Головна
Відеоспостереження
Ядро – що таке у біології? Значення слова ядро ​​Що означає ядро.

Ядро – що таке у біології? Значення слова ядро ​​Що означає ядро.

Ядро I Ядро

клітинна, обов'язкова, поряд з цитоплазмою, складова частина клітини у найпростіших, багатоклітинних тварин і рослин, що містить хромосоми та продукти їх діяльності. За наявності або відсутності в клітинах Я. всі організми ділять на еукаріот і прокаріот. Останні не мають оформленого Я. (відсутня його оболонка), хоча дезоксирибонуклеїнова кислота (ДНК) є. У Я. зберігається основна частина спадкової інформації клітини; гени, що містяться в хромосомах, грають головну рольу передачі спадкових ознак у ряді клітин та організмів. Я. знаходиться у постійній та тісній взаємодії з цитоплазмою; у ньому синтезуються молекули-посередники, які переносять генетичну інформацію до центрів білкового синтезу у цитоплазмі. Т. о., Я. управляє синтезами всіх білків і через них – усіма фізіологічними процесами в клітині. Тому одержувані експериментально без'ядерні клітини та фрагменти клітин завжди гинуть; при пересадці Я. у такі клітини їхня життєздатність відновлюється. Я. вперше спостерігав чеський учений Я. Пуркіне (1825) у яйцеклітині курки; у рослинних клітинах Я. описав англійський вчений Р. Броун (1831-33), у тваринних клітинах - німецький учений Т. Шванн (1838-39).

Зазвичай Я. в клітці одне, знаходиться біля її центру, має вигляд сферичного або еліпсоїдного пухирця ( фігури 1-3, 5, 6 ). Рідше Я. буває неправильною ( фігура 4 ) або складної форми (наприклад, Я. лейкоцитів, Макронуклеуси інфузорій). Нерідкі дво- і багатоядерні клітини, що зазвичай утворюються шляхом поділу Я. без поділу цитоплазми або шляхом злиття кількох одноядерних клітин (т.з. симпласти, наприклад поперечносмугасті м'язові волокна). Розміри Я. варіюють від Ядро 1 мкм(у деяких найпростіших) до Ядро 1 мм(деякі яйцеклітини).

Я. відокремлено від цитоплазми ядерною оболонкою (ЯО), що складається з 2 паралельних ліпопротеїдних мембран товщиною 7-8 нмміж якими знаходиться вузький перинуклеарний простір. ЯО пронизана порами діаметром 60-100 нмна краях яких зовнішня мембрана ЯО переходить у внутрішню. Частота пір різна у різних клітинах: від одиниць до 100-200 на 1 мкм 2поверхні Я. По краю пори розташовується кільце щільного матеріалу- Так званий аннулус. У просвіті пори часто є центральна гранула діаметром 15-20 нм, що з'єднана з анулусом радіальними фібрилами. Разом з часом ці структури складають поровий комплекс, який, мабуть, регулює проходження макромолекул через ЯО (наприклад, вхід до Я. білкових молекул, вихід з Я. рибонуклеопротеїдних частинок тощо). Зовнішня мембрана ЯО місцями перетворюється на мембрани ендоплазматичної мережі (Див. Ендоплазматична мережа); вона зазвичай несе білоксинтезуючі частинки - Рибосоми . Внутрішня мембрана ЯО іноді утворює вп'ячування в глиб Я. Вміст Я. представлений ядерним соком (каріолімфою, каріоплазмою) і зануреними в нього оформленими елементами - хроматином, ядерцями та ін. з білками – так званий дезоксирибо-нуклеопротеїд (ДНП). Він виявляється за допомогою кольорової реакції Фельгена на ДНК ( фігури 1 та 8 ). При розподілі Я. весь хроматин конденсується в хромосоми; після закінчення мітозу більшість ділянок хромосом знову розпушується; ці ділянки (так званий еухроматин) містять переважно унікальні (неповторювані) гени. Інші ділянки хромосом залишаються густими (так званий гетерохроматин); в них розташовуються головним чином послідовності ДНК, що повторюються. У Я., що не ділиться, велика частина еухроматину представлена ​​пухкою мережею фібрил ДНП товщиною 10 - 30 нм, гетерохроматин - щільними брилками (хромоцентрами), в яких ті ж фібрили щільно упаковані. Частина еухроматину може переходити в компактний стан; такий еухроматин вважається неактивним щодо синтезу РНК. Хромоцентри зазвичай межують з ЯО чи ядерцем. Є дані, що фібрили ДНП закріплені на внутрішній мембрані ЯО.

У Я., що не діляється, відбувається синтез (Реплікація) ДНК, що вивчається шляхом реєстрації включених в Я. мічених радіоактивними ізотопами попередників ДНК (зазвичай тимідину). Показано, що за довжиною хроматинових фібрил є безліч ділянок (так званих репліконів), кожний зі своєю точкою початку синтезу ДНК, від якої реплікація поширюється в обидва боки. Внаслідок реплікації ДНК подвоюються і самі хромосоми.

У хроматині Я. відбувається зчитування закодованої ДНК генетичної інформації шляхом синтезу на ДНК молекул матричної, або інформаційної, РНК (див. Транскрипція), а також молекул інших типів РНК, що беруть участь у білковому синтезі. Спеціальні ділянки хромосом (і відповідно хроматину) містять повторювані гени, які кодують молекули рибосомної РНК; у цих місцях Я. формуються багаті рибонуклеопротеїди (РНП) ядерця, основна функція яких - синтез РНК, що входить до складу рибосом Поряд із компонентами ядерця в Я. є й інші види частинок РНК. До них відносяться перихроматинові фібрили завтовшки 3-5 нмта перихроматинові гранули (ПГ) діаметром 40-50 нм, розташовані на межах зон пухкого та компактного хроматину. І ті, й інші, ймовірно, містять матричну РНК у поєднанні з білками, а ПГ відповідають її неактивній формі; спостерігався вихід ПГ з Я. до цитоплазми через пори ЯО. Є також інтерхроматинові гранули (20-25 нм), а іноді й товсті (40-60 нм) нитки РНП, скручені в клубки. У ядрах амеб є нитки РНП, скручені в спіралі (30-35 нмх 300 нм); спіралі можуть виходити в цитоплазму та, ймовірно, містять матричну РНК. Поруч із ДНК- і РНК-содержащими структурами деякі Я. містять чисто білкові включення у вигляді сфер (наприклад, в Я. яйцеклітин, що ростуть багатьох тварин, в Я. ряду найпростіших), пучків фібрил або кристалоїдів (наприклад, в ядрах багатьох тканинних клітин тварин та рослин, макронуклеусах ряду інфузорій). У Я. виявлені також фосфоліпіди, ліпопротепди, ферменти (ДНК-полімераза, РНК-полімераза, комплекс ферментів оболонки Я., у тому числі аденозинтрифосфатаза, та ін).

У природі зустрічаються різні спеціальні типи Я.: гігантські Я. зростають. яйцеклітин, особливо риб та земноводних; Я., що містять гігантські політенні хромосоми, наприклад у клітинах слинних залоз двокрилих комах; компактні, позбавлені ядерців Я. сперматозоїдів та Мікронуклеуси інфузорій, що повністю заповнені хроматином і не синтезують РНК; Я., у яких хромосоми постійно конденсовані, хоча ядерця утворюються (у деяких найпростіших, у ряді клітин комах); Я., в яких відбулося дво-або багаторазове збільшення числа наборів хромосом (Поліплоїдія; фігури 7, 9 ).

Основний спосіб поділу Я. - мітоз, що характеризується подвоєнням і конденсацією хромосом, руйнуванням ЯО (виняток - багато найпростіших і грибів) і правильною розбіжністю сестринських хромосом у дочірні клітини. Однак Я. деяких спеціалізованих клітин, особливо поліплоїдні, можуть ділитися простим перешнурівкою (див. Амітоз). Високополіплоїдні Я. можуть ділитися не тільки на 2, але і на багато частин, а також брунькуватися ( фігура 7 ). При цьому може відбуватися розподіл цілих хромосомних наборів (т.з. сегрегація геномів).

Літ.:Посібник з цитології, т. 1, М. -Л., 1965; Райков І. Би., Каріологія найпростіших, Л., 1967; Робертіс Е., Новінський Ст, Саес Ф.,. Біологія клітини, пров. з англ., М., 1973; Ченцов Ю. С., Поляков Ст Ю., Ультраструктура клітинного ядра, М., 1974; nucleus, ed. A. J. Dalton, F, Haguenau, N. Y. - L., 1968; The cell nucleus, ed. Н. Busch, v. 1-3, N. Y. - L., 1974.

І. Б. Райков.

Схема ультраструктури ядра клітини печінки: зони компактного (кх) та пухкого (рх) хроматину; ядерце (як) з внутрішньо-ядерцевим хроматином (вх), перихро-матинові фібрили (стрілки), періхроматнові (пг) та інтерхроматинові (іг) гранули; рибонуклеопротеїдна нитка, згорнута в клубок (к); оболонка ядра (яо) із порами (п).

II Ядро (матем.)

функція До(х,у), що задає інтегральне перетворення

яке перекладає функцію f(y) у функцію φ ( х). Теорія таких перетворень пов'язана з теорією лінійних інтегральних рівнянь.

III Ядро (військ.)

кулястий суцільний снаряд ударної дії в гладкоствольній артилерії. З середини 14 в. Я. були кам'яні, з 15 ст. залізні, потім чавунні (для знарядь великого калібру) та свинцеві (для знарядь малого калібру). З 16 ст. застосовувалися запальні «гаряні» Я. У 17 ст. набули поширення споряджені порохом порожнисті розривні Я. - снаряди (гранати). У другій половині 19 ст. у зв'язку із заміною гладкоствольних знарядь нарізними вийшли з вживання.

Велика Радянська Енциклопедія. - М: Радянська енциклопедія. 1969-1978 .

Синоніми:

Антоніми:

Дивитись що таке "Ядро" в інших словниках:

    Атомне ядро ​​позитивно заряджена потужна центральна частина атома, що складається з протонів і нейтронів (нуклонів). дочірнє ядро, що утворюється в результаті розпаду материнського ядра. материнське ядро ​​атомне ядро, яке випробовує… Терміни атомної енергетики

    Сущ., с., упот. порівняння. часто Морфологія: (ні) чого? ядра, чому? ядру (бачу) що? ядро чим? ядром, про що? про ядро; мн. що? ядра, (ні) чого? ядер, чому? ядрам, (бачу) що? ядра, чим? ядрами, про що? про ядра 1. Ядром називають внутрішню, … Тлумачний словник Дмитрієва

    ЯДРО, ядра, мн. ядра, ядер, ядрам, порівн. 1. Внутрішня частинаплода у твердій оболонці. Ядро горіха. 2. лише од. Внутрішня, середня, центральна частина чогось (спец.). Ядро деревини. Ядро землі (геол.). Ядро семяпочки (бот.). Ядро комети. Тлумачний словник Ушакова

    Порівн. ядра, ядрище, надро, сама середка, всередині речі, нутро її або серединна глибина; зосереджена суть, сутність, основа; тверде, міцне, чи найголовніше, важливе, сутнє; | кругле тіло, куля. З цих двох значень виводяться інші: Син … Тлумачний словник Даля

    - (Nucleus), обов'язкова частина клітини у мн. одноклітинних та всіх багатоклітинних організмів. За наявністю чи відсутністю в клітинах оформленого Я. всі організми ділять відповідно на еукаріот та прокаріот. основ. відмінності полягають у ступені… Біологічний енциклопедичний словник

    ядро- ЯДРО1, а, мн ядра, ядер, ядра. Внутрішня частина плода укладена в тверду оболонку. Ядро волоського горіхазовні дуже схоже на головний мозок ссавця. ЯДРО2, а, мн ядра, ядер, порівн Внутрішня центральна частина предмета (що складається з ... Тлумачний словник російських іменників

    Див … Словник синонімів

    А; мн. ядра, ядер, ядра; пор. 1. Внутрішня частина плода (зазвичай горіха), поміщена у тверду оболонку. * А горішки не прості: Все шкаралупи золоті, Ядра чистий смарагд (Пушкін). Чи не розгризти горіха, не з'їсти і ядра (Посл.). 2. Внутрішня, … Енциклопедичний словник

Доброго часу доби, шановний відвідувач. Сьогодні поговоримо про те, що таке ядра процесора та яку функцію вони виконують. Відразу хочемо сказати, що не збираємося лізти в нетрі, які не кожен техногік подужає. Все буде доступно, зрозуміло і невимушено, а тому тягніть бутери.

Почати хочеться з того, що процесор – центральний модуль у комп'ютері, який відповідає за всі математичні обчислення, логічні операції та обробку даних. Фактично вся його міць зосереджена, як не дивно, у ядрі. Їх кількість визначає швидкість, інтенсивність та якість переробки отриманої інформації. А тому розглянемо компонент уважніше.

Основні характеристики ядер ЦП

Ядро – фізичний елемент процесора (не плутати з логічними ядрами – ), який впливає продуктивність системи загалом.

Кожен виріб побудований на певній архітектурі, що говорить про певний набір властивостей і можливостей, властивих лінійці чіпів, що випускаються.

Основна відмінна особливість- , тобто. розмір транзисторів, які у виробництві чіпа. Показник вимірюється у нанометрах. Саме транзистори є базою для ЦП: чим більше їх розміщено на кремнієвій підкладці – тим потужніший конкретний екземпляр чіпа.

Візьмемо наприклад 2 моделі пристроїв від Intel – Core i7 2600k та Core i7 7700k. Обидва мають 4 ядра в процесорі, проте техпроцесс істотно відрізняється: 32 нм проти 14 нм відповідно при однаковій площі кристала. На що це впливає? В останнього можна спостерігати такі показники:

  • базова частота – вище;
  • тепловиділення – нижче;
  • набір виконуваних інструкцій – ширше;
  • максимальна пропускна спроможність пам'яті – більше;
  • підтримка більшого числафункцій.

Іншими словами, зниження техпроцесу = зростання продуктивності. Це аксіома.

Функції ядер

Центральне ядро ​​процесора виконує 2 основних типи завдань:

  • внутрішньосистемні;
  • користувальницькі.

У другу ж потрапляють функції підтримки програм шляхом використання програмного середовища. Власне прикладне програмування якраз і побудоване на тому, щоб навантажити ЦП завданнями, які він виконуватиме. Мета розробника – налаштувати пріоритети виконання тієї чи іншої процедури.

Сучасні ОС дозволяють грамотно використовувати всі ядра процесора, що дає максимальну продуктивність системи. З цього варто відзначити банальний, але логічний факт: що більше фізичних ядер на процесорі, то швидше і стабільніше буде працювати ваш ПК.

Як увімкнути всі ядра в роботу

Деякі користувачі в гонитві за максимальною продуктивністю хочуть задіяти всю обчислювальну потужність ЦП. Існує кілька способів, які можна використовувати окремо, або об'єднати кілька пунктів:

  • розблокування прихованих та незадіяних ядер (підходить далеко не для всіх процесорів – необхідно докладно вивчати інструкцію в інтернеті та перевіряти свою модель);
  • активація режиму підвищення частоти на короткостроковий період;
  • ручний розгін процесора.

Найпростіший метод запустити відразу всі активні ядра, виглядає так:

  • відкриваєте меню "Пуск" відповідною кнопкою;
  • прописуєте у рядку пошуку команду "msconfig.exe" (тільки без лапок);
  • відкриваєте пункт «додаткові параметри» та задаєте необхідні значення у графі «число процесорів», попередньо активувавши прапорець навпроти рядка.

Як у Windows 10 увімкнути всі ядра?

Тепер при запуску ОС Windows працюватимуть відразу всі обчислювальні фізичні ядра (не плутати з потоками).

Власникам старих процесорів AMD

Наступна інформація буде корисною для старих процесорів AMD. Якщо ви до цих пір користуєтеся наступними чіпами, то будете приємно здивовані:
Технологія розблокування додаткових ядер називається ACC (Advanced Clock Calibration). Вона підтримується в наступних чіпсетах:
Утиліта, що дозволяє розкрити додаткові ядра кожного виробника називається по-різному:
Таким нескладним способом можна перетворити 2-ядерну систему на 4-ядерну. Більшість із вас навіть не здогадувалися про подібне, правда? Сподіватимемося, що я вам допоміг безкоштовно досягти підвищення продуктивності.

У цій статті я спробував вам максимально докладно пояснити, що таке ядро, з чого воно складається, які функції виконує та який потенціал має.

У наступних лікнепах на вас чекає ще багато цікавого, а тому не матеріал. Бувай.

У наші дні мінімально допустимою нормоюкомплектації більш-менш серйозної обчислювальної технікивважається наявність двоядерного процесора. Причому даний параметр актуальний навіть для мобільних комп'ютерних пристроїв, планшетних ПК і солідних смартфонів-комунікаторів. Тому розбиратимемося, що ж це за ядра такі і чому про них важливо знати будь-якому користувачеві.

Суть простими словами

Перший двоядерний чіп, призначений саме для масового споживання, з'явився у травні 2005 року. Виріб називався Pentium D (формально ставився до серії Pentium 4). До цього подібні структурні рішення застосовувалися на серверах і для специфічних цілей, персональні комп'ютери не вставлялися.

Взагалі, сам собою процесор (мікропроцесор, CPU, Central Processing Unit, центральний процесорний пристрій, ЦПУ) - це кристал, який за допомогою нанотехнологій наносяться мільярди мікроскопічних транзисторів, резисторів і провідників. Потім напилюються золоті контакти, «камінчик» монтується в корпусі мікросхеми, а потім все це інтегрується в чіпсет.

Тепер уявіть собі, що всередині мікросхеми встановили два таких кристали. На одній підкладці взаємопов'язані і діють як єдиний пристрій. Це є двоядерний предмет обговорення.

Звичайно, два «камінці» - не межа. У момент написання статті сильним вважається ПК, обладнаний чіпом з чотирма ядрами, крім обчислювальних ресурсів відеокарти. Ну а на серверах стараннями компанії AMD вже вживається аж шістнадцять.

Нюанси термінології

Кожен із кристалів зазвичай є своя власна кеш-пам'ять першого рівня. Однак якщо вона другого рівня у них загальна, то все одно один мікропроцесор, а не два (або більше) самостійних.

Повноцінним окремим процесором ядро ​​можна назвати тільки в тому випадку, якщо таке має власний кеш обох рівнів. Але це потрібно лише для застосування на дуже потужних серверах та усіляких суперкомп'ютерах (улюблених іграшках вчених).

Втім, «Менеджер завдань» у Windows або «Системний монітор» у GNU/Linux може показувати ядра як CPU. У сенсі CPU 1 (ЦП 1), CPU 2 (ЦП 2) і так далі. Нехай це не вводить вас в оману, адже обов'язок програми - не розбиратися в інженерно-архітектурних нюансах, а лише інтерактивно відображати завантаження кожного з кристалів.

Значить, плавно переходимо до цієї завантаження і взагалі до питань доцільності явища як такого.

Навіщо це потрібно

Кількість ядер, відрізняється від одиниці, задумана насамперед для розпаралелювання виконуваних завдань.

Припустимо, ви включили ноутбук і читаєте сайти у всесвітньому павутинні . Скрипти, якими сучасні веб-сторінки перевантажені до непристойності (крім мобільних версій), будуть оброблятися лише одним ядром. На нього і обрушиться стовідсоткове навантаження, якщо щось погане зведе браузер з глузду.

Другий кристал продовжить працювати в нормальному режимі і дозволить впоратися з ситуацією - як мінімум, відкрити «Системний монітор» (або емулятор терміналу) і примусово завершити програму, що збожеволіла.

До речі, саме в «Системному моніторі» ви зможете на власні очі побачити, який саме софт раптово злетів із котушок і який із «камушків» змушує кулер відчайдушно завивати.

Деякі програми спочатку оптимізовані під багатоядерну архітектуру процесорів і відразу надсилають різні потоки даних у різні кристали. Ну а звичайні програми обробляються за принципом «один потік - одне ядро».

Тобто приріст продуктивності стане відчутним, якщо одночасно діє більше одного потоку. Ну а оскільки багато ОС є багатозадачними, позитивний ефект від розпаралелювання буде проявлятися майже завжди.

Як із цим жити

Що стосується обчислювальної техніки масового споживання, чіпи з одним ядром нині - це, в основному, ARM-процесори в простих телефонах та мініатюрних медіаплеєрах. Видатну продуктивність від таких приладів не потрібно. Максимум - браузер Opera Mini запустити, клієнт ICQ, нескладну гру, інші невибагливі програми на Java.

Решта, починаючи навіть з найдешевших планшетів, повинна мати в чіпі мінімум два кристали, як сказано в преамбулі. Такі речі і купуйте. Виходячи хоча б з тих міркувань, що практично весь софт користувача стрімко товстіє, споживає все більше системних ресурсів, тому запас потужності анітрохи не завадить.

Попередні публікації:

Біологія клітин живих організмів вивчає прокаріоти, що не мають ядра (nucleus, core). Для яких організмів властива наявність ядра? Нуклеус - це центральний органоїд.

Важливо!Основною функцією клітинного ядра є зберігання та передача спадкової інформації.

Структура

Що таке ядро? Із яких частин складається ядро? Нижченаведені компоненти входять до складунуклеуса:

  • ядерна оболонка;
  • нуклеоплазма;
  • Каріоматрікс;
  • Хроматин;
  • Нуклеоли.

Ядерна оболонка

Каріолемма складається з двох прошарків- зовнішньої та внутрішньої, розділених перинуклеарною порожниною. Зовнішня мембрана повідомляється з шорсткими ендоплазматичними канальцями. До внутрішньої шару прикріплюються фібрилярні протеїни основи ядерної речовини. Між мембранами знаходиться перинуклеарна порожнина, сформована взаємним відштовхуванням іонізованих органічних молекул із аналогічними зарядами.

Каріолемма пронизана системою отворів - пір, утворених білковими молекулами. Через них рибосоми-структури, в яких відбувається синтез протеїнів, а також сповіщувальні РНК проникають у цитоплазматичну мережу.

Міжмембранні пори є канальцями, заповненими. Їхні стінки сформовані специфічними білками - нуклеопоринами. Діаметр отвору дозволяє цитоплазмі та вмісту ядра обмінюватися дрібними молекулами. Нуклеїнові кислоти, а також високомолекулярні білки не здатні самостійно перетікати з однієї частини клітини до іншої. Для цього є спеціальні транспортні протеїни, активізація яких протікає з енергетичними витратами.

Високомолекулярні сполуки переміщуються через пориза допомогою каріоферінів. Ті, що транспортують речовини з цитоплазми до ядра, називаються імпортинами. Пересування у напрямі здійснюють експортини. У якій частині ядра міститься молекула РНК? Вона подорожує всією клітиною.

Важливо!Високомолекулярні речовини не можуть самостійно проникати через пори з ядра і назад.

Нуклеоплазма

Представлена ​​каріоплазмою- гелеподібною масою, що знаходиться всередині двошарової оболонки. На відміну від цитоплазми, де ph >7, всередині ядра середовище кисле. Основними речовинами, що входять до складу нуклеоплазми, є нуклеотиди, білки, катіони, РНК, H2O.

Каріоматрікс

Які компоненти є основою ядра? Вона сформована фібрилярними білками тривимірної структури – ламінами. Відіграє роль кістяка, перешкоджаючи деформації органоїду при механічних впливах.

Хроматин

Це головна речовинапредставлене сукупністю хромосом, частина з яких знаходиться в активованому стані. Інші упаковані в ущільнені глибки. Їхнє розкриття відбувається під час поділу. У якій частині ядра міститься молекула, відома нам, як ДНК? складаються з генів, що є частиною молекули ДНК. Вони закріплена інформація, що передає новим генераціям клітин спадкові ознаки. Отже, у цій частині ядра міститься молекула ДНК.

У біології виділяють такі типи хроматину:

  • Еухроматін. Представляється ниткоподібними, деспіралізованими, освітленнями, що не фарбуються. Існує в ядрі в період інтерфази між циклами поділу клітини.
  • Гетерохроматін. Не активізовані спіралізовані ділянки хромосом, що легко фарбуються.

Нуклеоли

Ядрішко - найбільш ущільнена структура з нуклеуса, що входять до складу. Воно має переважно округлі форми, однак, є сегментовані, як у лейкоцитів. Ядро клітини деяких організмів нуклеол немає. В інших нуклеусах їх може бути декілька. Речовина ядерець представлена ​​гранулами, що є субодиницями рибосом, а також фібрилами, що являють собою молекули РНК.

Ядрішко: будова та функції

Нуклеоли представлені нижчепереліченими структурними типами:

  • Ретикулярні. Типовий більшість клітин. Відрізняється високою концентрацією ущільнених фібрил та гранул.
  • Компактний. Характеризується множинністю фібрилярних скупчень. Зустрічається в клітинах, що діляться.
  • Кільцеподібний. Характерний для лімфоцитів і сполучнотканинних цілей.
  • Залишковий. Переважає у клітинах, де процес поділу не відбувається.
  • Відокремлений. Усі складові нуклеоли розділені, пластичні дії неможливі.

Функції

Яку функцію виконує ядро? Нуклеус характернітакі обов'язки:

  • Передача спадкових ознак;
  • Розмноження;
  • Запрограмована загибель.

Зберігання генетичної інформації

Генетичні коди зберігаються у хромосомах. Вони відрізняються формою та розмірами. Особи різного видумають неоднакову кількість хромосом. Комплекс ознак, характерний для сховищ спадкової інформації цього виду називають каріотипом.

Важливо!Каріотип - це комплекс ознак, притаманний хромосомного складу організмів цього виду.

Розрізняють гаплоїдну, диплоїдну, поліплоїдну сукупність хромосом.

Клітини тіла людини містять 23 різновиди хромосом. У яйцеклітині та спермії міститься гаплоїдний, тобто одинарний їх набір. При заплідненні сховища обох клітин поєднуються, утворюючи подвійний - диплоїдний комплект. Кліткам культурних рослинвластивий триплоїдний або тетраплоїдний каріотип.

Зберігання генетичної інформації

Передача спадкових ознак

Які процеси життєдіяльності відбуваються у ядрі? Генне кодування передається у процесі зчитування інформації, результатом якої є утворення матричної (інформаційної) РНК. Експортини виводять рибонуклеїнову кислоту через нуклеарні пори до цитоплазми. Рибосоми використовують генетичні коди для синтезу необхідних організму білків.

Важливо!Синтез білків відбувається у цитоплазматичних рибосомах виходячи з закодованої генетичної інформації, доставленої інформаційної РНК.

Розмноження

Прокаріоти розмножуються просто. Бактерії мають єдину молекулу ДНК. У процесі розподілу вона копіює саму себе,прикріплюючись до клітинної шару. Мембрана вростає між двома сполуками і утворюються два нові організми.

У еукаріотів розрізняютьамітоз, мітоз і мейоз:

  • Амітоз. Розподіл ядра відбувається без дроблення клітини. Утворюються двоядерні цели. При наступному поділі можливе виникнення полінуклеарних утворень. Для яких організмів характерне таке розмноження? Йому схильні до старіння, нежиттєздатних, а також пухлинних клітин. У деяких ситуаціях амітотичний поділ із утворенням нормальних клітин відбувається у рогівці, печінці, хрящових текстурах, а також тканинах деяких рослин.
  • Мітоз. І тут розподіл ядра починається його руйнацією. Утворюється веретено дроблення, за допомогою якого парні хромосоми розлучаються по різних кінцях клітини. Відбувається реплікація носіїв спадковості, після чого формуються два ядра. Після цього веретено розподілу демонтується, формується ядерна оболонка, яка поділяє одну клітину на дві.
  • Мейоз. Складний процес, при якому розподіл ядра відбувається без подвоєння хромосом, що розійшлися. Характерний освіти статевих клітин - гамет, мають гаплоїдний набір носіїв спадковості.

Запрограмована загибель

Генетична інформація передбачає тривалість життя клітини, і після відведеного часу запускає процес апоптозу (грец. - листопад). Хроматин конденсується, ядерна мембрана руйнується. Целла розпадається на фрагменти, що обмежуються плазматичною оболонкою. Апоптотичні тільця, минаючи стадію запалення, поглинаються макрофагами або сусідніми клітинами.

Для наочності будова ядра і функції, що його частинами представлені таблицею

Елемент ядра Особливості будови Виконувані функції
Оболонка Двошарова мембрана Розмежування вмісту нуклеуса та цитоплазми
Пори Отвори в оболонці Експорт – імпорт РНК
Нуклеоплазма Гелеподібна консистенція Середовище для біохімічних перетворень
Каріоматрікс Фібрилярні білки Підтримка структури, захист від деформування
Хроматин Еухроматин, гетерохроматин Зберігання генетичної інформації
Нуклеола Фібрили та гранули Вироблення рибосом

Зовнішній вигляд

Форма визначається зміною мембрани. Зазначають такі види ядер:

  • Кругла. Найчастіше зустрічається. Наприклад, більшу частину лімфоциту займає нуклеус.
  • Витягнута. Подковообразное nucleus знаходять у незрілого нейтрофілу.
  • Сегментована. В оболонці формуються перегородки. Утворюються прив'язані один до одного сегменти, такі як у зрілого нейтрофілу.
  • Розгалужена. Виявляється в ядрах клітин членистоногих.

кількість ядер

Залежно від виконуваних функцій, цели можуть мати одне або кілька ядрами або мати їх взагалі. Розрізняють такі види клітин:

  • Без'ядерні. Форменні компоненти крові вищих тварин – еритроцити, тромбоцити є переносниками важливих речовин. Щоб звільнити місце для гемоглобіну або фібриногену, кістковий мозок виробляє ці елементи без'ядерними. Вони не здатні ділитися і після проходження запрограмованого часу відмирають.
  • Одноядерні. Такою є більшість клітин живих організмів.
  • Бінуклеарні. Печінкові гепатоцити виконують подвійну функцію – детоксикаційну та виробничу. Синтезується гем, необхідний вироблення гемоглобіну. Для цього необхідні два ядра.
  • Багатоядерні. Міоцити м'язів виконують колосальний обсяг роботи, на її виконання необхідні додаткові ядра. З цієї причини полінуклеарністю відрізняються клітини покритонасінних рослин.

Хромосомні патології

Багато хвороб є наслідком порушення, пов'язані з порушеннями хромосомного складу. Найбільш відомі нижчеперелічені симптомокомплекси:

  • Дауна. Викликаний наявністю зайвої двадцять першої хромосоми (трисомія).
  • Едвардс. Є зайва вісімнадцята хромосома.
  • Патау. Трисомія 13.
  • Тернер. Не вистачає хромосоми Х.
  • Клайнфелтер. Характеризується зайвими X чи Y-хромосомами.

Недуги, спричинені розладом у функціонуванні складових частинядра який завжди пов'язані з хромосомними аномаліями. Мутації, що впливають на окремі білки ядра, викликають такі захворювання:

  • Ламінопатія. Виявляється передчасним старінням.
  • Аутоімунні захворювання. Червоний вовчак - дифузна поразка сполучнотканинних текстур, розсіяний склероз - руйнування мієлінових оболонок нервів.

Важливо!Хромосомні аномалії призводять до тяжких захворювань.

Будова ядра

Біологія в картинках: Будова та функції ядра

Висновок

Клітинне ядро ​​відрізняється складною будовою та виконує життєво важливі функції. Воно є сховищем та передавачем спадкової інформації, керує синтезом білків та процесами поділу клітин. Хромосомні аномалії є причинами тяжких захворювань.

Ядро клітини – центральний органоїд, один із найважливіших. Наявність їх у клітині є ознакою високої організації організму. Клітина, що має оформлене ядро, називається еукаріотичною. Прокаріоти - це організми, що складаються з клітини, яка не має оформленого ядра. Якщо докладно розглянути всі його складові, можна зрозуміти, яку функцію виконує ядро ​​клітини.

Структура ядра

  1. Ядерна оболонка.
  2. Хроматин.
  3. Ядрішки.
  4. Ядерний матрикс та ядерний сік.

Структура та функції ядра клітини залежать від типу клітин та їх призначення.

Ядерна оболонка

Ядерна оболонка має дві мембрани - зовнішню та внутрішню. Вони розділені між собою перинуклеарним простором. Оболонка має пори. Ядерні пори необхідні для того, щоб різні великі частинки та молекули могли переміщатися з цитоплазми в ядро ​​і назад.

Ядерні пори утворюються внаслідок злиття внутрішньої та зовнішньої мембрани. Пори є округлими отворами, що мають комплекси, в які входять:

  1. Тонка діафрагма, що закриває отвір. Вона пронизана циліндричними каналами.
  2. Білкові гранули. Вони з двох сторін від діафрагми.
  3. Центральна білкова гранула. Вона пов'язана з периферичними гранулами фібрил.

Кількість часу в ядерній оболонці залежить від того, наскільки інтенсивно в клітині проходять синтетичні процеси.

Ядерна оболонка складається із зовнішньої та внутрішньої мембран. Зовнішня перетворюється на шорсткий ЭПР (эндоплазматический ретикулум).

Хроматин

Хроматин - найважливіша речовина, що входить до ядра клітини. Функції його – це зберігання генетичної інформації. Він представлений еухроматином та гетерохроматином. Весь хроматин – це сукупність хромосом.

Еухроматин – це частини хромосом, які активно беруть участь у транскрипції. Такі хромосоми перебувають у дифузному стані.

Неактивні відділи та цілі хромосоми є конденсованими глибками. Це гетерохроматин. При зміні стану клітини гетерохроматин може переходити до еухроматину, і навпаки. Чим більше в ядрі гетерохроматину, тим нижча швидкість синтезу рибонуклеїнової кислоти (РНК) і тим менша функціональна активність ядра.

Хромосоми

Хромосоми - це особливі освіти, які у ядрі лише під час поділу. Хромосома складається з двох плечей та центроміру. За формою їх поділяють на:

  • Паличкоподібні. Такі хромосоми мають одне велике плече, інше маленьке.
  • Рівноплечні. Мають відносно однакові плечі.
  • Різноплечні. Плечі хромосоми візуально відрізняються між собою.
  • З вторинними перетяжками. Така хромосома має нецентромірну перетяжку, яка відокремлює супутниковий елемент від основної частини.

У кожного виду кількість хромосом завжди однакова, але слід зазначити, що від їхньої кількості не залежить рівень організації організму. Так, у людини є 46 хромосом, у курки - 78, у їжака - 96, а у берези - 84. Найбільше хромосом має папороть Ophioglossum reticulatum. Він має 1260 хромосом на кожну клітину. Найменше число хромосом має самець-мураха виду Myrmecia pilosula. У нього лише 1 хромосома.

Саме вивчивши хромосоми, вчені зрозуміли, якими є функції ядра клітини.

До складу хромосом входять гени.

Ген

Гени – це ділянки молекул дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК), у яких закодовані певні складимолекули білка. Внаслідок цього в організму проявляється та чи інша ознака. Ген передається у спадок. Так, ядро ​​у клітині виконує функцію передачі генетичного матеріалу наступним поколінням клітин.

Ядрішки

Нуклеола – це найщільніша частина, яка входить у ядро ​​клітини. Функції, які вона виконує, є дуже важливими для всієї клітини. Зазвичай має округлу форму. Кількість ядерців варіюється в різних клітинах - їх може бути два, три або взагалі не бути. Так, у клітинах яєць, що дробляться, нуклеоли немає.

Структура ядерця:

  1. Гранулярний компонент. Це гранули, що знаходяться на периферії ядерця. Їх розмір варіюється від 15 нм до 20 нм. У деяких клітинах ГК може бути рівномірно розподілений по всьому ядерцю.
  2. Фібрилярний компонент (ФК). Це тонкі фібрили розміром від 3 нм до 5 нм. Фк є дифузною частиною ядерця.

Фібрилярні центри (ФЦ) - це ділянки фібрил, що мають низьку щільність, які, у свою чергу, оточені фібрил з високою щільністю. Хімічний складі будова ФЦ майже такі ж, як і у ядерцевих організаторів мітотичних хромосом. До їх складу входять фібрили товщиною до 10 нм, у яких є РНК-полімераза I. Це підтверджується тим, що фібрили фарбуються солями срібла.

Структурні типи ядерців

  1. Нуклеолонемний чи ретикулярний тип.Характеризується великою кількістю гранул та щільного фібрилярного матеріалу. Даний тип структури ядерця характерний більшості клітин. Його можна спостерігати як у тваринних клітинах, так у рослинних.
  2. Компактний тип.Характеризується невеликою вираженістю нуклеономи, великою кількістю фібрилярних центрів. Зустрічається в рослинних та тваринних клітинах, у яких активно відбувається процес синтезу білка та РНК. Цей тип ядерців характерний для клітин, що активно розмножуються (клітини культури тканини, клітини рослинних меристем та ін.).
  3. Кільцеподібний тип.У світловому мікроскопі цей тип видно як кільце зі світлим центром - фібрилярний центр. Розмір таких ядерців загалом 1 мкм. Цей тип характерний лише тварин клітин (ендотеліоцити, лімфоцити та інших.). У клітинах з таким типом ядерців досить низький рівеньтранскрипції.
  4. Залишковий тип.У клітинах цього типу ядерців немає синтез РНК. За певних умов даний тип може переходити до ретикулярного або компактного, тобто активуватися. Такі ядерця характерні для клітин шипуватого шару шкірного епітелію, нормобласту та ін.
  5. Сегрегований тип.У клітинах із цим типом ядерців не відбувається синтез рРНК (рибосомної рибонуклеїнової кислоти). Це відбувається, якщо клітина оброблена яким-небудь антибіотиком або хімічною речовиною. Слово «сегрегація» у даному випадкупозначає "поділ" або "відокремлення", так як всі компоненти ядерців поділяються, що призводить до його зменшення.

Майже 60% сухої ваги ядерців посідає білки. Їхня кількість дуже велика і може досягати декількох сотень.

Головна функція ядерців – це синтез рРНК. Зародки рибосом потрапляють у каріоплазму, потім через пори ядра просочуються в цитоплазму та на ЕПС.

Ядерний матрикс та ядерний сік

Ядерний матрикс займає майже все ядро ​​клітки. Функції його специфічні. Він розчиняє та рівномірно розподіляє все нуклеїнові кислотиу стані інтерфази.

Ядерний матрикс, або каріоплазма, - це розчин, до складу якого входять вуглеводи, солі, білки та інші неорганічні та органічні речовини. У ньому містяться нуклеїнові кислоти: ДНК, тРНК, рРНК, іРНК.

У стані поділу клітини ядерна оболонка розчиняється, утворюються хромосоми, а каріоплазма поєднується з цитоплазмою.

Основні функції ядра у клітці

  1. Інформаційна функція. Саме в ядрі міститься вся інформація про спадковість організму.
  2. Функція наслідування. Завдяки генам, які розташовані в хромосомах, організм може передавати свої ознаки з покоління до покоління.
  3. функція об'єднання. Усі органоїди клітини об'єднані одне ціле саме у ядрі.
  4. Функція регулювання. Усі біохімічні реакції у клітині, фізіологічні процеси регулюються і узгоджуються ядром.

Один із найважливіших органоїдів - ядро ​​клітини. Функції його важливі нормальної життєдіяльності всього організму.

Розділи