Nhân tế bào

Nhân tế bào

Nhân tế bào

Tất cá các tế bào (trừ nhóm sinh vật tiền nhân -

prokaryota) đều chứa một

khối hình cầu ở giữa gọi là nhân Nhân tế bào lần đầu tiên được nhà thực vật học

người Anh là R.Brown tìm thấy năm 1831

Nhân tế bào là một trong những thành phần quan

trọng bậc nhất của tế bào

Đó là trung tâm của các quá trình tổng hợp và trao đổi chất cũng như các hoạt động

sống khác của tế bào

a Số lượng, hình dạng, kích thước và vị trí của nhân Trong mỗi tế bào thực vật thường chỉ có một nhân, tuy vậy cũng có một số

trường hợp đặc biệt:

Hình 1.4 Cấu tạo thể golgi

1 Các túi dẹp; 2 Các bọng nhỏ

16

Các tế bào vi khuẩn, tảo lam - không có nhân chính thức, chất nhân nằm phân

tán trong chất tế bào (nhóm sinh vật tiền nhân -

prokaryota)

Ở tảo không đốt (Vaucheria), tảo thông tâm

(Caulerpa) hay nấm mốc (Mucor)

tế bào có nhiều nhân, ở các nấm bậc cao (nấm túi và nấm đảm) tế bào có giai đoạn

mang hai nhân

Ở thực vật bậc cao, những tế bào kéo dài hình thành

các sợi libe có chứa một

số nhân, tế bào của lớp bao quanh túi phấn thường có

hai nhân Chỉ có ống rây

(thuộc mô dẫn) là tế bào trưởng thành duy nhất ở

trạng thái sống là không có nhân

Nhân có hình dạng rất đa dạng, khi quan sát dưới kính hiển vi quang học, nhân

thường có dạng hình cầu trong các tế bào có kích thước đồng đều, còn trong những

tế bào dài và hẹp thì nhân thường có dạng sợi, dạng hình thoi kéo dài hay hình thấu

kính

Nhân tế bào có thể biến dạng dưới ảnh hưởng của sự chuyển động của chất tế

bào Khi quan sát dưới kính hiển vi điện tử, nhân thường có dạng amip với những

thùy không đều nhau và có những chỗ rất sâu, hình dạng đó làm tăng bề mặt tiếp

xúc của nhân với chất tế bào

Kích thước trung bình của nhân dao động trong

khoảng 5 - 50 m Ở các tế bào

nấm mốc (Mucor) nhân có kích thước rất bé (1 m),

ngược lại ở một số loài cây họ Tuế

(Cycadaceae) nhân có kích thước rất lớn (50 m)

Thường kích thước của nhân phụ

thuộc vào từng loài, từng dạng tế bào, trạng thái và kích thước của tế bào Tế bào lớn

thường có nhân lớn và ngược lại

Giữa thể tích của nhân và thể tích của tế bào thường

có một tỷ lệ nhất định: ở

tế bào còn non, tỷ lệ đó thường là 1/3 còn ở những tế bào già hơn thì tỷ lệ đó

thường nhỏ hơn Sự thay đổi tỷ lệ đó dẫn đến sự phân chia tế bào hoặc hủy hoại tế

bào

Trong tế bào còn non nhân thường nằm ở giữa, khi tế bào già nhân thường

nằm sát màng, đôi khi nhân có bị lôi cuốn theo sự chuyển động của chất tế bào

hoặc có thể di chuyển đến chỗ tế bào hoạt động mạnh nhất (ví dụ trong tế bào lông

hút của rễ cây, nhân thường nằm ở đầu ngọn của lông hút, nơi mà sự hấp thụ xảy ra

mạnh nhất)

b Thành phần hóa học của nhân

Thành phần hóa học của nhân rất phức tạp, chứa

khoảng 80% protein; 10 % ADN;

3,7 % ARN; 5% phospholipid; 1,3 % ion kim loại

c Cấu tạo của nhân

Nhân tế bào ở trạng thái nghỉ giữa hai lần phân chia gồm có các thành phần

chính sau đây: màng nhân, dịch nhân, chất nhiễm sắc

và hạch nhân

17

- Màng nhân: là một màng kép gồm 2 lớp

lipoprotein, chiều dày khoảng 30 -

50nm; khoảng cách giữa 2 lớp màng khoảng 10 -

30nm Màng nhân thường thông

với màng của mạng lưới nội sinh chất qua những lỗ nhỏ, do đó khoảng trống giữa 2

lớp màng nhân thông với hệ hống ống dẫn của mạng lưới nội sinh chất Trên bề mặt

của màng nhân có những hạt nhỏ, ở lớp ngoài những hạt này giống với các hạt

ribôxôm của mạng lưới nội sinh chất; còn ở lớp trong

có các hạt nhỏ với kích thước

khác nhau Như vậy, về mặt cấu trúc lí học thì màng nhân và mạng lưới nội chất

giống nhau và tạo thành một hệ thống màng thống nhất Màng nhân bao bọc xung

quanh nhân có tính chất tạm thời nó sẽ bị biến mất khi nhân bắt đầu phân chia

- Dịch nhân: là một khối trong suốt, đồng loại của sol

và gel, trong kính hiển

vi điện tử hầu như không có cấu trúc, đông đặc hơn

so với tế bào chất Trong đó chỉ

thấy có những đám hạt nhỏ của nucleoprotein sắp xếp lộn xộn giữa các khối chất

lớn hơn (Nguyễn Bá, 1975)

- Chất nhiễm sắc (chromatin): chất nhiễm sắc ở trong

nhân được nhuộm màu

bởi các loại thuốc nhuộm (hematoxilin, safranin,

cacmin ) Chất nhiễm sắc có hàm

lượng nucleoprotein rất cao (hơn 90%) Chất nhiễm sắc tồn tại trong nhân ở giai

đoạn nghỉ dưới dạng các sợi xoắn ốc, chúng phân bố tương đối đồng đều khắp nhân,

tạo nên một mạng lưới nhiễm sắc tinh tế mà dưới

kính hiển vi quang học thường

không thể nhìn thấy được

Trong quá trình phân bào, chất nhiễm sắc tập trung

lại dưới dạng những nhiễm

sắc thể (hay thể nhiễm sắc) Số lượng nhiễm sắc thể ở

các loài khác nhau thì không

giống nhau và có tính chất đặc trưng loài, là dấu hiệu phân loại của các loài thực vật

và là đặc điểm di truyền của các loài từ thế hệ này sang thế hệ khác (ví dụ, đậu Hà

lan: 2n = 14; Cà chua: 2n = 48; Thầu dầu: 2n = 20

Đu đủ: 2n = 36 )

Tập hợp các thể nhiễm sắc trong tế bào gọi là bộ

nhiếm sắc thể Số lượng

nhiễm sắc thể trong các tế bào của cơ quan sinh

dưỡng thường là một số chẵn - gọi

là bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội (2n) Ở tế bào sinh sản

(bào tử và giao tử) số lượng

nhiễm sắc thể ít hơn một nửa và gọi là bộ nhiễm sắc thể đơn bội (n) Trong một số

trường hợp ở một vài cơ quan có những tế bào với bộ nhiễm sắc thể đa bội (4n,

8n ) có nhiều nguyên nhân gây ra các các dạng đa bội

Độ dài của nhiễm sắc thể cũng có sự thay đổi từ vài

m - 20 m Hình dạng

của chúng cũng rất khác nhau: dạng sợi ngắn, dạng que uốn cong và dạng chữ V

Điểm gấp khúc của thể nhiễm sắc được gọi là eo sơ cấp hay tâm động (Centrome)

Tùy vị trí của tâm động mà thể nhiễm sắc có hai vai cân hay không cân

Ngoài eo sơ cấp, một số nhiễm sắc thể còn có phần

eo thứ 2 chia nhiễm sắc

thể ra một đoạn nhỏ gọi là thể kèm (hay vệ tinh) phần

eo thứ cấp này chính là nơi

sản sinh ra nhân con (hạch nhân) khi kết thúc sự

phân chia của tế bào, do đó miền

này còn được gọi là miền sinh nhân con

18

Nhiễm sắc thể có khả năng tự nhân đôi Quá trình này xảy ra tại pha nghỉ - tức

là vào giai đoạn trước lúc phân chia Cơ sở nhân đôi của thể nhiễm sắc là quá trình

nhân đôi của các phân tử ADN, gọi là sự lặp đôi, kết quả của phép lặp đôi ADN là

các sợi nhiễm sắc sẽ được nhân đôi và thể nhiễm sắc trở nên kép Trước '6Bhi quá

trình phân bào bắt đầu, mỗi con nhiễm sắc gồm 2 nửa

được gọi là 2 sợi nhiễm sắc,

từ chúng tạo ra các thể nhiễm sắc của tế bào con hoàn toàn giống thể nhiễm sắc của

tế bào xuất phát

+ Hạch nhân: trong mỗi nhân thường có từ 1 đến 2

khối hình cầu nhỏ, chiết

quang hơn chất nhân đó là các nhân con (hạch nhân)

Nhân con không có màng

ngăn cách với dịch nhân, bao quanh nó thường cấu tạo bởi các sợi (mà bản thân các

sợi này là do các hạt nhỏ dính lại với nhau như chuỗi) xếp thành một khối xốp nằm

trong chất nền Các hạt của nhân con chứa ARN và hình dạng tương tự hạt

Riboxom của mạng lưới nội chất có hạt

Trong thời gian phân chia tế bào nhân con biến mất

và nó lại xuất hiện ở cuối

quá trình phân chia, nhân con được hình thành ở phần

eo thứ 2 của thể nhiễm sắc

d Vai trò sinh lý của nhân

Nhân là một trong những nội bào quan quan trọng nhất của tế bào, nếu tách

nhân ra khỏi tế bào thì tế bào sẽ chết, nhưng mặt khác nhân cũng không thể tồn tại

riêng biệt khỏi tế bào, mọi vai trò của nhân chỉ được thể hiện khi nhân nằm trong tế

bào chất của tế bào

Nhân đóng vai trò rất quan trọng trong mọi hoạt động sinh lý của tế bào: điều

khiển mọi quá trình tổng hợp diễn ra bên trong tế bào cũng như quá trình sinh

trưởng, sinh sản và mọi hoạt động sinh lý khác, có thể nói vai trò quan trọng bậc

nhất của nhân là duy trì và truyền các thông tin di truyền vì nó có chứa các loại

ADN qui định tính đặc trưng của protein được tổng hợp nên Nhân cung cấp ARN

để tổng hợp protein trong tế bào Nếu tách bỏ nhân thì lượng ARN giảm, quá trình

tổng hợp protein trong tế bào bị chậm dần rồi mất hẳn

Nhân có vai trò rất quan trọng trong việc hấp thụ của lông hút ở rễ cây, ngoài

ra nhân còn có tác dụng trong việc tạo màng của tế bào - nếu vách tế bào bị rách ở 1

chỗ nào đó, nhân sẽ được kéo đến vị trí đó để tham gia vào việc làm lành các vết

thương