Клітини тварин мають ядро. Фізики придумали спосіб створення атомів без ядра. Підписка на Livepatch

Ядро клітини - це одна з основних складових частин всіх рослинних і тваринних клітин, нерозривно пов'язана з обміном, передачею спадкової інформації та ін.

Форма ядра клітини варіює залежно від типу клітини. Є овальні, кулясті і неправильної форми - підковоподібні або багатолопатеву ядро \u200b\u200bклітини (у лейкоцитів), четковідние ядра клітини (у деяких інфузорій), розгалужені ядра клітини (в залізистих клітинах комах) і ін. Величина ядра клітини різна, але зазвичай пов'язана з об'ємом цитоплазми. Порушення цього співвідношення в процесі росту клітини призводить до клітинного ділення. Кількість ядер клітини також неоднаково - більшість клітин має одне ядро, хоча зустрічаються двоядерні і багатоядерні клітини (наприклад, деякі клітини печінки і кісткового мозку). Положення ядра в клітині є характерним для клітин кожного типу. У зародкових клітинах ядро \u200b\u200bзазвичай знаходиться в центрі клітини, але може зміщуватися в міру розвитку клітини і освіти в цитоплазмі спеціалізовані ділянки або відкладення в ній резервних речовин.

У ядрі клітини розрізняють основні структури: 1) ядерну оболонку (ядерну мембрану), через пори якої здійснюється обмін між ядром клітини і цитоплазмою [є дані, що вказують на те, що ядерна мембрана (що складається з двох шарів) без перерви переходить в мембрани ендоплазматичної мережі (див.) і комплексу Гольджі]; 2) ядерний сік, або Каріоплазма, - напіврідку, слабо фарбується плазматическую масу, що заповнює всі ядра клітини і містить в собі інші компоненти ядра; 3) (див.), Які в не ділиться ядрі видно тільки за допомогою спеціальних методів мікроскопії (на пофарбованому зрізі неделящейся клітини хромосоми зазвичай мають вигляд неправильної мережі з темних тяжів і зерняток, в сукупності званих); 4) одне або кілька сферичних тілець - ядерець, які є спеціалізованою частиною ядра клітини і пов'язаних з синтезом рибонуклеїнової кислоти і білків.

Ядро клітини володіє складною хімічної організацією, В якій найважливішу роль відіграють нуклеопротеїни - продукт з'єднання з білками. У житті клітини є два основні періоди: інтерфазна, або метаболічний, і митотический, або період поділу. Обидва періоду характеризуються головним чином змінами в будові ядра клітини. В інтерфазі ядро \u200b\u200bклітини знаходиться в стані, що покоїться і бере участь в синтезі білків, регуляції формоутворення, процесах секреції та інших життєвих відправленнях клітини. В період поділу в ядрі клітини відбуваються зміни, що призводять до перерозподілу хромосом і утворення дочірніх ядер клітини; спадкова інформація передається, таким чином, через ядерні структури новому поколінню клітин.

Ядра клітини розмножуються тільки розподілом, при цьому в більшості випадків діляться і самі клітини. Зазвичай розрізняють: прямий поділ ядра клітини шляхом перешнуровкі - амитоз і найпоширеніший спосіб поділу ядер клітини типове непрямий поділ, або мітоз (див.).

Дія іонізуючої радіації і деяких інших чинників здатне змінювати укладену в ядрі клітини генетичну інформацію, приводячи до різних змін ядерного апарату, що іноді може призводити до загибелі самих клітин або служити причиною спадкових аномалій у потомства (див. Спадковість), Тому вивчення структури і функцій ядра клітини, особливо зв'язків між хромосомними співвідношеннями і спадкуванням ознак, якими займається цитогенетика, має істотне практичне значення для медицини (див.).

Див. Також Клітка.

Ядро клітини - найважливіша складова частина всіх рослинних і тваринних клітин.

Клітка, позбавлена \u200b\u200bядра або з пошкодженим ядром, не здатна нормально виконувати свої функції. Ядро клітини, точніше, організована в його хромосомах (див.) Дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК), - носій спадкової інформації, яка визначає всі особливості клітини, тканин і цілого організму, його онтогенез і властиві організму норми реагування на впливу середовища. Ув'язнена в ядрі спадкова інформація закодована в складових хромосоми молекулах ДНК послідовністю чотирьох азотистих основ: аденіну, тиміну, гуаніну і цитозину. Ця послідовність є матрицею, яка визначає структуру синтезованих в клітці білків.

Навіть самі незначні порушення структури ядра клітини ведуть до незворотних змін властивостей клітини або до її загибелі. Небезпека іонізуючих випромінювань і багатьох хімічних речовин для спадковості (див.) І для нормального розвитку плода має в своїй основі пошкодження ядер в статевих клітинах дорослого організму або в соматичних клітинах ембріона. В основі перетворення нормальної клітини в злоякісну також лежать певні порушення структури ядра клітини.

Розміри і форма ядра клітини і співвідношення його обсягу і обсягу всієї клітки характерні для різних тканин. Одним з головних ознак, що відрізняють елементи білої і червоної крові, є форма і розмір їх ядер. Ядра лейкоцитів можуть бути неправильної форми: зігнуто-колбасовідное, лапчастий або четковідние; в останньому випадку кожна ділянка ядра з'єднаний із сусіднім тонкої перемичкою. У зрілих чоловічих статевих клітинах (сперматозоїдах) ядро \u200b\u200bклітини становить переважну частину всього обсягу клітини.

Зрілі еритроцити (див.) Людини і ссавців не мають ядра, так як вони втрачають його в процесі диференціювання. Вони мають обмежений термін життя і не здатні розмножуватися. У клітинах бактерій і синьо-зелених водоростей відсутня різко окреслений ядро. Однак в них містяться всі характерні для ядра клітини хімічні речовини, що розподіляються при розподілі по дочірнім клітинам з такою ж правильністю, як і в клітинах вищих багатоклітинних організмів. У вірусів і фагів ядро \u200b\u200bпредставлено єдиною молекулою ДНК.

При розгляді спочиває (неделящейся) клітини в світловому мікроскопі ядро \u200b\u200bклітини може мати вигляд бесструктурного бульбашки з одним або декількома ядерця. Ядро клітини добре фарбується спеціальними ядерними фарбами (гематоксилін, метиленовий синій, сафранін і ін.), Які зазвичай використовують у лабораторній практиці. За допомогою фазово-контрастного пристрою ядро \u200b\u200bклітини можна досліджувати і прижиттєво. В останні роки для вивчення процесів, що протікають в ядрі клітини, широко використовують мікрокінематографію, мічені атоми С14 і Н3 (ауторадіографія) і мікроспектрофотометри. Останній метод особливо успішно застосовують для вивчення кількісних змін ДНК в ядрі в процесі життєвого циклу клітини. Електронний мікроскоп дозволяє виявити деталі тонкої структури ядра спочиває клітини, необнаружіваемие в оптичному мікроскопі (рис. 1).

Мал. 1. Сучасна схема будови клітини, заснована на спостереженнях в електронному мікроскопі: 1 - цитоплазма; 2 - апарат Гольджі; 3 - центросоми; 4 - ендоплазматичнийретикулум; 5 - мітохондрії; 6 - оболонка клітини; 7 - оболонка ядра; 8 - ядерце; 9 - ядро.

При діленні клітин - каріокінез або митозе (див.) - ядро \u200b\u200bклітини зазнає ряд складних перетворень (рис. 2), під час яких стають чітко видимими його хромосоми. Перед поділом клітини кожна хромосома ядра синтезує з речовин, присутніх в ядерному соку, собі подібну, після чого материнська і дочірня хромосоми розходяться до протилежних полюсів ділиться клітини. В результаті кожна дочірня клітка одержує такий же хромосомний набір, який був у материнській клітини, а разом з ним і укладену в ньому спадкову інформацію. Мітоз забезпечує ідеально правильний розподіл всіх хромосом ядра на дві рівнозначні частини.

Мітоз і мейоз (див.) Є найважливішими механізмами, що забезпечують закономірності явищ спадковості. У деяких найпростіших організмів, а також в патологічних випадках в клітинах ссавців і людини ядра клітини діляться шляхом простої перетяжки, або амітозу. В останні роки показано, що і при амитозе відбуваються процеси, що забезпечують поділ ядра клітини на дві рівнозначні частини.

Набір хромосом в ядрі клітини особини називають каріотипом (див.). Каріотип у всіх клітинах даної особини, як правило, однаковий. Багато вроджені аномалії і потворності (синдроми Дауна, Клайнфелтера, Тернера-Шерешевського та ін.) Обумовлені різними порушеннями кариотипа, що виникли або на ранніх стадіях ембріогенезу, або при дозріванні статевої клітини, з якої виникла аномальна особина. Аномалії розвитку, пов'язані з видимими порушеннями хромосомних структур ядра клітини, називають хромосомними хворобами (див. Спадкові хвороби). Різні пошкодження хромосом можуть бути викликані дією фізичних або хімічних мутагенів (рис. 3). В даний час методи, що дозволяють швидко і точно встановлювати каріотип людини, використовують для ранньої діагностики хромосомних хвороб і для уточнення етіології деяких захворювань.

Мал. 2. Стадії мітозу в клітинах культури тканини людини (перевивали штам нер-2): 1 - рання профази; 2 - пізня профази (зникнення ядерної оболонки); 3 - метафаза (стадія материнської зірки), вид зверху; 4 - метафаза, вид збоку; 5 - анафаза, початок розбіжності хромосом; 6 - анафаза, хромосоми розійшлися; 7 - телофаза, стадія дочірніх клубків; 8 - телофаза і поділ клітинного тіла.

Мал. 3. Пошкодження хромосом, викликані іонізуючою радіацією і хімічними мутагенами: 1 - нормальна телофаза; 2-4 - телофази з мостами і фрагментами в ембріональних фібробластах людини, опромінених рентгеновимі променями в дозі 10 р; 5 і 6 - то ж в кровотворних клітинах морської свинки; 7 - хромосомний міст в епітелії рогівки миші, облученной дозою в 25 р; 8 - фрагментація хромосом в ембріональних фібробластах людини в результаті впливу нітрозоетілмочевіной.

Важливий органоид ядра клітини - ядерце - є продуктом життєдіяльності хромосом. Воно продукує рибонуклеїнової кислоту (РНК), що є обов'язковим проміжною ланкою в синтезі білка, що виробляється кожною клітиною.

Ядро клітини відокремлено від навколишнього цитоплазми (див.) Оболонкою, товщина якої 60-70 Å.

Через пори в оболонці речовини, синтезовані в ядрі, надходять в цитоплазму. Простір між оболонкою ядра і всіма його органоидами заповнене Каріоплазма, що складається з основних і кислих білків, ферментів, нуклеотидів, неорганічних солей і інших низькомолекулярних сполук, необхідних для синтезу дочірніх хромосом при діленні ядра клітини.

Ядро без цитоплазми існувати не може. Видалення ядра тягне за собою порушення обміну речовин, уповільнення, а потім і зупинку росту клітини. Без'ядерна клітина втрачає здатність відновлювати свою цілісність при пошкодженні, перестає ділитися і, нарешті, гине.

Филогенетически ядро \u200b\u200bвиникло не відразу. Про це свідчить порівняльна морфологія та індивідуальний розвиток клітин. Так, живі істоти, які стоять на дуже низькому ступені розвитку, ще не мають морфологічно оформленого ядра, хоча розсіяне ядерна речовина ДНК у них є (віруси, бактеріофаг, деякі бактерії). При індивідуальному розвитку клітин, яке починається з утворення нових клітин шляхом непрямого поділу старих, ядро \u200b\u200bв дочірній клітині кожного разу оформляється заново, хоча основні структури його - хромосоми і речовина ядерця - котрі передаються від материнських клітин до дочірніх. Таким чином, і філо- і онтогенез свідчать про те, що ядро \u200b\u200bвиникло поступово, в процесі еволюції. Найчастіше в клітці є одне ядро, але зустрічаються клітини з двома і великим числом ядер. Відомо, що впливом холоду в деяких клітинах можна збільшити число ядер (І. Герасимов). Збільшення кількості ядер одна з форм посилення функції.

Форма ядер частіше округла, овальна або бобовидна (рис. 17). Деякі ядра мають вигляд кільця, прямих або кілька вигнутих паличок. У клітинах крові (лейкоцитах) вони мають складну сегментацію (див. Кол. Табл. IV, V). У більшості випадків кожному виду клітини властива своя, тільки йому властива форма ядра, і ця форма часто відповідає формі клітини. Так, округла клітина має і ядро \u200b\u200bтакої ж форми, подовжена клітина -з овальним ядром і т. Д. Різні механічні дії можуть змінювати форму ядра. Наприклад, центросома викликає утворення вм'ятини і ядро \u200b\u200bнабуває подковообразную форму. Скорочення або розтягнення клітини також відбивається на формі ядра. Нарешті, форма ядра деяких клітин (лейкоцитів) залежить від віку клітини і її функціонального стану.

Величина ядер, мабуть, залежить від кількості цитоплазми. Для кожного виду клітини характерно своє ядерно-плазмове відношення. Однак при посиленні функції клітини розмір ядра збільшується. Це відбувається, наприклад, в клітинах залоз при посиленні вироблення ними секретів або гормонів, в нервових клітинах при підвищенні їх діяльності і т. д. Розмір ядер може змінюватися під впливом деяких умов зовнішнього середовища. Так, при голодуванні білих мишей і кроликів і при годуванні їх жиром розмір ядер в клітинах печінки зменшувався, при згодовуванні білка, навпаки, розмір і число ядер кілька збільшувалися (Е. М. Ледяева).

Мал. 17. різні форми ядер.

Розташовуються ядра найчастіше в центрі клітини, але в деяких клітинах вони лежать ексцентрично. Ядро здійснює коливальні або обертальні рухи. У деяких секреторних клітинах (в емалеобразователях) в період секреції ядро \u200b\u200bзміщується до основи клітини.

Хімічний склад ядра. з органічних сполук до складу ядра входять:

1) основні білки типу протаминов і гістонів;

2) негістонние білки (глобуліни);

3) нуклеїнові кислоти і невелика кількість ліпоїдів. з неорганічних речовин ядра найбільшу роль відіграє вода, а також мінеральні солі кальцію і магнію. Особливо важливе значення мають нуклеїнові кислоти, причому ДНК клітини майже вся зосереджена в ядрі. У соматичних (тілесних) клітинах даного організму кількість її відносно постійно, але в зрілих статевих клітинах ДНК в 2 рази менше. Кількість РНК може значно варіювати, причому в ядрі виявлені всі три її різновиди, тобто рибосомальная, інформаційна і транспортна. З'єднання білка в ядрі змінюється в процесі життєдіяльності клітини. Частина білків ядра утворює з нуклеїновими кислотами нуклеопротеїни. В ядрі є гликолитические і відсутні окислювальні ферменти. Тому енергетичні витрати забезпечуються в ядрі завдяки АТФ, що виникає на основі гліколізу, а не окислення, як в мітохондріях. Нуклеїнових кислот особливо багато в молодих, зростаючих клітинах.

Фізичний стан. Ядро в цілому, подібно твердих тіл, Має еластичність і стійко зберігає свою форму. З іншого боку, при проколі ядро \u200b\u200bрозтікається, подібно рідини. Таким чином, ядро \u200b\u200bпоєднує в собі властивості як рідких, так і щільних тел.

Будова ядра (рис. 18). В ядрі неделящихся клітин розрізняють Каріоплазма, в якій знаходиться одне або кілька ядерець, і оболонку.

У клітці, що зазнала дії деяких факторів (наприклад, обробці хімічними речовинами), І в мертвій клітці ядро \u200b\u200bмає інший вигляд. У ньому також чітко видна оболонка і ядерце, В кариоплазме ж виникає хроматиновой структура (chroma-колір), названа так за свою здатність легко сприймати основні барвники. Хроматин іноді має вигляд мережі, окремих зерняток або ниточок. Як уже сказано, хроматин складається з комплексу ДНК з білком -дезоксірібонуклеопротеіда і є формою існування хромосом. Більш дрібні, ніж хроматин-ші, але теж базофільні грудочки вважаються хромоцентрамі хромосом. Прилягаючи до ядерця, вони утворюють ядерцевих хроматин. Простір між хроматиновими структурами заповнене мікроскопічно безструктурним речовиною -ядерним соком (каріолімфа). Якщо клітина потрапляє в несприятливі, але несмертельні для неї умови, то виникла в ядрі хроматиновой структура після усунення шкідливо діє фактора може знову зникати. У період непрямого поділу клітини в ядрі також виявляється структура, поява якої пов'язано з перетворенням хромосом,

Рис, 18. Електронна мікрофотографія ядра клітини підшлункової залози (X 16 000):

1 - ободочке ядра; 2 - пора; 3 - грудочки хроматину;

4 - ядерце; 5 - зерниста цітоплазметіческая мережу (по Фоссетт).

Оболонка ядра, як і плазмалемма, -фізіологічним вельми активна, але на відміну від оболонки клітини вона нездатна відновлюватися після пошкодження. Електронно-мікроскопічні дослідження показали, що оболонка складається з двох мембран, між якими знаходиться перинуклеарное простір »Вдалося спостерігати, як цей простір іноді повідомляється з порожнинами і цистернами цитоплазма-ної мережі, а мембрани оболонки є продовженням мембран цієї мережі. Так як канали цітоплазматічес-кою мережі можуть взаємодіяти з міжклітинної середовищем, то деякі речовини здатні з середовища прямо надходити в перинуклеарное простір клітини. На зовнішній мембрані ядерної оболонки часто розташовуються рибосоми. Таким чином, оболонка ядра є, мабуть, частиною мембранної системи клітини. Іноді оболонка ядра може складками вдаватися в цитоплазму або в Каріоплазма, в силу чого збільшується поверхня дотику ядра і цитоплазми. Контакт слщтепор, Зазвичай ядерце майже правильної сферичної форми. Рідше зустрічаються ядерця у вигляді скручених стрічок і неправильних тілець. Число ядерець залежить від виду тварини і типу клітини, а також може змінюватися в залежності від рівня обмінних процесів в одній і тій же клітині. При інтенсифікації цих процесів кількість ядерець зростає, завдяки чому збільшується поверхня активних контактів матеріалу ядерця з Каріоплазма. Зустрічаються ядра з 1-2 -3 і значно більшим числом ядерець.

Розмір ядерця також пов'язаний з видовий, органної приналежністю і з фізичним станом клітини. Так, при посиленні синтетичної діяльності (освіта секрету в залозах, желточних зерен в ооцитах) ядерце збільшується.

Однак за умови гальмування виходу РНК в цитоплазму ядерце також може збільшуватися, хоча синтез білків в цьому випадку в цитоплазмі ослаблений.

Утворюються ядерця в кінці поділу клітини і зникають на початку його. Виникнення ядерець пов'язано з певною ділянкою хромосом -. організатором ядерець. У ядрі розрізняють по дві хромосоми з організатором ядерець. Ядро має складну субмікроскопічну структуру, його речовина складається з нуклеолонемной і аморфної частин. Нуклеолоне-ма представлена \u200b\u200bгранулами і товстими пучками (приблизно 1200 А), що складаються з тонких фібрил (40-50 А), в осередках яких розташовується більш пухке аморфне речовина. Гранули діаметром 100-200 А, складаються з рибонуклеопротеидов і називаються ЯДЕРЦЕВОГО рибосомами. Функція ядерця зводиться до синтезу рибосомальної РНК, і, можливо, рибосом.

Близько 70% РНК, що міститься в цитоплазмі, і 30% в -в кариоплазме, утворюються в полісом.

Каріолімфа (ядерний сік) в клітці, що не є рідиною білкової природи. У ній містяться РНК і білок, переваж-суспільством альбуміни. У каріолімфа знаходяться хромосоми в сильно Деспі-ралізованного вигляді. У деяких тварин їх виявляють навіть за допомогою світлового мікроскопа, але в більшості випадків вони не видно. Це, * по-видимому, пояснюється досить незначною товщиною хромосом.

При різного роду впливах, як уже сказано, з каріолімфа може отмешіваться хроматин у вигляді неправильних грудочок і зерен. У каріолімфа різних клітин самців (птиці) або самок (ссавці) близько ядерця або під оболонкою ядра знаходяться хроматіновие тільця певної форми, які названі статевим хроматином. За цією ознакою можна визначати стать тварини, коли вторинні статеві ознаки ще не виражені.

Функція ядра в цілому визначається головним чином присутністю в ньому ДНК.

1. Через ДНК насамперед здійснюється генетична (genesis - народжую) функція ядра. Вона полягає в тому, що ДНК ядра зберігають спадкову інформацію, розмножує її завдяки здатності ДНК відтворювати саму себе, і при діленні клітини ця інформація, записана в ДНК, рівномірно по кількості і якості розподіляється по дочірнім клітинам.

2. Ядра в період між поділами клітини належить провідна роль і в реалізації спадкової інформації, «записаної» в ДНК. Ця реалізація відбувається шляхом управління синтезом і обміном речовин. У синтезі білків ядро \u200b\u200bбере участь шляхом утворення на ДНК інформаційної, можливо, рибосомальной і транспортної РНК. На обмін речовин ядро \u200b\u200bвпливає через ферменти. Так, відомо, що під час відсутності ядра знижується активність одних ферментів протоплазми і припиняється вироблення складових частин інших. 3. Дві попередні функції тісно пов'язані з формотворною роллю ядра. У дослідах з пересадки ядра з клітини одного виду в клітку іншого встановлено, що пересаджене ядро \u200b\u200bнаправляє розвиток в сторону свого виду.

4. Під контролем ядра здійснюються і інші процеси в клітці. Наприклад, ядерні речовини здатні стимулювати фосфорилювання, в результаті якого утворюється АТФ.

Як ви вважаєте, чи може клітина існувати без ядра? Відповідь обґрунтуйте.

У прокаріотів кільцева ДНК розташована безпосередньо в цитоплазмі і успішно виконує свої функції. Однак будова і діяльність еукаріотичної клітини набагато складніше, ніж прокариотической. У зв'язку з цим еукаріотів необхідно мати значно більше нуклеїнових кислот, Які зручніше локалізувати в певній зоні. Цю проблему вирішив поява ядерної оболонки і відокремлення клітинного ядра. Крім того, ядерна оболонка захищає хроматин від хімічних і механічних пошкоджень.

Чи може еукаріотична клітина існувати без ядра? В ядрі зберігається майже вся спадкова інформація про структуру білків. Отже, без ядра клітина не може розвиватися і гине. Проте деякі клітини багатоклітинного організму (Наприклад, еритроцити людини) втрачають ядро \u200b\u200bв ході росту і спеціалізації; до моменту втрати ядра в них уже синтезований весь необхідний набір білків. Швидкість руйнування цих білків визначає термін життя таких клітин (як правило, кілька тижнів).

Біологія вивчає все живе на планеті Земля, починаючи з глобальної екосистеми Землі - біосфери - і закінчуючи самими дрібними живими частками - клітинами. Розділ біології про клітинах називається "цитологія". Вона вивчає всі живі клітини, які бувають ядерними і без'ядерними.

Значення ядра для клітини

Як видно з назви, без'ядерні клітини не мають ядра. Вони характерні для прокаріотів, які самі по собі є такими клітинами. Прихильники теорії еволюції вважають, що еукаріотичні клітини походять від прокаріотичних. Основною відмінністю еукаріотів в процесі розвитку життя стало саме клітинне ядро. Справа в тому, що в ядрах міститься вся спадкова інформація - ДНК. Тому для еукаріотів відсутність ядра зазвичай відхилення від норми. Однак бувають винятки.

прокаріотів

Без'ядерними клітинами є прокаріотів. Прокаріоти - найдавніші істоти, що складаються з однієї клітини або колонії клітин, до них відносяться бактерії і археї. Їх клітини називають доядернимі.

Головною особливістю біології клітин прокаріотів є, як уже було згадано, відсутність ядра. З цієї причини їх спадкова інформація зберігається оригінальним способом - замість еукаріотичних хромосом ДНК прокаріот «упакована» в нуклеоїд - кільцеву область в цитоплазмі. Поряд з відсутністю оформленого ядра немає мембранних органоїдів - мітохондрій, апарату Гольджі, пластид, ендоплазматичноїмережі. Замість них необхідні функції виконуються Мезосоми. Рибосоми прокаріотів набагато менше еукаріотичних за розміром, а їх кількість менше.

Без'ядерні клітини рослин

У рослин є тканини, що складаються з одних без'ядерних клітин. Наприклад, луб або флоема. Він знаходиться під покривною тканиною і являє собою систему з різних тканин: основний, опорної і проводить. Основним елементом лубу, що належать до провідної тканини, є сітовідние трубки. Складаються вони з члеників - подовжених без'ядерних клітин з тонкими клітинними стінками, головним компонентом яких є целюлоза і пектинові речовини. Ядро вони втрачають при дозріванні - воно відмирає, а цитоплазма перетворюється в тонкий шар, розміщений біля стінки клітини. Життя цих без'ядерних клітин пов'язана з клітинами-супутниками, що мають ядро; вони тісно пов'язані один з одним і фактично становлять одне ціле. Членики і супутники розвиваються в загальній меристематической клітці.

Клітини сітовідних трубок живі, але це єдиний виняток; всі інші клітини без ядра у рослин є мертвими. У еукаріотичних організмів (до яких відносяться і рослини) без'ядерні клітини здатні жити дуже короткий час. Клітини сітовідних трубок недовговічні, після смерті утворюють поверхневий шар рослини - покривну тканину (наприклад, кору дерева).

Без'ядерні клітини людини і тварин

В організмі людини і ссавців тварин також є клітини без ядра - еритроцити і тромбоцити. Розглянемо їх докладніше.

еритроцити

Інакше їх називають червоними кров'яними тільцями. На етапі формування молоді еритроцити містять ядро, а от дорослі клітини його не мають.

Еритроцити забезпечують насичення киснем органів і тканин. За допомогою що міститься в червоних кров'яних клітинах пігменту гемоглобіну клітини пов'язують молекули кисню і переносять їх від легких в мозок і до інших життєво важливих органів. Також вони беруть участь у виведенні з організму продукту газообміну - вуглекислого газу СО 2, транспортуючи його.

Еритроцити людини мають розмір всього 7-10 мкм і форму двояковогнутого диска. Завдяки маленьким розмірам і еластичності, червоні кров'яні тільця легко проходять через капіляри, які значно менше них за розміром. В результаті відсутності ядра і інших клітинних органел кількість гемоглобіну в клітині підвищений, гемоглобін заповнює весь її внутрішній обсяг.

Вироблення еритроцитів проходить в кістковому мозку ребер, черепа і хребта. У дітей задіяний також кістковий мозок кісток ніг і рук. Кожну хвилину формується більш 2 мільйонів еритроцитів, що живуть близько трьох місяців. Цікавий факт - червоні клітини крові складають приблизно ¼ від всіх клітин людини.

тромбоцити

Раніше їх називали ще кров'яними пластинками. Це дрібні без'ядерні клітини крові плоскої форми, розмір яких не перевищує 2-4 мкм. Являють собою фрагменти цитоплазми, які відокремилися від клітин кісткового мозку - мегакаріоцитів.

Функцією тромбоцитів є формування згустку крові, який «затикає» в судинах пошкоджені місця, і забезпечення нормального згортання крові. Також кров'яні пластинки можуть виділяти сполуки, що сприяють росту клітин (так звані фактори росту), тому вони важливі для загоєння пошкоджених тканин і сприяють їх регенерації. Коли тромбоцити активізуються, тобто переходять в новий стан, вони приймають форму сфери з виростами (псевдоподиями), за допомогою яких зчіплюються один з одним або судинною стінкою, закриваючи тим самим її пошкодження.

Відхилення кількості тромбоцитів від норми може призводити до різних захворювань. Так, зменшення кількості кров'яних пластинок підвищує ризик кровотеч, а їх збільшення призводить до тромбозу судин, тобто появи згустків крові, які в свою чергу можуть стати причиною інфарктів та інсультів, емболії легеневої артерії і закупорки судин в інших органах.

Утворюються тромбоцити в кістковому мозку і селезінці. Після формування 1/3 з них руйнується, а що залишилися циркулюють в кровотоці трохи довше тижня.

корнеоцити

Деякі клітини шкіри людини також не містять ядер. З без'ядерних клітин складаються два верхніх шару епідермісу - роговий і блискучий (цікловідний). Обидва складаються з однакових клітин - корнеоцитів, які є колишніми клітини нижніх шарів епідермісу - кератиноцити. Ці клітини, що утворилися на кордоні зовнішнього і середнього шарів шкіри (дерми і епідермісу), піднімаються в міру "дорослішання" все вище, в шипуватий, а потім і в зернистий шари епідермісу. У кераноціте накопичується виробляється їм білок кератин - важливий компонент, який відповідає за міцність і пружність нашої шкіри. У результаті клітина втрачає ядро \u200b\u200bі практично всі органели, тому більшу її частину становить білок кератин.

Утворені корнеоцити мають плоску форму. Щільно прилягаючи один до одного, вони утворюють роговий шар шкіри, службовець бар'єром для мікроорганізмів і багатьох речовин - його лусочки виконують захисну функцію. Перехідним від зернистого до рогового служить блискучий шар, також складається з втратили ядра і органели кератиноцитів. По суті, корнеоцити - це мертві клітини, так як ніяких активних процесів в них не відбувається.

Без'ядерні клітини в трансплантології

Для клонування клітин потрібних тканин в трансплантології використовуються штучно створені без'ядерні клітини. Так як генетичну інформацію у еукаріотичних організмів зберігає саме ядро, шляхом маніпуляцій з ним можна впливати на властивості клітини. Як би фантастично це не звучало, але можна замінити ядро \u200b\u200bі таким способом отримати зовсім іншу клітку. Для цього ядра видаляються або руйнуються різними способами - хірургічним, за допомогою ультрафіолетового випромінювання або центрифугування в поєднанні з впливом цітохалазін. В отриману без'ядерну клітку пересаджують нове ядро.

До сих пір вчені не прийшли до спільної думки з приводу етичності клонування, тому воно все ще знаходиться під забороною.

Таким чином, фактично живі без'ядерні клітини у вищих (еукаріотичних) організмів майже не зустрічаються. Винятком є \u200b\u200bклітини крові людини - еритроцити і тромбоцити, а також клітини флоеми у рослин. В інших випадках без'ядерні клітини не можна назвати живими, як, наприклад, клітини верхніх шарів епідермісу або клітини, отримані штучним шляхом для клонування тканин в трансплантології.

Деякі екзопланети очима художників

Раніше вважалося, що кам'янисті планети обов'язково повинні складатися з трьох найважливіших шарів - оболонки, мантії і ядра, що містить розплав найбільш важких елементів. Ця диференціація, на думку найбільш авторитетних теорій, з'являлася вже на ранніх стадіях їх еволюції, коли спостерігалися особливо зіткнення з іншими небесними тілами, а на самих планетах йшли потужні радіоактивні процеси. Все це розжарювало молоді планети, і більш важкі елементи осідали ближче до центру.

Втім, відкриття планет далеко за межами нашої сонячної системи, Яке досить активно йде в останні роки, демонструє цілу галерею вельми дивних за нашими мірками світів. Є серед них і планета, що складається з колосального алмазу ( «Трильйони карат»), і планета, що зуміла вижити після поглинання червоним гігантом ( «Воля до життя»), і навіть ті, які взагалі, на погляд астрономів, не повинні були б існувати ( «Екзотична екзопланета»). А група астронома Сари Сігер (Sara Seager) теоретично описала ще один вельми екзотичний варіант - «без'ядерні» кам'янисті планети.

Такі екзопланети в ході свого розвитку диференціюються на два шари, які не формуючи ядра. Це, на думку вчених, може траплятися, якщо в ході зародження планети вона виявляється в занадто багатому водою оточенні. Залізо вступає з нею у взаємодію, утворюючи оксид швидше, ніж встигає осісти ближче до центру планети в чистому металевому вигляді.

Зауважимо, що сьогоднішні технології не дозволяють строго підтвердити на практиці ці теоретичні викладки. Настільки невеликі тіла на таких величезних відстанях розгледіти досить важко - не кажучи вже про те, щоб детально вивчати їх хімічний склад.

Але одне про подібні «без'ядерних» тілах можна сказати з упевненістю: на них навряд чи знайдуться брати по розуму, та й взагалі яке-небудь життя (принаймні, в тому вигляді, в якому ми звикли її представляти). Справа в тому, що саме розплавлене ядро \u200b\u200bподібних до Землі планет породжує навколо них потужне магнітне поле, яке надійно оберігає живі організми від цілого ряду неприємностей - перш за все, від потоків заряджених частинок, яким Сонце безперервно бомбардує околиці. Такий вплив може виявитися смертельно небезпечним, викликаючи і вільнорадикальні реакції, і небезпечно високий рівень мутагенності.

До речі, група Сари Сігер вже з'являлася в наших повідомленнях. Нагадаємо, що саме ці вчені склали свій варіант зведеної таблиці всіх екзопланет: «