תכונות נוקלאופלסמה, מבנה ותפקודים

ה נוקלאופלזמה זה החומר שבו DNA ומבנים גרעיניים אחרים, כגון נוקלאולי, שקועים. זה מופרד cytoplasm הסלולר באמצעות קרום הליבה, אבל זה יכול להחליף חומרים עם זה דרך הנקבוביות הגרעיני.

מרכיביו העיקריים הם מים וסדרה של סוכרים, יונים, חומצות אמינו, חלבונים ואנזימים המעורבים בויסות גנים, בין אלה יותר מ -300 חלבונים שאינם היסטונים. למעשה, ההרכב שלה דומה לזה של הציטופלסמה הסלולרית.

נוקליאוטידים נמצאים גם בתוך נוזל זה גרעיני, שהם "בלוקים" המשמשים לבניית DNA ו- RNA, בעזרת אנזימים cofactors. בכמה תאים גדולים, כמו ב acetabularia, נוקלאופלזמה נראית בבירור.

בעבר זה היה נחשב כי נוקלאופלזמה מורכבת מסה אמורפי מוקף בגרעין, למעט הכרומטין ואת הנוקלאוס. עם זאת, בתוך הנוקלאופלזמה היא רשת חלבון אחראי לארגון הכרומטין ורכיבים אחרים של הגרעין, המכונה מטריקס גרעיני.

טכניקות חדשות הצליחו לדמיין טוב יותר את הרכיב הזה ולזהות מבנים חדשים כגון גליונות intranuclear, נימים חלבון המגיעים מן הנקבוביות הגרעיניות ואת מכונות עיבוד RNA..

אינדקס

• 1 מאפיינים כלליים
  • 1.1 נוקלי
  • 1.2 שטחים גרעיניים
  • 1.3 מטריצה ​​גרעינית
  • 1.4 נוי שלד
• מבנה
  • 2.1 הרכב ביוכימי
• 3 פונקציות
  • 3.1 עיבוד טרום העברת מסרים
• 4 הפניות

מאפיינים כלליים

נוקלאופלזמה, המכונה גם "מיץ גרעיני" או קריופלאסמה, הוא קולואיד פרוטופלאסמי בעל תכונות דומות לציטופלסמה, צפופה ועשירה בביומולקולות שונות, בעיקר חלבונים..

בחומר זה הכרומטין וגוף אחד או שניים הנקראים נוקולי. יש גם מבנים עצומים אחרים נוזל זה כגון גופים Cajal, גופים PML, גופים ספירליים או כתמים גרעיני, בין היתר.

בגופים של Cajal מרוכזים המבנים הדרושים לעיבוד של השליחים preRNA וגורמים שעתוק.

ה כתמים תאים גרעיניים נראה דומה לגופים של Cajal, הם דינמיים מאוד לנוע לעבר אזורים בהם שעתוק פעיל.

גופי ה- PML נראים כסמנים של תאים סרטניים, שכן הם מגדילים את מספרם בצורה מדהימה בתוך הגרעין.

יש גם סדרה של גופים גרעיניים עם צורה כדורית כי טווח בין 0.5 ו 2 מיקרומטר קוטר, המורכב globules או fibrils כי, למרות שהם כבר דיווחו תאים בריאים, התדירות שלהם היא הרבה יותר גבוה מבנים פתולוגיים.

המבנים הגרעיניים הרלוונטיים ביותר המוטבעים בנוקלאופלסמה מתוארים להלן:

נוקולי

הנוקלאולוס הוא מבנה כדורית יוצא דופן הממוקם בתוך גרעין התאים ואינו מתחם על ידי כל סוג של ביומברן המפריד ביניהם משאר הנוקלאופלסמה..

זה מיועד באזורים הנקראים NORs (כרומוזומלית אזורי מארגן גרעיני) שבו נמצאים רצפי קידוד הריבוזומים. גנים אלה נמצאים באזורים מסוימים של הכרומוזומים.

במקרה הספציפי של בני האדם, הם מאורגנים באזורי הלווין של הכרומוזומים 13, 14, 15, 21 ו -22.

במספר תהליכים חיוניים להתרחש בגרעין, כגון תעתיק, עיבוד והרכבה של יחידות משנה המרכיבות את הריבוזומים..

מאידך גיסא, תוך השארת תפקידה המסורתי, מחקרים אחרונים מצאו כי הגרעין קשור לחלבונים מדכאים של תאים סרטניים, ווסתים של מחזור התא וחלבונים מחלקיקים נגיפיים..

שטחים גרעיניים

מולקולת הדנ"א אינה מפוזרת באופן אקראי בנוקלאופלסמה הסלולרית, והיא מאורגנת בצורה מאוד ספציפית וקומפקטית עם קבוצה של חלבונים שמורים מאוד לאורך כל האבולוציה הקרויה היסטונים..

תהליך ארגון ה- DNA מאפשר להכניס כמעט ארבעה מטרים של חומר גנטי למבנה מיקרוסקופי.

קשר זה של חומר גנטי וחלבון נקרא הכרומטין. זה מאורגן באזורים או תחומים המוגדרים נוקלאופלזמה, להיות מסוגל להבחין בין שני סוגים: euchromatin ו heterochromatin.

Eucromatin הוא קומפקטי פחות וכולל גנים אשר תעתיק פעיל, שכן גורמי תעתיק חלבונים אחרים יש גישה אליו בניגוד heterochromatin, שהוא קומפקטי מאוד.

האזורים ההטרוכרומטין ממוקמים בפריפריה והאוכרומטין יותר למרכז הגרעין, וגם קרובים לנקבוביות הגרעין.

באותו אופן, כרומוזומים מופצים באזורים ספציפיים בתוך הגרעין שנקרא שטחים כרומוזומליים. במילים אחרות, הכרומטין אינו צף באופן אקראי ב נוקלאופלזמה.

מטריצה ​​גרעינית

ארגון תאי הגרעין השונים מוכתב על ידי המטריצה ​​הגרעינית.

זהו מבנה פנימי של הליבה המורכבת מגיליון המחובר לקומפלקסים גרעיניים גרעיניים, שאריות גרעיניות ומערכת של מבנים סיביים וגרעיניים המופצים בכל הגרעין הכובש נפח משמעותי של אותו.

המחקרים שניסו לאפיין את המטריצה ​​הגיעו למסקנה שהיא מגוונת מכדי להגדיר את החוקה הביוכימית והפונקציונלית שלה..

הסדין הוא סוג של שכבת חלבון מרוכבים כי משתרע 10-20 ננומטר הוא juxtaposed אל הפנים הפנימי של קרום הליבה. חוקת החלבון משתנה בהתאם לקבוצה הטקסונומית שנחקרה.

החלבונים המרכיבים את הסדין דומים לחוטים בינוניים, מלבד האותות הגרעיניים, יש להם אזורים גלובליים וגליליים.

באשר מטריקס הגרעין הפנימי, הוא מכיל מספר רב של חלבונים עם אתר מחייב עבור RNA שליח וסוגים אחרים של רנ"א. שכפול דנ"א, תעתיק לא גרעיני, ואחרי עיבוד תמליל preRNA השליח להתרחש זה מטריצה ​​פנימית.

גרעין

בתוך הגרעין יש מבנה השווה לשלד השלד בתאים הנקראים נוקלאוסקלטון, המורכב מחלבונים כגון אקטין, ספקטרום αII, מיוזין וחלבון ענק שנקרא titin. עם זאת, קיומו של מבנה זה עדיין מתווכחים על ידי החוקרים.

מבנה

נוקלאופלזמה הוא חומר ג'לטין שבו ניתן להבחין בין מבנים גרעיניים שונים, שהוזכרו לעיל.

אחד המרכיבים העיקריים של נוקלאופלזמה הם ribonucleoproteins, המורכב חלבונים RNA שנוצרו על ידי אזור עשיר חומצות אמינו ארומטי עם זיקה RNA.

Ribonucleoproteins נמצא בגרעין נקראים במיוחד ribonucleoproteins גרעיני קטן.

הרכב ביוכימי

ההרכב הכימי של נוקלאופלזמה הוא מורכב, כולל ביומולקולות מורכבות כגון חלבונים ואנזימים גרעיניים וכן תרכובות אנאורגניות כגון מלחים ומינרלים כגון אשלגן, נתרן, סידן, מגנזיום וזרחן.

כמה יונים אלה הם cofactors חיוני של האנזימים כי לשכפל את ה- DNA. הוא מכיל גם ATP (אדנוזין טריפוספט) ו acetyl coenzyme א.

ב נוקלאופלזמה מוטבעים סדרה של אנזימים הדרושים לסינתזה של חומצות גרעין, כגון DNA ו- RNA. בין החשוב ביותר הם פולימראז DNA, RNA polymerase, synthetase NAD, קינאז pyruvate, בין היתר.

אחד החלבונים השופעים ביותר בנוקלאופלסמה הוא נוקלאופלסטיקה, שהוא חלבון חומצי ופנטאמרי בעל תחומים לא שווים על הראש והזנב. המאפיין החומצי שלה מצליח להגן על החיובים החיוביים הקיימים בהיסטונים ומצליח לקשר עם הנוקלאוזום.

נוקלאוזומים הם מבנים דומים לחרוזים במחרוזת, שנוצרו על ידי אינטראקציה של דנ"א עם היסטונים. מולקולות קטנות של טבע שומנים התגלו גם צפות במטריצה ​​זו.

פונקציות

נוקלאופלזמה היא מטריצה ​​שבה סדרה של תגובות חיוניות להתרחש לתפקוד הנכון של הגרעין ואת התא בכלל. זהו האתר שבו מתרחשת סינתזה של דנ"א, RNA ו יחידות ריבוזומליות.

זה עובד כמו סוג של "מזרון" אשר מגן על המבנים שקוע בו, בנוסף לספק אמצעי הובלה של חומרים.

הוא משמש מדיום ההשעיה של מבנים subnuclear, בנוסף, מסייע לשמור על יציבות הליבה צורה, נותן לו קשיחות וקשיחות.

קיומם של מסלולים מטבוליים אחדים בנוקלאופלזמה הוכח, כמו בציטופלסמה של התא. בתוך מסלולים ביוכימיים אלה גליקוליזה ואת מחזור חומצת לימון.

המסלול של פוספט pentose יש גם דיווחו, אשר נותן pentose לגרעין. באותו אופן, הגרעין הוא אזור סינתזה של NAD⁺, זה עובד כמו coenzymes של dehydrogenases.

עיבוד preNN השליח

עיבוד של mRNA מראש מתרחש נוקלאופלזמה ודורש נוכחות של ribonucleoproteins גרעיני קטן, מקוצר כמו snRNP.

ואכן, אחת הפעילויות הפעילות החשובה ביותר המתרחשת בגרעין הנוקלאופלסמה האיקריוטית היא סינתזה, עיבוד, הובלה וייצוא של רנ"א של שליח בוגר..

Ribonucleoproteins מקובצים כדי ליצור את spliceosome או שחבור מורכבים, שהוא מרכז קטליטי אחראי להסרת אינטרונים מ RNA שליח. סדרה של מולקולות RNA עם תוכן uracil גבוהה אחראי על זיהוי אינטרונים.

Espliciosoma מורכב מחמישה RNA nucleolar קטן donominados U1 snRNA, U2, U4 / U6 ו- U5, בתוספת השתתפות של חלבונים אחרים.

תזכיר כי בגנים איקריוטיים נקטעים במולקולת DNA זבל אזורי אינטרונים נקראים שיש להסירה.

התגובה של שחבור משלב שני שלבים רצופים: התקפת nucleophilic על אזור החיתוך 5 "על ידי אינטראקציה עם שאריות אדנוזין סמוכות, 3" אינטרון (שלב משחרר אקסון) ואחריו מחייב של אקסונים.

הפניות

1. Brachet, J. (2012). ציטולוגיה מולקולרית V2: אינטראקציות תא. אלסבייר.
2. Guo, T., & Fang, Y. (2014). ארגון פונקציונלי ודינמיקה של גרעין התא. גבולות במדעי הצמח, 5, 378.
3. Jiménez García, L. F. (2003). ביולוגיה תאית ומולקולרית. החינוך של פירסון של מקסיקו.
4. Lammerding, J. (2011). מכניקה של הגרעין. פיזיולוגיה מקיפה, 1 (2), 783-807.
5. פדרסון, ט. (2000). חצי מאה של "המטריצה ​​הגרעינית". ביולוגיה מולקולרית של התא, 11(3), 799-805.
6. Pederson, T. (2011). הגרעין הציג. הקרה האביב נקודות מבט בביולוגיה, 3(5), a000521.
7. Welsch, U., & Sobotta, J. (2008). היסטולוגיה. אד פנמריקנה מדיקל.