Както вече споменахме, всички клетки имат необходимия Вътрешноядрен структура - нуклеоли. Той обикновено е малък брой изключения, които, както ще видим, само за да се подчертае важността и необходимостта от участието на ядърце в живите клетки пратки. Тези изключения включват клетката разделяне яйце където нуклеоли отсъстват в ранните етапи на ембриогенезата, или клетките, за да завърши развитието и необратимо специализирана като, например, някои кръвни клетки.
В други случаи, клетките се наблюдават 1-5 нуклеоли, и броят им не е строго постоянно, дори и в един и същи вид клетка. Освен това, в някои зародишни клетки (ооцити нарастващи) броя на нуклеоли може да достигне няколко стотин, т.е. два порядъка по-висока, отколкото в съседните соматични клетки. Това - т.нар Усилване нуклеоли.
Дори и в 30-те години се предполага, че броят зависи от броя на нуклеоли "nucleolar организатор" - специални области, в които има в телофазата новообразувание нуклеоли интерфазата ядро. Често nucleolar организаторите локализирани вторични стеснения хромозоми (хромозоми формират вторичен свиване). Така човешки nucleolar организаторите са подредени в късите рамена 13, 14, 15, 21 и 22 хромозоми (диплоиден комплект 10) (фиг. 82). При бозайниците, има обикновено няколко nucleolar хромозоми в диплоидния набор: котка - 2; прасе - 2; мишка - 4; крава - 8. студенокръвни гръбначни животни и птици, обикновено имат само един чифт nucleolar хромозоми.
Така максималния брой нуклеоли в различни клетки определя от броя nucleolar организатора и повишени съгласно плоидността на ядрото: голям брой полиплоидни ядра винаги по-големи нуклеоли.
Това правило се потвърждава и от преки наблюдения на мутантни индивиди с различен брой nucleolar организатор. Така че с нокти жаба са нормални в диплоидна клетка има две хромозоми и nucleolar ядърце 1-2 съответно. В хетерозиготни индивиди с nucleolar хромозома - 1, хомозиготни мутант ларви, които не nucleolar организатор, нуклеоли не се срещат и не е синтез на рРНК. Подобни наблюдения са получени с различни номера на плодове мухи nucleolar хромозоми от 0 до 4.
Локализация на nucleolar организатор определя сравнително точно на митотични хромозоми се оцветяват със сребърни соли, които имат специфичен афинитет към някои nucleolar протеини. По-точно определение е nucleolar организатор чрез молекулна хибридизация на място. Тъй като маркиран с тритий гРНК в контакт с денатурирана ДНК за получаване на митотични хромозоми произвежда ДНК-рРНК хибриден само в тези места, където има ДНК последователност, комплементарна на рРНК.
В повечето случаи, броят на клетките в нуклеолата е по-малък от броя на nucleolar организатор. Това се дължи на факта, че те могат да се сливат една с друга новообразувание с общата структура на нуклеоли, т.е. Те могат да бъдат комбинирани в едно пространство отделни nucleolar организатори различни хромозоми интерфазата ядро. Така че в тъканни клетки на човека може да се случи само с едно ядърце. Това означава, че десет nucleolar сайтове локуси, диплоидния брой хромозоми са част от една единствена ядърце. Сливащите нуклеоли един с друг е добре илюстрирани в клетките дневна тъканни култури по време изтича фотография.
Множество от рибозомни гени
В проучването на нуклеоли на различни хромозомни аберации, беше установено, че при скъсване хромозомата на мястото на вторичен свиване нуклеолата може да възникне на всяка хромозомни фрагменти. По този начин, когато порции обменят между две хромозоми в microsporocytes царевица, в случая, когато разликата на една хромозома настъпили през ядърце организатора, имаше две хромозоми, всеки от които носещи част от оригиналната nucleolar организатора. В този случай, двете хромозоми имат способността да формират нуклеоли, макар и в различна степен. От тези наблюдения е направен много важен извод (което напълно потвърдено на молекулярно биологично ниво на 60-те години), които nucleolar организатор не е точка хромозомен локус и е кратно на нейната структура, се състои от няколко идентични генни порции Той е отговорен за формирането на ядърце.
Чрез молекулна хибридизация, беше показано, че в геномите на еукариотни гени рибозомни представени от стотици или хиляди единици; те принадлежат към фракцията умерено повтарящи ДНК последователности. Дори в генома на бактериите може да бъде няколко (6-7) разпръснати из генома идентични секвенции, отговорни за синтеза на иРНК. Общият размер на тази фракция ДНК (рДНК) в E.coli е около 1% от общата ДНК. В еукариотни организми, този процент може да бъде 0.18 до X. Laevis. 0.4 - за човек, който да Drosophila 1.3, 5.5 за хлебна мая. Броят на рибозомни гени в еукариоти е много повече от прокариотните клетки. Таблица. 10 показва някои примери на рРНК гени в различни еукариотни представители.
Таблица 10. Брой на рибозомни гени в хаплоиден набор от хромозоми
Chordates Бозайници Птици Земноводни Риби: Безгръбначни бодлокожи Насекоми: черупчести мекотели: нематоди: Само на висши растения: Гъби: Водорасли: Slizneviki:
Използвайки метода на молекулна хибридизация е не само се анализират броя на рибозомни гени, но тяхната локализация. От тези експерименти, следва, че зони nucleolar организатор вторични стеснения Xenopus хромозоми съдържат рибозомни гени, и че във всеки от тези организатори съдържа приблизително 300 гени, т.е. nucleolar организаторите са полицистронен области, съдържащи множество от идентични гени (poliizogennye порции). Следователно, рибозомни гени са сглобени заедно в групи или клъстери.
Наблюдава директно реда на рибозомна ген ДНК, изолирана нуклеолата с електронен микроскоп не е допълнителни нуклеоли земноводни ооцити.
Обикновено, броят на рибозомните РНК гени в генома постоянно, не променя в зависимост от нивото на транскрипция на тези гени. Така клетки с висока метаболитна брой гРНК генен е точно същата като броят на клетки в напълно прекратили синтез на рибозоми. Когато ДНК репликацията в S-период настъпва и удвояването на гените рРНК, така че броят им е свързана с клетка плоидността.
Въпреки това, има случаи, когато рРНК гени са подложени на прекомерен репликация. Допълнителните репликация рРНК гените се появява, за да се осигури производството на голям брой рибозоми. В резултат на свръхпродукция на рРНК генни копия може да се превърне в насипно състояние, Органичният екстракт. Тези екстрахромозомни копия на рРНК гени могат да работят самостоятелно, което води до допълнително тегло на свободната нуклеоли, но не структурно свързани с nucleolar хромозоми. Това явление се нарича амплификация на рРНК гени. Особено подробно изследван това явление в отглеждането на земноводни ооцити, въпреки че това се случва в животните и растенията.
Така X. Laevis. най-добре проучени и популярен обект рДНК усилване се появява в профаза I съзряване разделяне, когато синтезата на хромозомна ДНК в продължение на дълго време. В този случай, количеството на амплифицирания рДНК (рРНК или гени) става 3000 пъти по-голяма от тази причина за по-хаплоидна брой на рДНК, и съответства на 1.5 х 10 6 рРНК гени. Тези нещатни екстрахро копия и образуват стотици допълнителни нуклеоли в развиващите яйцеклетки. Средно, един допълнителен ядрото пада няколко стотин или хиляди рРНК гени.
Амплифицираните нуклеолата също се намират в ооцити на насекоми. Така граничи водни бръмбари наблюдавани в ооцити 3 х 10 6 екстрахромозомни копия от рРНК гени.
Биологичното значение на външния вид на извънщатен екстрахромозомална нуклеоли яйцеклетки по време на растежа съвсем ясно: да синтезира огромен брой заместващите продукти да бъдат използвани в ранните стадии на ембриогенезата, съответно, трябва да бъде огромен брой рибозоми, които могат да бъдат синтезирани в клетката в тези допълнителни матрици усилват многобройните нуклеоли. След период на съзряване на овоцита когато два последователни разделения тези допълнителни нуклеоли на митотични хромозомите не са включени, те се отделят от ядрата на нов и влошени. Вследствие на това усилване на рДНК в яйцеклетката е временно явление, не влияе на постоянството на генома.
В долната еукариотните организми се наблюдават като екстрахромозомен нуклеоли. Така Tetrachymena pyriformis като част от хаплоиден геном МИКРОЯДРЕН има само един-единствен рРНК ген. Същият macronucleus този организъм съдържа около 200 хаплоидни еквивалента като екстрахромозомни копия. В дрожди, клетки са намерени екстрахромозомни копия на рРНК гени на цикличен ДНК молекула от около 3 микрона в дължина, съдържащи един гРНК генен.