Značajke, struktura i funkcije nukleoplazma



nucleoplasma to je supstanca u koju su uronjeni DNA i druge nuklearne strukture, kao što su nukleoli. Odvaja se od stanične citoplazme pomoću jezgrene membrane, ali može razmijeniti materijale s njom kroz nuklearne pore.

Njegove glavne komponente su voda i niz šećera, iona, amino kiselina i proteina i enzima uključenih u regulaciju gena, među tim više od 300 proteina osim histona. Zapravo, njegov sastav je sličan sastavu stanične citoplazme.

Nukleotidi su također pronađeni unutar tog nuklearnog fluida, koji su "blokovi" koji se koriste za izgradnju DNA i RNA, uz pomoć enzima i kofaktora. U nekim velikim stanicama, kao u Acetabularia, nukleoplazma je jasno vidljiva.

Ranije se smatralo da se nukleoplazma sastoji od amorfne mase zatvorene u jezgri, isključujući kromatin i jezgru. Međutim, unutar nukleoplazme nalazi se proteinska mreža odgovorna za organiziranje kromatina i drugih komponenti jezgre, nazvane nuklearna matrica.

Nove tehnike su uspjele bolje vizualizirati tu komponentu i identificirati nove strukture kao što su intranuklearni listovi, proteinski filamenti koji se pojavljuju iz nuklearnih pora i strojevi za obradu RNA..

indeks

  • 1 Opće karakteristike
    • 1.1 Nukleoli
    • 1.2
    • 1.3 Nuklearna matrica
    • 1.4 Nukleoskelet
  • 2 Struktura
    • 2.1 Biokemijski sastav
  • 3 Funkcije
    • 3.1 Obrada glasnika preARN
  • 4 Reference

Opće karakteristike

Nukleoplazma, također nazvana "nuklearni sok" ili karioplazma, je protoplazmatski koloid sa sličnim svojstvima kao citoplazma, relativno gust i bogat različitim biomolekulama, uglavnom proteinima..

U ovoj supstanci nalazi se kromatin i jedna ili dvije stanice koje se nazivaju nukleoli. Postoje i druge ogromne strukture u ovom fluidu kao što su Cajalova tijela, PML tijela, spiralna tijela ili speckles nuklearne, među ostalima.

U tijelima Cajala koncentrirane su potrebne strukture za obradu preRNA glasnika i transkripcijskih faktora.

speckles Čini se da su nuklearne stanice slične tijelima Cajala, vrlo su dinamične i kreću se prema područjima gdje je transkripcija aktivna.

Čini se da su PML tijela markeri stanica raka, budući da njihov broj nevjerojatno povećava unutar jezgre.

Tu je i niz nukleolarnih tijela sa sfernim oblikom koji se kreću između 0,5 i 2 μm u promjeru, sastavljene od globula ili fibrila koje, iako su prijavljene u zdravim stanicama, njihova je učestalost mnogo veća u patološkim strukturama..

Najrelevantnije nuklearne strukture koje su ugrađene u nukleoplazmu opisane su u nastavku:

jezgrice

Nukleolus je izvanredna sferna struktura smještena unutar jezgre stanica i nije ograničena bilo kojom vrstom biomembrane koja ih razdvaja od ostatka nukleoplazme..

Konstituirana je u regijama pod nazivom NOR-ovi (kromosomske regije organizatora jezgre) gdje se nalaze sekvence koje kodiraju za ribosome. Ovi se geni nalaze u specifičnim područjima kromosoma.

U specifičnom slučaju ljudi organizirani su u satelitskim područjima kromosoma 13, 14, 15, 21 i 22. \ t.

U nukleolusu se odvija niz neophodnih procesa, kao što je transkripcija, obrada i sastavljanje podjedinica koje čine ribosome..

S druge strane, ostavljajući po strani svoju tradicionalnu funkciju, nedavne studije su otkrile da je nukleolus povezan s supresivnim proteinima stanica raka, regulatorima staničnog ciklusa i proteinima od virusnih čestica..

Subnuklearne teritorije

Molekula DNA nije slučajno raspršena u staničnoj nukleoplazmi, organizirana je na vrlo specifičan i kompaktan način s nizom proteina koji su visoko konzervirani tijekom evolucije zvanih histoni..

Proces DNA organizacije omogućuje uvođenje gotovo četiri metra genetskog materijala u mikroskopsku strukturu.

Ta povezanost genetskog materijala i proteina naziva se kromatin. To je organizirano u područja ili domene definirane u nukleoplazmi, u mogućnosti razlikovati dva tipa: euchromatin i heterochromatin.

Eukromatin je manje kompaktan i obuhvaća gene čija je transkripcija aktivna, jer transkripcijski faktori i drugi proteini imaju pristup u odnosu na heterochromatin, koji je vrlo kompaktan..

Regije heterohromatina nalaze se na periferiji, a euhromatin više u središtu jezgre, a također i blizu nuklearnih pora..

Na isti način, kromosomi su raspoređeni u specifičnim zonama unutar jezgre koje se nazivaju kromosomska područja. Drugim riječima, kromatin ne pluta nasumce u nukleoplazmi.

Nuklearna matrica

Organizacija različitih nuklearnih odjeljaka čini se diktirana nuklearnom matricom.

To je unutarnja struktura jezgre sastavljena od lista spojenog s kompleksima nuklearnih pora, nukleolarnim ostacima i skupom vlaknastih i granularnih struktura koje su raspoređene po jezgri i zauzimaju značajan volumen iste.

Studije koje su pokušale karakterizirati matricu zaključile su da je ona previše raznolika da bi se definirala njegova biokemijska i funkcionalna konstitucija..

Ploča je svojevrsni slojeviti sloj proteina koji se proteže od 10 do 20 nm i nalazi se nasuprot unutarnje strane jezgre membrane. Konstitucija proteina varira ovisno o ispitanoj taksonomskoj skupini.

Proteini koji sačinjavaju listu slični su srednjim filamentima, a osim nuklearne signalizacije, imaju i globularne i cilindrične regije..

Što se tiče unutarnje nuklearne matrice, ona sadrži veliki broj proteina s veznim mjestom za RNA i druge tipove RNA. Replikacija DNA, ne-nukleolarna transkripcija i preRNA obrada nakon transkripcije javljaju se u ovoj unutrašnjoj matrici.

nucleoskeleton

Unutar jezgre postoji struktura usporediva s citoskeletom u stanicama nazvanim nukleoskeleton, sastavljen od proteina kao što su aktin, αII-spektrin, miozin i divovski protein nazvan titin. Međutim, istraživači i dalje raspravljaju o postojanju ove strukture.

struktura

Nukleoplazma je želatinozna supstanca u kojoj možete razlikovati različite nuklearne strukture, navedene gore.

Jedna od glavnih komponenti nukleoplazme su ribonukleoproteini, sastavljeni od proteina i RNA sastavljene od regije bogate aromatskim aminokiselinama s afinitetom za RNA.

Ribonukleroproteini koji se nalaze u jezgri su specifično nazvani mali nuklearni ribonukleoproteini.

Biokemijski sastav

Kemijski sastav nukleoplazme je složen, uključujući složene biomolekule kao što su proteini i nuklearni enzimi, kao i anorganski spojevi kao što su soli i minerali kao što su kalij, natrij, kalcij, magnezij i fosfor.

Neki od tih iona su neophodni kofaktori enzima koji repliciraju DNA. Sadrži i ATP (adenozin trifosfat) i acetil koenzim A.

U nukleoplazmi su ugrađeni niz enzima potrebnih za sintezu nukleinskih kiselina, kao što su DNA i RNA. Među najvažnijima su DNA polimeraza, RNA polimeraza, NAD sintetaza, piruvat kinaza.

Jedan od najzastupljenijih proteina u nukleoplazmi je nukleoplastika, koja je kiseli i pentamerni protein koji ima nejednake domene na glavi i repu. Njegova kiselinska karakteristika uspijeva zaštititi pozitivne naboje prisutne u histonima i uspijeva se povezati s nukleosomom.

Nukleosomi su strukture slične kuglicama u ogrlici, nastale interakcijom DNA s histonima. Otkrivene su i male molekule lipidne prirode koje lebde u ovoj poluautomatskoj matrici.

funkcije

Nukleoplazma je matrica u kojoj se odvija niz bitnih reakcija za ispravno funkcioniranje jezgre i stanice općenito. To je mjesto na kojem se odvija sinteza DNA, RNA i ribosomskih podjedinica.

Djeluje kao vrsta "madraca" koji štiti uronjene konstrukcije, osim što osigurava prijevozna sredstva.

Služi kao suspenzijsko sredstvo za subnuklearne strukture i, osim toga, pomaže u održavanju stabilnog oblika jezgre, dajući joj čvrstoću i tvrdoću.

Pokazano je postojanje nekoliko metaboličkih putova u nukleoplazmi, kao u staničnoj citoplazmi. Unutar tih biokemijskih putova su glikoliza i ciklus limunske kiseline.

Prijavljen je i put pentoznog fosfata, koji daje pentozu jezgri. Na isti način, jezgra je zona sinteze NAD-a+, koji djeluje kao koenzimi dehidrogenaza.

Obrada glasnika preARN

Obrada pre-mRNA odvija se u nukleoplazmi i zahtijeva prisustvo malih nukleolarnih ribonukleoproteina, skraćeno kao snRNP.

Doista, jedna od najvažnijih aktivnih aktivnosti koja se javlja u eukariotskoj nukleoplazmi je sinteza, obrada, transport i izvoz zrelih glasničkih RNA..

Ribonukleroproteini su grupirani tako da tvore spliceosom ili kompleks za spajanje, koji je katalitički centar koji je odgovoran za uklanjanje introna iz glasničke RNA. Niz molekula RNA s visokim sadržajem uracila odgovoran je za prepoznavanje introna.

Spliciosome se sastoji od pet malih nukleolarnih RNA donominiziranih snRNA U1, U2, U4 / U6 i U5, uz sudjelovanje drugih proteina.

Zapamtite da se u eukariotima geni prekidaju u molekuli DNA nekodirajućim područjima nazvanim intronima koji se moraju eliminirati.

Reakcija srastanje integrira dva uzastopna koraka: nukleofilni napad u 5 'zoni rezanja interakcijom s adenozinskim ostatkom koji se nalazi u 3' zoni introna (prolaz koji oslobađa egzon), nakon čega slijedi jedinstvo egzona.

reference

  1. Brachet, J. (2012). Molekularna citologija V2: Međudjelovanje stanica. Elsevier.
  2. Guo, T., & Fang, Y. (2014). Funkcionalna organizacija i dinamika stanične jezgre. Granice u biljnoj znanosti, 5, 378.
  3. Jiménez García, L. F. (2003). Stanična i molekularna biologija. Pearson Education u Meksiku.
  4. Lammerding, J. (2011). Mehanika jezgre. Sveobuhvatna fiziologija, 1 (2), 783-807.
  5. Pederson, T. (2000). Pola stoljeća "Nuklearne matrice". Molekularna biologija stanice, 11(3), 799-805.
  6. Pederson, T. (2011). Uvedena jezgra. Perspektive hladne proljetne luke u biologiji, 3(5), a000521.
  7. Welsch, U., & Sobotta, J. (2008). histologija. Ed Panamericana Medical.