Кариология – наука о ядре клетки

Статья написана Павлом Чайкой, главным редактором журнала «Познавайка». С 2013 года, с момента основания журнала Павел Чайка посвятил себя популяризации науки в Украине и мире. Основная цель, как журнала, так и этой статьи – объяснить сложные научные темы простым и доступным языком

Наука о ядре — так переводится на русский язык слово «кариология». Это раздел цитологии, специально изучающий этот важнейший элемент клетки. Недаром оно располагается в центре клетки, в месте, откуда может взаимодействовать с любым участком цитоплазмы, и клетка, лишенная ядра, гибнет.

Ядро одето оболочкой. Посмотрим как оно выглядит в электронном микроскопе. Оказывается оболочка двухслойна (снова мембраны), между наружным и внутренним слоями — светлый промежуток, названный перинуклеарным пространством. Многие исследователи наблюдали в ядерной оболочке круглые отверстия — «лоры», через которые, по-видимому, вещество ядра сообщается с цитоплазмой. Некоторые, правда, считают, что «поры» не сквозные отверстия, а участки, где сходятся вместе два слоя оболочки. Кто прав, покажет будущее.

А каково внутреннее строение ядра? В световом микроскопе у большинства покоящихся клеток в ядре видно лишь ядрышко; остальная часть кажется в некоторых случаях даже бесструктурной. В электронном микроскопе содержимое ядра выглядит значительно сложнее. Многочисленные нити, плотные зерна, лежащие в так называемой нуклеоплазме, образуют своеобразную сеть. Пока природа этой сети окончательно не выяснена, но существование ее не может вызывать сомнений. Считают, что ее элементы связаны с особой организацией молекулы ДНК, играющей большую роль в передаче наследственных признаков.

Центральное тельце ядра — ядрышко — образовано клубком нитей, в свою очередь, состоящих из тончайших закрученных спиралью фибриллей, толщина которых всего 30—40 ангстрем.

ГЛАЗ И РЕСНИЧКИ ПАРАМЕЦИИ

Что может быть общего у тоненького хвостика сперматозоида с сетчаткой глаза? Сделаем ультратонкий поперечный срез хвостика спермия. Видны черные точки, располагающиеся вокруг какого-то центра. Подсчитаем их количество: девять по периферии и две в центре, всего одиннадцать. Продольный срез такого хвостика показывает, что эти точки образованы перерезанными «с торца» длинными нитями, идущими вдоль хвостика.

Вот новый объект: реснички мерцательного эпителия языка лягушки. И снова те же одиннадцать нитей. Та же картина предстает при изучении ресничек и жгутиков одноклеточного организма — парамеции и мерцательного эпителия дыхательных путей человека.

Неожиданно те же одиннадцать структур встретились в глазу. Ультратонкий срез воспринимающих свет окончаний — палочек и колбочек, лежащих в сетчатой оболочке, — помечен знакомыми точками: девять по периферии, две в центре. Сохранившиеся лишь на небольшом участке, они неопровержимо свидетельствуют, что источником развития палочек и колбочек был мерцательный эпителий.

Многие годы волнуют поколения исследователей вопросы проведения импульсов по нервам. Естественно, что электронные микроскописты не могли пройти мимо изучения ультратонкой организации нервного волокна. К настоящему времени, получены многочисленные новые данные. Очень важным являются сведения, касающиеся строения оболочки нервных волокон. Удалось показать на фотографиях, что оболочка состоит из строго чередующихся слоев, которые построены из рядов белковых и липидных молекул, образующих правильные концентрические системы.

Мы рассказали лишь о частице того нового, которое было открыто для нас чудесным глазом электронного микроскопа. Наш рассказ касался только клетки. А как много важного и интересного обнаружили с его помощью бактериологи! Вирусологи получили наконец возможность увидеть таинственные фильтрующиеся вирусы и изучить некоторые особенности их строения. Широко используют электронный микроскоп и биохимики, фотографируя некоторые макромолекулы, например, нуклеиновых кислот.

И все же не следует думать, что теперь старый, испытанный помощник — световой микроскоп может занять место на витрине музея. Ему еще хватит работы. Электронная микроскопия может существовать лишь вместе со световым микроскопом, дополняя его. Как и всякий метод, он не беспределен. Электронный микроскоп может ответить на многие вопросы; но правильный ответ следует только в случае, если правильно поставлены вопросы. Он будет молчать или, что еще хуже, ошибаться, если ставить перед ним задачи, для решения которых он не приспособлен.

Электронная микроскопия дает нам возможность вторгаться в «глубины» жизни, раскрывая многие сокровенные тайны природы.

Автор: В. Ф. Машанский.