одну цепь, синтезируемую на нити ДНК, как на матрице. Кроме того, вместо D-2-дезоксирибозы она содержит другой углевод – рибозу, а вместо тимина другой нуклеотид – урацил. При синтезе иРНК аденин подстраивается напротив тимина ДНК, а заменяющий тимин урацил – напротив аденина ДНК. Цитозин располагается напротив гуанина и наоборот, а в результате в точности воспроизводится генетический код ДНК. Затем происходит редакция считанного материала, которая заключается в вырезании не кодирующих последовательность аминокислот участков генома (они были нужны лишь для транскрипции). Полученная в итоге молекула иРНК содержит всю информацию о синтезе нужного белка, сам же синтез произойдёт в другом месте, после того, как молекула иРНК уйдёт из ядра сквозь пору ядерной оболочки.

Таким образом, функция клеточного ядра связана с хранением генетической информации. При появлении запроса на какую-либо её часть информация копируется с ДНК на иРНК, которая уносит полученную инструкцию для синтеза белка к месту такого синтеза. Другая сторона деятельности клеточного ядра связана с его делением путём митоза. Этот вопрос здесь не рассматривается, поскольку сформированные нервные клетки не делятся.

Описанный выше механизм извлечения генетической информации используется всегда, когда требуется заменить изношенные белковые молекулы, синтезировать вновь понадобившиеся ферменты, увеличить количество каких-либо рецепторов или структурных белков. Отдельные виды генов кодируют, например, образование больших молекул-предшественниц, из которых затем формируются т.н. нейропептиды, используемые нервными клетками для передачи информации другим клеткам. Все эти процессы усиливаются при формировании новых образцов поведения, т.е. при научении, когда образуются энграммы памяти (следы). Не удивительно, что в нервной ткани обнаружено около 200 000 разнообразных молекул иРНК, что в 10-20 раз больше, чем, например в печени или почках. С обилием используемой в нервной ткани генетической информации отчасти связано и многообразие клеточных типов нейронов.

1.4. Рибосомы

Маленькие тельца диаметром около 20-22 нм, не имеют собственной мембраны и содержат особую разновидность РНК, которая называется рибосомальной. После выхода из ядра молекулы иРНК к ней присоединяется несколько рибосом, в результате чего образуется полисома, на которой происходит синтез белка (Рис.1.5). Синтез заключается в том, чтобы собрать аминокислоты в определённой последовательности, закодированной триплетами иРНК. Каждую аминокислоту представляет для синтеза специфическая транспортная РНК. На одном конце её молекулы есть участок для соединения с определённой аминокислотой, а на другом – антикодон, т.е. три нуклеотида, комплементарных (взаимно дополняющих) соответствующему кодону иРНК.

Перенос информации из генетического кода иРНК в аминокислотную последовательность белковой молекулы называется трансляцией. При этом рибосома перемещается по нити иРНК и одновременно с этим одна за другой, в нужной последовательности соединяются аминокислоты. Представив требующуюся аминокислоту, транспортная РНК отделяется от неё и снова соединяется с такой же аминокислотой, найдя её в цитоплазме.

Некоторая часть рибосом и полисом находится поблизости от ядра в цитозоле – их называют свободными. Другая часть рибосом прикреплена к мембране эндоплазматического ретикулума. На свободных рибосомах обычно синтезируются белки для цитозоля, микротрубочек, микрофиламентов, т.е. для внутреннего использования, тогда как на связанных с эндоплазматическим ретикулумом рибосомах образуются белки, предназначенные для выделения из клетки, например, нейропептидные медиаторы.

1.5. Эндоплазматический ретикулум и аппарат Гольджи

Различают шероховатый или гранулярный ЭР и гладкий (См. рис. 1.5). Шероховатый ЭР представляет собой сеть соединённых полых структур (их часто называют цистернами), к наружным стенкам которых прикрепляются рибосомы. У гладкого ЭР рибосом нет, в нём синтез белка не происходит, а осуществляется образование нужных для клетки углеводов и липидов.

Объединённые с мембраной шероховатого ЭР рибосомы синтезируют белки, в том числе предназначенные для экспорта: нейромедиаторы, нейрогормоны. Синтезированные молекулы выходят из цистерн ЭР в упаковке, выкроенной из собственной мембраны ЭР, – это т.н. транспортный пузырёк, Транспортные пузырьки перемещаются к аппарату Гольджи.

Аппарат Гольджи похож на стопку из 3-10 блюдцеобразных мешочков. В нервной клетке такие стопки образуют окружающую ядро сетчатую структуру. Поступающие от ЭР транспортные пузырьки сливаются с ближайшим мешочком аппарата Гольджи так, что мембрана транспортного пузырька становится частью мембраны самого аппарата Гольджи. Содержавшийся в нескольких транспортных пузырьках белок накапливается и подвергается ряду изменений. Например, здесь может происходить синтез гликопротеинов – соединений белка с углеводами. После этого порция готовых продуктов снова покрывается мембраной (на этот раз она заимствуется из стенки мешочка аппарата Гольджи и чрезвычайно похожа на клеточную мембрану) – так образуется секреторный пузырёк. Он транспортируется в нервное окончание, где его содержимое может выделяться путём экзоцитоза. Выделяющиеся вещества предназначены для передачи информации другим клеткам.

1.6. Митохондрии и лизосомы

Масса мозга по отношению к массе тела составляет около 2%, но в то же время он потребляет из общего бюджета организма 12-17% глюкозы и до 20% кислорода, причём ни то, ни другое не запасается впрок, а используется немедленно. Окисление глюкозы происходит в митохондриях, которые выполняют функцию энергетических станций клетки. Чем напряжённей деятельность клетки, тем больше в ней митохондрий. В нервных клетках они довольно равномерно распределены в цитоплазме, однако могут там перемещаться и изменять свою форму.

Диаметр митохондрий колеблется от 0,4 до 1 мкм, они имеют две мембраны, наружную и внутреннюю, каждая из которых немного тоньше, чем клеточная мембрана. У внутренней мембраны есть многочисленные, похожие на полочки выросты или кристы. Благодаря таким кристам существенно увеличивается рабочая поверхность митохондрий . Внутри митохондрий содержится жидкость, в которой в виде плотных гранул накапливаются кальций и магний. В кристах и внутреннем пространстве митохондрий содержатся дыхательные ферменты, с помощью которых окисляются продукты гликолиза – анаэробного