Характеристики, структура и функции на нуклеоплазма



на nucleoplasma това е субстанцията, в която са потопени ДНК и други ядрени структури, като ядрата. Той се отделя от клетъчната цитоплазма с помощта на ядрената мембрана, но може да обменя материали с нея през ядрените пори.

Неговите основни компоненти са вода и серия от захари, йони, аминокиселини и протеини и ензими, участващи в генната регулация, сред тези повече от 300 протеини, различни от хистони. Всъщност съставът му е подобен на този на клетъчната цитоплазма.

В тази ядрена течност се намират и нуклеотиди, които са "блоковете", които се използват за изграждане на ДНК и РНК, с помощта на ензими и кофактори. В някои големи клетки, както в Acetabularia, нуклеоплазмата е ясно видима.

По-рано се смяташе, че нуклеоплазмата се състои от аморфна маса, затворена в ядрото, с изключение на хроматин и ядрото. Въпреки това, вътре в нуклеоплазмата е протеинова мрежа, отговорна за организирането на хроматин и други компоненти на ядрото, наречено ядрена матрица.

Новите техники са успели да визуализират по-добре този компонент и да идентифицират нови структури като интрануклеарни листове, протеинови влакна, които излизат от ядрените пори и машината за обработка на РНК..

индекс

  • 1 Общи характеристики
    • 1.1 Нуклеоли
    • 1.2. Субкоядни територии
    • 1.3 Ядрена матрица
    • 1.4 Нуклеоскелет
  • 2 Структура
    • 2.1 Биохимичен състав
  • 3 Функции
    • 3.1
  • 4 Препратки

Общи характеристики

Нуклеоплазмата, наричана още "ядрен сок" или кариоплазма, е протоплазмен колоид с подобни свойства на цитоплазмата, относително гъста и богата на различни биомолекули, главно протеини..

В това вещество е хроматинът и един или два корпускула, наречени ядрени листа. Има и други огромни структури в този флуид, като тела на Кахал, PML тела, спирални тела или петънца ядрен, наред с други.

В телата на Кахал са концентрирани необходимите структури за преработка на преРНК посланици и транскрипционни фактори.

на петънца Ядрените клетки изглеждат подобни на телата на Кахал, те са много динамични и се движат към региони, където транскрипцията е активна.

Телата на PML изглеждат маркери на ракови клетки, тъй като те увеличават техния брой изключително в рамките на ядрото.

Съществува и поредица от ядрени тела със сферична форма, които са в диаметър между 0.5 и 2 μm, съставени от глобули или фибрили, които, въпреки че са докладвани в здрави клетки, честотата им е много по-висока при патологичните структури..

Най-важните ядрени структури, които са вградени в нуклеоплазмата, са описани по-долу:

нуклеоли

Ядрото е изключителна сферична структура, разположена вътре в ядрото на клетките и не е ограничена от какъвто и да е вид биомембрана, която ги отделя от останалата част от нуклеоплазмата..

Той е съставен в региони, наречени НОР (хромозомни ядрени организми) където се намират последователностите, кодиращи рибозоми. Тези гени се намират в специфични области на хромозомите.

В конкретния случай на хора те са организирани в сателитните региони на хромозомите 13, 14, 15, 21 и 22.

В ядрото настъпват редица незаменими процеси, като транскрипция, обработка и сглобяване на субединиците, съставляващи рибозомите..

От друга страна, оставяйки настрана традиционната си функция, последните проучвания са открили, че ядрото е свързано с потискащи протеини на раковите клетки, регулатори на клетъчния цикъл и протеини от вирусни частици..

Съществени територии

ДНК молекулата не е случайно разпръсната в клетъчната нуклеоплазма, тя е организирана по много специфичен и компактен начин с набор от протеини, силно запазени през еволюцията, наречена хистони..

Процесът на ДНК организация позволява да се въведат почти четири метра генетичен материал в микроскопична структура.

Тази асоциация на генетичен материал и протеин се нарича хроматин. Това е организирано в региони или области, дефинирани в нуклеоплазмата, които могат да разграничат два вида: еухроматин и хетерохроматин..

Евроматинът е по-малко компактен и обхваща гени, чиято транскрипция е активна, тъй като транскрипционните фактори и други протеини имат достъп до нея, за разлика от хетерохроматина, който е силно компактен..

Областите на хетерохроматин са разположени в периферията, а еухроматинът е по-близо до центъра на ядрото, а също и в близост до ядрените пори..

По същия начин, хромозомите се разпределят в специфични зони в ядрото, наречени хромозомни територии. С други думи, хроматинът не е плаващ случайно в нуклеоплазмата.

Ядрена матрица

Организацията на различните ядрени части изглежда диктувана от ядрената матрица.

Това е вътрешна структура на ядрото, съставена от лист, свързан с ядрени порести комплекси, нуклеоларни остатъци и набор от влакнести и гранулирани структури, които са разпределени в цялото ядро, заемащо значителен обем от същите..

Изследванията, които са се опитали да характеризират матрицата, са стигнали до заключението, че той е твърде разнообразен, за да определи биохимичната и функционалната му структура..

Листът е един вид протеинов композитен слой, който се простира от 10 до 20 nm и е съпоставен с вътрешната повърхност на ядрената мембрана. Конституцията на протеините варира в зависимост от изследваната таксономична група.

Протеините, които съставляват листа, са подобни на междинните нишки и освен ядрената сигнализация имат и сферични и цилиндрични области.

Що се отнася до вътрешната ядрена матрица, тя съдържа голям брой протеини със свързващо място за РНК и други типове РНК. В тази вътрешна матрица се извършват ДНК репликация, не-нуклеоларна транскрипция и пре-РНК обработка след преписването.

nucleoskeleton

Вътре в ядрото има структура, сравнима с цитоскелета в клетките, наречена нуклеоскелет, съставена от протеини като актин, αII-спектрин, миозин и гигантски протеин, наречен титин. Въпреки това, съществуването на тази структура все още се обсъжда от изследователите.

структура

Нуклеоплазмата е желатиново вещество, в което можете да различите различни ядрени структури, споменати по-горе.

Един от основните компоненти на нуклеоплазмата са рибонуклеопротеините, съставени от протеини и РНК, съставени от област, богата на ароматни аминокиселини с афинитет към РНК.

Рибонуклеопротеините, открити в ядрото, са специално наречени малки ядрени рибонуклеопротеини.

Биохимичен състав

Химичният състав на нуклеоплазмата е комплексен, включително сложни биомолекули като протеини и ядрени ензими, а също и неорганични съединения като соли и минерали като калий, натрий, калций, магнезий и фосфор..

Някои от тези йони са незаменими кофактори на ензимите, които възпроизвеждат ДНК. Съдържа и АТФ (аденозин трифосфат) и ацетил коензим А.

В нуклеоплазмата се вграждат редица ензими, необходими за синтеза на нуклеинови киселини, като ДНК и РНК. Сред най-важните са ДНК полимераза, РНК полимераза, NAD синтетаза, пируват киназа и др.

Един от най-разпространените протеини в нуклеоплазмата е нуклеопластиката, която е кисел и пентамерен протеин, който има неравномерни области на главата и опашката. Неговата киселинна характеристика успява да защити положителните заряди, присъстващи в хистоните и успява да се свърже с нуклеозомата.

Нуклеозомите са тези структури, подобни на перли в огърлица, образувани от взаимодействието на ДНК с хистони. Малки молекули с липидна природа също са били открити, плаващи в тази полуестествена матрица.

функции

Нуклеоплазмата е матрицата, където се провеждат редица съществени реакции за правилното функциониране на ядрото и клетката като цяло. Това е мястото, където се осъществява синтеза на ДНК, РНК и рибозомни субединици.

Работи като вид "матрак", който защитава потопените в него конструкции, в допълнение към осигуряване на транспортни средства.

Той служи като суспензионна среда за подземните структури и освен това спомага за поддържането на стабилна форма на ядрото, което му придава твърдост и твърдост..

Доказано е съществуването на няколко метаболитни пътя в нуклеоплазмата, както и в клетъчната цитоплазма. В рамките на тези биохимични пътища са гликолизата и цикъла на лимонената киселина.

Съобщено е също така, че пътят на пентоза фосфат дава пентоза на ядрото. По същия начин, ядрото е зона на синтез на NAD+, който действа като коензими на дехидрогенази.

Обработване на препращащия предавател

Обработката на пре-иРНК се осъществява в нуклеоплазмата и изисква присъствието на малки нуклеоларни рибонуклеопротеини, съкратено snRNP.

Всъщност една от най-важните активни дейности, които се проявяват в еукариотната нуклеоплазма, е синтезът, преработката, пренасянето и изнасянето на зрели РНК-и..

Рибонуклеопротеините са групирани, за да образуват сплайс-козома или сплайсинг комплекса, който е каталитичен център, отговорен за отстраняване на интроните от информационната РНК. Серия от РНК молекули с високо съдържание на урацил е отговорна за разпознаването на интроните.

В spliciosome се състои от около пет малки ядрени RNAs donominated snRNA U1, U2, U4 / U6 и U5, в допълнение към участието на други протеини.

Не забравяйте, че при еукариотите гените се прекъсват в ДНК молекула от некодиращи области, наречени интрони, които трябва да бъдат елиминирани.

Реакцията на снаждане интегрира две последователни стъпки: нуклеофилната атака в 5 'зоната на рязане чрез взаимодействие с аденозиновия остатък, свързан с 3' зоната на интрона (пасаж, който освобождава екзона), последван от обединението на екзоните.

препратки

  1. Brachet, J. (2012). Молекулярна цитология V2: клетъчни взаимодействия. Elsevier.
  2. Guo, T., & Fang, Y. (2014). Функционална организация и динамика на клетъчното ядро. Граници в растителната наука, 5, 378.
  3. Jiménez García, L. F. (2003). Клетъчна и молекулярна биология. Образованието на Пиърсън в Мексико.
  4. Lammerding, J. (2011). Механика на ядрото. Обща физиология, 1 (2), 783-807.
  5. Pederson, T. (2000). Половин век от "Ядрената матрица". Молекулярна биология на клетката, 11(3), 799-805.
  6. Pederson, T. (2011). Въведеното ядро. Студената пролетна пристанищна перспектива в биологията, 3(5), a000521.
  7. Welsch, U., & Sobotta, J. (2008). хистология. Ed. Panamericana Medical.