Основные функции ядра
Когда рассматривается строение, функции клетки, большое внимание уделяется тем структурам, которые участвуют в сохранении и передаче генетических данных. Эти комплексные элементы участвуют также и в регулировании активности тех или других структур.
Необходимо отметить, что значение ядра как места сохранения наследственного материала, а также его основная роль в выявлении фенотипических признаков были определены достаточно давно. Одним из первых эту роль продемонстрировал Хаммерлинг (немецкий биолог).
Функции клеточного ядра сводятся главным образом к обеспечению жизни. Эти постоянные структуры обладают яйцевидной или шаровидной формой. Длина первых – порядка 20 мкм, а диаметр вторых – около 10 мкм.
Функции ядра разделены на две общие группы. В первую входят задачи, связанные с хранением наследственных данных. Во вторую группу включены функции ядра, связанные с реализацией этой информации, с обеспечением белкового синтеза.
К первой группе относят процессы, обеспечивающие сохранение генетической информации, которая представлена неизменной ДНК-структурой. Эти функции ядра обусловлены присутствием «репарационных ферментов». Они устраняют внезапные повреждения в ДНК-молекуле. Благодаря этому, молекулы ДНК сохраняются практически в неизменном виде.
Функции ядра связаны также с процессами редупликации, или воспроизведения. В результате формируются абсолютно одинаковые (и в количественном, и в качественном смысле) объемы наследственных данных. В ядрах осуществляется изменение и рекомбинация наследственного материала. Это наблюдается в процессе мейоза. Кроме того, ядра принимают непосредственное участие в распределении ДНК-молекул во время деления клеток.
Во вторую группу входят процессы, связанные непосредственно с формированием аппарата синтеза белка. В эукариотических ядрах происходит образование рибосомных «субъединиц». Это осуществляется за счет комплексирования рибосомных РНК, синтезированных в ядрышке, и рибосомных белков, синтезированных в цитоплазме.
Таким образом, ядра являются не только вместилищем наследственных данных, но и местом, где осуществляется воспроизведение этой информации и ее функционирование. В связи с этим нарушение или выпадение любой из перечисленных выше функций является для клетки губительным.
Так, например, нарушения в репарационном процессе может спровоцировать изменение первичной структуры ДНК, что автоматически приводит к изменению белковых структур. Это, в свою очередь, безусловно, скажется на специфической активности белков, которая может измениться настолько, что будет не способна обеспечивать основные функции клетки. Это приводит к ее (клетки) гибели.
Нарушения в процессе редупликации ДНК останавливают размножение клетки или вызывают появление клеток, обладающих неполноценным набором наследственной информации, что также весьма губительно для структуры в целом.
К гибели клетки приводят также нарушения в процессах распределения наследственного материала во время деления. Выпадения вследствие поражений в ядре или в результате расстройства в каких-либо регуляторных процессов синтеза РНК (любой формы) приведет автоматически остановке белкового синтеза либо к возникновению серьезных погрешностей в нем.
Следует отметить, что термин «ядро» применен был впервые в 1833-м году Броуном. Так обозначались шаровидные постоянные структуры в растительных клетках. Впоследствии этот термин стали использовать и при изучении высших организмов.
Как правило, в клетке одно ядро (существуют и многоядерные клетки), состоящее из оболочки, которая отделяет его от цитоплазмы, ядрышка, хроматина, кариоплазмы (ядерного сока). Все эти компоненты обнаруживаются практически во всех неделящихся эукариотических структурах.