Клетки животных имеют ядро. Физики придумали способ создания атомов без ядра. Обновление ядра без перезагрузки Ubuntu

Ядро клетки - это одна из основных составных частей всех растительных и животных клеток, неразрывно связанная с обменом, передачей наследственной информации и др.

Форма ядра клетки варьирует в зависимости от типа клетки. Имеются овальные, шаровидные и неправильной формы - подковообразные или многолопастные ядро клетки (у лейкоцитов), четковидные ядра клетки (у некоторых инфузорий), разветвленные ядра клетки (в железистых клетках насекомых) и др. Величина ядра клетки различна, но обычно связана с объемом цитоплазмы. Нарушение этого соотношения в процессе роста клетки приводит к клеточному делению. Количество ядер клетки также неодинаково - большинство клеток имеет одно ядро, хотя встречаются двуядерные и многоядерные клетки (например, некоторые клетки печени и костного мозга). Положение ядра в клетке является характерным для клеток каждого типа. В зародышевых клетках ядро обычно находится в центре клетки, но может смещаться по мере развития клетки и образования в цитоплазме специализированных участков или отложения в ней резервных веществ.

В ядре клетки различают основные структуры: 1) ядерную оболочку (ядерную мембрану), через поры которой осуществляется обмен между ядром клетки и цитоплазмой [имеются данные, указывающие на то, что ядерная мембрана (состоящая из двух слоев) без перерыва переходит в мембраны эндоплазматической сети (см. ) и комплекса Гольджи]; 2) ядерный сок, или кариоплазму,- полужидкую, слабо окрашиваемую плазматическую массу, заполняющую все ядра клетки и содержащую в себе остальные компоненты ядра; 3) (см.), которые в неделящемся ядре видны только с помощью специальных методов микроскопии (на окрашенном срезе неделящейся клетки хромосомы обычно имеют вид неправильной сети из темных тяжей и зернышек, в совокупности называемых ); 4) одно или несколько сферических телец - ядрышек, являющихся специализированной частью ядра клетки и связанных с синтезом рибонуклеиновой кислоты и белков.

Ядро клетки обладает сложной химической организацией, в которой важнейшую роль играют нуклеопротеиды - продукт соединения с белками. В жизни клетки имеются два основных периода: интерфазный, или метаболический, и митотический, или период деления. Оба периода характеризуются главным образом изменениями в строении ядра клетки. В интерфазе ядро клетки находится в покоящемся состоянии и участвует в синтезе белков, регуляции формообразования, процессах секреции и других жизненных отправлениях клетки. В период деления в ядре клетки происходят изменения, приводящие к перераспределению хромосом и образованию дочерних ядер клетки; наследственная информация передается, таким образом, через ядерные структуры новому поколению клеток.

Ядра клетки размножаются только делением, при этом в большинстве случаев делятся и сами клетки. Обычно различают: прямое деление ядра клетки путем перешнуровки - амитоз и самый распространенный способ деления ядер клетки- типичное непрямое деление, или митоз (см.).

Действие ионизирующей радиации и некоторых других факторов способно изменять заключенную в ядре клетки генетическую информацию, приводя к различным изменениям ядерного аппарата, что иногда может приводить к гибели самих клеток или служить причиной наследственных аномалий у потомства (см. Наследственность), Поэтому изучение структуры и функций ядра клетки, особенно связей между хромосомными соотношениями и наследованием признаков, которыми занимается цитогенетика, имеет существенное практическое значение для медицины (см. ).

См. также Клетка.

Ядро клетки - важнейшая составная часть всех растительных и животных клеток.

Клетка, лишенная ядра или с поврежденным ядром, не способна нормально выполнять свои функции. Ядро клетки, точнее, организованная в его хромосомах (см.) дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК),- носитель наследственной информации, определяющей все особенности клетки, тканей и целого организма, его онтогенез и свойственные организму нормы реагирования на воздействия среды. Заключенная в ядре наследственная информация закодирована в составляющих хромосомы молекулах ДНК последовательностью четырех азотистых оснований: аденина, тимина, гуанина и цитозина. Эта последовательность является матрицей, определяющей структуру синтезируемых в клетке белков.

Даже самые незначительные нарушения структуры ядра клетки ведут к необратимым изменениям свойств клетки или к ее гибели. Опасность ионизирующих излучений и многих химических веществ для наследственности (см.) и для нормального развития плода имеет в своей основе повреждения ядер в половых клетках взрослого организма или в соматических клетках развивающегося эмбриона. В основе преобразования нормальной клетки в злокачественную также лежат определенные нарушения структуры ядра клетки.

Размеры и форма ядра клетки и соотношение его объема и объема всей клетки характерны для различных тканей. Одним из главных признаков, отличающих элементы белой и красной крови, являются форма и размер их ядер. Ядра лейкоцитов могут быть неправильной формы: изогнуто-колбасовидной, лапчатой или четковидной; в последнем случае каждый участок ядра соединен с соседним тонкой перемычкой. В зрелых мужских половых клетках (сперматозоидах) ядро клетки составляет подавляющую часть всего объема клетки.

Зрелые эритроциты (см.) человека и млекопитающих не имеют ядра, так как они теряют его в процессе дифференцировки. Они имеют ограниченный срок жизни и не способны размножаться. В клетках бактерий и сине-зеленых водорослей отсутствует резко очерченное ядро. Однако в них содержатся все характерные для ядра клетки химические вещества, распределяющиеся при делении по дочерним клеткам с такой же правильностью, как и в клетках высших многоклеточных организмов. У вирусов и фагов ядро представлено единственной молекулой ДНК.

При рассмотрении покоящейся (неделящейся) клетки в световом микроскопе ядро клетки может иметь вид бесструктурного пузырька с одним или несколькими ядрышками. Ядро клетки хорошо красится специальными ядерными красками (гематоксилин, метиленовый синий, сафранин и др.), которые обычно используют в лабораторной практике. При помощи фазово-контрастного устройства ядро клетки можно исследовать и прижизненно. В последние годы для изучения процессов, протекающих в ядре клетки, широко используют микрокинематографию, меченые атомы С14 и Н3 (ауторадиография) и микроспектрофотометрию. Последний метод особенно успешно применяют для изучения количественных изменений ДНК в ядре в процессе жизненного цикла клетки. Электронный микроскоп позволяет выявить детали тонкой структуры ядра покоящейся клетки, необнаруживаемые в оптическом микроскопе (рис. 1).

Рис. 1. Современная схема строения клетки, основанная на наблюдениях в электронном микроскопе: 1 - цитоплазма; 2 - аппарат Гольджи; 3 - центросомы; 4 - эндоплазматический ретикулум; 5 - митохондрии; 6 - оболочка клетки; 7 - оболочка ядра; 8 - ядрышко; 9 - ядро.

При делении клеток - кариокинезе или митозе (см.) - ядро клетки претерпевает ряд сложных преобразований (рис. 2), во время которых становятся отчетливо видимыми его хромосомы. Перед делением клетки каждая хромосома ядра синтезирует из веществ, присутствующих в ядерном соке, себе подобную, после чего материнская и дочерняя хромосомы расходятся к противоположным полюсам делящейся клетки. В результате каждая дочерняя клетка получает такой же хромосомный набор, какой был у материнской клетки, а вместе с ним и заключенную в нем наследственную информацию. Митоз обеспечивает идеально правильное разделение всех хромосом ядра на две равнозначные части.

Митоз и мейоз (см.) являются важнейшими механизмами, обеспечивающими закономерности явлений наследственности. У некоторых простейших организмов, а также в патологических случаях в клетках млекопитающих и человека ядра клетки делятся путем простой перетяжки, или амитоза. В последние годы показано, что и при амитозе происходят процессы, обеспечивающие разделение ядра клетки на две равнозначные части.

Набор хромосом в ядре клетки особи называют кариотипом (см.). Кариотип во всех клетках данной особи, как правило, одинаков. Многие врожденные аномалии и уродства (синдромы Дауна, Клайнфелтера, Тернера-Шерешевского и др.) обусловлены различными нарушениями кариотипа, возникшими либо на ранних стадиях эмбриогенеза, либо при созревании половой клетки, из которой возникла аномальная особь. Аномалии развития, связанные с видимыми нарушениями хромосомных структур ядра клетки, называют хромосомными болезнями (см. Наследственные болезни). Различные повреждения хромосом могут быть вызваны действием физических или химических мутагенов (рис. 3). В настоящее время методы, позволяющие быстро и точно устанавливать кариотип человека, используют для ранней диагностики хромосомных болезней и для уточнения этиологии некоторых заболеваний.

Рис. 2. Стадии митоза в клетках культуры ткани человека (перевиваемый штамм НЕр-2): 1 - ранняя профаза; 2 - поздняя профаза (исчезновение ядерной оболочки); 3 - метафаза (стадия материнской звезды), вид сверху; 4 - метафаза, вид сбоку; 5 - анафаза, начало расхождения хромосом; 6 - анафаза, хромосомы разошлись; 7 - телофаза, стадия дочерних клубков; 8 - телофаза и разделение клеточного тела.

Рис. 3. Повреждения хромосом, вызываемые ионизирующей радиацией и химическими мутагенами: 1 - нормальная телофаза; 2-4 - телофазы с мостами и фрагментами в эмбриональных фибробластах человека, облученных рентгеновыми лучами в дозе 10 р; 5 и 6 - то же в кроветворных клетках морской свинки; 7 - хромосомный мост в эпителии роговицы мыши, облученной дозой в 25 р; 8 - фрагментация хромосом в эмбриональных фибробластах человека в результате воздействия нитрозоэтилмочевиной.

Важный органоид ядра клетки - ядрышко - является продуктом жизнедеятельности хромосом. Оно продуцирует рибонуклеиновую кислоту (РНК), являющуюся обязательным промежуточным звеном в синтезе белка, вырабатываемого каждой клеткой.

Ядро клетки отделено от окружающей цитоплазмы (см.) оболочкой, толщина которой 60-70 Å.

Через поры в оболочке вещества, синтезируемые в ядре, поступают в цитоплазму. Пространство между оболочкой ядра и всеми его органоидами заполнено кариоплазмой, состоящей из основных и кислых белков, ферментов, нуклеотидов, неорганических солей и других низкомолекулярных соединений, необходимых для синтеза дочерних хромосом при делении ядра клетки.

Уникальность зарождения органической жизни на Земле состоит в том, что в результате сложных реакций, которые природа неоднократно воспроизводила с неорганическими соединениями, возникла структура, способная сама себя повторять. Говоря современным языком – наследовать. Путь, пройденный протонами, электронами и ионами при построении сложных макромолекул сегодня пытаются воссоздать в научных лабораториях. Первыми помощниками ученых в этих опытах являются бактерии. В основе сотрудничества человека и простейших лежит то обстоятельство, что в клетках бактерий нет оформленного ядра с наследственной информацией. Их реплицирующий механизм прост и, судя по всему, является достоверной моделью первых удачных попыток природы передавать наследственные данные от одного организма другому.

Нуклеоид – замена ядру в клетке бактерии

Если упрощенно описать живую клетку, то самая простая схема будет выглядеть следующим образом: отделенное мембраной от внешнего мира пространство, наполненное внутриклеточным веществом, в котором протекают биохимические процессы, способные организовать самостоятельное размножение биоструктуры. Эта миссия является определяющей для существования органической жизни.

Передача наследственной информации может осуществляться двумя разными путями, в зависимости от устройства внутриклеточного хранилища, в котором эта информация содержится:

1. У эукариотов роль такого хранилища играет оформленное ядро, которое состоит из мембраны, изолирующей ДНК от остального пространства клетки, и самой макромолекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты, упакованной в хромосому. Ядро считается органеллой эукариотической клеточной структуры.
2. В прокариотических (бактериальных) клеточных конструкциях ДНК никак не отделена от остального внутриклеточного вещества, а только компактно упаковано в нуклеоид – кольцевую хромосому с генетической информацией, выполняющую роль ядра.

Есть гипотеза, согласно которой предок оформленного эукариотического ядра – бактерия-симбионт. На заре зарождения ядерных организмов эта бактерия-симбионт стала частью прототипа эукариотической клеточной конструкции и сумела наладить эффективное сотрудничество по передаче наследственной информации.

Бактерия снабжала эукариотическую клетку при делении наследственной информацией, а в качестве вознаграждения за труд получала те питательные вещества, которые синтезировались большим эукариотом, а со временем стала ядром.

Так это было на самом деле или нет, ученым еще предстоит разобраться, а на сегодня они имеют почти полное представление о нуклеоиде бактерии и о тех функциях, которые он выполняет в бактериальной клетке.

Форма нуклеоида и его положение

Одна из основных характеристик нуклеоида – хранителя ДНК бактерии – его кольцевое строение. Однако уже сегодня, по результатам современных исследований, бактериологи различают разные формы устройства нуклеоид. Он может выглядеть как:

• бобовидное тело;
• клубок спутанных толстых веревок;
• кораллоподобная структура с ветвями, ширящимися по всему пространству микроорганизма.

Форма нуклеоида зависит от того, какие белки упаковывали макромолекулу ДНК в хромосому.

В связи с тем, что ядро в бактерии отсутствует, в процессе эволюции был создан способ крепления нуклеоида к цитоплазматической мембране. Это крепление обеспечивает быструю и надежную репликацию хромосом.

Кроме того, согласно данным последних научных исследований, ДНК в нуклеоиде бактерии не является единичной макромолекулой. В некоторых случаях нуклеоид бактерий содержит от 9 до 18 кольцевых ДНК.

Также есть данные, полученные лабораторным путем, что далеко не все ДНК, которые содержатся в прокариотах, имеют кольцевую структуру. Так, например, ДНК спирохеты бореллия (Borrelia burgdorferi), возбудителя клещевого спирохетоза, имеет линейное строение.

Все основные параметры нуклеоида, который содержит наследственную информацию бактерии, активно изучаются, и сегодня этот клеточный органоид характеризуется как:

• кольцевая структура (имеются исключения в виде линейных макромолекул);
• одиночная хромосома (имеются исключения).

Способы репликации

Репликация молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты напрямую связана со способом упаковки и хранения наследственной информации.

Репликация – воспроизводство дочерней ДНК по матрице родительской макромолекулы ДНК. Выделяют три основных вида:

• консервативный (без раскручивания спирали);
• полуконсервативный (родительская спираль раскручивается, и обе части являются матрицами для синтеза дочерних макромолекул);
• дисперсивный (родительская ДНК распадается на множество фрагментов, которые и берутся за основу для синтеза дочерних макромолекул).

В бактериальной клетке репликация идет по полуконсервативному пути. Раскручивание родительской молекулы происходит в результате воздействия ферментов, а по завершении процесса репликации и оформления двух нуклеоидов в теле бактериальной клетки, процесс деления входит в свою самую активную фазу.

Митохондрии

Обеспечение живой клетки энергией – ответственная миссия. Если она будет провалена, никакой речи о делении и наследстве идти не будет.

В бактерии, в которой отсутствуют специальные органеллы (митохондрии) для синтеза АТФ, энергия производится непосредственно в цитоплазме и потребляется всеми клеточными структурами.

У эукариотов совершенно другая картина. Большие клеточные конструкции не могут себе позволить пустить на самотек процесс обеспечения всех своих составляющих энергией. Именно для этих целей служит своеобразная энергетическая станция – митохондрия.

Строение митохондрии и ее роль в большой клетке с ядром – еще одно подтверждение в пользу эволюционного симбиоза бактерий, которые общими усилиями создали эукариотическую клетку.

Митохондрия также содержит ДНК с наследственной информацией, и так же, как в бактерии, эта ДНК не упакована в оформленное ядро, а покоится внутри митохондрии, в качестве двуспиральной кольцевой макромолекулы.

Независимо от того, какая деятельность по передаче наследственной информации происходит в ядре эукариота, митохондрия самостоятельно осуществляет процесс репликации собственной ДНК.

Выработка АТФ митохондрией происходит по тому же пути, что и у бактерий:

• при окислительно-восстановительных реакциях;
• в результате работы мембранного (речь идет о мембране митохондрии) АТФ-синтетазного комплекса.

Именно эти процессы являются основными при снабжении бактерии энергией, и митохондрия эукариота их дублирует.

Некоторые экзопланеты глазами художников

Ранее считалось, что каменистые планеты обязательно должны состоять из трех важнейших слоев — оболочки, мантии и ядра, содержащего расплав наиболее тяжелых элементов. Эта дифференциация, по мнению наиболее авторитетных теорий, появлялась уже на ранних стадиях их эволюции, когда наблюдались особенно столкновения с другими небесными телами, а на самих планетах шли мощные радиоактивные процессы. Все это раскаляло молодые планеты, и более тяжелые элементы оседали ближе к центру.

Впрочем, открытие планет далеко за пределами нашей Солнечной системы, которое весьма активно идет в последние годы, демонстрирует целую галерею весьма странных по нашим меркам миров. Имеется среди них и планета, состоящая из колоссального алмаза («Триллионы карат »), и планета, сумевшая выжить после поглощения красным гигантом («Воля к жизни »), и даже те, которые вообще, на взгляд астрономов, не должны были бы существовать («Экзотическая экзопланета »). А группа астронома Сары Сигер (Sara Seager) теоретически описала еще один весьма экзотический вариант — «безъядерные» каменистые планеты.

Такие экзопланеты в ходе своего развития дифференцируются на два слоя, не формируя ядра. Это, по мнению ученых, может случаться, если в ходе зарождения планеты она оказывается в слишком богатом водой окружении. Железо вступает с ней во взаимодействие, образуя оксид быстрее, чем успевает осесть ближе к центру планеты в чистом металлическом виде.

Заметим, что сегодняшние технологии не позволяют строго подтвердить на практике эти теоретические выкладки. Столь небольшие тела на таких огромных расстояниях разглядеть весьма трудно — не говоря уж о том, чтобы детально изучать их химический состав.

Но одно о подобных «безъядерных» телах можно сказать вполне определенно: на них вряд ли найдутся братья по разуму, да и вообще какая-нибудь жизнь (по крайней мере, в том виде, в котором мы привыкли ее представлять). Дело в том, что именно расплавленное ядро подобных Земле планет порождает вокруг них мощное магнитное поле, которое надежно оберегает живые организмы от целого ряда неприятностей — прежде всего, от потоков заряженных частиц, которым Солнце непрерывно бомбардирует окрестности. Такое воздействие может оказаться смертельно опасным, вызывая и свободнорадикальные реакции, и опасно высокий уровень мутагенности.

Кстати, группа Сары Сигер уже появлялась в наших сообщениях. Напомним, что именно эти ученые составили свой вариант сводной таблицы всех экзопланет: «

Если вы занимаетесь администрированием и поддержанием очень важных систем в корпоративном секторе, то знаете, что найти свободное окно для установки обновлений безопасности для операционной системы может быть очень непросто.

Если компания не работает в области компьютерной безопасности, то решение может быть принято в сторону бесперебойной работы, а не устранения уязвимостей, а внутренняя бюрократия может привести к задержкам при выборе времени простоя. Иногда возникают ситуации, когда вы не можете позволить себе ни минуты простоя сервера и должны минимизировать опасность уязвимостей другими способами.

Но теперь ситуация изменилась в лучшую сторону. Несколько дней назад Canonical выпустила службу Livepatch, с помощью которой вы можете применять критические патчи ядра для Ubuntu 16.04 64 бит начиная от версии ядра 4.4 без необходимости перезагрузки. На самом деле это не полное обновление ядра ubuntu 16.04, а обновление его некоторых частей, которые содержат ошибки.

Все правильно, теперь обновление ядра без перезагрузки возможно и в Ubuntu. И в этой статье мы рассмотрим как это использовать в своей системе.

Как я уже сказал, служба Canonical LivePatch поддерживается начиная с Ubuntu 16.04. Но чтобы избежать ошибок сначала желательно обновить систему до самой последней версии. Для этого выполните:

sudo apt update
$ sudo apt upgrade

Если у вас еще не установлены инструменты для работы со snap, их нужно установить:

sudo apt install snapd

Подписка на Livepatch

Для того чтобы использовать службу Canonical Livepatch вам необходимо авторизоваться на https://auth.livepatch.canonical.com/ с помощью аккаунта Ubuntu One и указать являетесь ли вы обычным пользователем Ubuntu или абонентом.

Обычные пользователи Ubuntu могут подключить до трех машин с помощью Livepatch, для этого после входа вам будет выдан токен. Чтобы его получить нажмите Get your token :

Далее, вам нужно будет ввести данные учетной записи Ubuntu One или создать новую учетную запись. В последнем варианте нужно будет подтвердить адрес электронной почты. В следующем окне вы получите свой токен:

Этот токен нам понадобится позже, а теперь рассмотрим как установить необходимые пакеты.

Обновление ядра без перезагрузки Ubuntu

Сначала установите snap пакет этой службы, для этого выполните команду:

sudo snap install canonical-livepatch

Затем необходимо зарегистрировать свой компьютер с помощью полученного ранее токена. Используйте такую команду:

sudo canonical-livepatch enable ваш_токен

canonical-livepatch status

kernel: 4.4.0-43.63-generic
fully-patched: true
version: ""

Также вы можете получить более подробную информацию с помощью опции --verbose:

canonical-livepatch status --verbose

Доступные патчи будут применяться сервисом canonical-livepatch автоматически, как только они появятся. Это значит, что ваша система всегда будет в безопасности.

Выводы

Компания Red Hat выпустила подобный сервис для своего дистрибутива еще несколько лет назад, OpenSUSE тоже представила что-то подобное в то же самое время. Наконец появилось обновление ядра без перезагрузки в Ubuntu и это не может не радовать. Canonical работает над улучшением своей системы, жаль только что немного отстает от конкурентов.

Похожие записи:

Ядро без цитоплазмы существовать не может. Удаление ядра влечет за собой нарушение обмена веществ, замедление, а затем и остановку роста клетки. Безъядерная клетка теряет способность восстанавливать свою целостность при повреждении, перестает делиться и, наконец, погибает.

Филогенетически ядро возникло не сразу. Об этом свидетельствует сравнительная морфология и индивидуальное развитие клеток. Так, живые существа, стоящие на очень низкой ступени развития, еще не имеют морфологически оформленного ядра, хотя рассеянное ядерное вещество ДНК у них есть (вирусы, бактериофаг, некоторые бактерии). При индивидуальном развитии клеток, которое начинается с образования новых клеток путем непрямого деления старых, ядро в дочерней клетке каждый раз оформляется заново, хотя основные структуры его - хромосомы и вещество ядрышка - преемственно передаются от материнских клеток к дочерним. Таким образом, и фило- и онтогенез свидетельствуют о том, что ядро возникло постепенно, в процессе эволюции. Чаще всего в клетке имеется одно ядро, но встречаются клетки с двумя и большим числом ядер. Известно, что воздействием холода в некоторых клетках можно увеличить число ядер (И. Герасимов). Увеличение количества ядер -одна из форм усиления функции.

Форма ядер чаще округлая, овальная или бобовидная (рис. 17). Некоторые ядра имеют вид кольца, прямых или несколько изогнутых палочек. В клетках крови (лейкоцитах) они имеют сложную сегментацию (см. цв. табл. IV, V). В большинстве случаев каждому виду клетки присуща своя, только ему свойственная форма ядра, и эта форма часто соответствует форме клетки. Так, округлая клетка имеет и ядро такой же формы, удлиненная клетка -с овальным ядром и т. д. Различные механические воздействия могут изменять форму ядра. Например, центросома вызывает образование вмятины и ядро приобретает подковообразную форму. Сокращение или растяжение клетки также отражается на форме ядра. Наконец, форма ядра некоторых клеток (лейкоцитов) зависит от возраста клетки и ее функционального состояния.

Величина ядер, по-видимому, зависит от количества цитоплазмы. Для каждого вида клетки характерно свое ядерно-плазменное отношение. Однако при усилении функции клетки размер ядра увеличивается. Это происходит, например, в клетках желез при усилении выработки ими секретов или гормонов, в нервных клетках при повышении их деятельности и т. д. Размер ядер может меняться под влиянием некоторых условий внешней среды. Так, при голодании белых мышей и кроликов и при кормлении их жиром размер ядер в клетках печени уменьшался, при скармливании белка, наоборот, размер и число ядер несколько увеличивались (Е. М. Ледяева).

Рис. 17. Различные формы ядер.

Располагаются ядра чаще всего в центре клетки, но в некоторых клетках они лежат эксцентрично. Ядро совершает колебательные или вращательные движения. В некоторых секреторных клетках (в эмалеобразователях) в период секреции ядро смещается к основанию клетки.

Химический состав ядра. Из органических соединений в состав ядра входят:

1) основные белки типа протаминов и гистонов;

2) негистонные белки (глобулины);

3) нуклеиновые кислоты и небольшое количество липоидов. Из неорганических веществ ядра наибольшую роль играет вода, а также минеральные соли кальция и магния. Особенно важное значение имеют нуклеиновые кислоты, причем ДНК клетки почти вся сосредоточена в ядре. В соматических (телесных) клетках данного организма количество ее относительно постоянно, но в зрелых половых клетках ДНК в 2 раза меньше. Количество РНК может значительно варьировать, причем в ядре обнаружены все три ее разновидности, то есть рибосомальная, информационная и транспортная. Соединение белка в ядре изменяется в процессе жизнедеятельности клетки. Часть белков ядра образует с нуклеиновыми кислотами нуклеопротеиды. В ядре имеются гликолитические и отсутствуют окислительные ферменты. Поэтому энергетические затраты обеспечиваются в ядре благодаря АТФ, возникающей на основе гликолиза, а не окисления, как в митохондриях. Нуклеиновых кислот особенно много в молодых, растущих клетках.

Физическое состояние. Ядро в целом, подобно твердым телам, обладает эластичностью и стойко сохраняет свою форму. С другой стороны, при проколе ядро растекается, подобно жидкости. Таким образом, ядро совмещает в себе свойства как жидких, так и плотных тел.

Строение ядра (рис. 18). В ядре неделящихся клеток различают кариоплазму, в которой находится одно или несколько ядрышек, и оболочку.

В клетке, подвергшейся действию некоторых факторов (например, обработке химическими веществами), и в мертвой клетке ядро имеет другой вид. В нем также отчетливо видна оболочка и ядрышко, В кариоплазме же возникает хроматиновая структура (chroma -цвет), названная так за свою способность легко воспринимать основные красители. Хроматин иногда имеет вид сети, отдельных зернышек или ниточек. Как уже сказано, хроматин состоит из комплекса ДНК с белком -дезоксирибонуклеопротеида и является формой существования хромосом. Более мелкие, чем хроматино-вые, но тоже базофильные глыбки считаются хромоцентрами хромосом. Прилегая к ядрышку, они образуют ядрышковый хроматин. Пространство между хроматиновыми структурами заполнено микроскопически бесструктурным веществом -ядерным соком (кариолимфой). Если клетка попадает в неблагоприятные, но несмертельные для нее условия, то возникшая в ядре хроматиновая структура после устранения вредно действующего фактора может вновь исчезать. В период непрямого деления клетки в ядре также обнаруживается структура, появление которой связано с преобразованием хромосом,

Рис, 18. Электронная микрофотография ядра клетки поджелудочной железы (X 16 000):

1 - ободочка ядра; 2 - пора; 3 - глыбки хроматина;

4 - ядрышко; 5 - зернистая цитоплазмэтическая сеть (по Фоссетту).

Оболочка ядра, как и плазмалемма, -физиологически весьма активна, но в отличие от оболочки клетки она неспособна восстанавливаться после повреждения. Электронно-микроскопические исследования показали, что оболочка состоит из двух мембран, между которыми находится перинуклеарное пространство» Удалось наблюдать, как это пространство иногда сообщается с полостями и цистернами цитоплазма-тической сети, а мембраны оболочки являются продолжением мембран этой сети. Так как каналы цитоплазматичес-кой сети могут сообщаться с межклеточной средой, то некоторые вещества способны из среды прямо поступать в перинуклеарное пространство клетки. На наружной мембране ядерной оболочки часто располагаются рибосомы. Таким образом, оболочка ядра является, по-видимому, частью мембранной системы клетки. Иногда оболочка ядра может складками вдаваться в цитоплазму или в кариоплазму, в силу чего увеличивается поверхность соприкосновения ядра и цитоплазмы. Контакт слщтепор, Обычно ядрышко почти правильной сферической формы. Реже встречаются ядрышки в виде скрученных лент и неправильных телец. Число ядрышек зависит от вида животного и типа клетки, а также может изменяться в зависимости от уровня обменных процессов в одной и той же клетке. При интенсификации этих процессов количество ядрышек возрастает, благодаря чему увеличивается поверхность активных контактов материала ядрышка с кариоплазмой. Встречаются ядра с 1-2 -3 и значительно большим числом ядрышек.

Размер ядрышка также связан с видовой, органной принадлежностью и с физическим состоянием клетки. Так, при усилении синтетической деятельности (образование секрета в железах, желточных зерен в ооцитах) ядрышко увеличивается.

Однако при условии торможения выхода РНК в цитоплазму ядрышко также может увеличиваться, хотя синтез белков в этом случае в цитоплазме ослаблен.

Образуются ядрышки в конце деления клетки и исчезают в начале его. Возникновение ядрышек связано с определенным участком хромосом -. организатором ядрышек. В ядре различают по две хромосомы с организатором ядрышек. Ядрышко имеет сложную субмикроскопическую структуру, его вещество состоит из нуклеолонемной и аморфной частей. Нуклеолоне-ма представлена гранулами и толстыми пучками (примерно 1200 А), состоящими из тонких фибриллей (40-50 А), в ячейках которых располагается более рыхлое аморфное вещество. Гранулы диаметром 100-200 А, состоят из рибонуклеопротеидов и называются ядрышковыми рибосомами. Функция ядрышка сводится к синтезу рибосомальной РНК, и, возможно, рибосом.

Около 70% РНК, содержащейся в цитоплазме, и 30 % в -в кариоплазме, образуются в ядрышке.

Кариолимфа (ядерный сок) в неделящейся клетке представляет собой жидкость белковой природы. В ней содержатся РНК и белок, преиму-ществено альбумины. В кариолимфе находятся хромосомы в сильно деспи-рализованном виде. У некоторых животных их обнаруживают даже при помощи светового микроскопа, но в большинстве случаев они не видны. Это,* по-видимому, объясняется весьма незначительной толщиной хромосом.

При различного рода воздействиях, как уже сказано, из кариолимфы может отмешиваться хроматин в виде неправильных глыбок и зерен. В кариолимфе разных клеток самцов (птицы) или самок (млекопитающие) около ядрышка или под оболочкой ядра находятся хроматиновые тельца определенной формы, которые названы половым хроматином. По этому признаку можно определять пол животного, когда вторичные половые признаки еще не выражены.

Функция ядра в целом определяется главным образом присутствием в нем ДНК.

1. Через ДНК прежде всего осуществляется генетическая (genesis - рождаю) функция ядра. Она заключается в том, что ДНК ядра хранят наследственную информацию, размножает ее благодаря способности ДНК воспроизводить самое себя, и при делении клетки эта информация, записанная в ДНК, равномерно по количеству и качеству распределяется по дочерним клеткам.

2. Ядру в период между делениями клетки принадлежит ведущая роль и в реализации наследственной информации, «записанной» в ДНК. Эта реализация происходит путем управления синтезом и обменом веществ. В синтезе белков ядро участвует путем образования на ДНК информационной, возможно, рибосомальной и транспортной РНК. На обмен веществ ядро оказывает влияние через ферменты. Так, известно, что в отсутствие ядра снижается активность одних ферментов протоплазмы и прекращается выработка составных частей других. 3. Две предыдущие функции тесно связаны с формообразующей ролью ядра. В опытах по пересадке ядра из клетки одного вида в клетку другого установлено, что пересаженное ядро направляет развитие в сторону своего вида.

4. Под контролем ядра осуществляются и другие процессы в клетке. Например, ядерные вещества способны стимулировать фосфорилирование, в результате которого образуется АТФ.