Ядро как важнейшая часть клетки. Строение и функции хромосом

Нуклеиновые кислоты, их роль в живом организме. РНК и ДНК

Нуклеиновые кислоты представляют собой макромолекулы. В природе существует два вида нуклеиновых кислот – дезоксирибонуклеиновые и рибонуклеиновые. ДНК находится преимущественно (на 99%) в хромосомах клеточного ядра, а также в митохондриях и хлоропластах. РНК входит в состав ядрышек, рибосом, митохондрий, пластид и цитоплазмы.

Молекула ДНК состоит из двух полунуклеотидных цепочек, мономерами которых служат нуклеотиды. Разнообразие молекул ДНК связано с порядком расположения нуклеотидов с разными азотистыми основаниями (аденин, гуанин, тимин и цитозин). Две цепочки объединяются водородными связями, возникновение которых подчинено правилу Чаргаффа. В соответствии с этим правилом нуклеотиды обладают способностью к избирательному соединению. Это свойство называется комплементарностью, оно лежит в основе образования новых молекул ДНК на базе исходной молекулы. РНК отличается от ДНК по составу в том, что вместо дезоксирибозу она содержит рибозу, а полунуклеотидная цепочка одна.

Главная функция ДНК в клетке – хранение наследственной информации. На основе этой информации осуществляется важнейший процесс в организме – биосинтез белка.

Различные типы РНК выполняют разные.

- тРНК - низкомолекулярные; выполняют транспортную функцию – перенос одной аминокислоты к рибосомам.

- рРНК - большая часть РНК клетки. Они входят в состав рибосом, выполняя тем самым строительную функцию. Кроме того они участвуют в формировании активного центра рибосомы, где происходит формирование пептидных связей – биосинтез белка.

- иРНК (матричные РНК) – программируют синтез белков клетки, осуществляя непосредственную передачу кода ДНК для синтеза белка. Каждый белок кодируется специфической иРНК.

Таким образом, значение всех типов РНК определяется тем, что они представляют собой функциональную систему, направленную на осуществление синтеза в клетке специфических для нее белков.

Благодаря наличию ДНК ядро является информационным центром клетки, т.е. местом хранения и воспроизведения наследственной информации, определяющей признаки данной клетки и всего организма. Ядро служит также центром управления обменом веществ клетки, поскольку образуемая им иРНК определяет, какие белки и в какое время должны синтезироваться.

Большинство клеток имеют одно ядро, изредка встречаются двухъядерные (клетки печени) и многоядерные (многие протисты, водоросли и грибы, поперечнополосатые мышцы) клетки. Некоторые клетки в зрелом состоянии не имеют ядра (например, эритроциты млекопитающих). Форма и размеры ядра очень изменчивы и зависят от вида организма, а также от типа, возраста и функционального состояния клетки. Но общий план строения ядра одинаков у всех клеток. Ядро состоит из ядерной оболочки, нуклеоплазмы, хроматина и ядрышек. В ядрышке происходит объединение РНК с белком, в результате чего образуются рибонуклеотиды – предшественники рибосом. Формирование рибосом оканчивается уже в цитоплазме.

Основу хроматина составляют нуклеопротеины – длинные нитевидные молекулы. В процессе деления клетки они превращаются в компактные палочковидные хромосомы. Помимо нуклеопротеинов в состав хромосом входят также РНК, кислые белки, липиды и минеральные вещества, также фермент ДНК-полимераза, необходимый для репликации (удвоению) ДНК.

Совокупность хромосом соматической клетки, типичной для данной систематической группы организмов, называется кариотипом или хромосомным набором. Число хромосом в зрелых половых клетках называется гаплоидным и обозначается буквой n. Соматические клетки содержат двойное число хромосом – диплоидный набор 2n. Клетки, имеющие более двух наборов хромосом называются полиплоидными. Парные хромосомы, т.е. одинаковые по форме, структуре и размерам, но имеющие разное происхождение (одна материнская, другая – отцовская) являются гомологичными. В клетках человека диплоидный набор составляет 46 хромосом.

Функция хромосом: в хромосомах заключена наследственная информация. В хромосоме в линейном порядке расположены гены, самоудвоение и закономерное распределение хромосом в дочерней клетке при клеточном делении обеспечивает передачу наследственных свойств организма от поколения к поколению.