Lastnosti, struktura in funkcije nukleoplazme



The nukleoplazme to je snov, v katero so potopljeni DNA in druge jedrske strukture, kot so nukleoli. Ločeno je od celične citoplazme s pomočjo jedrne membrane, vendar lahko z njo izmenjuje materiale skozi jedrske pore..

Njegove glavne sestavine so voda in niz sladkorjev, ionov, aminokislin in beljakovin ter encimov, ki sodelujejo pri regulaciji genov, med temi več kot 300 beljakovinami, razen histonov. Pravzaprav je njegova sestava podobna sestavi celične citoplazme.

V tej jedrski tekočini najdemo tudi nukleotide, ki so "bloki", ki se uporabljajo za izgradnjo DNA in RNA s pomočjo encimov in kofaktorjev. V nekaterih velikih celicah, kot v acetabularia, nukleoplazma je jasno vidna.

Prej je veljalo, da je nukleoplazma sestavljena iz amorfne mase, zaprte v jedru, razen kromatina in jedra. Vendar pa je znotraj nukleoplazme proteinska mreža, ki je odgovorna za organiziranje kromatina in drugih komponent jedra, imenovanega jedrska matrika.

Z novimi tehnikami je bilo mogoče bolje vizualizirati to komponento in identificirati nove strukture, kot so intranuklearne plošče, proteinske filamente, ki izhajajo iz jedrskih por in stroje za predelavo RNA..

Indeks

  • 1 Splošne značilnosti
    • 1.1 Jedra
    • 1.2 Podzvočna območja
    • 1.3 Jedrska matrika
    • 1.4 Nukleoskelet
  • 2 Struktura
    • 2.1 Biokemijska sestava
  • 3 Funkcije
    • 3.1 Obdelava sporočila preARN
  • 4 Reference

Splošne značilnosti

Nukleoplazma, imenovana tudi "jedrski sok" ali karioplazma, je protoplazmatski koloid s podobnimi lastnostmi kot citoplazma, razmeroma gosta in bogata z različnimi biomolekulami, predvsem beljakovinami..

V tej snovi je kromatin in ena ali dve krvni celici imenovani nukleoli. Obstajajo tudi druge ogromne strukture v tej tekočini, kot so Cajalova telesa, PML telesa, spiralna telesa ali peglice jedrskega, med drugim.

V telesih Cajala so koncentrirane potrebne strukture za obdelavo preRNA glasnikov in transkripcijskih faktorjev.

The peglice Zdi se, da so jedrske celice podobne telesom Cajala, zelo so dinamične in se gibljejo v območjih, kjer je transkripcija aktivna.

Zdi se, da so PML telesa označevalci rakavih celic, saj povečajo njihovo število neverjetno znotraj jedra.

Obstaja tudi vrsta nukleolarnih teles s kroglasto obliko, ki segajo od 0,5 do 2 μm v premeru, sestavljena iz globul ali fibrilov, čeprav je njihova pogostnost v patoloških strukturah, čeprav so bili prijavljeni v zdravih celicah, veliko večja.

Najpomembnejše jedrske strukture, ki so vključene v nukleoplazmo, so opisane spodaj:

Jedra

Nukleolus je izjemna sferična struktura, ki se nahaja znotraj jedra celic in ni omejena z nobeno vrsto biomembrane, ki jih ločuje od preostale nukleoplazme..

Sestavljen je v regijah, imenovanih NOR (kromosomske jedrne regije) kjer se nahajajo sekvence, ki kodirajo za ribosome. Ti geni najdemo v specifičnih regijah kromosomov.

V specifičnem primeru ljudi so organizirani v satelitskih regijah kromosomov 13, 14, 15, 21 in 22. \ t.

V nukleolusu se pojavijo številni nujni procesi, kot so transkripcija, obdelava in sestavljanje podenot, ki sestavljajo ribosome..

Po drugi strani pa so nedavne študije pokazale, da je nukleolus povezan s supresivnimi beljakovinami rakavih celic, regulatorji celičnega ciklusa in beljakovinami iz virusnih delcev..

Podzvočna ozemlja

Molekula DNK ni naključno razpršena v celični nukleoplazmi, organizirana je na zelo specifičen in kompakten način z nizom beljakovin, ki so visoko ohranjene skozi evolucijo, imenovano histoni..

Postopek organizacije DNK omogoča, da se v mikroskopsko strukturo vnese skoraj štiri metre genskega materiala.

Ta povezava genskega materiala in beljakovin se imenuje kromatin. To je organizirano v regijah ali področjih, ki so opredeljena v nukleoplazmi in so sposobna razlikovati dve vrsti: euchromatin in heterochromatin.

Eukromatin je manj kompakten in zajema gene, katerih transkripcija je aktivna, saj imajo transkripcijski faktorji in drugi proteini dostop do njega v nasprotju s heterochromatinom, ki je zelo kompakten..

Regije heterohromatina se nahajajo na periferiji, euhromatin pa bolj v središču jedra in tudi blizu jedrskih por..

Na enak način so kromosomi porazdeljeni v določenih območjih znotraj jedra, imenovanega kromosomska območja. Z drugimi besedami, kromatin ne plava naključno v nukleoplazmi.

Jedrska matrika

Zdi se, da organizacijo različnih jedrskih oddelkov narekuje jedrska matrika.

Gre za notranjo strukturo jedra, ki je sestavljena iz lista, povezanega z jedrskimi pornimi kompleksi, nukleolarnimi ostanki in množico vlaknastih in zrnatih struktur, ki so porazdeljene po celem jedru in zasedajo pomemben volumen istega.

Študije, ki so poskušale opisati matriko, so ugotovile, da je preveč raznolika, da bi opredelila njeno biokemijsko in funkcionalno zgradbo..

Plošča je neke vrste proteinska kompozitna plast, ki se razteza od 10 do 20 nm in je primerljiva z notranjo stranjo jedrne membrane. Struktura beljakovin je odvisna od obravnavane taksonomske skupine.

Proteini, ki sestavljajo list, so podobni vmesnim filamentom in poleg jedrske signalizacije imajo tudi kroglaste in cilindrične regije..

Kar zadeva notranji jedrski matriks, vsebuje veliko število beljakovin z veznim mestom za RNA in druge vrste RNA. V tej notranji matrici poteka replikacija DNK, ne-nukleolarna transkripcija in obdelava poRKNA po transkripciji.

Nukleoskelet

V jedru je struktura, primerljiva s citoskeletom v celicah, ki se imenuje nukleoskelet, sestavljen iz proteinov, kot so aktin, αII-spektrin, miozin in velikanska beljakovina, imenovana titin. Raziskovalci še vedno razpravljajo o obstoju te strukture.

Struktura

Nukleoplazma je želatinasta snov, v kateri lahko ločimo različne zgoraj omenjene jedrske strukture.

Ena od glavnih komponent nukleoplazme so ribonukleoproteini, sestavljeni iz proteinov in RNA, ki jih sestavlja regija bogata z aromatičnimi aminokislinami z afiniteto za RNA.

Ribonukleoproteini, ki jih najdemo v jedru, so posebej imenovani majhni jedrski ribonukleoproteini.

Biokemična sestava

Kemična sestava nukleoplazme je kompleksna, vključno s kompleksnimi biomolekulami, kot so proteini in jedrski encimi ter tudi anorganske spojine, kot so soli in minerali, kot so kalij, natrij, kalcij, magnezij in fosfor.

Nekateri od teh ionov so nepogrešljivi kofaktorji encimov, ki posnemajo DNK. Vsebuje tudi ATP (adenozin trifosfat) in acetil koencim A.

V nukleoplazmi so vključeni niz encimov, potrebnih za sintezo nukleinskih kislin, kot sta DNA in RNA. Med najpomembnejšimi so med drugim DNA polimeraza, RNA polimeraza, NAD sintetaza, piruvat kinaza.

Eden od najbolj bogatih beljakovin v nukleoplazmi je nukleoplastika, ki je kisli in pentamerni protein, ki ima neenake domene na glavi in ​​repu. Njegova kislinska značilnost uspe zaščititi pozitivne naboje, ki so prisotni v histonih, in se uspe povezati z nukleosomom.

Nukleozomi so tiste strukture, ki so podobne kroglicam v ogrlici, ki so nastale z interakcijo DNA s histoni. Tudi majhne molekule lipidne narave so bile zaznane v plavajoči matrici.

Funkcije

Nukleoplazma je matrika, v kateri poteka vrsta bistvenih reakcij za pravilno delovanje jedra in celice na splošno. To je mesto, kjer poteka sinteza DNK, RNA in ribosomskih podenot.

Deluje kot nekakšna "vzmetnica", ki ščiti potopljene strukture, poleg tega, da zagotavlja prevozna sredstva.

Uporablja se kot suspenzijsko sredstvo za podjedrske strukture in poleg tega pomaga ohranjati stabilno obliko jedra, kar mu daje togost in trdoto..

Pokazali smo obstoj več presnovnih poti v nukleoplazmi, kot v celični citoplazmi. V okviru teh biokemičnih poti so glikoliza in cikel citronske kisline.

Poročali so tudi o poti pentoznega fosfata, ki daje pentozo jedru. Na enak način je jedro sintezno območje NAD+, ki deluje kot koencimi dehidrogenaz.

Obdelava sporočila preARN

Obdelava pre-mRNA poteka v nukleoplazmi in zahteva prisotnost majhnih nukleolarnih ribonukleoproteinov, skrajšano snRNP.

Dejansko je ena od najpomembnejših aktivnih dejavnosti, ki se pojavljajo v evkariontski nukleoplazmi, sinteza, obdelava, transport in izvoz zrelih selivskih RNA..

Ribonukleoproteini so združeni, da tvorijo spliceosom ali kompleks za spajanje, ki je katalitični center, odgovoren za odstranitev intronov iz RNA. Za prepoznavanje intronov je odgovorna vrsta molekul RNA z visoko vsebnostjo uracila.

Spliciosome je sestavljen iz približno petih malih nukleolarnih RNA donominiziranih snRNA U1, U2, U4 / U6 in U5, poleg sodelovanja drugih proteinov.

Ne pozabite, da so v evkariontih geni prekinjeni v molekuli DNA z nekodirajočimi območji, imenovanimi introni, ki jih je treba odstraniti.

Reakcija spajanje integrira dva zaporedna koraka: nukleofilni napad v 5 'rezanem območju z interakcijo z adenozinskim ostankom, ki se stika s 3' cono introna (prehod, ki sprosti ekson), ki mu sledi združitev eksonov..

Reference

  1. Brachet, J. (2012). Molekularna citologija V2: Celične interakcije. Elsevier.
  2. Guo, T., in Fang, Y. (2014). Funkcionalna organizacija in dinamika celičnega jedra. Meje v rastlinski znanosti, 5, 378.
  3. Jiménez García, L. F. (2003). Celična in molekularna biologija. Pearson Education iz Mehike.
  4. Lammerding, J. (2011). Mehanika jedra. Celovita fiziologija, 1 (2), 783-807.
  5. Pederson, T. (2000). Pol stoletja "Jedrske matrike". Molekularna biologija celice, 11(3), 799-805.
  6. Pederson, T. (2011). Uvedeno jedro. Perspektive hladnega pomladnega pristanišča v biologiji, 3(5), a000521.
  7. Welsch, U., & Sobotta, J. (2008). Histologija. Ed Panamericana Medical.