. Бұл гендердің әртүрлі топтарының файлдық шкафтарының рөлін атқаратын хромосомалар.
Хроматин – нуклеин қышқылымен (РНҚ немесе ДНҚ) байланысқан төрттік құрылымды полипептидтен тұратын күрделі ақуыз. Хроматин бактериялық плазмидаларда да болады. Хроматиннің жалпы салмағының төрттен бір бөлігін дерлік гистондар құрайды - тұқым қуалайтын ақпараттың «орауына» жауапты ақуыздар. Құрылымның бұл ерекшелігін биохимия және биология зерттейді. Ядроның құрылымы хроматинге және оның спиральдануы мен деспирализациялануын алмастыратын процестердің болуына байланысты күрделі.
Гистондардың болуы ДНҚ тізбегін шағын жерде – жасуша ядросында конденсациялауға және аяқтауға мүмкіндік береді. Бұл келесідей болады: гистондар моншақ тәрізді құрылым болып табылатын нуклеосомаларды құрайды. H2B, H3, H2A және H4 негізгі гистон ақуыздары болып табылады. Нуклеосома ұсынылған гистондардың әрқайсысының төрт жұпынан түзіледі. Сонымен бірге Н1 гистоны байланыстырушы болып табылады: ол нуклеосомаға ену орнында ДНҚ-мен байланысады. ДНҚ қаптамасы сызықты молекуланың 8 гистон құрылымының белоктары айналасындағы «орамасы» нәтижесінде пайда болады.
Сұлбасы жоғарыда берілген ядроның құрылымы гистондарда аяқталған ДНҚ-ның соленоид тәрізді құрылымының болуын болжайды. Бұл конгломераттың қалыңдығы шамамен 30 нм. Сонымен қатар, аз орын алу және аз әсер ету үшін құрылымды одан әрі тығыздауға боладыжасушаның өмір сүру кезеңінде сөзсіз болатын механикалық зақымдану.
Хроматин фракциялары
Жасуша ядросының құрылымы, құрылымы және функциялары хроматиннің спирализациясы мен деспирализациясының динамикалық процестерін қолдауға негізделген. Сондықтан оның екі негізгі фракциясы бар: күшті спиральданған (гетерохроматин) және аздап спиральданған (эухроматин). Олар құрылымдық жағынан да, функционалдық жағынан да бөлінеді. Гетерохроматинде ДНҚ кез келген әсерлерден жақсы қорғалған және транскрипцияланбайды. Эухроматин аз қорғалған, бірақ гендер ақуыз синтезі үшін қайталануы мүмкін. Көбінесе гетерохроматин мен эухроматин бөлімдері хромосоманың бүкіл ұзындығы бойынша кезектесіп отырады.
Хромосомалар
Құрылысы мен функциялары осы басылымда сипатталған жасуша ядросында хромосомалар бар. Бұл жеңіл микроскопияда көруге болатын күрделі және ықшам оралған хроматин. Бірақ бұл жасуша шыны слайдта митоздық немесе мейоздық бөліну сатысында орналасқан жағдайда ғана мүмкін болады. Кезеңдердің бірі хромосомалардың түзілуімен хроматиннің спиральдануы. Олардың құрылымы өте қарапайым: хромосомада теломера және екі қол бар. Бір түрге жататын әрбір көп жасушалы организмдердің ядросының құрылымы бірдей. Оның хромосома жинағының кестесі де ұқсас.
Ядро функцияларын іске асыру
Ядро құрылысының негізгі ерекшеліктері белгілі бір функцияларды орындаумен және оларды басқару қажеттілігімен байланысты. Ядро тұқым қуалайтын ақпараттың репозиторийінің рөлін атқарады, яғни бұл файлдық шкафтың бір түрі.жасушада синтезделетін барлық белоктардың амин қышқылдарының жазылған тізбегі. Бұл кез келген функцияны орындау үшін жасуша құрылымы генде кодталған ақуызды синтездеу керек дегенді білдіреді.
Ядроның «түсінуі» үшін қандай белгілі бір белокты дер кезінде синтездеу керек екенін, сыртқы (мембраналық) және ішкі рецепторлар жүйесі бар. Олардан алынған ақпарат молекулалық таратқыштар арқылы ядроға келеді. Көбінесе бұл аденилатциклаза механизмі арқылы жүзеге асырылады. Гормондар (адреналин, норадреналин) және гидрофильді құрылымы бар кейбір препараттар жасушаға осылай әсер етеді.
Ақпаратты тасымалдаудың екінші механизмі ішкі. Ол липофильді молекулаларға – кортикостероидтарға тән. Бұл зат жасушаның билипидті қабығына еніп, оның рецепторымен әрекеттесетін ядроға барады. Жасуша мембранасында (аденилатциклаза механизмі) немесе кариолеммада орналасқан рецепторлық кешендердің активтенуі нәтижесінде белгілі бір геннің активтену реакциясы іске асады. Ол репликацияланады, оның негізінде хабаршы РНҚ құрастырылады. Кейінірек соңғысының құрылымына сәйкес белгілі бір қызмет атқаратын ақуыз синтезделеді.
Көп жасушалы организмдердің ядросы
Көпжасушалы организмде ядроның құрылымдық ерекшеліктері бір клеткалы организмдегідей болады. Кейбір нюанстар болса да. Біріншіден, көп жасушалылық бірнеше жасушалардың өзіндік ерекше функциясы (немесе бірнеше) болатынын білдіреді. Бұл кейбір гендер әрқашан болады дегенді білдіредібасқалары белсенді емес кезде үміті үзілді.
Мысалы, май тінінің жасушаларында ақуыз синтезі белсенді емес болады, сондықтан хроматиннің көп бөлігі спиральданады. Ал жасушаларда, мысалы, ұйқы безінің экзокриндік бөлігінде белок биосинтезі процестері жүріп жатыр. Сондықтан олардың хроматині деспирализацияланады. Гендері жиі репликацияланатын аймақтарда. Бұл ретте негізгі ерекшелік маңызды: бір организмнің барлық жасушаларының хромосомалық жиынтығы бірдей. Тек ұлпалардағы функциялардың дифференциациясына байланысты олардың кейбіреулері жұмыстан ажыратылады, ал басқалары басқаларға қарағанда жиі үмітсізденеді.
Дененің ядролық жасушалары
Ядросының құрылымдық ерекшеліктерін ескеруге болмайтын жасушалар бар, өйткені олардың тіршілік әрекетінің нәтижесінде оның қызметін не тежейді, не одан толық құтылады. Ең қарапайым мысал - қызыл қан жасушалары. Бұл қан жасушалары, олардың ядросы гемоглобин синтезделетін дамудың бастапқы кезеңінде ғана болады. Ол оттегін тасымалдауға жеткілікті болған кезде, ядро оттегінің тасымалдануына кедергі жасамай, жеңілдету үшін жасушадан шығарылады.
Жалпы сөзбен айтқанда, эритроцит – гемоглобинмен толтырылған цитоплазмалық қапшық. Ұқсас құрылым май жасушаларына тән. Адипоциттердің жасушалық ядросының құрылымы өте жеңілдетілген, ол азайып, мембранаға ауысады, ақуыз синтезі процестері барынша тежеледі. Бұл жасушалар, әрине, әртүрлі болса да, маймен толтырылған «сөмкелерге» ұқсайдыоларда эритроциттерге қарағанда біршама көбірек биохимиялық реакциялар болады. Тромбоциттердің де ядросы жоқ, бірақ оларды толыққанды жасушалар деп санауға болмайды. Бұл гемостаз процестерін жүзеге асыру үшін қажетті жасушалардың фрагменттері.
