Ботаника - Андреева И.И.
ISBN 5-9532-0015-3
Скачать (прямая ссылка):
го ядра. Его диаметр 1...3 мкм. Ядрышек может быть несколько. Они обычно образуются в области вторичных перетяжек спутнич-ных хромосом. В формировании одного ядрышка могут участвовать и несколько хромосом. Участки ДНК, пронизывающие ядрышко, — ядрышковые организаторы — состоят из большого числа генов, кодирующих рибосомную РНК. Они являются матрицей для интенсивного синтеза молекул рРНК. Соединяясь с белками, поступающими из цитоплазмы, рРН К образует субъединицы рибосом. Через поры в ядерной оболочке субъединицы поступают в цитоплазму, где на молекулах иРНК завершается сборка рибосом.
Ядрышко, по существу, состоит из видоизменного участка хромосомы и экстрахромосомной части: молекул рРНК, белков и субъединиц рибосом. Компоненты ядрышка объединены деспира-лизоваиной нитью ДНК ядрышкового организатора. При митозе, когда ДНК спирализуется и укорачивается, ядрышко распадается, после его окончания воссоздается вновь.
Основная функция ядрышка — синтез рРНК и сборка субъединиц рибосом. Поэтому ядрышки играют важную роль в биосинтезе белков клетки.
Функции ядра. Ядро — центральная органелла клетки, носитель основных наследственных свойств, закодированных в хромосомах. Оно управляет жизныо клетки, определяя и регулируя синтез белков. Все клеточные процессы, обмен веществ, рост, развитие, деятельность остальных органелл — процессы ферментативные. От состава и количества ферментов зависят направление и скорость химических реакций в клетке. Ферменты имеют белковую природу, следовательно, через синтез белков ядро регулирует жизнедеятельность клетки. Поэтому, если ядро из клетки удалить, она, как правило, быстро погибает. Функции ядра различны в разные периоды жизни клетки.
Жизнь клетки от одного деления до другого, включая само деление, составляет митотический, или клеточный, цикл (рис. 7).
И нтер фаза этого цикла не является стадией покоя. Это стадия активной деятельности деспирализованных хромосом. Она включает три периода.
Пресинтетический период ((7,) — период воссоздания цитоплазматических структур, их работы. В ядре на деспирализованных хромосомах идет синтез всех форм РНК. На генах ДНК синтезируются различные и PH К, происходит транскрипция, переписывание информации. На молекулах иРНК в рибосомах с участием рРНК и тРНК идет синтез белков. Сборка белковых молекул на матрице принципиально иного вещества, на нуклеиновой кислоте, называется трансляцией. Трансляция — перевод, с 4-буквенного нуклеотидного алфавита нуклеиновых кислот на 20-буквенный аминокислотный алфавит белка. В ходе транскрипции и трансляции происходит реализация наследственной информации, заключенной в молекулах ДНК ядра. ДНК -* и РНК --> Б EJ1 О К.
Синтез и распад белков идут очень интенсивно. Например, в молодых растениях овса через 24 ч структурные белки обмениваются на 33 %, а через три-пять дней — полностью. Синтез одной молекулы белка длится всего З...4с. Основная часть синтезируемых белков — ферменты. Они определяют характер метаболизма и тем самым процесс развития клетки. Поскольку каждая клетка наследует от оплодотворенной яйцеклетки ОДНИ И те же ДНК, ее ри- Рис- 7- Митотический цикл
босомы могут получить от ядра потенциально одинаковую информацию (тотипотентиость клеток). Тем не менее в одном и том же организме клетки развиваются по-разному, приобретают различные формы и функции. Такая дифференциация зависит от того, что различные клетки используют разную информацию, в их ядрах работают разные гены. Часть генов не работает совсем.
Таким образом, в пресинтетическом периоде роль ядра заключается в хранении и реализации наследственной информации.
Синтетический период (S) — период синтеза ДНК. На каждой из цепей деспирализованных молекул ДНК достраивается комплементарная цепь (происходит репликация ДНК:ДНК-»
Д Н К). Число молекул ДНК в каждой хромосоме удваивается, при этом число хромосом в ядре не изменяется. Каждая хромосома состоит теперь из двух хроматид. Процесс репликации (самоудвое-ния) молекул ДНК определяет возможность передачи наследственности в процессе последующего деления.
П остси нтетически й период (<72) — период биохимической подготовки к делению. Продолжается синтез белков и накопления энергии. Происходит формирование структур и веществ, непосредственно участвующих в делении, например компонентов нитей ахроматинового веретена. Заканчивается подготовка к делению, которой и завершается интерфаза митотического цикла.
В следующем процессе деления ядра происходит распределение молекул ДНК между дочерними ядрами, т.е. передача наследственной информации.
§5. ДЕЛЕНИЕ
Продолжительность митотического цикла различна. У одноклеточных эукариот он длится от 0,5 ч до двух-трех суток. У многоклеточных клетки различных участков разных органов проходят его с разной скоростью: у вики посевной это 15 сут в главном корне, 18 — в боковом; у бобов — около двух суток. В ходе митотического цикла происходит деление двух типов: митоз и мейоз. Третий тип деления — амитоз — происходит вне его.
