Kodoliekārtas vispārīgās īpašības, funkcijas un sastāvs



The kodola membrāna, kodolkopa vai kardioteka, ir bioloģiska membrāna, ko veido lipīdu dabiskā divslāņa, kas ieskauj eukariotu šūnu ģenētisko materiālu..

Tā ir diezgan sarežģīta struktūra un aprīkota ar precīzu regulēšanas sistēmu, ko veido divi divslāņi: iekšējā membrāna un ārēja. Telpu starp abām membrānām sauc par perinukleāro telpu, un tās platums ir aptuveni 20 līdz 40 nanometri.

Ārējā membrāna veido kontinuumu ar endoplazmatisko retikulātu. Šī iemesla dēļ tai ir ribosomas, kas ir nostiprinātas tās struktūrā.

Membrānai ir raksturīgas kodola poras, kas mediē vielu plūsmu no kodola iekšpuses uz šūnas citoplazmu, un otrādi.

Molekulu pāreja starp šiem diviem nodalījumiem ir diezgan pārpildīta. RNS un ribosomu apakšvienības pastāvīgi jāpārvieto no kodola uz citoplazmu, bet histoni, DNS, RNS polimerāze un citas vielas, kas nepieciešamas pamatdarbībai, ir jāimportē no citoplazmas uz kodolu..

Kodolmembrāna satur ievērojamu skaitu proteīnu, kas ir iesaistīti hromatīna organizēšanā un arī gēnu regulēšanā.

Indekss

  • 1 Vispārīgi raksturlielumi
  • 2 Funkcija
  • 3 Apmācība
  • 4 Sastāvs
    • 4.1. Kodolmateriāla olbaltumvielas
    • 4.2. Nukleoporīni
    • 4.3 Transportēšana caur kodolpūšļu kompleksu
    • 4.4. Iekšējās membrānas proteīni
    • 4.5. Ārējās membrānas proteīni
    • 4.6 Asmens proteīni
  • 5 Kodolmembrāna augos
  • 6 Atsauces

Vispārīgās īpašības

Kodolmateriāla membrāna ir viena no svarīgākajām eukariotisko šūnu atšķirībām. Tā ir ļoti organizēta dubultā bioloģiskā membrāna, kas aptver šūnas kodolģenētisko materiālu - nukleoplazmu.

Inside mēs atrodam hromatīnu, vielu, ko veido DNS, kas saistīts ar dažādiem proteīniem, galvenokārt histoniem, kas ļauj efektīvi iepakot. Tas ir sadalīts euchromatin un heterochromatin.

Attēli, kas iegūti, izmantojot elektronu mikroskopu, atklāj, ka ārējā membrāna veido kontinuumu ar endoplazmatisko retikulātu, tāpēc tai ir arī ribosomas, kas piestiprinātas pie membrānas. Līdzīgi perinukleāro telpa veido kontinuumu ar endoplazmas retikulāta lūmenu.

Uz iekšējās membrānas esošās nukleoplazmas sānos ir struktūra, kas veidota kā loksne, ko veido proteīnu pavedieni, ko sauc par "kodollapām"..

Celmu membrānu perforē virkne poru, kas ļauj regulēt vielu kustību starp kodolu un citoplazmu. Piemēram, zīdītājiem vidēji ir aptuveni 3000 vai 4000 poras.

Ir ļoti kompakta hromatīnu masa, kas piestiprināta pie aploksnes iekšējās membrānas, izņemot vietas, kur ir poras.

Funkcija

Kodolmateriālu membrānas intuitīvākā funkcija ir saglabāt atdalījumu starp nukleoplazmu - kodola saturu un šūnas citoplazmu..

Šādā veidā DNS saglabājas droša un izolēta no ķīmiskām reakcijām, kas notiek citoplazmā un var negatīvi ietekmēt ģenētisko materiālu.

Šis šķērslis nodrošina fizisku atdalīšanos no kodolprocesiem, piemēram, transkripciju un citoplazmas procesiem, piemēram, tulkošanu.

Makromolekulu selektīva transportēšana starp kodola iekšpusi un citoplazmu notiek, pateicoties kodolu porām, un ļauj regulēt gēnu ekspresiju. Piemēram, attiecībā uz pirms-kurjera RNS splicēšanu un nobriedušo kurjera degradāciju.

Viens no galvenajiem elementiem ir kodollapas. Tas palīdz nodrošināt atbalstu kodolam, papildus nodrošinot hromatīna šķiedru stiprinājuma vietu.

Visbeidzot, galvenā membrāna nav pasīva vai statiska barjera. Tas veicina hromatīna organizēšanu, gēnu izpausmi, kodola nostiprināšanu pie citoskeleta, šūnu dalīšanās procesos un, iespējams, citās funkcijās..

Apmācība

Kodolu sadalīšanas procesu laikā ir nepieciešama jauna kodolmateriāla aploksnes veidošanās, jo beidzot membrāna pazūd.

Tas veidojas no neapstrādāta endoplazmas retikulāta vezikulāriem komponentiem. Šajā procesā aktīvi piedalās citoskeleta mikrotubulas un šūnu motori.

Sastāvs

Kodolmateriāla aploksni veido divi lipīdu divslāņi, ko veido tipiski fosfolipīdi ar vairākām neatņemamām olbaltumvielām. Telpu starp abām membrānām sauc par intramembranozu vai perinukleāro telpu, kas turpinās, ņemot vērā endoplazmatisko retikulātu..

Iekšējās kodola membrānas iekšpusē ir atšķirīgs slānis, kas veidots no starpslāniem, ko sauc par kodollapām, ar heterohromarīnu H, kas piestiprināts pie iekšējā membrānas proteīniem..

Kodolmateriāla aploksnē ir daudzas kodolmateriālu poras, kas satur kodola poru kompleksus. Tās ir cilindriskas struktūras, kas sastāv no 30 nukleoporīniem (vēlāk tās tiks aprakstītas dziļi). Ar centrālo diametru aptuveni 125 nanometri.

Kodolmateriālu olbaltumvielas

Neskatoties uz nepārtrauktību ar retikulu, gan ārējā, gan iekšējā membrāna satur specifisku proteīnu grupu, kas nav atrodama endoplazmatiskajā retikulā. Izcilākie ir šādi:

Nukleoporīni

Starp šiem specifiskajiem kodolmateriālu membrānas proteīniem ir nukleoporīni (arī literatūrā pazīstami kā Nups). Tie veido struktūru, ko sauc par kodolpūpu kompleksu, kas sastāv no virknes ūdens kanālu, kas ļauj divvirzienu proteīnu, RNS un citu molekulu apmaiņu.

Citiem vārdiem sakot, nukleoporīni darbojas kā sava veida molekulāras "durvis", kas ļoti selektīvi veicina dažādu molekulu pāreju..

Kanāla hidrofobais interjers neietver noteiktas makromolekulas, atkarībā no makromolekulas lieluma un polaritātes līmeņa. Mazas molekulas, kas ir mazākas par 40 kDa vai hidrofobas, var izkliedēt pasīvi caur poru kompleksu.

Turpretī lielākām polārām molekulām ir nepieciešams kodolenerģijas pārvadātājs, lai iekļūtu kodolā.

Pārvadāšana caur kodolpūpu kompleksu

Pārvadāšana caur šiem kompleksiem ir diezgan efektīva. Tikai 100 histonu molekulas minūtē var iet caur vienu poru.

Olbaltumvielai, kas jānovieto uz kodolu, ir jābūt saistītai ar alfa importīnu. Beta importīns sasaista šo kompleksu ar ārējo gredzenu. Tādējādi alfa proteīns, kas saistīts ar proteīnu, spēj pārvarēt poru kompleksu. Visbeidzot, beta importīns atdalās no sistēmas citoplazmā un alfa importīns ir sadalīts jau kodola iekšienē..

Iekšējās membrānas proteīni

Vēl viena olbaltumvielu sērija ir raksturīga iekšējai membrānai. Tomēr lielākā daļa šīs gandrīz 60 integrēto membrānu proteīnu grupas nav raksturotas, lai gan ir konstatēts, ka tās mijiedarbojas ar lamīnu un ar hromatīnu..

Katru reizi, kad ir vairāk pierādījumu, kas atbalsta daudzveidīgas un būtiskas iekšējā kodola membrānas funkcijas. Šķiet, ka tai ir nozīme hromatīna organizēšanā, gēnu ekspresijā un ģenētiskā materiāla metabolismā.

Faktiski ir atklāts, ka iekšējās membrānas veidojošo olbaltumvielu atrašanās vieta un kļūdaina funkcija ir saistīta ar lielu skaitu cilvēku slimību..

Ārējās membrānas proteīni

Trešā kodola membrānas specifisko proteīnu klase atrodas minētās struktūras ārējā daļā. Tā ir ļoti neviendabīga integrētu membrānu olbaltumvielu grupa, kam ir kopīga domēna nosaukumu KASH.

Ārējā reģionā atrastie proteīni veido sava veida "tiltu" ar iekšējām kodolmembrānu olbaltumvielām.

Šie fiziskie savienojumi starp citoskeleta un hromatīnu šķiet saistīti ar transkripcijas, replikācijas un DNS remonta mehānismiem..

Asmens proteīni

Galīgo kodolu membrānas olbaltumvielu grupu veido loksnes proteīni, ietvars, ko veido starpfilamenti, kas sastāv no A un B tipa loksnēm. Loksnes biezums ir no 30 līdz 100 nanometriem..

Lamīna ir būtiska struktūra, kas nodrošina stabilitāti kodolam, jo ​​īpaši audos, kas pastāvīgi saskaras ar mehāniskiem spēkiem, piemēram, muskuļu audiem..

Līdzīgi kā kodolmateriāla iekšējās olbaltumvielas, mutācijas laminā ir cieši saistītas ar lielu skaitu ļoti daudzveidīgu cilvēku slimību..

Turklāt ir vairāk un vairāk pierādījumu, kas attiecas uz kodollapām ar novecošanu. Tas viss uzsver kodolmateriālu proteīnu nozīmi šūnas vispārējā funkcionēšanā.

Kodolmembrāna augos

Augu valstībā kodolmateriālu aploksne ir ļoti svarīga membrānu sistēma, lai gan tā ir ļoti maz pētīta. Lai gan nav precīzu zināšanu par olbaltumvielām, kas veido kodolmembrānu augstākajos augos, dažas pārējās karaļvalstis ir norādītas..

Augiem nav sekvences, kas ir homoloģiskas ar lamīnām, un centrosomu vietā tā ir kodolmembrāna, kas darbojas kā mikrotubulu organizēšanas centrs..

Šā iemesla dēļ pētījums par kodolmateriāla aploksnes mijiedarbību augos ar citoskeleta elementiem ir atbilstoša pētījuma priekšmets..

Atsauces

  1. Alberts, B., un Bray, D. (2006). Ievads šūnu bioloģijā. Ed. Panamericana Medical.
  2. Einards, A.R., Valentichs, M.A., & Rovasio, R.A. (2008). Cilvēka histoloģija un embrioloģija: šūnu un molekulārā bāze. Ed. Panamericana Medical.
  3. Hetzer M. W. (2010). Kodolmateriālu aploksne. Aukstā pavasara ostas perspektīvas bioloģijā, 2(3), a000539.
  4. Meier, I. (2008). Augu kodola funkcionālā organizācija. Springer.
  5. Ross, M. H., un Pawlina, W. (2006). Histoloģija. Lippincott Williams & Wilkins.
  6. Welsch, U., & Sobotta, J. (2008). Histoloģija. Ed. Panamericana Medical.
  7. Young, B., Woodford, P., & O'Dowd, G. (Eds.). (2014). Wheater Funkcionālā histoloģija: teksta un atlases krāsa. Elsevier Health Sciences.