תכונות קרום גרעיניות, פונקציות והרכב

ה קרום גרעיני, המעטפה הגרעינית או cardiotheca, הוא קרום ביולוגי, שנוצר על ידי bilayer של אופי השומנים המקיף את החומר הגנטי של תאים אוקריוטים.

זהו מבנה מורכב למדי, מצויד במערכת ויסות מדויקת, שנוצרה על ידי שני bilayers: פנימי קרום חיצוני. החלל בין שני הקרומים נקרא מרחב perinuclear, ויש לו רוחב משוער של 20 עד 40 ננומטר.

הקרום החיצוני יוצר רצף עם reticulum endoplasmic. מסיבה זו, הריבוזומים מעוגנים במבנה.

הממברנה מאופיינת על ידי נוכחות של הנקבוביות הגרעיניות כי לתווך את התנועה של חומרים מתוך הגרעין אל הציטופלסמה של התא, ולהיפך.

מעבר המולקולות בין שני תאים אלה צפוף למדי. RNA ו יחידות ריבוזומליות חייב להיות מועבר כל הזמן מן הגרעין אל הציטופלזמה, בעוד ההיסטונים, DNA, פולימראז RNA וחומרים אחרים הדרושים לפעילות הליבה חייב להיות מיובא מן הציטופלסמה לגרעין..

קרום הגרעין מכיל מספר רב של חלבונים המעורבים בארגון הכרומטין וגם בהסדרת הגנים.

אינדקס

• 1 מאפיינים כלליים
• 2 פונקציה
• 3 הדרכה
• 4 הרכב
  • 4.1 חלבונים של קרום הגרעין
  • 4.2 נוקלאופורינים
  • 4.3 תחבורה באמצעות המורכב הנקבוביות הגרעיני
  • 4.4 חלבונים של הממברנה הפנימית
  • 4.5 חלבונים של הממברנה החיצונית
  • 4.6 חלבונים של הלהב
• 5 קרום גרעיני בצמחים
• 6 הפניות

מאפיינים כלליים

הקרום הגרעיני הוא אחד המאפיינים הבולטים ביותר של תאים אוקריוטים. זהו קרום ביולוגי כפול מאורגן, המקיף את החומר הגנטי הגרעיני של התא - הנוקלאופלסמה.

בפנים אנו מוצאים הכרומטין, חומר שנוצר על ידי DNA קשור חלבונים שונים, בעיקר histones המאפשרים אריזה יעילה. הוא מחולק euchromatin ו heterochromatin.

תמונות שהתקבלו על ידי מיקרוסקופ אלקטרונים מגלים כי הממברנה החיצונית יוצרת רצף עם reticulum endoplasmic, כך יש גם ריבוזומים המעוגן הממברנה. באופן דומה, החלל הפריניגרלי יוצר רצף עם לומן של reticulum endoplasmic.

מעוגן בצד של נוקלאופלזמה בממברנה הפנימית, אנו מוצאים מבנה בצורה של גיליון שנוצרו על ידי חוטים חלבונים בשם "lamina גרעיני".

קרום הליבה הוא מחורר על ידי סדרה של נקבוביות המאפשרים תנועה מוסדר של חומרים בין התנהגות גרעינית ציטופלסמה. ב יונקים, למשל, ההערכה היא כי ישנם בממוצע על 3000 או 4000 נקבוביות.

יש מסה קומפקטית מאוד של כרומטינים שדבקים בקרום הפנימי של המעטפה, למעט אזורים בהם קיימים נקבוביות.

פונקציה

הפונקציה האינטואיטיבית ביותר של הממברנה הגרעינית היא לשמור על הפרדה בין הנוקלאופלסמה - התוכן של הגרעין - לבין הציטופלסמה של התא.

בדרך זו, ה- DNA נשאר בטוח ומבודד מהתגובות הכימיות המתרחשות בציטופלסמה ויכול להשפיע על החומר הגנטי בצורה שלילית.

מחסום זה נותן הפרדה פיזית לתהליכים גרעיניים, כגון תעתיק, ותהליכים ציטופלסיים, כגון תרגום.

התחבורה הסלקטיבית של המקרומולקולות בין פנים הגרעין לבין הציטופלסמה מתרחשת בזכות נוכחותם של הנקבוביות הגרעיניות, ומאפשרת את הסדרת הביטוי של הגנים. לדוגמה, במונחים של טרום רשלנות RNA שחבור והשפלה של שליחים בשלים.

אחד המרכיבים העיקריים הוא הסדין הגרעיני. זה עוזר לספק תמיכה הליבה, בנוסף לספק אתר עיגון עבור סיבי הכרומטין.

לסיכום, קרום הליבה אינו מכשול פסיבי או סטטי. זה תורם לארגון הכרומטין, לביטוי הגנים, לעיגון הגרעין לשלד השלד, לתהליכי חלוקת התא, ואולי גם לתפקודים אחרים..

הדרכה

במהלך התהליכים של חלוקת הליבה, את המעטפה הגרעינית החדשה היא הכרחית, שכן, בסופו של דבר, הממברנה נעלמת.

זה נוצר מרכיבים שלפוחיתית מן reticulum endoplasmic גס. Microtubules ומנועים סלולריים של cytoskeleton להשתתף באופן פעיל בתהליך זה.

הרכב

המעטפה הגרעינית נוצרת על ידי שני bilayers שומנים שנוצרו על ידי phospholipids טיפוסי, עם כמה חלבונים אינטגרלי. החלל בין שני הקרומים נקרא מרחב אינטראממברני או פריניגרלי, הממשיך עם האור של הרטקולום האנדופלאסמי.

בצד הפנימי של קרום הגרעין הפנימי יש שכבה ייחודית שנוצרה מחוטים בינוניים, הנקראים lamina גרעיני, המצורפת חלבונים של הממברנה הפנימית באמצעות heterochromarin H.

המעטפה הגרעינית יש הרבה נקבוביות גרעיניות, אשר מכילים את המורכבים הנקבוביות הגרעיני. אלה הם מבנים בצורת גליל המורכב 30 נוקלאופורינים (אלה יתוארו לעומק מאוחר יותר). עם קוטר מרכזי של כ 125 ננומטר.

חלבונים ממברנה גרעינית

למרות המשכיות עם הרטיקולום, הן הממברנה החיצונית והן הקרום הפנימי מציגות קבוצה של חלבונים ספציפיים, אשר אינם נמצאים ברטימולום האנדופלאסמי. הבולטות הן:

נוקלאופורינים

בין חלבונים ספציפיים אלה של קרום הגרעין יש לנו את נוקליאופורינים (הידוע גם בספרות כמו Nups). הם מהווים מבנה הנקרא קומפלקס הנקבוביות הגרעיניות, המורכב מסדרה של ערוצים מימיים המאפשרים חילופי דו-כיווני של חלבונים, RNA ומולקולות אחרות.

במילים אחרות, הנוקלאופורינים מתפקדים כמין "דלתות" מולקולריות, אשר באופן סלקטיבי מאוד, מתווכות על מעבר של מולקולות שונות.

הפנים ההידרופובי של התעלה אינו כולל מקרומולקולות מסוימות, בהתאם לגודל המקרומולקולה ורמת הקוטביות שלה. מולקולות קטנות, פחות מ 40 kDa, או הידרופובי, יכול לפזר באופן פסיבי דרך הנקבוביות מורכבים.

לעומת זאת, מולקולות קוטביות גדולות יותר זקוקות לטרנספורטר גרעיני כדי להיכנס לגרעין.

תחבורה באמצעות המורכב הנקבוביות הגרעיני

תחבורה באמצעות מתחמים אלה הוא די יעיל. רק 100 מולקולות של היסטונים לדקה יכולות לעבור דרך נקבובית אחת.

החלבון שיש לשאת אל הגרעין חייב להיות קשור ליבוא האלפא. ייבוא ​​הבטא מחבר את המורכב הזה לטבעת חיצונית. לכן, יבוא אלפא הקשורים החלבון מצליח לחצות את הנקבוביות מורכבים. לבסוף מייבא את ביתא מהמערכת הציטופלסמה ו importin אלפא מנותק כבר בתוך הגרעין.

חלבונים של הממברנה הפנימית

סדרה נוספת של חלבונים ספציפיים לממברנה הפנימית. עם זאת, רוב קבוצה זו של כמעט 60 חלבונים קרום אינטגרלי לא אופיינה, אם כי כבר נקבע כי הם אינטראקציה עם lamina ועם הכרומטין..

בכל פעם יש ראיות נוספות התומכת פונקציות מגוונות וחיוניות עבור קרום הגרעין הפנימי. נראה כי הוא משחק תפקיד בארגון הכרומטין, בביטוי הגנים ובמטבוליזם של חומר גנטי.

למעשה, התברר כי המיקום והפונקציה השגויה של החלבונים המרכיבים את הממברנה הפנימית קשורים למספר גבוה של מחלות בבני אדם..

חלבונים של הממברנה החיצונית

המעמד השלישי של חלבונים ספציפיים של קרום הגרעין מתגוררים בחלק החיצוני של המבנה האמור. זוהי קבוצה הטרוגנית מאוד של חלבונים ממברנה אינטגרלי אשר חולקים תחום משותף בשם KASH.

החלבונים שנמצאו באזור החיצוני יוצרים מעין "גשר" עם חלבוני הממברנה הגרעיניים הפנימיים.

אלה קשרים פיזיים בין cytoskeleton ו הכרומטין נראה רלוונטי לאירועים של שעתוק, שכפול, מנגנוני תיקון DNA.

חלבונים של הלהב

הקבוצה הסופית של חלבונים של קרום הגרעין נוצרת על ידי חלבונים של הסדין, מסגרת שנוצרו על ידי חוטים בינוניים המורכבים גיליונות של סוג A ו- B. הסדין יש עובי של 30-100 ננומטר.

הלמינה היא מבנה מכריע המספק יציבות לליבה, במיוחד ברקמות הנמצאות בחשיפה מתמדת לכוחות מכניים, כגון רקמת שריר..

בדומה לחלבונים הפנימיים של הממברנה הגרעינית, מוטציות בלמינה קשורות קשר הדוק למספר גבוה של מחלות אנושיות מגוונות מאוד.

בנוסף, נמצאו יותר ויותר ראיות המתייחסות ללמינה הגרעינית עם ההזדקנות. כל זה מדגיש את החשיבות של חלבונים ממברנה גרעינית בתפקוד הכולל של התא.

קרום גרעיני בצמחים

בממלכת הצמח, המעטפה הגרעינית היא מערכת קרום חשובה ביותר, למרות שהיא נחקרה מעט מאוד. אמנם אין ידע מדויק של החלבונים המרכיבים את הממברנה הגרעינית בצמחים גבוהים יותר, אך יש הבדלים מסוימים עם שאר הממלכות.

הצמחים אינם בעלי רצפים הומולוגיים כדי laminae, במקום centrosomes, הוא קרום הגרעין הפועל כמרכז המארגנת של microtubules.

מסיבה זו, מחקר האינטראקציות של המעטפה הגרעינית בצמחים עם אלמנטים של השלד הוא נושא של מחקר רלוונטי.

הפניות

1. Alberts, B., & Bray, D. (2006). מבוא לביולוגיה של התא. אד פנמריקנה מדיקל.
2. איינרד, א.ר., ולנטיך, מ.ר., & Rovasio, R.A (2008). היסטולוגיה ואמבריולוגיה של האדם: בסיסים תאיים ומולקולריים. אד פנמריקנה מדיקל.
3. Hetzer M. W. (2010). המעטפה הגרעינית. פרספקטיבות הקרה ספרינג הארבור בביולוגיה, 2(3), a000539.
4. מאייר, י (2008). ארגון פונקציונלי של גרעין הצמח. שפרינגר.
5. Ross, M. & H, & Pawlina, W. (2006). היסטולוגיה. ליפינקוט וויליאמס ווילקינס.
6. Welsch, U., & Sobotta, J. (2008). היסטולוגיה. אד פנמריקנה מדיקל.
7. יאנג, ב, וודפורד, פ., ואודוד, ג '(עורכים). (2014). חיטה היסטולוגיה תפקודית: טקסט ואטלס בצבע. Elsevier מדעי הבריאות.