ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Эукариотический геном его репликация, транскрипция и трансляция из "Микроорганизмы-продуценты биологически активных веществ" Обычно форма ядра округлая (рис. 1.18), но в удлиненных клетках оно может принимать веретенообразную форму. Ядра грибов варьируют по своим размерам. У некоторых видов они довольно крупные (2-6 мкм), например у базидиальных и сапролегниевых, у других — не превышают 1 мкм в диаметре. [c.46] Обычно соматические ядра делятся митотически, хотя этот путь не является единственным. [c.47] Ядерный материал в оформленных ядрах представлен относительно большими гранулами, но не в форме идентифицируемых хромосом, хотя они сохраняют свою индивидуальность в интерфазе. [c.47] В ядре имеется ядрышко, являющееся органоидом образования рибосомальных РНК (р-РНК) и рибосом. Оно состоит из плотных гранул диаметром около 15,0 нм и тонких фибрилл толщиной 4,0-8,0 нм. Ядрышки имеют сетчатую или волокнистую структуру — нуклеолонему, погруженную в аморфное вещество. [c.47] В интерфазном ядре выявляются еще перихроматиновые гранулы и фибриллы, возможно, связанные с синтезом и транспортом информационных РНК (и-РНК), и также интерхроматиновые гранулы и кольчатые тельца с неустановленной пока функцией. [c.47] Ядерная оболочка состоит из внешней и внутренней мембран, а также ядерных пор — поросом. Последние являются отличительным признаком ядерной оболочки от других клеточных мембран. Диаметр их около 10,0-12,0 нм. В ядрах дрожжевых клеток на 1 мкм2 ядерной оболочки приходится 10-15 пор. Очевидно, количество последних меняется в зависимости от метаболической активности клетки. [c.47] На внешней ядерной мембране выявляется большое количество рибосом. Она контактирует с цитоплазмой клетки и относится к системе эндоплазматического ретикулума. [c.47] Ядерные мембраны содержат белки, липиды, РНК и ДНК. Функции мембран барьерная, транспортная и организаторская (например, в пространственной организации хроматина). [c.48] Ядра грибов и ядерный материал бактерий могут мигрировать в процессе роста и развития клеток (особенно при размножении). [c.48] В эукариотической клетке ядро служит основным, но не единственным местам хранения наследственной информации. Небольшая в количественном отношении, но функционально очень важная часть клеточного генома находится в митохондриях и в хлоропластах (у фотосинтезирующих организмов). ДНК органелл определяет некоторые (но отнюдь не все) свойства соответствующих органелл. Кроме того, органеллы обоих типов содержат собственные специфические механизмы транскрипции и трансляции. Таким образом, репликация эукариотического генома так же, как транскрипция и трансляция, происходит в двух или трех различных местах в ядре и цитоплазме, в митохондриях и в хлоропластах. Механизмы репликации, транскрипции и трансляции в органеллах несколько отличаются от соответствующих ядерных механизмов. Поэтому свойства каждой из этих двух систем следует рассмотреть по отдельности. [c.48] Репликация, транскрипция и трансляция ядерного генома. У эукариот генетическая информация, содержащаяся в ядре, распределена между хромосомами. Каждая хромосома — это нитевидная структура, содержащая ДНК, основные белки особого типа, называемые гистонами и группу негистоновых белков, которые, вероятно, играют какую-то роль в регулировании функции генов. В неделящемся, или интерфазном, ядре каждая хромосома сильно выгнута и имеет толщину всего 20-30 нм поэтому ее нельзя увидеть с помощью светового микроскопа. Интерфазное ядро содержит ядрышко — органеллу, богатую РНК и связанную со специфическим участком хромосомы — ядрышковым организатором. Ядрышковый организатор содержит множество копий генов, определяющих структуру рибосомальных РНК ядрышко служит местом синтеза высокомолекулярного РНК-предшественника, из которого затем путем расщепления образуются основные типы молекул РНК, входящих в состав цитоплазматических рибосом. Эти РНК, а также матричные РНК, синтезируемые в других участках хромосом, выходят через ядерные поры в цитоплазму, где происходит сборка рибосом и синтезируется основная масса клеточного белка. [c.48] Репликация, транскрипция и трансляция геномов органелл. В хлоропластах и митохондриях ДНК представлена небольшими двухцепочечными молекулами, обычно кольцевыми, и не связана с гистонами. Таким образом, генетическая информация органелл содержится в структурах, весьма сходных с хромосомами прокариот, хотя и значительно меньших по размерам. В каждой органелле имеется множество копий ДНК (до 40—50 в некоторых хлоропластах). Кроме того, хлоропласты и митохондрии содержат аппарат транскрипции и трансляции, включая специфические для органелл рибосомы, которые меньше цитоплазматических 808-рибосом и близки по величине к 708-рибосо-мам прокариот. Синтез белка в органеллах ингибируется хлорам нико-лом и некоторыми другими антибиотиками, подавляющими этот процесс и у прокариот, но не влияющими на синтез белка в цитоплазме эукариотической клетки. Таким образом, хлоропласты и митохондрии обнаруживают ряд важных черт фундаментального сходства с прокариотическими клетками. Митохондрии обладают еще одной особенностью, характерной для клеток, но не для других компонентов клетки они образуются путем деления предсуществующих органелл. Это продемонстрировано также в отношении многих типов хлоропластов у водорослей. У высших растений зрелые хлоропласты развиваются из более простых структур — пропластид на стадии пропластид и происходит воспроизводство этих органелл. [c.49] Половой процесс у эукариот. Первый этап полового размножения --слияние клеток. Две клетки, участвующие в этом процессе, называются гаметами, а образующаяся в результате их слияния клетка — зиготой. У всех эукариотических организмов после слияния гамет происходит слияние их ядер, поэтому ядро зиготы содержит два полных набора генетических детерминантов — по одному из каждого ядра гаметы. [c.50] Половое размножение — обычное явление в жизненном цикле как растений, так и животных. У позвоночных и многих беспозвоночных это единствешплй способ образования новых особей. У протистов половое размножение редко бывает обязательным этапом жизненного цикла у многих из них вообще отсутствует половая стадия, и даже у тех видов, у которых она имеется, половое размножение может происходить редко, а новые особи возникают главным образо и бесполым путем (например, путем деления клетки на две или путем образования спор). [c.50] Слияние клеток в ходе полового процесса приводит к удвоению числа хромосом, так как ядро каждой из гамет содержит N хромосом, и после их слияния в ядре зиготы будет соответственно 2К хромосом. Поэтому при переходе от одного поколения, возникшего половым путем, к следующему на каком-то этапе должна произойти редукция числа хромосом, так как число хромосом в ядре не может бесконечно увеличиваться. Действительно, при половом процессе всегда имеется этап, на котором число хромосом уменьшается в два раза, что является результатом особого клеточного деления, называемого мейозом (рис. 1.19). [c.50] Перенос материала через мембрану эукариотической клетки эндоцитоз и экзоцитоз. Хотя растворенные вещества с небольшими молекулами могут проникать в эукариотическую клетку через ее поверхностную мембрану, проникновение более крупных молекул и частиц может происходить совершенно иным способом — путем переноса внутрь небольших капелек, заключенных в мешочек из плазматической мембраны, который затем отрывается от клеточной поверхности и превращается в вакуоль. [c.51] Во всех главных группах эукариот — у животных, растений и протистов — широко распространено явление внутриклеточного симбиоза. Чтобы клетки будущих эндосимбионтов получили доступ в цитоплазму клеток-хозяев, они должны пройти в интактном состоянии через плазматическую мембрану клетки-хозяина, а такое проникновение возможно только путем фагоцитоза. При этом после поглощения чужеродной клетки не происходит ее переваривания лизосомами. [c.53] Капельки или твердые частицы, состоящие из синтезированных в эукариотической клетке веществ, могут выходить наружу с помощью обратного процесса - экзоцитоэа. В этом сл) ае ключевую роль играет аппарат Гольджи, так как вещества, предназначенные для экзоцитоза, вначале бывают заключены в пузырьки Гольджи. Таким образом происходит секреция ферментов и гормонов специализированными животными клетками было также показано, что у водорослей процесс образования клеточной стенки включает экзоцитоз мелких фрагментов материала, синтезируемого внутри клетки и переносимого к ее поверхности в пузырьках Гольджи [56]. [c.53] Вернуться к основной статье