Ядро клетки: строение и функции, презентация для 10 класса

Ядро строение и функции

Общие сведения о ядре:

Ядро -один из структурных компонентов клетки, содержащий генетическую информацию и выполняющий ее хранение, передачу и реализацию с обеспечением синтеза белка.

В постав ядра входят:

ядерная оболочка;

кариоплазма;

ядрышко;

хроматин;

ядерный белковый матрикс.

В 30-х годах 19 века шотландский ученый Роберт Броун (1773-1858) сделал очень важное открытие. Он обнаружил внутри клетки плотное круглое образование, которое назвал ядром.

Роберт Броун

История открытия ядра и компонентов

1833г. – Броун впервые применил термин «ядро» для обозначения шаровидных постоянных структур в клетках растений.

1880 г. – Флемминг выявил «хроматин» в ядре.

1883 г. - Эдвард ван Бенеден Митоз и мейоз.

1887 г. - Август Вейсман Изучение хромосом.

Функции ядра:

Хранение, воспроизведение и передача наследственной информации из поколения в поколение.

Управление жизнедеятельностью клетки и координация процессов, происходящих в ней.

Осуществление взаимосвязи всех органелл клетки.

Происхождение ядра

Выдвинуто 4 основных гипотезы происхождения клеточного ядра:

Гипотеза, « синтропная модель », предполагает что ядро возникло в результате симбиотических взаимоотношений между археей и бактерией (ни археи, ни бактерии не имеют оформленных клеточных ядер).

По этой гипотезе, симбиоз возник, когда древняя архея (сходная с современными метаногенными археями), проникла в бактерию (сходную с современными Миксобактериями 1 ).

Доказательством гипотезы является наличие одинаковых

генов у эукариот и архей, в частности генов гистонов.

Миксобактерии - порядок класса дельта-протеобактерий. Миксобактерии распространены в почвах, способны к скользящему движению и обладают относительно большим для бактерий геномом, состоящим из 9—10 миллионов нуклеотидов.

2. Согласно второй гипотезе,

прото-эукариотическая клетка

эволюционировала из бактерии без стадии симбиоза.

Доказательством модели является существование современных бактерий из отряда Planctomycetes, которые

имеют ядерные структуры с примитивными порами и другие

клеточные компартменты, ограниченные мембранами.

3. Согласно гипотезе вирусного эукариогенеза , окруженное мембраной ядро, как и другие эукариотические элементы, произошли вследствие инфекции прокариотической клетки вирусом.

Это предположение основывается на наличии общих черт у эукариот и некоторых вирусов .

4 . Наиболее новая гипотеза, названная экзомембранной гипотезой , утверждает, что ядро произошло от одиночной клетки, которая в процессе эволюции выработала вторую внешнюю клеточную мембрану; первичная клеточная мембрана после этого превратилась в ядерную мембрану, и в ней образовалась сложная система поровых структур (ядерных пор) для транспорта клеточных компонентов, синтезированных внутри ядра.

Происхождение эукариот

Симбиотическая гипотеза

Происхождение эукариот «наизнанку»

Эволюционное значение

клеточного ядра

Основное функциональное отличие клеток эукариот от клеток прокариот заключается в пространственном разграничении процессов транскрипции (синтеза матричной РНК) и трансляции (синтеза белка рибосомой), что дает в распоряжение эукариотической клетки новые инструменты регуляции биосинтеза и контроля качества мРНК.

Строение типичной клетки прокариот.

Ядро - это один из структурных компонентов эукариотической клетки, содержащий генетическую информацию (молекулы ДНК).

Ядерный сок (нуклеоплазма)- бесструктурное вещество, заполняющее промежутки между структурами ядра.

Функции структуры: накопление веществ, необходимых для

построения молекул ДНК и РНК, аминокислоты,

все виды РНК, а также продукты деятельности ядрышка и хроматина, транспортируемые затем из ядра в цитоплазму.

Строение ядра

Двумембранная ядерная оболочка.

Пора

Эухроматин

Гетерохроматин

Ядрышко

Гранулы

Фибриллы

Кариоплазма

Ядерная оболочка

Ядерная оболочка состоит из двух мембран — внешней (1) и внутренней (3), между которыми располагается перинуклеарное пространство (2).

Функции:

барьерная;

транспортная (ток через поры);

участие в создании внутриядерного порядка (фиксация хромосомного материала в трехмерном пространстве ядра).

Внешняя (наружная) мембрана ядерной оболочки всегда несет прикрепленные к ней рибосомы, может образовывать выросты в сторону цитоплазмы и соединяться с цистернами ЭПС. Внутренняя мембрана гладкая, выростов не имеет.

Между внешней и внутренней мембраной имеется пространство, заполненное жидкостью – перинуклеарное пространство

Пора

Пора (1) представляет собой комплекс, состоящий из круглого отверстия диаметром 80-90 нм.

Функция пор:

транспортная.

из ядра в цитоплазму выходят молекулы иРНК, тРНК, рибосома;

из цитоплазмы в ядро – нуклеотиды, белки, ферменты, вода, АТФ, ионы.

Эухроматин

Локализован в плечах хромосом, распределен по всему ядру в раскрученном виде.

Функции эухроматина:

Участие в репликации хромосом

Несет основное количество генов и генетической информации

Синтез белка

Гетерохроматин

В хромосоме содержится в теломерах, в районе первичной и вторичной перетяжки; распределен по внутренней мембране ядра

Функция гетерохроматина:

Гены находятся в скрученном виде и используются

«про запас».

Ядрышко

Основным компонентом ядрышка является белок, что обуславливает его высокую плотность.

число ядрышек зависит от числа «ядрышковых организаторов» — особых участков на ядрышкообразующих хромосомах

Функция ядрышка:

Синтез рибосом

Гранулы

Гранулы (1) делятся на перихроматиновые и интерхроматиновые. Содержатся в периферии конденсированного хроматина или между ним. Содержат структуры РНК.

Функция гранул ядра:

Дают начало зрелым формам иРНК

Фибриллы

Фибриллы (1) обнаруживаются по периферии участков конденсированного хроматина,

образуют рыхлую неправильную сеть. РНК-содержащая структура.

Кариоплазма

Кариоплазма(1) - жидкая часть ядра, в которой содержатся ядерные структуры. На ряду с ядерной оболочкой и ядрышком образуют ядерный матрикс.

Функции кариоплазмы:

Протекают многие процессы такие как обмен веществ в ядре,

Взаимодействие ядра и цитоплазмы.

Ядерная оболочка

Ядерная оболочка - структура клетки, образованная двумя мембранами, ограничивает ядро от цитоплазмы и служит основой для взаимодействия генов.

Функции: