Роль ядра и цитоплазмы в наследственности

 


Материальная и информационная преемственность между поколениями организмов, размножающихся половым путем, осуществляется в процессе оплодотворения, т. е. слияния мужской и женской половых клеток. Следовательно, носителем наследственной информации является клетка — универсальная единица структурно-функциональной организации живой материи. Это положение распространяется и на организмы с бесполым типом размножения. В ходе эволюции на Земле сформировались два типа клеточной организации — эукариотический и прокариотический. У эукариот протоплазматическая масса клетки чётко разделена на ядро и цитоплазму вследствие того, что ядерный материал отграничен мембраной. У прокариот ядерный материал не обособлен от цитоплазмы. Вирусы представляют собой неклеточную форму живой материи.

         Существует много доказательств того, что материальные носители наследственности локализованы почти исключительно в ядре. Приведем три из них. Т. Бовери еще в конце прошлого века в опытах по гибридизации двух видов морских ежей (Psammechinus microtuberculatus и Sphaerichinus granularis), имевших четкие морфологические различия, показал, что особи, развившиеся после оплодотворения энуклеированных (безъядерных) фрагментов яиц  Sphaerichinus  спермой Psammechinus, развиваются в личинки с анатомическим строением Psammechinus.

         Автор  пришел  к выводу,  что  наследственные признаки у морских ежей определяются только ядром.

         К такому же выводу привели и эксперименты с одноклеточной водорослью ацетабулярией, которые провел Р.Геммерлинг. В период вегетативного цикла эта водоросль представляет собой крупную одноядерную клетку, имеющую форму шляпочного гриба или зонтика. Ядро расположено в ризоиде — «корешке». Длина стебелька достигает 6 см. Различные виды ацетабулярии имеют специфическую форму шапочки. Если с помощью микроманипулятора сконструировать трансплантат, состоящий из стебелька незрелого (т. е. еще не развившего шапочку) растения одного вида и ризоидной системы другого, то выросшее растение будет иметь ядро одного вида и часть цитоплазмы другого. Такие растения в зависимости от доли цитоплазмы вида, которому не принадлежит ризоид с ядром, в той или иной мере будут проявлять промежуточные признаки. Однако если удалить такую шапочку, то на ее месте разовьется новая, полностью повторяющая признаки вида, которому принадлежит ядро. Из этих данных можно заключить, что форму шапочки определяет некая субстанция в цитоплазме, которая сама полностью контролируется ядром. Этот вывод позже был подкреплен экспериментом по пересадке изолированных ядер из ризоида одного вида в стебелек другого вида. Подобные опыты в настоящее время проведены на многих объектах и особенно успешно на амфибиях.

         Б.Л.Астауров, основываясь на резко различной чувствительности ядра и цитоплазмы к ионизирующим излучениям, показал решающую роль ядра в определении признаков многоклеточных организмов. Он облучал яйцеклетки бабочек шелкопряда рентгеновскими лучами так, чтобы инактивировать их ядра, в то время как цитоплазма при данных дозах облучения полностью сохраняла способность обеспечивать дальнейшее развитие организма. Затем эти яйцеклетки осеменяли, и ядра зиготы образовывались путем слияния ядер двух спермиев. В результате из таких яиц развивались только самцы (андрогенез), имевшие в случае межвидовых гибридов признаки исключительно отцовского вида.

         Таким образом, можно заключить, что по крайней мере у ядерных организмов факторы наследственности распределены в клетке не случайно: они сосредоточены в ядре. Хотя позже и было установлено, что небольшая часть наследственного материала содержится и в цитоплазме, это не поколебало вывод о том, что ядро — основной хранитель наследственной информации.  

Предыдущие материалы: Следующие материалы: