Біографії Характеристики Аналіз

Клітинне ядро ​​та його функції. Ядро як система керування клітини

Ядро (латин. Nucleus) - це один із структурних компонентів еукаріотичної клітини, що містить генетичну інформацію (молекули ДНК), і виконує функції:

1) зберігання та відтворення генетичної інформації

2) регуляції процесів обміну речовин, що протікають у клітині

Форма ядра залежить здебільшого від форми клітини, вона може бути зовсім неправильною. Розрізняють ядра кулясті, багатолопатеві. Вп'ячування та вирости ядерної оболонки значно збільшують поверхню ядра і тим самим посилюють зв'язок ядерних та цитоплазматичних структур та речовин.

Будова ядра

Ядро оточене оболонкою, що складається з двох мембран, що мають типову будову. Зовнішня ядерна мембрана з поверхні, перетвореної в цитоплазму, вкрита рибосомами, внутрішня мембрана гладка.

Ядерна оболонка – частина мембранної системи клітини. Вирости зовнішньої ядерної мембрани з'єднуються з каналами ендоплазматичної мережі, утворюючи єдину систему сполучених каналів. Обмін речовин між ядром та цитоплазмою здійснюється двома основними шляхами. По-перше, ядерна оболонка пронизана численними порами, якими відбувається обмін молекулами між ядром і цитоплазмою. По-друге, речовини з ядра в цитоплазму і назад можуть потрапляти внаслідок відшнурування вп'ячування та виростів ядерної оболонки. Незважаючи на активний обмін речовинами між ядром та цитоплазмою, ядерна оболонка обмежує ядерний вміст від цитоплазми, забезпечуючи тим самим відмінності в хімічному складі ядерного соку та цитоплазми. Це необхідно для нормального функціонування ядерних структур.

Вміст ядра поділяють на ядерний сік, хроматин та ядерце.

У живій клітині ядерний сік виглядає безструктурною масою, яка заповнює проміжки між структурами ядра. До складу ядерного соку входять різні білки, у тому числі більшість ферментів ядра, білки хроматину і рибосомальні білки. , що транспортуються потім з ядра в цитоплазму.

Хроматином (то греч.chroma-забарвлення, колір) називають глибки, гранули і сетевидные структури ядра, інтенсивно фарбуються деякими барвниками і відрізняються формою від ядерця. Хроматин містить ДНК і білки і являє собою спіралізовані та ущільнені ділянки хромосом. Спіралізовані ділянки хромосом генетично неактивні.

Свою специфічну роль-передачу генетичної інформації-можуть здійснювати тільки деспіралізовані-розкручені ділянки хромосом, які через свою малу товщину не видно у світловий мікроскоп.

Третя характерна для клітини структура – ​​ядерце. Воно є щільне округле тільце, занурене в ядерний сік. У ядрах різних клітин, соціальній та ядрі однієї й тієї ж клітини залежно від її функціонального стану число ядерців може коливатися від 1 до 5-7 і більше. Кількість ядерців може перевищувати число хромосом у наборі; це відбувається з допомогою виборчої редуплікації генів, відповідальних синтез р-РНК. Ядерця є тільки в ядрах, що не діляться, під час мітозу вони зникають внаслідок спіралізації хромосом і виходу всіх раніше утворених рибосом в цитоплазму, а після завершення поділу виникають знову.

Ядро не є самостійною структурою ядра. Воно утворюється навколо ділянки хромосоми, де закодована структура р-РНК. Ця ділянка хромосоми-ген-носить назву ядерцевого організатора (ЯО), і на ньому відбувається синтез р-РНК.

Крім накопичення р-РНК, у ядерці формуються субодиниці рибосом, які потім переміщаються в цитоплазму і, об'єднуючись за участю катіонів Ca2+, формують цілі рибосоми, здатні брати участь у біосинтезі білка.

Таким чином, ядерце - це скупчення р-РНК і рибосом на різних етапах формування, в основі якого лежить ділянка хромосоми, що несе ген - ядерцевий організатор, що містить спадкову інформацію про структуру р-РНК.

Ядро, його будова та біологічна роль.

Ядро складається з 1) поверхня апарату ядра(У ньому продовжив: 2 мембрани, перинуклеарн просторів, порові комплекси, ламіну.) 2) каріоплазми(нуклеоплазми) 3) хроматину(у ньому еухроматин та гетерохроматин) 4) ядерця(грануляр та фібриляр компонент.)

Ядро - це структура клітини яка виконує функцію зберігання та передачі інф, а також регулює всі життєві процеси клітини. Ядро несе у собі генетичну (спадкову) інф у вигляді ДНК. Ядра зазвичай мають кулясту або яйцеподібну форму. Я. оточене ядерною оболонкою. Ядерна оболонка пронизана ядерними порами. Через них ядро ​​обмінюється речовинами з цитоплазмою (внутрішнє середовище клітини). Зовнішня мембрана перетворюється на ендоплпзматич ретикулум і може бути усіяна рибосомами. Відношення розмірів ядра та клітини залежить від функціональної активності клітини. Більшість клітин одноядерні. Двоядерними можуть бути кардіоміоцити. Завжди двоядерні інфузорії. Вони характерний ядерний дуалізм.(тобто ядра різних за будовою і финкциям). Мале ядро ​​(генеративне) – диплойдне. Воно забезпечує лише статевий процес у інфузорій. Велике (вегетативне) поліплойдне ядро. Воно регулює решту життєвих процесів. Багатоядерними бувають клітини деяких найпростіших та клітини скелетної мускулатури.

П.А.Я. або каріотека ) має мікроскопічну товщину і тому видно у світловий мікроскоп. Поверхневий апарат ядра включає:

а) ядерну оболонку, або каріолему; б)парові комплекси; в)периферичну щільну пластинку (ППП), або ламіну .

(1) Ядерна оболонка (каріолема).складається з 2 мембран - зовнішньої та внутрішньої, розділених перинукляєарним простором. Обидві мембрани мають таку ж рідинно-мозаїчну будову, як і плазматична мембрана, і розрізняються за набором білків. Серед цих білків є ферменти, переносники та рецептори. Зовнішня ядерна мембрана є продовженням мембран грепс і може бути усіяна рибосомами, на яких йде синтез білка. З боку цитоплазми зовнішня мембрана оточена проміжною мережею. (Ві-ментинових) фіпаментів.Між зовнішньою та внутрішньою мембранами знаходиться перинуклеарний простір - порожнина шириною 15-40 нм, вміст якого повідомляється з порожнинами каналів ЕПС. За складом перинуклеарний простір близький до гіалоплазми та може містити синтезовані рибосомами білки. Головна функція каріолеми - Ізоляція гіалоплазми від каріоплазми. Спеціальні білки ядерних мембран, розташовані в області ядерних пір, здійснюють транспортну функцію. Ядерна оболонка пронизана ядерними порами, якими здійснюється зв'язок каріоплазми і гіалоплазми. Для регулювання такого зв'язку в порах знаходяться (2) порові комплекси.Вони займають 3-35% поверхні ядерної оболонки. Число ядерних пір з поровими комплексами є мінливою величиною і залежить від активності ядра. В області ядерних пір зовнішня та внутрішня ядерні мембрани зливаються. Сукупність структур, пов'язаних з ядерною часом, називається комплексом ядерної доби.Типовий поровий комплекс є складною білковою структурою - містить понад 1000 молекул білка. У центрі пори розташована центральна білкова глобула(Гранула), від якої по радіусу відходять тонкі фібрили до периферичних білкових глобулів, утворюючи діафрагму пори. По периферії ядерної пори знаходяться дві паралельні кільцеві структури діаметром 80-120 нм (по одному з кожної поверхні каріолеми), кожна з яких утворена 8 білковими гранулами(Глобулами).



Білкові глобули перового комплексу поділяються на центральні і периферичні . За допомогою периферичних глобул здійснюється транспорт макромолекул із ядра в гіалоплазму. (фіксуються в мембрані спеціальним інтегральним білком. Від цих гранул до центру сходяться білкові фібрили,формують перегородку - діафрагму пори)

У ньому беруть участь спеціальні білки периферичних глобул. нуклеопорини.У периферичних глобулах є спеціальний білок - переносник молекул т-РНК

Центральна глобуласпеціалізується на транспорті і-РНК з ядра до гіалопдазму. У її складі є ферменти, що у хімічної модифікації иРНК - її процесингу.

Гранули порових комплексів структурно пов'язані з білками ядерної ламіни, яка бере участь у їх організації

Функції комплексу ядерної доби:

1. Забезпечення регулювання виборчого транспортув-в між цитоплазмою та ядром.

2. Активне перенесенняв ядро білків

3. Перенесення в цитоплазму субодиниць рибосом

(3) ППП або ламіну

шар завтовшки 80-300 нм. прилягає зсередини до внутрішньої ядерної мембрани. Внутрішня ядерна мембрана гладка, її інтегральні білки пов'язані з ламін (периферичної щільною пластинкою). Ламін складається з спеціальних переплетених білків-ламінів, що утворюють периферичний каріоскелет. Білки-ламіни відносяться до класу проміжних філаментів (скелетних фібрил). У ссавців відомо 4 види цих білків – це ломіми А, В, В 2 і С.Ці білки надходять до ядра з цитоплазми. Ламіни різних видів взаємодіють між збій та утворюють білкову мережу під внутрішньою мембраною ядерної оболонки. За допомогою ламінів «В» ППП з'єднується зі спеціалізованим інтегралом білкомядерної оболонки. З ППП взаємодіють і білки приферич голобул «всередину кільця» порового комплексу. До ламіну «А» приєднується тіломерн ділянки хромосом.

Функції ламіни: 1)поддерд форму ядра. (Навіть якщо бої мембрани зруйнований, то ядро ​​за рахунок ламини зберіг свою форму і порові комп-си залиш на своєму місці.

2) служить компонентом каріоскелета

3) Участь у складання ядерної оболонки (формування каріолеми) при діленні клітини.

4) в інтерфазному ядрі до ламін прикріпив хроматин. таким чином ламіну забезпечив функцію фіксації хроматину в ядрі (забезпечує впорядкову укладання хроматину, бере участь у просторовій організації хроматину в інтерфазному ядрі). Ламін "А" взаємодія з тіломірними ділянками хромосом.

5) забезпечив структуру організацію порових комплексів.

імпорт та експор білків.

У ядро через ядерні пори надходять: синтезовані цитоплазматичними рибосомами білки-ферменти, що беруть участь у процесах реплікації та репарації (відновлення ушкоджень у ДНК); білки-ферменти, що у процесі транскрипції; білки-репресори, що регулюють процес транскрипції; білки-гістони. (які пов'язані з молекулою ДНК і утворюють хроматин); білки, що входять до складу субодиниць рибосом: білки ядерного матриксу, що утворюють каріоскелет; нуклеотиди; іони мінеральних солей, зокрема, іони Са та Mg .

З ядра у цитоплазму виходять і-РНК. т-РНК та субодиниці рибосом, які є рибонуклеопротеїдними частинками (р-РНК, пов'язані з білками).

5. Хімічний склад та структурна організація хроматину. рівні компактизації. хромосоми чол їх стрункий і класифікація.

У ядрі клітин дрібні зернятка та глибки матеріалу, забарвлюються основними барвниками.

Хроматин є дезоксирибонуклеопротеїдом (ДНП) і складається з ДНК, з'єднаної з білками-гістонами або негістоновими білками. Гістони та ДНК об'єднані у структури, які називаються нуклеосомами. Хроматин відповідає хромосомам, які в інтерфазному ядрі представлені довгими перекрученими нитками та невиразні як індивідуальні структури. Виразність спіралізації кожної з хромосом неоднакова з їхньої довжині. Реалізацію генетичної інформації здійснюють деспіралізовані ділянки хромосом.

класифікація хроматину:

1) еухроматин(Активний деспіралізований. на ньому походження зчитування інф (транскрипція). в ядрі виявляється як світліші ділянки ближче до центру ядра) Передбачається, що в ньому зосереджена та ДНК, яка в інтерфазі генетично активна. Еухроматин відповідає сегментам хромосом, які деспіралізованіі відкриті для транскрипції.

2) гетерохроматин(неробочий спіралізований, конденсований, компактніший В ядрі виявляється у вигляді глибок на периферії.) ділиться на:конститутивний (завжди неактивний, ніколи не переходить в еухроматин) та Факультативний (за певних умов або на визначених стадіях імунного циклу може переходити до еухроматину). розташовується ближче до оболонки ядра, компактніший. Прикладом скупчення факультет гетерохроматину є тільце Барра - інактивована Х-хромосома у самок ссавців, яка в інтерфазі щільно скручена і неактивна.

Таким чином, за морфологічними ознаками ядра (за співвідношенням вмісту еу- та гетерохроматину) можна оцінити активність процесів транскрипції, а отже, синтетичної функції клітини.

Хроматин і хромосоми є дезоксирибонуклеопротеїдами (ДНП), але хроматин - це розкручений, а хромосоми - скручений стан. Хромосом в інтерфазному ядрі немає, хромосоми виникають при руйнуванні ядерної оболонки (під час поділу).

Будова хромосом:

Хромосоми – найбільш упакований стан хроматину.

У хромосомах розрізняють первинну перетяжку (центроміру),хромосому, що розділяє, на два плечі. Первинна перетяжка – найменш спіралізована частина хромосоми, до неї під час поділу клітини приєднуються нитки веретена поділу. На деяких хромосомах є глибокі вторинні перетяжки,що відокремлюють невеликі ділянки хромосом, звані супутниками. В області вторинних перетяжок знаходяться гени, що кодують інформацію про р-РНК, тому вторинні перетяжки хромосом називаються організаторами ядерця.

Залежно від місця розташування центроміри розрізняють три типи хромосом:

1) метацентричні (мають плечі рівної або майже рівної величини);

2) субметацентричні (мають плечі нерівної величини);

3) акроцентричні (мають паличкоподібну форму з коротким, майже непомітним другим плечем);

Кінці плечей хромосом називаються тіломірами

Рівні компаюпізації хроматину:

1. Нуклеосомний- Два з половиною витки подвійної спіралі ДНК (146-200 пар нуклеотидів) намотуються зовні на білковий кор, утворюючи нуклеосому. Кожен гістон представлений двома молекулами. ДНК намотується на кор зовні, утворюючи два з половиною витки. Ділянка ДНК між нуклеосомами називається лінкером та має протяжність 50-60 пар нуклеотидів. Товщина нуклеосомної нитки становить 8-11 нм.

2. Нуклеомірний.Нуклеосомна структура закручується, утворюючи суперспіраль. У її освіті бере участь ще один гістоновий білок HI, що лежить між нуклеосомами та пов'язаний з лінкером. До кожного лінкеру приєднується 1 молекула гістону HI. Молекули HI у комплексі з лінкерами взаємодіють між собою та викликають суперспіралізаціюнуклеосомної фібрили.

В результаті утворюється хроматинова фібрила, товщина якої становить 30 нм (ДНК компактизована в 40 разів). Суперспіралізація відбувається двома способами. 1) нуклеосомна фібрила може утворювати спіраль другого порядку, що має форму соленоїда; 2) 8-10 нуклеосом утворюють велику компактну структуру - нуклеомеру.Цей рівень не допускає синтезу РНК із нуклеомерною ДНК (транскрипція не відбувається).

3. Хромомірний(Патальна структура). Хроматинова фібрила утворює петлі, які зчіплюються між собою за допомогою особливих білків негістонових, або петельні центри - хромомери. Товщина 300 нм.

4. Хромонімний- утворюється внаслідок зближення хромомірів по довжині. Хромонема містить одну гігантську молекулу ДНК комплексно з білками, тобто. фібрилу дезокси-рибонуклеопротеїну – ДНП (400 нм).

5. Хроматидний- Хромонема складається кілька разів, утворюючи тіло хроматиди (700 нм). Після реплікації ДНК хромосома містить 2 хроматиди.

6. Хромосомний(1400 нм). Складається із двох хроматид. Хроматиди з'єднані центроміром. При розподілі клітини хроматиди розходяться, потрапляючи у різні дочірні клітини.

хромосоми людини

Каріотип - сукупність ознак (число, розміри, форма і т.д.) повного набору хромосом, властивий клітинам даного біологічного виду ( видовий каріотип), даного організму ( індивідуальний каріотип) або лінії (клону) клітин.

Для процедури визначення каріотипу можуть бути використані будь-які популяції клітин, що діляться, для визначення людського каріотипу використовується або одноядерні лейкоцити, вилучені з проби крові, поділ яких провокується додаванням мітогенів, або культури клітин, що інтенсивно діляться в нормі (фібробласти шкіри, клітини кісткового мозку).

каріотип -диплойдний набір хромосом, властивий соматичним клітинам організмів даного виду, що є видоспецифічною ознакою і характеризується певним числом та будовою хромосом.

Хромосомний набір більшості клітин - диплоїдний (2п) - це означає, кожна хромосома має пару, тобто. гомологічну хромосому. Зазвичай диплоїдний (2п) набір хромосом утворюється в останній момент запліднення (одна з пари хромосом від батька, інша від матері). Деякі клітини триплоїдні (Зп), наприклад, клітини ендосперму.

Зміна числа хромосом у каріотипі людини може призвести до різних захворювань. Найбільш частим хромосомним захворюванняму людини є синдром Дауна, обумовлений трисомією (до пари нормальних хромосом додається ще одна така ж, зайва) по 21 хромосомі. Зустрічається цей синдром із частотою 1-2 на 1000.

Відомі трисомії по 13-й хромосомі. Синдром Патау, а також по 18-й хромосомі - синдром Едвардса, за яких життєздатність новонароджених різко знижена. Вони гинуть у перші місяці життя через численні вади розвитку.
Досить часто у людини зустрічається зміна числа статевих хромосом. Серед них відома моносомія Х (з пари хромосом є тільки одна (Х0)) - це синдром Шерешевського-Тернера. Рідше зустрічається трисомія Х і синдром Клайнфельтера(ХХУ, ХХХУ, ХУУ тощо)

6. Гіалоплазма. Органели, їхня класифікація. Біологічні мембрани

гіалоплазма - частина цитоплазми тварин та рослинних клітин, що не містить структур, помітних у світловому мікроскопі.

Гіалоплазма(hyaloplasma; від грец. hyalinos - прозорий) становить приблизно 53-55% загального обсягу цитоплазми (cytoplasma), утворюючи гомогенну масу складного складу. У гіалоплазмі є білки, полісахариди, нуклеїнові кислоти, ферменти. За участю рибосом у гіалоплазмі синтезуються білки, відбуваються різні реакції проміжного обміну. У гіалоплазмі розташовуються також органели, включення та клітинне ядро.

Основна роль гіалоплазми – об'єднання всіх клітинних структур щодо їхньої хімічної взаємодії та забезпечення транспортних біохімічних процесів.

Органели (organellae) є обов'язковими мікроструктурами всім клітин, виконують певні життєво важливі функції. Розрізняють мембранні та немембранні органели.

До мембранним органеллам , відмежованим від навколишньої гіалоплазми мембранами, відносяться ендоплазматична мережа, комплекс Гольджі, лізосоми, пероксисоми, мітохондрії.

Ендоплазматична мережає єдиною безперервною структурою, утвореною системою цистерн, трубочок і сплощених мішечків. На електронних мікрофотографіях розрізняють зернисту (шорстку, гранулярну) та незернисту (гладку, агранулярну) ендоплазматичну мережу. Зовнішній бік зернистої мережі покритий рибосомами, незернистий позбавлений рибосом. Зерниста ендоплазматична мережа синтезує (на рибосомах) та транспортує білки. Незерниста мережа синтезує ліпіди та вуглеводи та бере участь у їх обміні (наприклад, стероїдні гормони у кірковій речовині надниркових залоз та клітинах Лейдіга (сустеноцитах) яєчок; глікоген – у клітинах печінки). Однією з найважливіших функцій ендоплазматичної мережі є синтез мембранних білків та ліпідів для всіх клітинних органел.

комплекс Гольджіє сукупністю мішечків, бульбашок, цистерн, трубочок, платівок, обмежених біологічною мембраною. Елементи комплексу Гольджі поєднані між собою вузькими каналами. У структурах комплексу Гольджі відбуваються синтез та накопичення полісахаридів, білково-вуглеводних комплексів, що виводяться з клітин. Так утворюються секреторні гранули. Комплекс Гольджі є у всіх клітинах людини, крім еритроцитів та рогових лусочок епідермісу. У більшості клітин комплекс Гольджі розташований навколо або поблизу ядра, в екзокринних клітинах над ядром, в апікальній частині клітини. Внутрішня опукла поверхня структур комплексу Гольджі звернена у бік ендоплазматичної мережі, а зовнішня, увігнута – до цитоплазми.

Мембрани комплексу Гольджі утворені зернистою ендоплазматичною мережею та переносяться транспортними бульбашками. Від зовнішнього боку комплексу Гольджі постійно відгалужуються секреторні бульбашки, а мембрани його цистерн постійно оновлюються. Секреторні бульбашки постачають мембранний матеріал для клітинної мембрани та глікокаліксу. Таким чином, забезпечується оновлення плазматичної мембрани.

Лізосомиє бульбашки діаметром 0,2-0,5 мкм, що містять близько 50 видів різних гідролітичних ферментів (протеази, ліпази, фосфоліпази, нуклеази, глікозидази, фосфатази). Лізосомальні ферменти синтезуються на рибосомах зернистої ендоплазматичної мережі, звідки переносяться транспортними бульбашками до комплексу Гольджі. Від бульбашок комплексу Гольджі відгалужуються первинні лізосоми. У лізосомах підтримується кисле середовище, його рН коливається від 35 до 50. Мембрани лізосом стійкі до ув'язнених у них ферментів і оберігають цитоплазму від їхньої дії. Порушення проникності лізосомальної мембрани призводить до активації ферментів та тяжких ушкоджень клітини аж до її загибелі.

У вторинних (зрілих) лізосомах (фаголізосомах) відбувається перетравлення біополімерів до мономерів. Останні транспортуються через лізосомальну мембрану у гіалоплазму клітини. Неперетравлені речовини залишаються в лізосомі, внаслідок чого лізосома перетворюється на так зване залишкове тільце високої електронної густини.

Мітохондрії(mitochondrii), що є «енергетичними станціями клітини», беруть участь у процесах клітинного дихання та перетворення енергії у форми, доступні для використання клітиною. Їхні основні функції - окислення органічних речовин і синтез аденозинтрифосфорної кислоти (АТФ). Багато великих мітохондрій у кардіоміоцитах, м'язових волокнах діафрагми. Вони розташовані групами між міофібрилами, оточені гранулами глікогену та елементами незернистої ендоплазматичної мережі. Мітохондрії є органелами із подвійними мембранами (товщина кожної близько 7 нм). Між зовнішньою та внутрішньою мітохондріальними мембранами розташований міжмембранний простір шириною 10-20 нм.

До немембранних органоїдам відносяться клітинний центр еукаріотичних клітин та рибосоми, що є в цитоплазмі як еу-, так і прокаріотичних клітин.

Рибосома- це округла рибонуклеопротеїнова частка діаметром 20-30 нм. Вона складається з малої та великої субодиниць, об'єднання яких відбувається у присутності матричної (інформаційної) РНК (мРНК). Одна молекула мРНК зазвичай поєднує кілька рибосом на кшталт нитки намиста. Таку структуру називають полісомою.Полісоми вільно розташовуються в основному речовині цитоплазми або прикріплені до мембран шорсткої цитоплазматичної мережі. В обох випадках вони є місцем активного синтезу білка.

70S - рибосоми виявляються у прокаріотів і в хлоропластах і мітохондріях еукаріотів. 8OS-рибосоми, дещо більші, знаходяться в цитоплазмі еукаріотів. У процесі синтезу білка рибосоми рухаються вздовж мРНК. Процес йде ефективніше, якщо вздовж мРНК рухається не одна, а кілька рибосом. Такі ланцюги рибосом на мРНК називають полірибосомами,або полісомами.

МЕМБРАНИ:

усі мембрани утворюють ліпопротеїдні плівки; мають подвійний шар ліпідів.

У складі мембран до 20% води. ліпіди.

Мембрани складаються зліпідів трьох класів: фосфоліпіди, гліколіпіди та холестерол. Фосфоліпіди та гліколіпіди складаються з двох довгих гідрофобних вуглеводневих «хвостів», які пов'язані із зарядженою гідрофільною «головою». Холестерол надає мембрані жорсткості, займаючи вільний простір між гідрофобними хвостами ліпідів і не дозволяючи їм згинатися. Тому мембрани з малим вмістом холестеролу гнучкіші, а з більшим - жорсткіші і тендітніші.

Клітинні мембрани часто асиметричні, тобто шари відрізняються за складом ліпідів, перехід окремої молекули з одного шару до іншого (так званий фліп-флоп) Утруднений. Розрізняється склад та орієнтація мембранних білків.

Одна з найважливіших функційбіомембрани – бар'єрна. Наприклад, мембрана пероксисом захищає цитоплазму від небезпечних для клітин пероксидів.

Ще одна важлива властивість біомембрани – вибіркова проникність.

найпростіші синтаксичні моделі цієї мови, що є основою мовної діяльності у тому сенсі, що ті, що користуються цією мовою, піддають ці моделі різноманітним трансформаціям залежно від її вимог контексту.

  • - спрощені картини будови атомного ядра, що допускають прості, аналітичні математичні рішення задачі про визначення різних величин, що його характеризують.
  • - перетворення атомних ядер, зумовлені їх взаємодіями з елементарними частинками або один з одним.

    Початки сучасного Природознавства

  • - боєприпаси, вражаюча дія яких ґрунтується на використанні енергії ядерного вибуху. До них відносяться ядерні бойові частини ракет та торпед, ідерні бомби, артилерійські снаряди, глибинні бомби, міни...

    Словник військових термінів

  • Словник юридичних термінів

  • - ....

    Енциклопедичний словник економіки та права

  • - за визначенням ФЗ "Про використання атомної енергії" від 20 жовтня 1995 р. "матеріали, що містять або здатні відтворити ядерні речовини, що діляться"...

    Великий юридичний словник

  • - snurps, small nuclear RNA - малі ядерні РНК. , входять до складу дрібних рибонуклеопротеїнових гранул ядра.
  • - Див. малі ядерні...

    Молекулярна біологія та генетика. Тлумачний словник

  • - Аварії, що виникають на атомних електростанціях. При ядерній аварії різко посилюється радіоактивне забруднення навколишнього середовища.

    Екологічний словник

  • - Перетворення атомів ядер при зіткненні з іншими ядрами, елементарними частинками або гамма-квантами. При бомбардуванні важких ядер легшими отримані всі трансуранові елементи.

    Енциклопедичний словник з металургії

  • - "...ядерні матеріали - матеріали, що містять або здатні відтворити ядерні речовини, що діляться;..." Джерело: Федеральний закон від 21.11...

    Офіційна термінологія

  • - наближені методи опису деяких властивостей ядер, засновані на ототожненні ядра з будь-якою іншою фізичною системою, властивості якої добре вивчені, або піддаються більш простому теоретичному...
  • - Реакції перетворення атомних ядер при взаємодії з елементарними частинками, ?-квантами або один з одним. Вперше почав вивчати Ернест Резерфорд у 1919 році.

    Великий енциклопедичний словник

  • - найпростіші синтаксичні побудови даної мови, в яких предмети позначені іменниками, процеси дієсловами, а ознаки прикметниками та прислівниками, від яких шляхом серії трансформацій утворюються...

    Тлумачний перекладознавчий словник

  • - Найпростіші синтаксичні моделі, які є основою мовної діяльності, оскільки вони використовуються для різноманітних трансформацій за вимогами контексту.

    Словник лінгвістичних термінів

  • - 1) напрямок, що спирається на граматичні категорії та поняття, що співвідносяться з семантичними ознаками...

    Методи дослідження та аналізу тексту. Словник-довідник

"ядерні структури" у книгах

Ядерні євроракети

З книги Сугубо довірливо [Посол у Вашингтоні за шести президентів США (1962-1986 рр.)] автора Добринін Анатолій Федорович

Ядерні робінзони

Із книги Бомба. Таємниці та пристрасті атомної пекла автора Пестов Станіслав Васильович

Ядерні робінзони Наприкінці 50-х років Хрущова дуже зацікавив один проект, запропонований військовими інженерами. Суть його полягала у створенні штучних островів біля атлантичного узбережжя США. Думилося це так: темної злодійської ночі потужні суховантажі пробираються до

98. Вивчення внутрішньої структури зв'язків, порівняння структури зв'язків у різних сукупностях

Із книги Економічний аналіз. Шпаргалки автора Ольшевська Наталія

98. Вивчення внутрішньої структури зв'язків, порівняння структури зв'язків у різних сукупностях.

Ядерні амбіції

З книги Прокинься! Вижити і досягти успіху в майбутньому економічному хаосі автора Чалабі Ел

Ядерні амбіції У другій половині 2003 р. світ дізнався про те, що іранська програма збагачення урану просунута більш, ніж вважалося раніше, і через кілька років Іран стане володарем ядерної зброї. Процитуємо слова американської посадової особи, причетної

Ядерний продаж

З книги Інфобізнес на повну потужність [Подвоєння продажів] автора Парабелум Андрій Олексійович

Ядерний продаж У Японії зараз тестують цікаву модель. Одна компанія, яка займалася дослідженнями покупців, уклала багато договорів з різними фірмами, яким потрібний зворотний зв'язок від своїх цільових аудиторій. Вони відкрили магазин безкоштовних речей.

«ЯДЕРНІ ЧЕМОДАНЧИКИ»

З книги Непізнане, відкинуте чи приховане автора Царьова Ірина Борисівна

«ЯДЕРНІ ЧЕМОДАНЧИКИ» Це крутіше відомих «валізи з компроматом»! Неспішний, довгограючий скандал розгортається навколо так званих «ядерних валізок». Все почалося з сенсаційної заяви, зробленої колишнім секретарем Ради безпеки РФ.

1.3. Методологія дослідження елементів структури техніки та аналіз параметрів структури прогресу

З книги Філософія інтелекту реального ідеалізму автора Кутолін Сергій Олексійович

1.3. Методологія дослідження елементів структури техніки та аналіз параметрів структури прогресу Проблема відкриття, раціоналізації, винаходи як форм розумової діяльності інтелектуальних систем (І.С. Ладенко), лейтмотивом функціональної поведінки яких

2. Міжграничні, чи внутрішньограничні, тобто проміжні, структури, чи структури у сенсі слова

Із книги Підсумки тисячолітнього розвитку, кн. I-II автора Лосєв Олексій Федорович

2. Міжграничні, чи внутрішньограничні, тобто проміжні, структури, чи структури у сенсі слова Зрозуміло, що така структури якраз і є тими структурами, як вони зазвичай розуміються. Однак тут має бути дотримана та антична специфіка,

ЯДЕРНІ РЕАКЦІЇ

З книги Атомна енергія для військових цілей автора Сміт Генрі Деволф

ЯДЕРНІ РЕАКЦІЇ МЕТОДИ БОМБАРДУВАННЯ ЯДЕР1.40. Кокрофт та Уолтон отримували протони з досить великою енергією шляхом іонізації газоподібного водню та подальшого прискорення іонів високовольтною установкою з трансформатором та випрямлячем. Подібний метод можна

ЯДЕРНІ АВАРІЇ

З книги Надзвичайні події на радянському флоті автора Черкашин Микола Андрійович

ЯДЕРНІ АВАРІЇ

ЯДЕРНІ ІГРИ

З книги КДБ - ЦРУ- Секретні пружини перебудови автора Широнін В'ячеслав Сергійович

ЯДЕРНІ ІГРИ Документально встановлено, що США на додаток до існуючого плану столітньої давності розробили два нові сценарії. Скинувши атомні бомби на Японію та досліджуючи наслідки атомних ударів на навколишнє середовище, США розробляли плани таких ударів по

Ядерні боєприпаси

Вікіпедія

Ядерні боєприпаси Ядерні боєприпаси, бойові частини ракет, торпед, авіаційні (глибинні) бомби, артилерійські постріли, фугаси з ядерними зарядами. Призначені для ураження різних цілей, руйнування укріплень, споруд та інших завдань. Дія Я. б. засновано

Ядерні моделі

З книги Велика Радянська Енциклопедія (ЯД) автора Вікіпедія

Ядерні оболонки

З книги Велика Радянська Енциклопедія (ЯД) автора Вікіпедія

Ядерні реакції

З книги Велика Радянська Енциклопедія (ЯД) автора Вікіпедія 1

Концепція єдності матеріальних структур та онтологічного безмасового хвильового середовища дозволяє зрозуміти природу всіх типів взаємодії та системну організацію структури нуклонів, ядер та атомів. Нейтрони відіграють ключову роль у формуванні та збереженні стабільності ядер, яка забезпечується двома бозоно-обмінними зв'язками між протонами та нейтронами. Альфа-частинки – головні «цеглинки» у структурі. Структури ядер, близькі за формою до сферичної, утворені відповідно до періодів у періодичній системі Д.І. Менделєєва послідовним додаванням комплексу n-p-n, альфа-частинки та нейтронів. Причиною радіоактивного розпаду атомів є оптимальна структура ядра: перевищення числа протонів чи нейтронів, асиметрія. Альфа-структура ядер пояснює причини та енергетичний баланс усіх типів радіоактивного розпаду.

структура нуклонів

альфа-часток

«бозоно-обмінні» сили

стабільність

радіоактивність

1. Вернадський В.І. Біосфера та ноосфера. - М.: Рольф. 2002. - 576 с.

2. Дмитрієв І.В. Обертання по одній, двом чи трьом власним внутрішнім осям – необхідна умова та форма існування частинок фізичного світу. - Самара: Самарське кн. вид-во, 2001. - 225 с.

3. Поляков В.І. Іспит на «Homo sapiens» (Від екології та макроекології… до СВІТУ). - Саранськ: вид-во Мордовського університету, 2004. - 496 с.

4. Поляков В.І. ДУХ СВІТУ замість хаосу та вакууму (Фізична структура Всесвіту) // «Сучасні наукомісткі технології». -2004. №4. - С.17-20.

5. Поляков В.І. Електрон = позитрон? //Сучасні наукомісткі технології. - 2005. - №11. - С. 71-72.

6. Поляков В.І. Народження матерії // Фондові дослідження 2007. №12. - С.46-58.

7. Поляков В.І. Іспит на "Homo sapiens - II". Від концепцій природознавства ХХ століття – до природорозуміння. - Вид-во «Академія природознавства». - 2008. - 596 с.

8. Поляков В.І. Чому стабільні протони та радіоактивні нейтрони? // «Радіоактивність та радіоактивні елементи в середовищі проживання людини»: IV Міжнародна Конференція, Томськ, 5-7 червня 2013. - Томськ, 2013. - С. 415-419.

9. Поляков В.І. Основи природорозуміння структури нуклонів, ядер, стабільності та радіоактивності атомів // Там же. - С. 419-423.

10. Поляков В.І. Структури атомів – орбітально хвильова модель// Успіхи сучасного природознавства. - 2014. №3. - С.108-114.

12. Фізичні величини: Довідник// А.П. Бабичів, Н.А. Бабушкіна, А.М. Братковський та ін; За ред. І.С. Григор'єва, Є.З. Меліхова. - М.: Вища школа, 1991. - 1232 с.

Сучасна фізика пропонує для опису структури ядер краплинну, оболонкову, узагальнену та інші моделі. Зв'язок нуклонів у ядрах пояснюється енергією зв'язку, зумовленої "особливими специфічними ядерними силами". Властивості цих сил (тяжіння, короткодія, зарядова незалежність тощо) прийняті як аксіома. Питання «чому так?» виникає майже до кожної тези. «Прийнято (?), що це сили однакові для нуклонів… (?). Для легких ядер питома енергія зв'язку круто зростає, зазнаючи низку стрибків (?), потім повільніше зростає (?), та був поступово зменшується» . Найбільш стійким виявляються так звані магічні ядра, у яких число протонів або нейтронів дорівнює одному з магічних чисел: 2, 8, 20, 28, 50, 82, 126 ... (?) Особливо стабільні двічі магічні ядра: 2He2, 8O8, 20Ca20, 20Ca28, 82Pb126» (лівий і правий індекси відповідають числу протонів і нейтронів в ядрі, відповідно). Чому існують магічні ядра, а магічний ізотоп 28Ni28 з максимальною питомою енергією зв'язку 8,7 МеВ - короткоживучий
(Т1/2 = 6,1 діб.)? "Ядра характеризуються практично постійною енергією зв'язку і постійною щільністю, яка не залежить від числа нуклонів" (?!). Це означає, що енергія зв'язку нічого не характеризує, як і табличні значення дефекту маси (у 20Са20 менше, ніж 21Sc24, у 28Ni30 менше, ніж 27Co32 і 29Cu34 і т.д.) . Фізика визнає, що «складний характер ядерних сил і труднощі розв'язання рівнянь ... не дозволили до цього часу розробити єдину послідовну теорію атомного ядра». Наука ХХ століття, побудована на постулатах теорії відносності, скасувала логіку та причинно-наслідковий зв'язок, а математичні фантоми оголосила реальністю. Не пізнавши структури ядер та атомів, вчені створили атомні бомби та намагаються в колайдерах імітувати Великий вибух Всесвіту.

«Революція в природознавстві А. Ейнштейна» підмінила рівняннями «просторово-часового континіуму» праці десятків видатних вчених (Гюйгенс, Гук, Юнг, Навье, Стокс, Герц, Фарадей, Максвелл, Лоренц, Томсон, Тесла та ін.) електромагнетизму та атомізму в середовищі «ефір». Слід повернутися на століття тому…

Мета та метод роботи. Вихід із глухого кута науки можливий на основі розуміння сутності середовища «ефір». В.І. Вернадський писав: «Випромінюваннями НЕ МАТЕРІАЛЬНОГО середовища охоплено весь доступний, весь мислимий простір… Навколо нас, у нас самих, всюди і скрізь, без перерви, вічно змінюючись, збігаючись і зіштовхуючись, йдуть випромінювання різної довжини хвилі - від хвиль, довжина частками міліметра, до довгих, що вимірюються кілометрами ... Весь простір ними заповнено ... ». Все матеріальне формується цим онтологічним, не матеріальним, хвильовим середовищем і існує у взаємодії з нею. «Ефір» - це не газ і не хаос вихорів, а «Дія, що впорядковує Хаос - ДУХ». У середовищі ДУХ з єдиної елементарної частинки - масона (електрон/позитрон) закономірно та системно організовані структури від нуклонів, ядер та атомів до Всесвіту.

У роботі розвинена модель структури ядер, яка пояснює їх властивості, причини зв'язку нуклонів у ядрах, особливу стабільність та радіоактивність.

Структура та властивості нуклонів

Прийнята у фізиці модель нуклонів побудована з десятків гіпотетичних частинок із казковою назвою «кварк» та казковими відмінностями, серед яких: колір, чарівність, дивина, краса. Ця модель занадто складна, немає доказів і може пояснити навіть масу частинок. Модель структури нуклонів, що пояснює їх властивості, було розроблено І.В. Дмитрієвим (м. Самара) на основі експериментально відкритого ним принципу максимуму конфігураційної ентропії (рівність структурних елементів на поверхні та в обсязі першочастинок) та тези про існування частинок тільки при обертанні «по одній, двом або трьом власним внутрішнім осям». Нуклон сформований з 6 гексагональних структур π+(-)-мезонів, що оточують плюс-мюон μ+, а їх структура побудована підбором кількості куль: електронів і позитронів двох типів. Така структура була обґрунтована на основі взаємодії матеріальних частинок масонів та середовища ДУХ у роботі, а потім уточнена та доведена на основі побудови структури мезонів відповідно до постійної тонкої структури.
1/α = 2h(ε0/μ0)1/2/e2 = 137,036. Над фізичним змістом цієї константи ламали голови фізики (В. Паулі, Р. Фейнман), а в середовищі ДУХ він очевидний: тільки на відносній відстані 1/α від заряду існує хвильова взаємодія матерії та середовища.

Розрахункова кількість масонів (me) у структурі мюона має бути 3/2α = 205,6, а маса мюона 206,768 me. У його структурі з 207 масонів центральний визначає заряд ±e і спін ±1/2, а 206 взаємно компенсуються. Півонії, як постульовано І. Дмитрієвим, сформовані з «двохосних» електронів та позитронів (спін = 0, заряд +/-, маса me). У середовищі ДУХ бозони з масою 2/3 me повинні утворюватися як перший етап формування матерії з квантів фонового випромінювання Всесвіту в атмосфері Сонця. Таких частинок у щільній структурі має бути 3/α = 411 частинок, а їх маса повинна становити 3/α · 2/3 me = 274 me, що відповідає пі-мезон (mπ = 273,210 me). Їхня структура подібна до мюонів: частка в центрі визначає заряд ± 2/3e і спин 0, а 205 частинки взаємно врівноважені.

Структура протона з центрального мюона і 6 півонів, з урахуванням втрати маси на обмінний («ядерний») зв'язок з 6 масонів (зв'язок мюона з півонії) та 6 бозонів (зв'язок між півонями, 4 me) пояснює його масу.

Мр = 6mp + mm - 10me = 6 · 273,210 me + 206,768 me - 10me = 1836,028 me.

Це з точністю 0,007 % відповідає масі протона Мр = 1836,153me . Заряд протона +e та спін ±1/2 визначаються центральним масоном+ у центральному мюоні+. Модель протона пояснює його властивості, включаючи стабільність. У середовищі ДУХ взаємодія матеріальних частинок відбуваються внаслідок резонансу пов'язаних із нею «хмар» середовища (збіги форми і частоти). Протон стабільний, оскільки захищений від матеріальних частинок і квантів оболонкою з півонії, що мають інше хвильове поле.

Маса протона 1836,153 me, а нейтрона 1838,683 me. Компенсацію заряду протона, за аналогією з атомом водню, забезпечить електрон на хвильовій орбіті в його екваторіальній площині («одна вісь обертання»), а його «двохосне обертання» виявляється «своїм» у півоні. Додамо 2 бозони в протилежно розташованих півонії нейтрону; вони компенсують орбітальний момент, а маса нейтрону становитиме 1838,486 ме. Така структура пояснює масу нейтрона (відмінність 0,01%), відсутність заряду та, головне, – «ядерні» сили. «Зайвий» бозон слабо пов'язаний у структурі та забезпечує «обмінний» зв'язок, займаючи з ядерною частотою «вакансію» в сусідньому півоні протона, він витісняє інший бозон, що повертається до нейтрону. "Зайві" бозони в нейтроні - це його "дві руки", що скріплюють ядра.

Нейтрон у ядрах елементів забезпечує стабільність ядер, і сам «рятується» в ядрі від розпаду (Т1/2 = 11,7 хв.), причина якого – його «слабкі місця»: орбіта електрона та наявність у «півонової шубі» у двох із шести півонів за «зайвим» бозоном.

Вчені ХХ століття вигадали десятки теорій і сотні «елементарних» частинок, але не змогли пояснити структури атомів, а Природі знадобилося всього дві подібні частки, щоб створити два нуклони, а з них 92 елементи і побудувати весь матеріальний СВІТ!!!

Альфа-структура атомних ядер

Ізотопи всіх елементів, найпоширеніших у Природі, мають парну кількість нейтронів (виняток 4Be5 і 7N7). Усього з 291 стабільних ізотопів 75% має парну кількість нейтронів і лише 3% парно-парних ядер. Це свідчить про перевагу зв'язку протона з двома нейтронами, відсутність протон-протонних зв'язків та «зарядову незалежність ядерних сил». Каркас ядер формують зв'язки нейтрон-протон, де кожен нейтрон може обміном двох бозонів утримувати 2 протони (наприклад, 2Не1). У важких ядрах відносне число нейтронів зростає, посилюючи каркас ядра.

Викладені аргументи та принцип системності організації матерії у нематеріальному середовищі дозволяють запропонувати модель «блокового будівництва» структури ядер елементів, у якій «блоком» є ядро ​​атома гелію – альфа-частка. Гелій - основний елемент космологічного нуклеосинтезу, і за поширеністю у Всесвіті він другий елемент після водню. Альфа-частинки є оптимальною структурою міцно пов'язаних двох пар нуклонів. Це дуже компактна, міцно пов'язана куляста структура, яку геометрично можна представити як сферу з вписаним у неї кубом із вузлами в протилежних діагоналях з 2 протонів та 2 нейтронів. Кожен нейтрон має два «ядерно-обмінні» зв'язки із двома протонами. Електромагнітний зв'язок зближення нейтрону з протонами забезпечує орбітальний електрон у його структурі (підтвердження: магнітні моменти: μ(p) = 2,793 μN, μ(n) = -1,913 μN, де μN - ядерний магнетон Бора).

Передбачуване «кулонівське» відштовхування протонів не суперечить їхньому зближенню. Пояснення цьому, як у структурах мюонів з масонів, закладено у розумінні «заряду» як невід'ємного властивості маси частки - руху середовища ДУХ, що з хвильовим рухом маси, що виражається як сила у цьому середовищі (одиницею заряду може бути кулон2 - сила, помножена на поверхню). Два типи зарядів +/- - це лівий та правий напрямок обертання. При зближенні двох протонів в екваторіальній площині рух схопленого середовища буде протилежно, а при зближенні з полюсів воно відбувається в одному напрямку, сприяючи зближенню. Зближення частинок обмежене взаємодією їх «польових» оболонок, що відповідають «комптонівській» довжині хвилі: λК(р) = 1,3214·10-15 м, а λК(n) = 1,3196·10-15 м. При зближенні протона і нейтрону на таку відстань діють бозоно-обмінні (ядерні) сили між ними.

Структури ядер з альфа-часток формуються з мінімальним обсягом та формою, близькою до сферичної. Структура альфа-часток дозволяє їм об'єднуватися шляхом розриву одного бозоно-обмінного зв'язку n-p та формуванням двох зв'язків n-p та p-n із сусідньою альфа-частинкою. За будь-якої кількості протонів у ядрі формується єдине сферичне поле, напруженість якого така сама, як, якби заряд був зосереджений у центрі (правило Остроградського - Гаусса). Утворення єдиного поля ядра підтверджується орбітально-хвильовою структурою атомів, де всі s, p, d, f орбіти утворюють сферичні оболонки.

Побудова ядер елементів з альфа-часток відбувається системно, послідовно у кожному періоді з урахуванням ядра попереднього елемента. У ядрах з парним числом протонів зв'язку врівноважені, поява у структурі наступного атома додаткового протона неможливо. У ядрах атомів після кисню збільшення протону відбувається за схемою (n-p-n). Точна послідовність формування структур відповідно до періодів і рядів у таблиці Д.І. Менделєєва - підтвердження правомірності запропонованої моделі ядер і є підтвердженням думки В.І. Вернадського про «чергу атомів»: «Процес закономірної тлінності атомів неминуче і непереборно відбувається… Беручи історію будь-якого атома в космічний час, бачимо, що через певні проміжки часу, відразу, однаковими стрибками, у бік полярного вектора часу перетворюється на інший атом, інший хімічний елемент». Схеми ядер перших періодів атомів представлені у табл. 1.

Таблиця 1

Ймовірна структура ядер (плоска проекція) основних ізотопів стабільних атомів з альфа-часток (α), протонів (р) та нейтронів (n): pAn

nnααααααnnn

nnααααααnnn

nnαααnnαααnn

nnααnαααnααnn

nαααnnαααn

nnααααααnnn

nααnnαααnnααn

nαααnnαααn

Наступні 5 і 6 періоди елементів можуть бути змодельовані аналогічно з урахуванням того, що збільшення числа протонів вимагатиме збільшення числа нейтронів як у внутрішньому каркасі ядер, так і в поверхневому шарі, за схемою n-n.

Представлена ​​наочна плоска проекція структури ядер може бути доповнена орбітальною схемою, що відповідає періодам таблиці Менделєєва
(Табл. 2).

Таблиця 2

Ядерні оболонки елементів та періоди в таблиці Д.І. Менделєєва

Ядерна оболонка-період

Початковий та кінцевий елемент у ряду

Кількість елементів

Відношення n/p

Початковий

Кінцевий

55Cs78 -82Pb126 (83Bi126… 86Rn136)

(87Fr136 – 92U146 …).

Оболонки будуються подібно до структури атома, де сферичні оболонки з електронних орбіт у кожному періоді формуються на більшому радіусі, ніж у попередньому періоді.

Елементи після 82Pb126 (83Bi126 T1/2 ≈1018 років) не стабільні (у табл. 2 дано у дужках). 41 альфа-частка у структурі свинцю формують електричний заряд, який для збереження стабільності ядер вимагає сили додаткових 40-44 нейтронів. Співвідношення кількості нейтронів і протонів (1,5÷1,6) – межа стабільності для важких ядер. Періоди напіврозпаду ядер після 103 "елемента" - секунди. Ці «елементи» що неспроможні зберегти структуру ядра і сформувати електронну оболонку атома. Навряд чи варто витрачати кошти та час вчених на їхнє штучне виробництво. "Острова стабільності" бути не може!

Модель альфа-структури ядер пояснює сили взаємозв'язку, стабільність і всі властивості елементів (завершеність структури інертних газів, поширеність у природі та особлива стабільність елементів із симетричною структурою: О, С, Si, Mg, Ca, подібність Cu, Ag, Au…) .

Причини «не спонтанного» розпаду

Структури радіоактивних ізотопів відрізняються симетричністю, наявністю не врівноваженої пари n-p. Період напіврозпаду ізотопів тим менше, чим більше їхня структура відрізняється від оптимальної. Радіоактивність ізотопів з великою кількістю протонів пояснюються тим, що «обмінні» сили нейтронів не здатні утримувати їхній сумарний заряд, а розпад ізотопів з надлишком нейтронів пояснюється їх надмірністю для оптимальної структури. Альфа-структура ядер дозволяє пояснити причини всіх видів радіоактивного розпаду.

Альфа-розпад. У ядерній фізиці «згідно з сучасними уявленнями, альфа-частинки утворюються в момент радіоактивного розпаду при зустрічі двох протонів і двох нейтронів, що рухаються всередині ядра... виліт альфа-частинки з ядра можливий завдяки тунельному ефекту через потенційний бар'єр висотою не менше 8,8 МеВ». Все відбувається випадково: рух, зустріч, формування, набір енергії та виліт через якийсь бар'єр. У ядрах із альфа-структурою для вильоту немає бар'єрів. Коли сила сумарного заряду всіх протонів перевищує бозоно-обмінні сили стримування всіх нейтронів, ядро ​​скидає альфа-частинку, найменш пов'язану у структурі, і «омолоджується» на 2 заряди. Поява можливості альфа-розпаду залежить від структури ядер. Він проявляється при 31 альфа-частинок в ядрі 62Sm84 (n/p =1,31), і стає необхідним від 84Ро (n/p = 1,48).

β+-розпад. У ядерній фізиці «процес β+- розпаду протікає так, якби один із протонів ядра перетворився на нейтрон, випустивши при цьому позитрон і нейтрино: 11p→ 01n + +10e + 00νe… Оскільки маса протона менша, ніж у нейтрона, то такі реакції вільного протона спостерігатися що неспроможні. Однак, для протона, пов'язаного в ядрі завдяки ядерній взаємодії частинок, ці реакції виявляються енергетично можливими» . Пояснення процесу реакції, появи позитрона в ядрі та збільшення маси на 2,5 ме для перетворення протона на нейтрон фізика замінила постулатом: «процес можливий». Така можливість пояснюється альфа-структурою. Розглянемо класичну схему розпаду: 15Р15 → 14Si16+10e+00νe. Відповідно до табл.1 структура стабільного ізотопу 15Р16 (7α-npn). Структура ізотопу
15Р15 – (7α-np), але зв'язок (n-p) у структурі – слабкий, тому період напіврозпаду 2,5 хв. Схема розпаду може бути представлена ​​кілька етапів. Слабо пов'язаний протон виштовхується зарядом ядра, але «хапається» за нейтрон альфа-частинки та руйнує її зі звільненням 4-х бозонів-зв'язку. «Двохосні» бозони не можуть існувати в середовищі ДУХ і перетворюються на «трьохосні» масони з різними моментами (+ і - ; електрон та позитрон) з випромінюванням нейтрино та антинейтрино за схемами
β-: (е--- + е+++ → е- -++ + ν0-) та β+: (е--- + е+++ → е+ --+ + ν0+). Позитрон виштовхується з ядра, а електрон на орбіті навколо колишнього протона компенсує його заряд, перетворюючи на нейтрон. Очікувана схема реакції: (7α-np) → (6α-n-p-n-р-n-p + 2е--- + 2e+++) → ((6α) + (npnp) + n + (p-e-)) + e+ + ν0- + ν0+ → (7 -nn) + e+ + ν0- + ν0+ . Схема пояснює причину та процес розпаду, зміна маси частинок і передбачає випромінювання 2-х імпульсів: нейтрино та антинейтрино.

β-розпад. "Оскільки електрон не вилітає з ядра і не виривається з оболонки атома, було зроблено припущення, що β-електрон народжується в результаті процесів, що відбуваються всередині ядра ...". Є пояснення! Такий процес характерний для ядер, які мають у своїй структурі кількість нейтронів, більша, ніж у стабільних ізотопів цього елемента. Структура ядра наступного ізотопу після ядра зі сформованою парно-парною структурою приростає «блоком» n-p-n, а наступний за масою за ним ізотоп містить ще один «дуже не зайвий» нейтрон. Нейтрон може швидко "скинути" орбітальний електрон, ставши протоном, і сформувати альфа-структуру: npn + (n → p) = npnp = α. Електрон та антинейтрино забирають надлишок маси та енергії, а заряд ядра зростає на одиницю.

ε-захоплення. При нестачі нейтронів для стабільної структури зайвий заряд протонів притягує та захоплює електрон з однією з внутрішніх оболонок атома, випромінюючи нейтрино. Протон в ядрі перетворюється на нейтрон.

Висновок

Представлена ​​модель альфа-структури ядер елементів дозволяє пояснити закономірності утворення ядер, їх стабільність, причини, стадії та енергетичний баланс усіх видів радіоактивного розпаду. Структури протонів, нейтронів, ядер та атомів елементів, підтверджені відповідністю універсальним постійним, які є фізичними характеристиками середовища ДУХ, пояснюють всі властивості та всі взаємодії. Сучасна ядерна та атомна фізика на це не здатні. Необхідний перегляд основних концепцій: від постулатів – до розуміння.

Бібліографічне посилання

Поляков В.І. СТРУКТУРА ЯДЕР АТОМІВ І ПРИЧИНИ РАДІОАКТИВНОСТІ // Успіхи сучасного природознавства. - 2014. - № 5-2. - С. 125-130;
URL: http://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=33938 (дата звернення: 27.02.2019). Пропонуємо до вашої уваги журнали, що видаються у видавництві «Академія Природознавства»

Вступ
Глава 1. Структура та хімія клітинного ядра. Відкриття ядра. Роберт Броун
1.1. Інтерфазне ядро
1.2. Роботи флеммінгу
1.3. Ядрішки
1.4. Ядерна мембрана
1.5. Каріоплазма
1.6. Хроматин
Глава 2. Клітинне ядро ​​– центр управління життєдіяльністю клітини
2.1. Ядро – незамінний компонент клітини
2.2. Функціональна структура ядра
2.3. Роль ядерних структур у життєдіяльності клітини
2.4. Провідне значення днк
Список літератури

ВСТУП

Клітинне ядро ​​– центр управління життєдіяльністю клітини. Із загальної схеми білкового синтезу можна побачити, що початковим пунктом, з якого починається потік інформації для біосинтезу білків у клітині, є ДНК. Отже, саме ДНК містить той первинний запис інформації, яка повинна зберігатися і відтворюватися від клітини до клітини з покоління до покоління. Коротко торкаючись питання місця зберігання генетичної інформації, т. е. про локалізації ДНК у клітині, можна сказати таке. Вже давно відомо, що, на відміну від інших компонентів синтезуючого білок апарату, універсально розподілених по всіх частинах живої клітини, ДНК має особливу, дуже обмежену локалізацію: місцем її знаходження в клітинах вищих (еукаріотичних) організмів є клітинне ядро.
У нижчих (прокаріотичних) організмів, що не мають оформленого клітинного ядра, - бактерій та синьо-зелених водоростей, - ДНК також відокремлена від решти протоплазми одним або декількома компактними нуклеоїдними утвореннями. У повній відповідності до цього ядро ​​еукаріотів або нуклеоїд прокаріотів здавна розглядаються як вмістище генів, як унікальний клітинний органоїд, що контролює реалізацію спадкових ознак організмів та їх передачу в поколіннях. Генетичні дані про "єдиноначалі" ядра в клітині завжди безпосередньо поєднувалися з біохімічними даними про унікальну локалізації ДНК в ядрі.

1. СТРУКТУРА І ХІМІЯ КЛІТИННОГО ЯДРУ. ВІДКРИТТЯ ЯДРУ. Роберт Броун

Термін "ядро" вперше був застосований Броуном в 1833 для позначення кулястих постійних структур в клітинах рослин. У 1831-1833 рр., шотландський мандрівник і фізик (який відкрив «броунівський рух») Роберт Броун (1773-1858) виявив ядро ​​в рослинних клітинах. Він дав йому назву Nucleus, або Areola. Перший термін став загальноприйнятим і зберігся по теперішній час, другий поширення не отримав і забутий. Дуже важливо, що Броун наполягав на постійній наявності ядра у всіх живих клітинах.
Роль і значення клітинного ядра були тоді відомі. Вважали, що воно є «конденсованим в грудочку слизом, а можливо, і запасною поживною речовиною». Пізніше таку ж структуру описали у всіх клітинах вищих організмів. Говорячи про клітинному ядрі, ми маємо на увазі власне ядра еукаріотів. Їхні ядра побудовані складним чином і досить різко відрізняються від «ядерних» утворень, нуклеоїдів прокаріотів. В останніх до складу нуклеоїдів (ядроподібних структур) входить одиночна, кільцева молекула ДНК, практично позбавлена ​​білків. Іноді таку молекулу ДНК бактеріальних клітин називають бактеріальною хромосомою або генофором (носієм генів).
Бактеріальна хромосома не відокремлена мембранами від основної цитоплазми, проте зібрана в компактну, ядерну зону, нуклеоїд, який можна бачити у світловому мікроскопі після спеціальних забарвлень або в електронному мікроскопі. Аналізуючи структуру та хімію клітинного ядра, ми спиратимемося на дані щодо ядер еукаріотичних клітин, постійно порівнюючи їх з ядрами прокаріотів. Кліткове ядро, зазвичай одне на клітину (є приклади багатоядерних клітин), складається з ядерної оболонки, що відокремлює його від цитоплазми, хроматину, ядерця і каріоплазми або ядерного соку. Ці чотири основні компоненти зустрічаються практично у всіх клітинах, що не діляться, еукаріотичних одно- або багатоклітинних організмів.



1.2. РОБОТИ ФЛЕММІНГУ

До деяких пір роль ядра в клітинному поділі залишалася невизначеною. Це, мабуть, було з труднощами спостереження його. У живій клітині ядро, як правило, можна бачити лише за значного збільшення звичайного світлового мікроскопа. Ядро, що у процесі поділу, спостерігати ще складніше. Анілінові барвники забарвлюють ядро, цитоплазму та клітинну оболонку по-різному і, отже, полегшують впізнавання цих структур.
Анілінові барвники синтезуються штучно, і методика їх отримання була відома до середини XIX ст. Природні барвники, які біологи використовували раніше, не завжди фарбували ядра досить добре, щоб їх можна було відрізнити від решти клітин. І знову подальший прогрес залежав від розвитку методів, що підходять для проведення досліджень. У той час не бракувало хороших мікроскопів, але не було відомо, як обробляти клітини, щоб побачити якомога більше клітинних структур. Слід зазначити, що ніхто не знав, чи анілінові барвники для цієї мети будуть кращими, ніж природні.
Коли 1860-х гг. хіміки отримали анілінові барвники, хтось просто навмання спробував використати їх для фарбування тонких зрізів рослинних та тваринних тканин. У 1879 р. німецький біолог Вальтер Флемінг використовував різні анілінові барвники та ахроматичні лінзи. Обробивши клітини барвниками та вивчаючи їх під мікроскопом з ахроматичними лінзами, він простежив за поведінкою ядра в процесі клітинного поділу. У його книзі «Клітинна речовина, ядро ​​та клітинний поділ» описані результати спостережень над клітинним поділом, причому описи дуже близькі до сучасних.
Оскільки хромосоми схожі на нитки, Флемінг вирішив назвати цей процес мітозом (грецьке слово, що в перекладі означає «нитку»). Строго кажучи, мітоз відноситься лише до процесу ядерного подвоєння. Утворення клітинної пластинки в рослинних клітинах і клітинної борозенки у тваринних клітинах є поділами цитоплазми.
Було б неправильним вважати, що Флемінг – єдиний першовідкривач явища мітозу. Розуміння всієї послідовності процесу мітозу залежало від багатьох вчених, які працювали над цією проблемою усі попередні роки. Одна з основних труднощів дослідження подій, що відбуваються у клітині, полягала в тому, що клітини гинули у процесі фарбування. Це означає, що клітина вивчається лише після того, як життєдіяльність у ній припинена. За цією «зупиненою в русі» картиною Флемінг та інші дослідники відтворили те, що відбувається у живих клітинах. Це приблизно те, що відтворити роботу фабрики по серії моментальних знімків, взятих в різні інтервали часу. Фактично, це було зроблено Флеммингом. Інші вчені, ґрунтуючись на роботі Флемінга, зрештою виявили зв'язок хромосом із спадковістю та еволюцією.
Саме так розвивається наука: успіх залежить не від випадкових відкриттів вчених-«гігантів», а від кропіткої роботи великого загону вчених. У світловому, а також у фазово-контрастному мікроскопах ядро ​​зазвичай представляється оптично гомогенним: видно лише оболонка та одне або кілька ядерців усередині. Іноді виявляються також гранули та невеликі глибки. Рідше в живих клітинах, що не діляться, вдається спостерігати хромосоми. Тонка хроматинова мережа чітко виявляється лише після фіксації та фарбування клітини основними барвниками.
Дослідження ядра на фіксованих та забарвлених препаратах показали, що його мікроскопічне зображення майже не залежить від методу виготовлення препаратів. Найкраще тонка структура ядра зберігається при фіксації четирехокисом осмію. Інші загальноприйняті фіксатори дозволяють розрізняти на препараті ядерну оболонку, ядерце, хроматинові структури у вигляді глибок та ниток та незабарвлену масу між ними – нуклеоплазму.
Хроматинові структури розташовані в більш рідкому ахроматичному середовищі, вони можуть бути щільними або пухкими, пухирноподібними. У деяких об'єктів хроматин після фіксації не утворює явно виражену ядерну мережу, а концентрується в ядрі у вигляді великих глибок, названих хромоцентрами, або прохромосомами. У ядрах такого типу весь хроматин зосереджений у хромоцентрах.

1.3. ЯДРИЧКИ

Відповідно до електронно-мікроскопічних досліджень, ядерця позбавлені будь-якої мембрани. Речовина в основному складається з субмікроскопічних ниток і нуклеоплазми. Ядро можна спостерігати, застосовуючи спеціальні методи фарбування, а також в ядрах деяких живих клітин при використанні фазово-контрастного мікроскопа або темнопольного конденсора.
На електронних мікрофотографіях у ядерцях нерідко видно дві зони: центральна – гомогенна та периферична – побудована з гранульованих ниток. Ці гранули нагадують рибосоми, але відрізняються від них меншою щільністю та величиною. Ядерця багаті на білки (80-85 %) і РНК (близько 15 %) і служать активними центрами синтезу рибосомальної РНК. Відповідно до цього головною складовою ядерця є ядерцева ДНК, яка належить організатору ядерців однієї з хромосом.
вміст РНК помітно коливається, залежно від інтенсивності обміну речовин у ядрі та цитоплазмі. Ядро не присутні в ядрі постійно: вони виникають у середній телофазі мітозу і зникають в кінці профази. Вважають, що в міру згасання синтезу РНК в середній профазі відбуваються розпушування ядерця і вихід в цитоплазму субчастиць рибосом, що утворилися в нуклеоплазмі. При зникненні ядерця під час мітозу його білки, ДНК та РНК стають основою матриксу хромосом, а надалі з матеріалу старого ядерця формується нове.
Встановлено зв'язок ядерців з хромосомами, що мають супутників, тому число ядерців відповідає числу супутникових хромосом. Нуклеолонеми зберігаються протягом усього циклу клітинного поділу і в телофазі переходять від хромосом до нового ядерця.

1.4. ЯДЕРНА МЕМБРАНА

Кліткове ядро, що не ділиться, укладено в щільну і пружну оболонку, яка розчиняється і знову відновлюється в процесі поділу клітини. Це утворення чітко видно лише на деяких об'єктах, наприклад, у гігантських ядер слизових клітин алое товщина мембрани досягає 1 мкм. У світловому мікроскопі структуру ядерної оболонки вдається спостерігати лише у плазмолізованих клітин, фіксованих та забарвлених.
Детальне вивчення ядерної мембрани стало можливим із появою електронної мікроскопії. Дослідження показали, що наявність ядерної оболонки є характерною для всіх еукаріотичних клітин. Вона складається з двох елементарних мембран товщиною 6-8 нм кожна - зовнішньої та внутрішньої, між якими знаходиться перинуклеарний простір завширшки від 20 до 60 нм. Воно заповнене енхілемою – сироваткоподібною рідиною з низькою електронною щільністю.
Отже, ядерна мембрана є порожнистим мішком, що відокремлює вміст ядра від цитоплазми, і складається з двох шарів: зовнішній шар обмежує перинуклеарний простір зовні, тобто з боку цитоплазми, внутрішній - зсередини, тобто з боку ядра. З усіх внутрішньоклітинних мембранних компонентів подібною будовою мембран мають ядро, мітохондрії та пластиди.
Морфологічна будова кожного шару така сама, як і внутрішніх мембран цитоплазми. Відмінна риса ядерної оболонки - наявність у ній досі - округлих перфорацій, що утворюються в місцях злиття зовнішньої та внутрішньої ядерних мембран. Розміри пір досить стабільні (30-100 нм в діаметрі), в той же час їх кількість мінлива і залежить від функціональної активності клітини: чим активніше йдуть у ній синтетичні процеси, тим більше пір припадає на одиницю поверхні клітинного ядра.
Виявлено, що кількість пір збільшується в період реконструкції та зростання ядра, а також при реплікації ДНК. Одне з найбільших відкриттів, зроблених за допомогою електронної мікроскопії, – виявлення тісного взаємозв'язку між ядерною оболонкою та ендоплазматичною мережею. Оскільки ядерна оболонка та тяжи ендоплазматичної мережі в багатьох місцях повідомляються між собою, перинуклеарний простір повинен містити ту саму сироваткоподібну рідину, що й порожнини між мембранами ендоплазматичної мережі.
При оцінці функціональної ролі ядерної оболонки велике значення набуває питання її проникності, що зумовлює обмінні процеси між ядром і цитоплазмою у зв'язку з передачею спадкової інформації. Для правильного розуміння ядерно-цитоплазматичних взаємодій важливо знати, наскільки ядерна оболонка є проникною для білків та інших метаболітів. Досліди показують, що ядерна оболонка легко проникна щодо великих молекул. Так, рибонуклеаза – фермент, що гідролізує рибонуклеїнову кислоту без виділення вільної фосфорної кислоти, – має молекулярну масу близько 13000 і дуже швидко проникає в ядро.
Навіть у корінцях, фіксованих видозміненим методом заморожування, можна спостерігати, як фарбування ядерців пригнічується у всіх клітинах вже через 1 годину після обробки рибонуклеазою.

1.5. Каріоплазма

Каріоплазма (ядерний сік, нуклеоплазма) - основне внутрішнє середовище ядра, воно займає весь простір між ядерцем, хроматином, мембранами, всілякими включеннями та іншими структурами. Каріоплазма під електронним мікроскопом має вигляд гомогенної чи дрібнозернистої маси з низькою електронною щільністю. У ній у зваженому стані знаходяться рибосоми, мікротельці, глобуліни та різні продукти метаболізму.
В'язкість ядерного соку приблизно така сама, як в'язкість основної речовини цитоплазми. Кислотність ядерного соку, визначена шляхом мікроін'єкції індикаторів в ядро, виявилася дещо вищою, ніж у цитоплазми.
Крім того, в ядерному соку містяться ферменти, що беруть участь у синтезі нуклеїнових кислот в ядрі та рибосоми. Ядерний сік не забарвлюється основними барвниками, тому його називають ахроматиновим речовиною, або каріолімфою, на відміну від ділянок, здатних фарбувати - хроматину.

1.6. ХРОМАТИН

Термін «хромосома» використовується по відношенню до молекули нуклеїнової кислоти, яка є сховищем генетичної інформації вірусу, прокаріота або еукаріотичної клітини. Однак спочатку слово "хромосома" (тобто "забарвлене тіло") використовувалося в іншому сенсі, - для позначення густо забарвлених утворень в еукаріотичних ядрах, які можна було спостерігати у світловий мікроскоп після обробки клітин барвником.
Еукаріотичні хромосоми, у первісному значенні цього слова, виглядають як різко окреслені структури лише безпосередньо до і під час мітозу – процесу розподілу ядра у соматичних клітинах. У еукаріотичних клітинах, що не діляться, хромосомний матеріал, званий хроматином, виглядає нечітко і як би безладно розподілений по всьому ядру. Однак, коли клітина готується до поділу, хроматин ущільнюється і збирається у властиве даному виду число добре помітних хромосом.
Хроматин було виділено з ядер та проаналізовано. Він складається з дуже тонких волокон, які містять 60% білка, 35% ДНК та, ймовірно, 5% РНК. Хроматинові волокна в хромосомі згорнуті і утворюють безліч вузликів та петель. ДНК у хроматині дуже міцно пов'язана з білками, званими гістонами, функція яких полягає в упаковці та впорядкуванні ДНК у структурні одиниці – нуклеосоми. У хроматині міститься також низка негістонових білків. На відміну від еукаріотів, бактеріальні хромосоми не містять гістонів; до їх складу входить лише невелика кількість білків, що сприяють утворенню петель та конденсації (ущільненню) ДНК.

Глава 2. КЛІТЕЧНЕ ЯДРО - ЦЕНТР УПРАВЛІННЯ життєдіяльністю КЛІТИНИ

2.1. ЯДРО - НЕЗАМІННИЙ КОМПОНЕНТ КЛІТИНИ

Ще наприкінці минулого століття було доведено, що позбавлені ядра фрагменти, відрізані від амеби чи інфузорії, через більш менш короткий час гинуть. Більш детальні досліди показали, що енуклейовані амеби живуть, але незабаром після операції перестають харчуватися, рухатись і через кілька днів (до одного тижня) гинуть. Якщо пересадити ядро ​​в раніше енуклейовану клітину, процеси нормальної життєдіяльності відновлюються і через деякий час амеба починає ділитися.
Яйцеклітини морського їжака, позбавлені ядра, при стимуляції до партеногенетичного розвитку діляться, але врешті-решт гинуть. Особливо цікаві досліди були проведені на великій одноклітинній водорості ацетабулярії. Після видалення ядра водорість як живе, а й протягом певного періоду може відновлювати без'ядерні ділянки. Отже, за відсутності ядра передусім порушується здатність до розмноження, і, хоча життєздатність якийсь час зберігається, зрештою така клітина неминуче гине.
вміст ядерного і позбавленого ядра фрагмента серед радіоактивним попередником РНК - 3Н-уридином показало, що синтез РНК в без'ядерному фрагменті відсутня. Білковий синтез продовжується деякий час за рахунок інформаційних РНК і рибосом, сформованих раніше, до видалення ядра. Мабуть, найбільш яскраву ілюстрацію ролі ядра дають без'ядерні еритроцити ссавців. Це експеримент, поставлений природою.
Дозріваючи, еритроцити накопичують гемоглобін, потім викидають ядро ​​і в такому стані живуть та функціонують протягом 120 днів. Вони не здатні розмножуватися і врешті-решт гинуть. Однак клітини, які щойно викинули ядро, так звані ретикулоцити, ще продовжують синтез білка, але вже не синтезують РНК. Отже, видалення ядра спричиняє припинення надходження до цитоплазми нових РНК, які синтезуються на молекулах ДНК, локалізованих у хромосомах ядра. Однак це не заважає вже існуючій у цитоплазмі інформаційній РНК продовжувати синтезувати білок, що й спостерігається у ретикулоцитах. Потім коли РНК розпадається, синтез білка припиняється, але еритроцит ще продовжує жити довгий час, виконуючи свою функцію, яка не пов'язана з інтенсивним витрачанням білка.
Позбавлені ядра яйцеклітини морського їжака продовжують жити і можуть ділитися завдяки тому, що під час овогенезу запасли значну кількість РНК, яка продовжує функціонувати. Інформаційна РНК у бактерій функціонує хвилини, але у ряді спеціалізованих клітин ссавців вона зберігається на добу і більше.
Дещо окремо стоять дані, отримані на ацетобулярії. Виявилось, що морфогенез віддаленої частини визначається ядром, але життя шматочка забезпечується ДНК, яку містять хлоропласти. На цій ДНК синтезується інформаційна РНК, яка, своєю чергою, забезпечує синтез білка.

2.2. ФУНКЦІОНАЛЬНА СТРУКТУРА ЯДРУ

p align="justify"> У вивченні структурно-біохімічної організації ядерного апарату різних клітин велику роль відіграють порівняльно-цитологічні дослідження, в яких застосовуються як традиційний еволюційно-історичний підхід, так і широкі порівняльно-цитологічні зіставлення організації ядерного апарату різних різновидів клітин. Еволюційно-історичний напрямок у цих дослідженнях має особливе значення, оскільки ядерний апарат є найбільш консервативною клітинною структурою - структурою, відповідальною за зберігання та передачу генетичної інформації.
Широке порівняльно-цитологічне вивчення ядерного апарату у тих клітин, які як би різко ухиляються від звичайного (типового) рівня організації (ооцити, сперматозоїди, ядерні еритроцити, інфузорії тощо), та використання даних, отриманих за допомогою молекулярно-біологічних та цитологічних методів у спеціальних науках, котрі займаються клітинним рівнем організації (приватна цитологія, протозоологія тощо. буд.), дозволили виявити масу цікавих особливостей організації ядерного апарату, мають загальноцитологічне значення.
У складі ядерного апарату еукаріотних клітин можна виділити ряд субсистем, центральне місце серед яких займає сукупність інтерфазних хромосом, або ДНК ядра. Вони зосереджена вся ДНК ядра, що у дуже складних взаємовідносинах з білками хроматину, які, своєю чергою, поділяються на структурні, функціональні і регуляторні білки.
Другою і дуже важливою субсистемою ядерного апарату є ядерний матрикс, що є системою фібрилярних білків, що виконують як структурну (скелетну) функцію в топографічній організації всіх ядерних компонентів, так і регуляторну функцію в організації процесів реплікації, транскрипції, дозріванні (процессингу) і переміщенні транскрипції всередині ядра та за його межі. Очевидно, білковий матрикс має двояку природу: якісь одні його компоненти забезпечують переважно скелетну функцію, інші - регуляторну і транспортну.
Разом з певними ділянками ДНК хроматину білки ядерного матриксу (функціонального та структурного) утворюють основу ядерця. Білки структурного матриксу беруть участь у формуванні поверхневого апарату ядра. Поверхневий апарат ядра займає і в структурному, і функціональному відносинах проміжне положення між метаболічним апаратом цитоплазми і ядром. Мембрани та цистерни ядерної оболонки є по суті спеціалізованою частиною загальної мембранної системи цитоплазми.
Специфічними структурами поверхневого апарату ядра, що відіграють важливу роль у реалізації його основної функції - забезпеченні взаємодії ядра та цитоплазми виступають порові комплекси та щільна субмембранна пластинка, які утворюються за допомогою білків ядерного матриксу. Зрештою, останньою субсистемою ядерного апарату є каріоплазма. Це аналогічна гіалоплазмі зовні безструктурна фаза ядерного апарату, яка створює специфічне для ядерних структур мікрооточення, що забезпечує можливість їхнього нормального функціонування.
Каріоплазма перебуває у постійній взаємодії з гіалоплазмою через систему порових комплексів та мембран ядерної оболонки.

2.3. РОЛЬ ЯДЕРНИХ СТРУКТУР У ЖИТТЯДІЙНОСТІ КЛІТИНИ

Основні процеси, пов'язані із синтезом білка, в принципі однакові у всіх форм живого, вказують на особливе значення клітинного ядра. Ядро здійснює дві групи загальних функцій: одну, спрямовану власне зберігання генетичної інформації, іншу - її реалізацію, забезпечення синтезу білка. Іншими словами, першу групу складають процеси підтримки спадкової інформації у вигляді постійної структури ДНК. Ці процеси обумовлені наявністю про репараційних ферментів, які ліквідують спонтанні ушкодження молекул ДНК (розрив однієї з ланцюгів ДНК, частина радіаційних ушкоджень), що зберігає будова молекул ДНК практично незмінними серед поколінь клітин чи організмів.
Далі в ядрі відбувається відтворення, або редуплікація молекул ДНК, що дає можливість двом клітинам отримати абсолютно однакові і в якісному, і в кількісному сенсі обсяги генетичної інформації. У ядрах відбуваються процеси зміни та рекомбінації генетичного матеріалу, що спостерігається під час мейозу (кросинговер). Нарешті, ядра безпосередньо беруть участь у процесах розподілу молекул ДНК під час поділу клітин.
Інший групою клітинних процесів, що забезпечуються активністю ядра, є створення власне апарату білкового синтезу. Це не тільки синтез, транскрипція на молекулах ДНК різних інформаційних РНК, але транскрипція всіх видів трансферних РНК та рибосомних РНК. У ядрі еукаріотів відбувається також утворення субодиниць рибосом шляхом комплексування синтезованих в ядерці рибосомних РНК з рибосомних білків, які синтезуються в цитоплазмі і переносяться в ядро. Таким чином, ядро ​​є не тільки вмістилищем генетичного матеріалу, але й місцем, де цей матеріал функціонує і відтворюється. Тому випадання або порушення будь-якої з перерахованих вище функцій згубно для клітини загалом.
Так, порушення репараційних процесів призводитиме до зміни первинної структури ДНК і автоматично - до зміни структури білків, що неодмінно позначиться на їх специфічній активності, яка може просто зникнути або змінитися так, що не зможе забезпечувати клітинні функції, внаслідок чого клітина гине. Порушення редуплікації ДНК призведуть до зупинки розмноження клітин або появи клітин з неповноцінним набором генетичної інформації, що теж згубно для них. До такого результату призведе порушення процесів розподілу генетичного матеріалу (молекул ДНК) при розподілі клітин.
Випадання внаслідок ураження ядра або у випадках порушень будь-яких регуляторних процесів синтезу будь-якої форми РНК автоматично призведе до зупинки синтезу білка в клітині або до грубих порушень. Все це вказує на провідне значення ядерних структур у процесах, пов'язаних із синтезом нуклеїнових кислот та білків, головних функціонерів у життєдіяльності клітини.
Ядро здійснює складну координацію та регуляцію процесів синтезу РНК. Як зазначалося, всі три типи РНК утворюються на ДНК. Радіографічними методами показано, що синтез РНК починається в ядрі (хроматині та ядерці), і вже синтезована РНК переміщається до цитоплазми. Таким чином, ми бачимо, що ядро ​​програмує синтез білка, який здійснюється в цитоплазмі. Однак саме ядро ​​також зазнає впливу цитоплазми, тому що синтезовані в ній ферменти надходять в ядро ​​і необхідні для його нормального функціонування. Наприклад, у цитоплазмі синтезується ДНК-полімераза, без якої не може відбуватися авторепродукція молекул ДНК. Тому слід говорити про взаємний вплив ядра і цитоплазми, при якому чільна роль все ж таки належить ядру як зберігачеві спадкової інформації, яка передається при розподілі від однієї клітини до іншої.

2.4. ВЕДУЧЕ ЗНАЧЕННЯ ДНК

Основне біологічне значення ядерного апарату визначається його головним компонентом - гігантськими молекулами ДНК, здатними до реплікації та транскрипції. Ці дві властивості ДНК і лежать в основі двох найважливіших функцій ядерного апарату будь-якої клітини:

а) подвоєння спадкової інформації та передачі її у ряді клітинних поколінь;
б) регульованої транскрипції ділянок молекул ДНК і транспорту РНК, що синтезуються, в цитоплазму клітин.

За характером організації ядерного апарату всі клітини поділяються на три групи: прокаріотних, мезокаріотних та еукаріотних.
Кліткам прокаріотів властиві відсутність ядерної оболонки, укладання ДНК без участі гістонів, унірепліконний тип реплікації ДНК, моноцистроний принцип організації транскрипції та її регуляція переважно за принципом позитивного та негативного зворотного зв'язку.
Клітини еукаріотів, навпаки, відрізняються наявністю ядерної оболонки, точніше кажучи, навіть складного поверхневого апарату ядра та мультирепліконним типом реплікації молекул ДНК, що утворюють набір хромосом. Пакування цих молекул відбувається за допомогою комплексу білків. Характер упаковки піддається циклічним змінам, пов'язаним із проходженням клітинами закономірних фаз циклу репродукції. Процеси транскрипції ДНК та її регуляції у еукаріотів значно відрізняються від таких у прокаріотів.
Мезокаріотні клітини з організації ядерного апарату займають проміжне положення між еукаріотними і прокаріотними клітинами. У мезокаріотів, як і у еукаріотів, є добре розвинений поверхневий апарат ядра. Укладання хромосом молекул ДНК істотно відрізняється від організації ДНП в еукаріотних клітинах. Механізми реплікації та транскрипції ДНК у мезокаріотів з'ясовані слабо. Таким чином у клітинному ядрі протікають найважливіші процеси, пов'язані зі спадковим статусом організму, - реплікація (біосинтез ДНК) та транскрипція.
Крім того, ядро ​​є джерелом окремих білків та ферментів, необхідних для життєдіяльності диференційованих тканин. Одночасно з потоком інформації в клітину для забезпечення синтезу білків здійснюється зворотний зв'язок: цитоплазма - ядро, тобто ядро ​​функціонує у тісній взаємодії з іншими частинами клітини, поєднуючи процеси ядерно-цитоплазматичного транспорту та регуляторної взаємодії з цитоплазмою клітини.