В каждой живой клетке протекает множество биохимични реакции и процеси. За да ги контролира, както и да регулира много жизнени фактори, е необходима специална структура. Какво е ядрото в биологията? Какво го прави ефективно да се справя със задачата?
Ядрото е необходимата структура на всяка клеткатяло. Какво е сърцевина? В биологията това е най-важният компонент на всеки организъм. Ядрото може да бъде открито както в едноклетъчни протозои, така и във високо организирани представители на еукариотичния свят. Основната функция на тази структура е съхраняването и прехвърлянето на генетична информация, която също се съдържа тук.
След оплождане на яйцеклетката със спермастава сливане на две хаплоидни ядра. След сливането на зародишните клетки се образува зигота, чието ядро вече носи диплоиден набор от хромозоми. Това означава, че кариотипът (генетична информация за ядрото) вече съдържа копия на гените както на майката, така и на бащата.
Диплоидно ядро присъства в почти всичкиеукариотни клетки. Хаплоидното ядро се притежава не само от гамети, но и от много представители на прости организми. Това включва някои едноклетъчни паразити, водорасли, свободно живеещи форми на едноклетъчни. Заслужава да се отбележи, че повечето от тези представители имат хаплоидно ядро само на определен етап от жизнения цикъл.
Каква е основната характеристика? Биологията внимателно изучава състава на ядрения апарат, защото той може да даде тласък на развитието на генетиката, селекцията и молекулярната биология.
Ядрото е двумембранна структура. Мембраните са продължение на ендоплазмения ретикулум, който е необходим за транспортирането на образувани вещества от клетката. Съдържанието на ядрото се нарича нуклеоплазма.
Хроматинът е основното вещество на нуклеоплазмата.Съставът на хроматина е разнообразен: тук са предимно нуклеиновите киселини (ДНК и РНК), както и протеините и много метални йони. ДНК в нуклеоплазмата е подредена под формата на хромозоми. Хромозомите по време на деленето се удвояват, след което всеки от техните групи преминава в дъщерни клетки.
РНК в нуклеоплазмата най-често се намира в двевидове: мРНК и рРНК. Матричната РНК се формира по време на транскрипцията - четене на информация от ДНК. Молекулата на такава рибонуклеинова киселина по-късно напуска ядрото и впоследствие служи като матрица за образуването на нови протеини.
Рибосомната РНК се формира в специалнаструктури, наречени нуклеоли. Нуклеолът е изграден от крайните секции на хромозомите, образувани от вторични стеснения. Тази структура може да се види в светлинен микроскоп под формата на уплътнено петно върху ядрото. Рибозомните РНК, които се синтезират тук, също влизат в цитоплазмата и след това образуват рибозоми заедно с протеини.
Съставът на ядрото има пряк ефект върху функцията. Биологията като наука изучава свойствата на хроматина за по-добро разбиране на процесите на транскрипция и клетъчно делене.
Първата и най-важна функция на ядрото есъхранение и предаване на наследствена информация. Ядрото е уникална клетъчна структура, тъй като съдържа повечето от човешките гени. Кариотипът може да бъде хаплоиден, диплоиден, триплоиден и т.н. Плочистостта на отровата зависи от функцията на самата клетка: гаметите са хаплоидни, а соматичните клетки - диплоидни. Ендоспермните клетки на покритосеменните растения са триплоидни и накрая, много културири имат набор от полиплоидна хромозома.
Прехвърляне на наследствена информация в цитоплазматаот ядрото възниква по време на образуването на тРНК. По време на транскрипцията се отчитат необходимите кариотипни гени и в резултат се синтезират молекулите на месинджърната или пратената РНК.
Също така наследствеността се проявява в разделениетоклетки с митоза, мейоза или амитоза. Във всеки от случаите ядрото изпълнява специфичната си функция. Например при профазата на митозата мембраната на ядрото е унищожена и силно уплътнените хромозоми навлизат в цитоплазмата. Въпреки това, в мейозата, преди колапса на мембраната, в ядрото се случва кръстосване на хромозома. А при амитоза ядрото е напълно унищожено и дава малък принос в процеса на делене.
Освен това ядрото косвено участва в транспортирането на вещества от клетката поради директната връзка на мембраната с EPS. Това е ядрото в биологията.
Ядрото, неговата структура и функции могат да зависятмембранна форма. Ядреният апарат може да бъде кръгъл, удължен, под формата на остриета и пр. Често формата на ядрото е специфична за отделните тъкани и клетки. Едноклетъчните организми се различават по вида на храненето, жизнения цикъл и в същото време се различават и формите на мембраната на ядрата.
Разнообразието във формата и размера на ядрото може да се проследи на примера на белите кръвни клетки.
Не винаги в клетката на тялото присъства самоедно ядро. Понякога е необходимо да има две или повече ядрени устройства за извършване на няколко функции едновременно. Обратно, някои клетки изобщо могат да се справят без ядро. Ето няколко примера за необичайни клетки, в които има повече от едно ядро или изобщо няма ядра.
1. Червени кръвни клетки и тромбоцити.Тези кръвни клетки транспортират съответно хемоглобин и фибриноген. За да може една клетка да побере максималното количество вещество, тя е загубила своето ядро. Тази характеристика е характерна не за всички представители на животинския свят: жабите имат огромни червени кръвни клетки с ясно изразено ядро в кръвта. Това показва примитивността на този клас в сравнение с по-развитите таксони.
2. Хепатоцити на черния дроб.Тези клетки съдържат две ядра. Единият от тях регулира пречистването на кръвта от токсини, а другият е отговорен за образуването на скъпоценен камък, който впоследствие ще стане част от кръвния хемоглобин.
3. Миоцити на набраздена скелетна тъкан. Мускулните клетки са многоядрени. Това се дължи на факта, че в тях активно протичат синтез и разпад на АТФ, както и сглобяване на протеини.
Например, помислете за два типа протозои: реснички и амеби.
1. Infusoria обувки.Този представител на едноклетъчните организми има две ядра: вегетативно и генеративно. Тъй като те се различават както по функция, така и по размер, тази характеристика се нарича ядрен дуализъм.
Вегетативното ядро е отговорно за всеки денклетъчна активност. Той регулира процесите на неговия метаболизъм. Генеративното ядро участва в клетъчното делене и конюгиране, сексуалният процес, при който се обменя генетична информация с индивиди от един и същи вид.
2. Амеба.Ярки представители са дизентерийна и чревна амеба. Първият се отнася до агресивни паразити на човека, а вторият е обикновен симбионт, който живее в червата и не вреди. Тъй като дизентерийната амеба също паразитира в червата, важно е да се разграничат тези два вида. За целта използвайте характеристиката на ядрения апарат: дизентериална амеба може да има до 4 ядра, а чревна амеба от 0 до 8.
Много генетични заболявания са свързани с аномалии в набора от хромозоми. Ето списък на най-известните аномалии в генетичния апарат на ядрото:
Списъкът продължава и всяка от болестите се различава по серийния номер на двойка хромозоми. Подобни заболявания често засягат половите Х и Y хромозоми.
Ядрото играе важна роля в процеса.клетъчна активност. Той регулира биохимичните процеси, представлява хранилище на наследствена информация. Транспортирането на вещества от клетката, синтеза на протеини също са свързани с функционирането на тази централна клетъчна структура. Това е ядрото в биологията.
