Тема: Ядро клітини. Клітинний цикл.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 12

Мета:

Знати:

1. Знати структуру та функції ядра: форму, кількість, каріолему, каріоплазму (хроматин, ядерце, внутрішньоядерний матрикс).

2. Розрізняти види хромосом; називати складові частини хромосом

3. Знати постійні морфологічні ознаки хромосом.

4. Знати основні етапи мітозу, мейозу та амітозу та їх біологічне значення.

Вміти:

1. Розрізняти функції складових ядра.

2. Порівнювати ядерний матеріал прокаріотів та еукаріотів.

3. Розрізняти види хромосом та види хроматину.

4. Пояснювати біологічне значення мітозу та мейозу.

5. Порівнювати стадії мітозу та мейозу.

Література:

1. Шелест З.М., Войцицький В.М, Гайченко В.А., Байрак О.М. Біологія. – К.: Кондор, 2007. - 760 с.

2. В.П. Сигида. Загальна біологія: структурований конспект/ Ф.О. Заплічко, В.П. Миколайко, 2003. – 364 с.

Теоретичний матеріал:

Ядро - обов'язкова складова будь-якої еукаріотичної клітини. Деякі типи клітин еукаріотів позбавлені ядра. Прикладом можуть бути тромбо­цити та еритроцити більшості ссавців, ситоподібні трубки вищих рослин. У таких клітинах ядро формується на початкових етапах розвитку, а потім руйнується. Втрата ядра супроводжується нездатністю клітини до розмноження (поділу). У багатьох клітин є лише одне ядро, але є клітини, які містять декіль­ка або багато ядер (інфузорії, форамініфери, деякі водорості, гриби, посмуговані м'язові волоконця тощо). Кожному типу клітин властиве певне стале співвідно­шення між об'ємами ядра та цитоплазми (ядерно-цитоплазматичне співвідношення). Ядро певного об'єму може забезпечувати процеси біосинтезу білків лише у відповідному об'ємі цитоплазми. Тому в клі­тинах великих розмірів або з посиленою інтенсивністю обміну речовин часто від двох до кількох тисяч ядер.
Форма ядра достатньо різноманітна. Найчастіше воно кулясте або еліпсоподібне, рідше – неправильної форми (нприклад, у деяких типів лейкоцитів ядра мають відростки). Розміри ядер варіюють від 1 мкм (деякі одноклітинні тварини, водорості) до 1 мм (яйцеклітини деяких риб і земноводних). Ядро складається з поверхневого апарату і внутрішнього середовища (матриксу). Поверхневий апарат ядра утворений двома мембранами (каріолемою) – зовнішньою та внутрішньою, між якими є заповнений рідиною щілиноподібний простір від 20 до 60 нм завширшки (перинуклеарний простір). Але в деяких місцях зовнішня мембрана сполучена з внутрішньою навколо мікроскопічних отворів – ядерних пор діаметром близько 100 нм. Отвір пори заповнений особливими глобулярними (кулястими) чи фібрилярними (нитчастими) білковими структурами. Зокрема, до складу цього комплексу входить білок pецептор, здатний реагувати на речовини, які проходять через пору. Сукупність пор та цих білків називають комплексом ядерної пори.

Поверхневий апарат ядра забезпечує регуляцію транспорту речовин, які проходять через нього. Із цитоплазми всередину ядра надходять синтезовані в ній білки. Натомість з ядра до цитоплазми транспортуються різні типи молекул РНК. Комплекс ядерної пори забезпечує транспорт цих сполук, здійснює їхнє впізнавання та сортування.

Ядерний матрикс – внутрішнє середовище ядра – складається з ядерного соку, ядерець і ниток хроматину. Хроматин (від грец. хрома тос – фарба) – ниткоподібні структури ядра, утворені здебільшого з білків та нуклеїнових кислот.

Ядерний сік (каріоплазма, або нуклеоплазма) за будовою та властивостями нагадує цитоплазму. У каріоплазмі є білкові фібрили (нитки) завтовшки 2–3 нм. Вони утворюють особливий внутрішній скелет ядра, що сполучає різні структури: ядерця, нитки хроматину, ядерні пори тощо. Білки матриксу забезпечують просторове розташування хромосом, а також впливають на їхню активність.

Ядерця – щільні структури, які складаються з комплексів РНК з білками, хроматину і гранул, які слугують попередниками складових рибосом.

У ядрі може бути від одного до багатьох ядерець (наприклад, у яйцеклітинах риб), які формуються на особливих ділянках хромосом.

Спадковий матеріал прокаріотів. Клітини прокаріотів не мають сформованого ядра. Їхній спадковий матеріал не відокремлений від цитоплазми плазматичною мембраною та представлений кільцеподібною молекулою ДНК. У прокаріотів ДНК не пов'язана з ядерними білками. Типові хромосоми, які в клітинах еукаріотів розташовані в ядрі, у прокаріотів відсутні. Ділянка цитоплазми, в якій розташований спадковий матеріал прокаріотів, має назву ядерна зона, або нуклеоїд.

У цитоплазмі багатьох клітин бактерій, крім нуклеоїду, є кільцеві молекули ДНК - плазміди. Вони дістали назву позахромосомних факторів спадковості. Від набору плазмід залежить здатність прокаріотів пристосовуватися до змін навколишнього середовища. Наприклад, від наявності чи відсут­ності певних генів у складі плазмід залежить стійкість до певних анти­біотиків. Плазміди знайдені також у клітинах еукаріотів. Це кільцеві молекули ДНК у двомембранних органелах - мітохондріях і пластидах.
Функції ядра еукаріот та нуклеоїда прокаріот.

1. Зберігає спадкову інформацію і забезпечує її передачу від материнської клітини дочірнім.

2. Керування процесами життєдіяльності клітини, зокрема регулює процеси біосинтезу білків.

3. Регулює біохімічні, фізіологічні і морфологічні процесів в клітині.