Ядро клітини людини: будова, функції і походження

Ядро клітини - це обов'язкова структура кожного еукаріотичного організму. Ця органела виконує найрізноманітніші функції, але основне її призначення - це збереження і передача спадкового генетичного матеріалу.

Практично кожна клітина людського організму має ядро. Виняток становлять лише тромбоцити і еритроцити крові. Більшість клітин одноядерні, але, наприклад, м'язові волокна і нейрони можуть мати і кілька цих органел. Ядро у клітині може мати різні розміри - найбільші ядерні структури в жіночій яйцеклітині.

Ядро клітини: будова

Ядро має досить складну структуру і складається їх ядерної оболонки, хроматину, ядерця і нуклеоплазми. Давайте розглянемо кожну його частину більш докладно.

• Каріотека, або ядерна оболонка - це структура, яка відокремлює внутрішнє середовище ядра від цитоплазми. Складається ця оболонка з зовнішньої і внутрішньої мембран, між якими є так зване перинуклеарний простір. Цікаво, що зовнішня мембрана оболонки переходить безпосередньо в мембрану гранулярних ендоплазматичної мережі, тому порожнини цистерн ЕРС і ядра з'єднані між собою. А оболонці є ядерні пори, закриті діафрагмою. Вони призначені для проникнення всередину великих молекул, а також для обміну речовин між каріоплазма і цитоплазмою.
• Каріоплазма - гомогенне речовина, яка наповнює внутрішню порожнину ядра. У ній міститься ядерце, а також хроматин.
• Хроматин - генетичний матеріал клітини. Його структурною одиницею є нуклеосома, яка являє собою нитку ДНК, намотану на специфічний білок - гистон. У клітці розрізняють два стани генетичного матеріалу. Гетерохроматин -представляє собою невеликі, щільні осмофільних гранули. Еухроматин, або розпушений хроматин - це ділянки, в яких активно протікають синтетичні процеси. Під час поділу клітини хроматин конденсується, формуючи хромосоми.
• Ядерце - невелика, овальна структура, яка складається з ниток РНК і білкових молекул. Саме тут відбувається утворення субодиниць рибосом. У ядрі може бути одне або кілька ядерець, але помітити їх можна тільки в неделящіхся клітинах.

Ядро клітини: функції

Функції клітинного ядра можна визначити, ознайомившись з його будовою. По-перше, ядро відповідає за передачу спадкового набору інформації під час поділу клітини, причому як мітозу, так і мейозу. Під час мітозу дочірні клітини отримують геном, який ідентичний з материнською клітиною. При мейозі (освіті статевих клітин людини) кожна клітина отримує тільки половину хромосомного набору - повний набір хромосом формується тільки після злиття з статевої клітиною іншого організму.

Крім того, ядро клітини відповідає за один з найважливіших етапів метаболізму - синтез білка. Справа в тому, що саме в ядрі утворюється інформаційна, або матрична РНК. Потім вона виходить у ендоплазматичну мережу, приєднується до рибосоми і служить моделлю для формування амінокислотноїпослідовності пептидного молекули.

І як вже було сказано, в ядрі здійснюється синтез субодиниць рибосоми.

Ядро клітини: походження

На сьогоднішній день існує декілька абсолютно різних гіпотез, за допомогою яких учені намагаються пояснити, як саме в клітці утворилося ядро. Але, на жаль, жодне з цих тверджень ще не знайшло фактичного підтвердження.

Існує теорія, що ядро як клітинна структура утворилося в результаті симбіозу бактеріальної клітини і археї. Інші ж вчені вважають, що ядро - це результат зараження клітини специфічним вірусом.

Найбільш повне пояснення містить у собі так звана екзомембранная гіпотеза. Відповідно до неї, в процесі еволюції у клітини виникла ще одна зовнішня клітинна оболонка. При цьому стара, внутрішня мембрана перетворилася в оболонку ядра - з часом в ній виникла складна система пір, а потім в її порожнині почали концентруватися молекули хроматину.