НУКЛЕОПЛАЗМА: КАРАКТЕРИСТИКЕ, СТРУКТУРА И ФУНКЦИЈЕ - АНАТОМИЈА И ФИЗИОЛОГИЈА - 2025

Једров је супстанца у коме ДНК и друге нуклеарне структуре, као што су нуцлеоли су уграђени. Одвојена је од ћелијске цитоплазме кроз мембрану језгра, али може да размењује материјале са њом кроз нуклеарне поре.

Његове компоненте су углавном вода и низ шећера, јона, аминокиселина и протеина и ензима који учествују у регулацији гена, међу којима је више од 300 протеина осим хистона. У ствари, по свом саставу сличан је ћелијској цитоплазми.

Унутар ове нуклеарне течности налазе се и нуклеотиди који су „градивни блокови“ који се користе за изградњу ДНК и РНК, уз помоћ ензима и кофактора. У неким великим ћелијама, као што је ацетабуларија, нуклеоплазма је јасно видљива.

Раније се сматрало да се нуклеоплазма састоји од аморфне масе затворене у језгру, искључујући хроматин и нуклеолус. Међутим, унутар нуклеоплазме постоји протеинска мрежа задужена за организовање хроматина и других компоненти језгра, названих нуклеарни матрикс.

Нове технике су могле да боље визуелно представе ову компоненту и идентификују нове структуре, као што су интрануклеарни листови, протеинске нити које потичу из нуклеарних пора и машине за обраду РНК.

Опште карактеристике

Нуклеоплазма, која се такође назива "нуклеарни сок" или кариоплазма, је протоплазматски колоид својстава сличних цитоплазми, релативно густа и богата различитим биомолекулама, углавном протеинима.

У овој супстанци налазе се хроматин и један или два корпускула названа нуклеоли. Постоје и друге огромне структуре у овој течности као што су Цајал тела, ПМЛ тела, спирална тела или нуклеарни узорци, између осталих.

Структуре неопходне за обраду преРНА гласника и фактора транскрипције концентрисани су у Цајал телима.

Чини се да су нуклеарни узорци слични Цајаловим телима, веома су динамични и крећу се према регионима где је активна транскрипција.

Чини се да ПМЛ тела представљају маркере за ћелије рака, јер невероватно повећавају њихов број у језгру.

Такође постоји низ сферних нуклеоларних тела у распону од 0,5 до 2 µм у пречнику, састављених од куглица или фибрила који су, иако су пријављени у здравим ћелијама, у патолошким структурама њихова фреквенција много већа.

Најважније нуклеарне структуре које су уграђене у нуклеоплазму су описане у наставку:

Нуцлеоли

Нуклеолус је изванредна сферна структура која се налази унутар језгра ћелија и није ограничена ниједном врстом биомембране која их одваја од остатка нуклеоплазме.

Састоји се од регија које се зову НОР (хромозомске нуклеоларне организаторске регије) где се налазе секвенце које кодирају рибосоме. Ови се гени налазе у специфичним регионима хромозома.

У специфичном случају људи су организовани у сателитским областима хромозома 13, 14, 15, 21 и 22.

У нуклеолу се догађа низ есенцијалних процеса, као што су транскрипција, обрада и састављање подјединица које чине рибосоме.

С друге стране, остављајући по страни своју традиционалну функцију, недавна истраживања су открила да је нуклеолус повезан са протеинима супресорних ћелија рака, регулаторима ћелијског циклуса и протеинима вирусних честица.

Субнуклеарне територије

Молекул ДНК није случајно диспергован у ћелијској нуклеоплазми, он је организован на врло специфичан и компактан начин, са сетом високо очуваних протеина током еволуције, званих хистони.

Процес организовања ДНК омогућава уношење готово четири метра генетског материјала у микроскопску структуру.

Ово повезивање генетског материјала и протеина назива се хроматин. То је организовано у регионима или доменима дефинисаним у нуклеоплазми, а могу се разликовати две врсте: еухроматин и хетерохроматин.

Еухроматин је мање компактан и обухвата гене чија је транскрипција активна, јер транскрипциони фактори и други протеини имају приступ њему за разлику од хетерохроматина који је високо компактан.

Регије хетерохроматина налазе се на периферији, а еухроматин више до средишта језгра, а такође су близу нуклеарних пора.

Слично томе, хромозоми су дистрибуирани у специфичним подручјима унутар језгра која се називају хромосомске територије. Другим речима, хроматин није случајно лебдио у нуклеоплазми.

Нуклеарна матрица

Чини се да организацију различитих нуклеарних преграда диктира нуклеарна матрица.

То је унутрашња структура језгра састављена од лима спојеног на нуклеарне поре комплексе, нуклеоларних остатака и скупа влакнастих и зрнастих структура које су распоређене по језгру и заузимају његов значајан обим.

Студије које су покушале да окарактеришу матрицу закључиле су да је превише разнолик да би могао дефинисати његову биохемијску и функционалну структуру.

Ламина је врста слоја састављеног од протеина који се креће од 10 до 20 нм и који је смештен у унутрашњости језгре мембране. Конституција протеина варира у зависности од таксономске групе која се проучава.

Протеини који чине ламину слични су интермедијарним нитима и, осим нуклеарне сигнализације, поседују глобуларне и цилиндричне регије.

Што се тиче унутрашње нуклеарне матрице, она садржи велики број протеина са везивним местом за мессенгер РНА и друге врсте РНА. У овој унутрашњој матрици долази до репликације ДНК, нуклеоларне транскрипције и пре-транскрипционе преносе ДНА.

Нуцлеоскелетон

Унутар језгра постоји структура упоредива са цитоскелетом у ћелијама названим нуклеоскелет, сачињене од протеина као што су актин, αИИ-спектрин, миозин и гигантски протеин зван титин. Међутим, о постојању ове структуре истраживачи још увек расправљају.

Структура

Нуклеоплазма је желатинозна супстанца у којој се могу разликовати различите нуклеарне структуре.

Једна од главних компоненти нуклеоплазме су рибонуклеопротеини, сачињени од протеина и РНК која се састоји од региона богатог ароматичним аминокиселинама са афинитетом према РНА.

Рибонуклеопротеини који се налазе у језгру посебно се називају мали нуклеарни рибонуклеопротеини.

Биохемијски састав

Хемијски састав нуклеоплазме је сложен, укључујући сложене биомолекуле као што су нуклеарни протеини и ензими, као и неорганска једињења попут соли и минерала попут калијума, натријума, калцијума, магнезијума и фосфора.

Неки од ових јона су неопходни кофактори ензима који реплицирају ДНК. Такође садржи АТП (аденозин трифосфат) и ацетил коензим А.

Серија ензима неопходних за синтезу нуклеинских киселина, као што су ДНК и РНА, уграђена је у нуклеоплазму. Међу најважније су ДНК полимераза, РНА полимераза, НАД синтетаза, пируват киназа, између осталих.

Један од најзаступљенијих протеина нуклеоплазме је нуклеопластим, који је кисели и пентамерни протеин који има неједнаке домене у глави и репу. Његова кисела карактеристика успева да заштити позитивне набоје присутне у хистонима и успе да се повеже са нуклеозомом.

Нуклеозоми су оне структуре налик зрнцу на огрлици, формиране интеракцијом ДНК са хистонима. Откривени су и мали молекули липида који лебде у овој полуводној матрици.

Карактеристике

Нуклеоплазма је матрица у којој се одвија низ есенцијалних реакција за правилно функционисање језгра и ћелије уопште. То је место на коме се одвија синтеза ДНК, РНК и рибосомалних подјединица.

Дјелује као својеврсни "мадрац" који штити грађевине уроњене у њега, осим што пружа превозно средство материјала.

Служи као интермедијар суспензије за субнуклеарне структуре, а такође помаже у одржавању облика језгра стабилним, дајући му чврстину и жилавост.

Показано је постојање неколико метаболичких путева у нуклеоплазми, као у ћелијској цитоплазми. Унутар ових биохемијских путева су гликолиза и циклус лимунске киселине.

Пријављен је и пут пентозног фосфата, који доприноси пентози у језгру. На исти начин, језгро је синтетска зона за НАД ⁺ , која функционише као коензими дехидрогеназа.

Мессенгер преРНА обрада

Прерада пре-мРНА се одвија у нуклеоплазми и захтева присуство малих нуклеоларних рибонуклеопротеина, скраћено као снРНП.

Заиста, једна од најважнијих активних активности која се дешава у еукариотској нуклеоплазми јесте синтеза, обрада, транспорт и извоз РНА зрелих мессенгер.

Рибонуклеопротеини заједно стварају слој сплицеосома или спајања, који је каталитички центар одговоран за уклањање интрона из мессенгер РНА. Низ молекула РНА с високим урацилом одговоран је за препознавање интрона.

Сплициозом се састоји од око пет малих нуклеоларних РНА које се називају снРНА У1, У2, У4 / У6 и У5, поред учешћа других протеина.

Подсетимо се да се у еукариотама гени прекидају у молекули ДНК некодирајућим регионима званим интрони који се морају елиминисати.

Реакција спајања интегрише два узастопна корака: нуклеофилни напад у 5-резној зони интеракцијом са аденозинским остатком који је поред 3 ′ зоне интра (корак који ослобађа егзон), након чега слиједи спајање егзона.

Референце

1. Брацхет, Ј. (2012). Молекуларна цитологија В2: ћелијске интеракције. Елсевиер.
2. Гуо, Т., Фанг, И. (2014). Функционална организација и динамика ћелијског језгра. Фронтиерс ин Плант Сциенце, 5, 378.
3. Јименез Гарциа, ЛФ (2003). Ћелијска и молекуларна биологија. Пеарсон Едуцатион оф Мекицо.
4. Ламмердинг, Ј. (2011). Механика нуклеуса. Свеобухватна физиологија, 1 (2), 783–807.
5. Педерсон, Т. (2000). Пола века „Нуклеарне матрице“. Молекуларна биологија ћелије, 11 (3), 799–805.
6. Педерсон, Т. (2011). Уведени нуклеус. Перспективе у хладној изворној луци у биологији, 3 (5), а000521.
7. Велсцх, У., & Соботта, Ј. (2008). Хистологија. Панамерицан Медицал Ед.