Nucleoplasm raksturojums, struktūra un funkcijas



The nukleoplazma tā ir viela, kurā DNS un citas kodolstruktūras, piemēram, nukleoli, ir iegremdētas. To no šūnu citoplazmas atdala ar serdes membrānu, bet ar to var apmainīties ar materiāliem caur kodolmateriālu porām..

Tās galvenās sastāvdaļas ir ūdens un virkne cukuru, jonu, aminoskābju un proteīnu un fermentu, kas iesaistīti gēnu regulēšanā, starp šiem vairāk nekā 300 proteīniem, kas nav histoni. Faktiski tā sastāvs ir līdzīgs šūnu citoplazmas sastāvam.

Šajā kodolšķidrumā ir atrodami arī nukleotīdi, kas ir "bloki", kurus izmanto DNS un RNS veidošanai, izmantojot fermentus un kofaktorus. Dažās lielās šūnās, kā acetabularia, nukleoplazma ir skaidri redzama.

Iepriekš tika uzskatīts, ka nukleoplazma sastāvēja no amorfas masas, kas norobežota kodolā, izņemot hromatīnu un kodolu. Tomēr nukleoplazmas iekšpusē ir proteīnu tīkls, kas atbild par hromatīna un citu kodola komponentu organizēšanu, ko sauc par kodolmateriālu matricu..

Jaunajām metodēm ir izdevies labāk iztēloties šo komponentu un identificēt jaunas struktūras, piemēram, intranukleārās loksnes, olbaltumvielu pavedienus, kas rodas no kodola porām, un RNS apstrādes iekārtas..

Indekss

  • 1 Vispārīgi raksturlielumi
    • 1.1. Nucleoli
    • 1.2. Kodolteritorijas
    • 1.3 Kodolmateriāla matrica
    • 1.4
  • 2 Struktūra
    • 2.1. Bioķīmiskais sastāvs
  • 3 Funkcijas
    • 3.1. Kurjera sagatavošana
  • 4 Atsauces

Vispārīgās īpašības

Nukleoplazma, saukta arī par "kodolu sulu" vai karioplazmu, ir protoplazmas koloids ar līdzīgām īpašībām kā citoplazma, salīdzinoši blīvs un bagāts ar dažādām biomolekulām, galvenokārt olbaltumvielām..

Šajā vielā ir hromatīns un viens vai divi asinsķermenīši, ko sauc par nukleīniem. Šajā šķidrumā ir arī citas milzīgas struktūras, piemēram, Cajal ķermeņi, PML ķermeņi, spirālveida ķermeņi vai plankumi cita starpā.

Cajala iestādēs koncentrējas nepieciešamās struktūras, lai apstrādātu preRNS vēstnešus un transkripcijas faktorus.

The plankumi Šķiet, ka kodolelementi ir līdzīgi Cajal ķermeņiem, tie ir ļoti dinamiski un virzās uz reģioniem, kuros ir aktīva transkripcija.

PML ķermeņi ir vēža šūnu marķieri, jo tie palielina to skaitu neticami kodolā.

Ir arī virkne nukleolāru ķermeņu ar sfērisku formu, kuru diametrs ir no 0,5 līdz 2 μm, un kas sastāv no globulām vai fibrilliem, kas, pat ja tie ir ziņoti veselās šūnās, patoloģiskajās struktūrās ir daudz lielāki..

Nozīmīgākās kodolstruktūras, kas ir iestrādātas nukleoplazmā, ir aprakstītas turpmāk:

Nucleoli

Nukleols ir izcila sfēriska struktūra, kas atrodas šūnu kodolā un nav norobežota ar jebkāda veida biomembrānu, kas tos atdala no pārējās nukleoplazmas..

Tas ir izveidots reģionos ar nosaukumu NOR (hromosomu nukleolāru organizatoru reģioni) kur atrodas sekvences, kas kodē ribosomas. Šie gēni ir atrodami noteiktos hromosomu reģionos.

Cilvēka specifiskajā gadījumā tie ir sakārtoti 13., 14., 15., 21. un 22. hromosomu satelītu reģionos.

Nukleolā notiek virkne neaizstājamu procesu, piemēram, apakšvienību transkripcija, apstrāde un montāža, kas veido ribosomas..

No otras puses, nesekojot tradicionālajai funkcijai, nesenie pētījumi ir atklājuši, ka nukleols ir saistīts ar vēža šūnu nomācošiem proteīniem, šūnu cikla regulatoriem un vīrusu daļiņu proteīniem..

Kodolteritorijas

DNS molekula nav nejauši izkliedēta šūnu nukleoplazmā, tā ir organizēta ļoti specifiskā un kompaktajā veidā ar proteīnu kopumu, kas ir ļoti konservēts visā evolūcijā, ko sauc par histoniem..

DNS organizēšanas process ļauj ieviest gandrīz četrus metrus ģenētisko materiālu mikroskopiskā struktūrā.

Šo ģenētiskā materiāla un olbaltumvielu asociāciju sauc par hromatīnu. Tas ir organizēts reģionos vai domēnos, kas definēti nukleoplazmā, un var atšķirt divus veidus: euchromatīnu un heterohromatīnu..

Eukromatīns ir mazāk kompakts un ietver gēnus, kuru transkripcija ir aktīva, jo transkripcijas faktoriem un citiem proteīniem ir piekļuve tam, pretēji heterohromatīnam, kas ir ļoti kompakts.

Heterochromatīna reģioni atrodas perifērijā un euchromatīns ir vairāk kodola centrā, kā arī tuvu kodolporām..

Tādā pašā veidā hromosomas tiek izplatītas noteiktās zonās kodolā, ko sauc par hromosomu teritorijām. Citiem vārdiem sakot, hromatīns nav peldošs nejauši nukleoplazmā.

Kodolmateriāla matrica

Dažādu kodolieroču nodalījumu organizācija šķiet diktēta ar kodolmateriālu matricu.

Tā ir kodola iekšējā struktūra, kas sastāv no loksnes, kas savienota ar kodola poru kompleksiem, nukleolārām atliekām un šķiedru un granulētu struktūru kopumu, kas ir sadalītas visā kodolā un aizņem ievērojamu daudzumu tā paša..

Pētījumi, kas mēģināja raksturot matricu, ir secinājuši, ka ir pārāk daudzveidīgi definēt tās bioķīmisko un funkcionālo konstitūciju..

Loksne ir sava veida olbaltumvielu kompozīta slānis, kas aptver 10 līdz 20 nm, un ir savienots ar iekšējās membrānas virsmu. Proteīna konstitūcija atšķiras atkarībā no pētītās taksonomiskās grupas.

Olbaltumvielas, kas veido loksni, ir līdzīgas starpposma pavedieniem, un papildus kodolieroču signalizācijai tām ir cilindriski un cilindriski reģioni..

Kas attiecas uz iekšējo kodolmateriālu matricu, tas satur lielu daudzumu proteīnu ar saistošo vietu ziņotāja RNS un citiem RNS veidiem. Šajā iekšējā matricā notiek DNS replikācija, ne-nukleolāra transkripcija un pēctranskripcijas ziņotāja preRNS apstrāde.

Nucleoskeleton

Kodolā ir struktūra, kas ir līdzīga citoskeletam šūnās, ko sauc par kodolu, kas sastāv no proteīniem, piemēram, aktīna, αII-spektrīna, miozīna un milzu proteīna, ko sauc par titīnu. Tomēr šīs struktūras pastāvēšanu joprojām apspriež pētnieki.

Struktūra

Nukleoplazma ir želatīna, kurā var atšķirt dažādas iepriekš minētās kodolstruktūras.

Viena no galvenajām nukleoplazmas sastāvdaļām ir ribonukleoproteīni, kas sastāv no olbaltumvielām un RNS, kas sastāv no reģiona, kas bagāts ar aromātiskām aminoskābēm ar afinitāti pret RNS.

Kodolā atrastie ribonukleoproteīni ir īpaši saukti par maziem kodolpreparātiem.

Bioķīmiskais sastāvs

Nukleoplazmas ķīmiskais sastāvs ir sarežģīts, ieskaitot sarežģītas biomolekulas, piemēram, olbaltumvielas un kodolskābes fermentus, kā arī neorganiskos savienojumus, piemēram, sāļus un minerālus, piemēram, kāliju, nātriju, kalciju, magniju un fosforu..

Daži no šiem joniem ir neaizstājami enzīmi, kas atkārto DNS. Tas satur arī ATP (adenozīna trifosfātu) un acetilkoenzīmu A.

Nukleoplazmā ir iestrādāta virkne fermentu, kas nepieciešami nukleīnskābju, piemēram, DNS un RNS, sintēzei. Viens no svarīgākajiem ir DNS polimerāze, RNS polimerāze, NAD sintetāze, piruvāta kināze.

Viena no visbiežāk sastopamajām olbaltumvielām nukleoplazmā ir nukleoplastika, kas ir skāba un pentameriska olbaltumviela, kurai ir nevienlīdzīgi domēni uz galvas un astes. Tās skābes īpašība spēj aizsargāt histonos esošos pozitīvos lādiņus un izdodas saistīties ar nukleozomu.

Nucleosomes ir tās struktūras, kas līdzīgas krelles pērlēm, ko veido DNS mijiedarbība ar histoniem. Šajā pusloku matricā ir konstatētas arī nelielas lipīdu dabas molekulas.

Funkcijas

Nukleoplazma ir matrica, kurā notiek virkne būtisku reakciju kodola un šūnas pareizai darbībai kopumā. Tā ir vieta, kur notiek DNS, RNS un ribosomu apakšvienību sintēze.

Tas darbojas kā sava veida "matracis", kas aizsargā tajā iegremdētās struktūras, kā arī nodrošina materiālu transportēšanu..

Tas kalpo kā suspensijas substrāts kodoliekārtām un turklāt palīdz uzturēt stabilu kodolu, dodot tai stingrību un cietību.

Ir pierādīts vairāku metabolisma ceļu klātbūtne nukleoplazmā, tāpat kā šūnu citoplazmā. Šajos bioķīmiskos ceļos ir glikolīze un citronskābes cikls.

Ir ziņots arī par pentozes fosfāta ceļu, kas kodolam dod pentozi. Tādā pašā veidā kodols ir NAD sintēzes zona+, kas darbojas kā dehidrogenāzes koenzīms.

Kurjera sagatavošana iepriekš

Pre-mRNS apstrāde notiek nukleoplazmā un prasa nelielu nukleolāru ribonukleoproteīnu klātbūtni, saīsināti kā snRNP..

Patiešām, viena no svarīgākajām aktīvajām aktivitātēm, kas notiek eukariotiskajā nukleoplazmā, ir nobriedušu kurjera RNS sintēze, apstrāde, transportēšana un eksports..

Ribonukleoproteīni ir grupēti, lai izveidotu spliceosomu vai splicēšanas kompleksu, kas ir katalītiskais centrs, kas atbild par intronu noņemšanu no ziņotāja RNS. Par intronu atpazīšanu ir atbildīga virkne RNS molekulu ar augstu uracila saturu.

Spliciosome sastāv no aptuveni piecām mazām nukleolāru RNS donominētām snRNA U1, U2, U4 / U6 un U5, papildus citu proteīnu līdzdalībai..

Atcerieties, ka eukariotu gēni DNS molekulā tiek pārtraukti ar nekodējošiem reģioniem, ko sauc par introniem, kas ir jānovērš.

Reakcija splicing integrē divus secīgus soļus: nukleofīlo uzbrukumu 5 'griezuma zonā, mijiedarbojoties ar adenozīna atlikumu, kas atrodas blakus introna 3' zonai (pāreja, kas atbrīvo eksonu), kam seko eksonu savienojums.

Atsauces

  1. Brachet, J. (2012). Molekulārā citoloģija V2: šūnu mijiedarbība. Elsevier.
  2. Guo, T., & Fang, Y. (2014). Šūnu kodola funkcionālā organizācija un dinamika. Augu zinātnes robežas, 5, 378.
  3. Jiménez García, L. F. (2003). Šūnu un molekulārā bioloģija. Pearson Education of Mexico.
  4. Lammerding, J. (2011). Kodola mehānika. Visaptveroša fizioloģija, 1 (2), 783-807.
  5. Pederson, T. (2000). Pusgadsimts "Kodolmateriāla matrica". Šūnas molekulārā bioloģija, 11(3), 799-805.
  6. Pederson, T. (2011). Nucleus ieviests. Aukstā pavasara ostas perspektīvas bioloģijā, 3(5), a000521.
  7. Welsch, U., & Sobotta, J. (2008). Histoloģija. Ed. Panamericana Medical.