Клеточное ядро (лат.nucleus) — окружённый двумя мембранами эукариотической клетки (в клетках прокариот ядро отсутствует). Обычно в клетках эукариот имеется одно ядро, однако некоторые типы клеток, например, эритроциты млекопитающих, не имеют ядра, а другие содержат несколько ядер. В ядре заключена бо́льшая часть генетического материала клетки, представленного несколькими линейными длинными молекулами ДНК, связанного с белками — хромосомами. Гены, локализованные в хромосомах, составляют ядерный геном.
Хроматин (греч. χρώματα — цвета, краски) — это вещество хромосом, представляющее собой комплекс ДНК, РНК и белков. Хроматин находится внутри ядра клеток эукариот и входит в состав нуклеоида у прокариот. Именно в составе хроматина происходит реализация генетической информации, а также репликация и репарация ДНК[.
До 25—40% сухого веса хроматина составляют гистоновые белки. Гистоны являются компонентом нуклеосом, надмолекулярных структур, участвующих в упаковке хромосом. Нуклеосомы располагаются довольно регулярно, так что образующаяся структура напоминает бусы. Нуклеосома состоит из гистонов четырёх типов: H2A, H2B, H3 и H4. Эти гистоны называются кóровыми. В одну нуклеосому входят по два кóровых гистона каждого типа — всего восемь белков. Линкерный гистон H1, более крупный, чем кóровые гистоны, связывается с ДНК в месте её входа на нуклеосому[.
ДНК в ядре клеток
Окраска по методу Фельгена
1 — хроматин в ядрах: окрашен в вишневый цвет благодаря высокому содержанию ДНК;
2 — ядрышки: содержат мало ДНK и потому имеют темно-зеленый цвет;
3 — цитоплазма: тоже окрашена в зеленый цвет.
Включение Н3-уридина в РНК
Окраска гематоксилином и эозином
Животному предварительно in vivo вводят радиоактивный уридин. Последний включается в состав новосинтезированной РНК. которая вначале находится в ядрах леток. Локализацию меченой РНК определяют, покрывая срез фотоэмульсией, по образованию черных гранул серебра.
1 — ядра клеток;
2 — гранулы серебра, сосредоточенные, главным образом, в ядрах.
Структура ядра (клетки печени)
Окраска гематоксилином и эозином
1 — ядра клеток печени: имеют округлую форму и окрашены гематоксилином в фиолетовый цвет.
В ядрах видны:
2 — ядерная оболочка;
3 — глыбки хроматина;
4 — ядрышки (тоже округлой формы). Хроматин и ядра находятся в ядерном соке (нуклеоплазме).
5 — цитоплазма;
6 —границы клеток.
Ядро плазматической клетки
Электронная микрофотография
(по Ю.И.Афанасьеву)
1 — гетерохроматин; область темных (электроноплотных) глыбок. сосредоточенных в основном на периферии ядер;
2 — эухроматин: светлые (электронопрозрачные)о бласти;
3 — ядерная оболочка.
Состояние хроматина в разных клетках
Электронные микрофотографии
(по М. Ross)
I — ядро нервной клетки: гетерохроматина очень мало. — Ядро и клетка в целом функционируют очень активно.
II — лимфоцит: в ядре преобладает гетерохроматин, что коррелирует с малым объемом цитоплазмы. Процессы синтеза РНК и белков идут здесь с небольшой скоростью.
Половой хроматин в лейкоцитах (мазок крови женщины)
Окраска азуром II и эозином
1 — один из сегментов ядра нейтрофильного лейкоцита:
2 — половой хроматин: имеет вид барабанной палочки, связанной с сегментом ядра. Обнаруживается только у женщин и представляет собой продукт конденсации одной из Х-хромо сом.