Charakteristiky, struktura a funkce nukleoplasmy



nukleoplazma je to látka, do které jsou ponořeny DNA a jiné jaderné struktury, jako jsou nukleoly. Je oddělen od buněčné cytoplazmy prostřednictvím membrány jádra, ale může s ní vyměňovat materiály prostřednictvím jaderných pórů.

Mezi její hlavní složky patří voda a řada cukrů, iontů, aminokyselin a proteinů a enzymů podílejících se na regulaci genů, mezi nimi více než 300 jiných proteinů než histonů. Ve skutečnosti je jeho složení podobné buněčnému cytoplazmu.

Nukleotidy se také nacházejí v této jaderné tekutině, což jsou "bloky", které se používají pro konstrukci DNA a RNA pomocí enzymů a kofaktorů. V některých velkých buňkách, jako v acetabularia, nukleoplazma je jasně viditelná.

Dříve se předpokládalo, že nukleoplazma sestává z amorfní hmoty uzavřené v jádru, s výjimkou chromatinu a nukleolu. Uvnitř nukleoplazmy je však proteinová síť zodpovědná za organizování chromatinu a dalších složek jádra, nazývaných jaderná matrice.

Tyto nové techniky dokázaly lépe vizualizovat tuto složku a identifikovat nové struktury, jako jsou intranukleární listy, proteinová vlákna, která se vynořují z jaderných pórů a zařízení pro zpracování RNA..

Index

  • 1 Obecné charakteristiky
    • 1.1 Nucleoli
    • 1.2 Subjaderná území
    • 1.3 Jaderná matice
    • 1.4 Nucleoskeleton
  • 2 Struktura
    • 2.1 Biochemické složení
  • 3 Funkce
    • 3.1 Zpracování preARN messenger
  • 4 Odkazy

Obecné vlastnosti

Nukleoplazma, také nazývaná "jaderná šťáva" nebo karioplasma, je protoplazmatický koloid s podobnými vlastnostmi jako cytoplazma, relativně hustý a bohatý na různé biomolekuly, především proteiny..

V této látce je chromatin a jeden nebo dva mrtvoly nazývané nukleoly. Existují také další obrovské struktury v této tekutině, jako jsou těla Cajalu, těla PML, spirálová tělesa nebo skvrny jaderné energie.

V tělech Cajal jsou soustředěny nezbytné struktury pro zpracování preRNA messengerů a transkripčních faktorů.

skvrny Jaderné buňky se zdají být podobné tělům Cajalu, jsou velmi dynamické a pohybují se směrem k oblastem, kde je transkripce aktivní.

Těla PML se zdají být markery rakovinných buněk, protože zvyšují svůj počet neuvěřitelně uvnitř jádra.

Existuje také řada nukleolarních tělísek s kulovitým tvarem, které se pohybují mezi 0,5 a 2 μm v průměru, složené z globulí nebo fibril, které, ačkoliv byly hlášeny ve zdravých buňkách, jejich četnost je mnohem vyšší u patologických struktur.

Nejdůležitější jaderné struktury, které jsou uloženy v nukleoplazmě, jsou popsány níže:

Nucleoli

Nukleolus je vynikající sférická struktura umístěná uvnitř jádra buněk a není omezena žádným typem biomembrán, který je odděluje od zbytku nukleoplazmy..

Je tvořen v regionech nazývaných NOR (oblasti organizátorů chromozomových nukleolarů), kde se nacházejí sekvence kódující ribozomy. Tyto geny se nacházejí ve specifických oblastech chromozomů.

Ve specifickém případě lidí jsou organizovány v satelitních oblastech chromozomů 13, 14, 15, 21 a 22.

V nukleolu se vyskytuje řada nepostradatelných procesů, jako je transkripce, zpracování a sestavení podjednotek, které tvoří ribozomy..

Na druhou stranu, nedávné studie, které zanechaly stranou své tradiční funkce, zjistily, že nukleolus je příbuzný supresivním proteinům rakovinných buněk, regulátorům buněčného cyklu a proteinům z virových částic..

Subjaderná území

Molekula DNA není náhodně rozptýlena v buněčné nukleoplazmě, je organizována vysoce specifickým a kompaktním způsobem s množstvím proteinů vysoce konzervativních v průběhu evoluce nazývaných histony..

Proces organizování DNA umožňuje vložit do mikroskopické struktury téměř čtyři metry genetického materiálu.

Tato asociace genetického materiálu a proteinu se nazývá chromatin. Toto je organizováno do oblastí nebo domén definovaných v nukleoplazmě, které jsou schopny rozlišit dva typy: euchromatin a heterochromatin.

Eukromatin je méně kompaktní a zahrnuje geny, jejichž transkripce je aktivní, protože transkripční faktory a jiné proteiny mají k němu přístup na rozdíl od heterochromatinu, který je vysoce kompaktní..

Oblasti heterochromatinu se nacházejí na periferii a euchromatinu více ve středu jádra a také blízko jaderných pórů..

Stejným způsobem jsou chromozomy distribuovány ve specifických zónách jádra zvaných chromozomální teritoria. Jinými slovy, chromatin není plovoucí náhodně v nukleoplazmě.

Jaderná matice

Zdá se, že uspořádání různých jaderných složek je diktováno jadernou matricí.

Jedná se o vnitřní strukturu jádra složenou z archu spojeného s komplexy jaderných pórů, nukleárních zbytků a sady vláknitých a granulovaných struktur, které jsou rozloženy po celém jádru a zabírají významný objem stejné struktury..

Studie, které se pokusily charakterizovat matrici, dospěly k závěru, že je příliš rozmanité definovat svou biochemickou a funkční konstituci..

List je druhem proteinové kompozitní vrstvy, která se rozprostírá od 10 do 20 nm a je umístěna vedle vnitřní strany membrány jádra. Proteinová konstituce se liší v závislosti na studované taxonomické skupině.

Proteiny, které tvoří vrstvu, jsou podobné intermediárním vláknům a kromě jaderné signalizace mají kulovité a válcové oblasti.

Pokud jde o vnitřní jadernou matrici, obsahuje vysoký počet proteinů s vazebným místem pro messenger RNA a další typy RNA. V této vnitřní matrici dochází k replikaci DNA, nenukleolarní transkripci a zpracování postranní transkripce messenger preRNA.

Nucleoskeleton

Uvnitř jádra je struktura srovnatelná s cytoskeletem v buňkách nazývaných nukleoskeleton, tvořená proteiny jako aktin, αII-spektrin, myosin a obrovský protein zvaný titin. Existenci této struktury však stále diskutují výzkumní pracovníci.

Struktura

Nukleoplazma je želatinová látka, ve které můžete odlišit výše uvedené jaderné struktury.

Jednou z hlavních složek nukleoplazmy jsou ribonukleoproteiny složené z proteinů a RNA tvořené oblastí bohatou na aromatické aminokyseliny s afinitou k RNA.

Ribonukleoproteiny, které se nacházejí v jádru, se specificky nazývají malé jaderné ribonukleoproteiny.

Biochemické složení

Chemické složení nukleoplazmy je komplexní, včetně komplexních biomolekul, jako jsou proteiny a jaderné enzymy a také anorganické sloučeniny, jako jsou soli a minerály, jako je draslík, sodík, vápník, hořčík a fosfor.

Některé z těchto iontů jsou nepostradatelnými kofaktory enzymů, které replikují DNA. Obsahuje také ATP (adenosintrifosfát) a acetylkoenzym A.

V nukleoplazmě je vložena řada enzymů nezbytných pro syntézu nukleových kyselin, jako je DNA a RNA. Mezi nejvýznamnější patří DNA polymeráza, RNA polymeráza, NAD syntetáza, pyruvát kináza, mimo jiné.

Jedním z nejhojnějších proteinů v nukleoplazmě je nukleoplastika, což je kyselý a pentamerní protein, který má nerovnoměrné domény na hlavě a ocase. Jeho kyselá charakteristika dokáže chránit pozitivní náboje přítomné v histonech a dokáže se spojit s nukleosomem.

Nukleosomy jsou struktury podobné korálkům v náhrdelníku, vytvořené interakcí DNA s histony. Malé molekuly lipidové povahy byly také detekovány plovoucí v této polosložkové matrici.

Funkce

Nukleoplazma je matrice, kde dochází k řadě základních reakcí pro správné fungování jádra a buňky obecně. Je to místo, kde dochází k syntéze DNA, RNA a ribozomálních podjednotek.

Funguje jako „matrace“, která chrání struktury ponořené v ní, kromě toho, že poskytuje prostředky pro přepravu materiálů.

Slouží jako suspenzní médium pro subjaderné struktury a navíc pomáhá udržovat stabilní tvar jádra, což mu dodává pevnost a tvrdost..

Byla prokázána existence několika metabolických drah v nukleoplazmě, jako v buněčné cytoplazmě. V rámci těchto biochemických drah jsou glykolýza a cyklus kyseliny citrónové.

Byla také hlášena cesta pentosforečnanu, která dává jádru pentózu. Stejným způsobem je jádro syntézní zónou NAD+, , který funguje jako koenzymy dehydrogenáz.

Zpracování messenger preARN

Zpracování pre-mRNA probíhá v nukleoplazmě a vyžaduje přítomnost malých nukleolar ribonukleoproteinů, zkráceně snRNP.

Jednou z nejdůležitějších aktivních činností, které se vyskytují v eukaryotickém nukleoplasmu, je syntéza, zpracování, transport a export zralých messengerových RNA..

Ribonukleoproteiny jsou seskupeny tak, aby vytvořily spliceozom nebo sestřihový komplex, což je katalytické centrum zodpovědné za odstranění intronů z messenger RNA. Za rozpoznávání intronů odpovídá řada molekul RNA s vysokým obsahem uracilu.

Spliciosome je složen z asi pěti malých nukleolar RNA daromated snRNA U1, U2, U4 / U6 a U5, kromě účasti jiných bílkovin \ t.

Nezapomeňte, že v eukaryotických genech jsou v molekule DNA přerušeny nekódující oblasti zvané introny, které musí být eliminovány.

Reakce spojování integruje dva po sobě následující kroky: nukleofilní atak v 5 'řezné zóně interakcí s adenosinovým zbytkem sousedícím se zónou 3' intronu (pasáž, která uvolňuje exon), následovaná spojením exonů.

Odkazy

  1. Brachet, J. (2012). Molekulární cytologie V2: Interakce buněk. Elsevier.
  2. Guo, T., & Fang, Y. (2014). Funkční organizace a dynamika buněčného jádra. Hranice v rostlinné vědě, 5, 378.
  3. Jiménez García, L. F. (2003). Buněčná a molekulární biologie. Pearson vzdělání Mexika.
  4. Lammerding, J. (2011). Mechanika jádra. Komplexní fyziologie, 1 (2), 783-807.
  5. Pederson, T. (2000). Půl století "jaderné matice." Molekulární biologie buňky, 11(3), 799-805.
  6. Pederson, T. (2011). Jádro zavedeno. Studené jarní přístav perspektivy v biologii, 3(5), a000521.
  7. Welsch, U., & Sobotta, J. (2008). Histologie. Panamericana Medical.