Рис. 14. Возможные пути обмена веществами между ядром и цитоплазмой: 1 – перемещение веществ через поры ядерной оболочки; 2 – впячивание цитоплазмы внутрь ядра; 3 – выпячивание ядерной оболочки в цитоплазму; 4 – продолжение мембран ядерной оболочки в каналы эндоплазматической сети; 5 – часть каналов открывается в окружающую (внеклеточную) среду
Несмотря на активный обмен между ядром и цитоплазмой, ядерная оболочка отграничивает ядерное содержимое от цитоплазмы, обеспечивая тем самым различия в их химическом составе. Это необходимо для нормального функционирования ядерных структур.
В гелеобразном ядерном соке располагаются хроматин и одно или несколько ядрышек.
В живой клетке ядерный сок выглядит бесструктурной массой, заполняющей промежутки между структурами ядра. В состав ядерного сока входят различные белки (в том числе большинство ферментов ядра), свободные нуклеотиды, аминокислоты, а также рибонуклеиновые кислоты (РНК), транспортируемые затем из ядра в цитоплазму.
Хроматином (от греч. хрома – окраска, цвет) называют комплекс ДНК и белков, интенсивно окрашивающийся некоторыми красителями и отличающийся по форме от ядрышка. В делящихся клетках молекулы ДНК сильно спирализуются, укорачиваются и приобретают компактные размеры и форму. Такое компактное состояние ДНК называют хромосомами.
Форма хромосом зависит от положения так называемой первичной перетяжки, или центромеры, – области, к которой во время деления клетки (митоза) прикрепляются нити веретена деления. Центромера делит хромосому на два плеча, которые могут быть одинаковой или разной длины (рис. 15).
Изучение хромосом позволило установить следующие факты.
1. Во всех соматических клетках любого растительного или животного организма число хромосом одинаково.
2. Половые клетки любого вида организмов всегда содержат вдвое меньше хромосом, чем соматические клетки.
3. У всех организмов, относящихся к одному виду, количество хромосом в клетках одинаково.
Число хромосом не зависит от уровня организации вида и не всегда указывает на его родственные связи: число их может быть одинаковым у представителей очень далёких друг от друга систематических групп – и может сильно различаться у близких по происхождению видов.
Совокупность количественных (число и размеры) и качественных (форма) признаков хромосомного набора соматической клетки называют кариотипом (рис. 16).
Число хромосом в кариотипе большинства видов живых организмов чётное. Это объясняется тем, что в каждой соматической клетке находятся две одинаковые по форме и размеру хромосомы: одна – из отцовского организма, вторая – из материнского.
Хромосомы, одинаковые по форме и размеру и несущие одинаковые гены, называют гомологичными. Хромосомный набор соматической клетки, в котором каждая хромосома имеет себе пару, носит название двойного (или диплоидного) и обозначается 2n. Из каждой пары гомологичных хромосом в половые клетки попадает