ลักษณะโครงสร้างและหน้าที่ของนิวเคลียส

nucleoplasma มันเป็นสารที่ DNA และโครงสร้างนิวเคลียร์อื่น ๆ เช่นนิวเคลียสถูกแช่อยู่ มันถูกแยกออกจากไซโตพลาสซึมของเซลลูลาร์ด้วยเมมเบรนแกน แต่มันสามารถแลกเปลี่ยนวัสดุกับมันผ่านรูขุมขนนิวเคลียร์.

ส่วนประกอบหลักของมันคือน้ำและชุดของน้ำตาล, ไอออน, กรดอะมิโน, และโปรตีนและเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับการควบคุมยีน, ในบรรดาโปรตีนมากกว่า 300 ชนิดที่นอกเหนือจากฮิสตัน ในความเป็นจริงองค์ประกอบของมันคล้ายกับของไซโตพลาสซึมของเซลล์.

นิวคลีโอไทด์ยังพบในของเหลวนิวเคลียร์นี้ซึ่งเป็น "บล็อก" ที่ใช้สำหรับการสร้าง DNA และ RNA ด้วยความช่วยเหลือของเอนไซม์และปัจจัยร่วม ในบางเซลล์ขนาดใหญ่เช่นเดียวกับใน Acetabularia, นิวเคลียสสามารถมองเห็นได้ชัดเจน.

ก่อนหน้านี้มีความคิดว่านิวเคลียสประกอบด้วยมวลอสัณฐานล้อมรอบในนิวเคลียสไม่รวมโครมาตินและนิวคลีโอลัส อย่างไรก็ตามภายในนิวคลีโอพลาสซึมเป็นเครือข่ายโปรตีนที่รับผิดชอบในการจัดระเบียบโครมาตินและส่วนประกอบอื่น ๆ ของนิวเคลียสที่เรียกว่าเมทริกซ์นิวเคลียร์.

เทคนิคใหม่มีการจัดการเพื่อให้เห็นภาพส่วนนี้ดีขึ้นและระบุโครงสร้างใหม่เช่นแผ่น intranuclear, เส้นใยโปรตีนที่เกิดขึ้นจากรูขุมขนนิวเคลียร์และเครื่องจักรแปรรูป RNA.

ดัชนี

• 1 ลักษณะทั่วไป
  • 1.1 นิวคลีโอลี
  • 1.2 เขตแดนนิวเคลียร์
  • 1.3 เมทริกซ์นิวเคลียร์
  • 1.4 นิวเคลียส
• 2 โครงสร้าง
  • 2.1 องค์ประกอบทางชีวเคมี
• 3 ฟังก์ชั่น
  • 3.1 การดำเนินการของผู้ส่งสารล่วงหน้า
• 4 อ้างอิง

ลักษณะทั่วไป

นิวเคลียสหรือที่เรียกว่า "น้ำผลไม้นิวเคลียร์" หรือ carioplasma เป็นคอลลอยด์โปรโตพลาสซึมที่มีคุณสมบัติคล้ายกับพลาสซึมค่อนข้างหนาแน่นและอุดมไปด้วยสารชีวโมเลกุลต่าง ๆ โปรตีนส่วนใหญ่.

ในสารนี้คือโครมาตินและหนึ่งหรือสอง corpuscles เรียกว่านิวคลีโอลี นอกจากนี้ยังมีโครงสร้างอันมหึมาอื่น ๆ ในของเหลวเช่น Cajal ร่าง PML ร่างเกลียวหรือ speckles นิวเคลียร์และอื่น ๆ.

ในร่างกายของ Cajal มีความเข้มข้นโครงสร้างที่จำเป็นสำหรับการประมวลผลของ preRNA ทูตและปัจจัยการถอดความ.

speckles เซลล์นิวเคลียร์ดูเหมือนจะคล้ายกับร่างของ Cajal พวกมันมีพลังและเคลื่อนไปสู่บริเวณที่มีการถอดรหัส.

ร่างกาย PML ดูเหมือนจะเป็นตัวบ่งชี้เซลล์มะเร็งเนื่องจากพวกมันเพิ่มจำนวนอย่างไม่น่าเชื่อภายในนิวเคลียส.

นอกจากนี้ยังมีชุดของนิวเคลียสที่มีรูปร่างเป็นทรงกลมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางระหว่าง 0.5 และ 2 ไมครอนประกอบด้วยกลมหรือ fibrils ที่แม้ว่าพวกเขาจะได้รับรายงานในเซลล์ที่แข็งแรง แต่ความถี่ของพวกมันสูงกว่ามากในโครงสร้างทางพยาธิวิทยา.

โครงสร้างนิวเคลียร์ที่เกี่ยวข้องที่สุดที่ฝังอยู่ในนิวคลีโอพลาสม่าได้อธิบายไว้ด้านล่าง:

nucleoli

นิวเคลียสเป็นโครงสร้างทรงกลมที่โดดเด่นซึ่งตั้งอยู่ภายในนิวเคลียสของเซลล์และไม่ถูกคั่นด้วย biomembrane ชนิดใด ๆ ที่แยกพวกมันออกจากส่วนที่เหลือของนิวคลีโอพลาสม่า.

มันถูกสร้างขึ้นในภูมิภาคที่เรียกว่า NORs (ภูมิภาคออร์กาไนเซอร์โครโมโซม) ซึ่งเป็นลำดับการเข้ารหัสสำหรับไรโบโซม ยีนเหล่านี้พบได้ในพื้นที่เฉพาะของโครโมโซม.

ในกรณีเฉพาะของมนุษย์พวกมันถูกจัดระเบียบในบริเวณดาวเทียมของโครโมโซม 13, 14, 15, 21 และ 22.

จำนวนกระบวนการที่ขาดไม่ได้เกิดขึ้นในนิวเคลียสเช่นการถอดความการประมวลผลและการชุมนุมของหน่วยย่อยที่ประกอบขึ้นเป็นไรโบโซม.

ในทางกลับกันการศึกษาล่าสุดพบว่านิวเคลียสเกี่ยวข้องกับการยับยั้งโปรตีนของเซลล์มะเร็งสารควบคุมการหมุนเวียนของเซลล์และโปรตีนจากอนุภาคของไวรัส.

ดินแดนนิวเคลียร์

โมเลกุลของ DNA นั้นไม่ได้ถูกสุ่มกระจายออกไปในนิวเคลียสของเซลล์มันถูกจัดเรียงในลักษณะที่มีความจำเพาะสูงและมีขนาดกะทัดรัดพร้อมด้วยชุดของโปรตีนที่ได้รับการอนุรักษ์อย่างสูงตลอดช่วงวิวัฒนาการ.

กระบวนการจัดระเบียบ DNA ช่วยให้สามารถนำสารพันธุกรรมเกือบสี่เมตรเข้าสู่โครงสร้างด้วยกล้องจุลทรรศน์.

ความสัมพันธ์ของสารพันธุกรรมและโปรตีนนี้เรียกว่าโครมาติน นี่คือการจัดระเบียบในภูมิภาคหรือโดเมนที่กำหนดไว้ในนิวคลีโอพลาสม่าสามารถแยกได้สองประเภท: euchromatin และ heterochromatin.

Eucromatin มีขนาดเล็กลงและครอบคลุมยีนที่มีการถอดรหัสเนื่องจากปัจจัยการถอดรหัสและโปรตีนอื่น ๆ สามารถเข้าถึงได้ในทางตรงกันข้ามกับ heterochromatin ซึ่งมีขนาดเล็กกะทัดรัด.

บริเวณเฮเทอโรโครมาตินตั้งอยู่ในบริเวณรอบนอกและยูชารมาตินอยู่ตรงกลางของนิวเคลียสและใกล้กับรูขุมขนด้วยนิวเคลียร์.

ในทำนองเดียวกันโครโมโซมจะถูกกระจายในโซนเฉพาะภายในนิวเคลียสที่เรียกว่าดินแดนโครโมโซม กล่าวอีกนัยหนึ่งคือโครมาตินไม่ได้ลอยแบบสุ่มในนิวโตพลาสซึม.

เมทริกซ์นิวเคลียร์

ดูเหมือนว่าองค์กรของช่องนิวเคลียร์ต่าง ๆ จะถูกกำหนดโดยเมทริกซ์นิวเคลียร์.

มันเป็นโครงสร้างภายในของแกนประกอบด้วยแผ่นคู่กับคอมเพล็กซ์รูขุมขนนิวเคลียร์, เศษนิวคลีลาร์และชุดของโครงสร้างเส้นใยและเม็ดที่มีการกระจายไปทั่วนิวเคลียสครอบครองปริมาณที่สำคัญของเดียวกัน.

การศึกษาที่พยายามกำหนดลักษณะของเมทริกซ์ได้ข้อสรุปว่ามันมีความหลากหลายเกินกว่าที่จะนิยามรัฐธรรมนูญทางชีวเคมีและเชิงหน้าที่.

แผ่นเป็นชั้นของโปรตีนคอมโพสิตชั้นที่มีความยาว 10 ถึง 20 นาโนเมตรและถูกวางติดกับใบหน้าด้านในของแกนเมมเบรน รัฐธรรมนูญของโปรตีนนั้นแตกต่างกันไปตามกลุ่มอนุกรมวิธานที่ศึกษา.

โปรตีนที่ประกอบเป็นแผ่นคล้ายกับเส้นใยระดับกลางและนอกเหนือจากสัญญาณนิวเคลียร์แล้วยังมีพื้นที่ทรงกลมและทรงกระบอก.

สำหรับเมทริกซ์นิวเคลียร์ภายในนั้นมีโปรตีนจำนวนมากที่มีพื้นที่จับสำหรับ Messenger RNA และ RNA ชนิดอื่น การจำลองแบบดีเอ็นเอการประมวลผล preRNA ของผู้ไม่ใช้นิวคลีโอกและการประมวลผล preRNA messenger ภายหลังการถอดความเกิดขึ้นในเมทริกซ์ภายใน.

nucleoskeleton

ภายในนิวเคลียสนั้นมีโครงสร้างที่เปรียบเทียบได้กับเซลล์โครงกระดูกในเซลล์ที่เรียกว่าโครงกระดูกซึ่งประกอบด้วยโปรตีนเช่น actin, αII-spectrin, myosin และโปรตีนยักษ์ที่เรียกว่า titin อย่างไรก็ตามการดำรงอยู่ของโครงสร้างนี้ยังคงเป็นที่ถกเถียงกันโดยนักวิจัย.

โครงสร้าง

นิวโตรพลาสซึมเป็นสารที่มีลักษณะเป็นวุ้นซึ่งคุณสามารถแยกความแตกต่างของโครงสร้างนิวเคลียร์ที่กล่าวถึงข้างต้น.

หนึ่งในองค์ประกอบหลักของนิวคลีโอพลาสซึมคือ ribonucleoproteins ซึ่งประกอบด้วยโปรตีนและอาร์เอ็นเอประกอบด้วยส่วนที่อุดมไปด้วยกรดอะมิโนอะโรมาติกกับอาร์เอ็นเอ.

ribonucleoproteins ที่พบในนิวเคลียสนั้นเรียกว่า ribonucleoproteins นิวเคลียร์ขนาดเล็กโดยเฉพาะ.

องค์ประกอบทางชีวเคมี

องค์ประกอบทางเคมีของนิวคลีโอพลาสม่านั้นซับซ้อนรวมถึงสารชีวโมเลกุลที่ซับซ้อนเช่นโปรตีนและเอนไซม์นิวเคลียร์และสารประกอบอนินทรีย์เช่นเกลือและแร่ธาตุเช่นโพแทสเซียมโซเดียมแคลเซียมแมกนีเซียมและฟอสฟอรัส.

ไอออนเหล่านี้บางส่วนเป็นปัจจัยร่วมที่จำเป็นของเอนไซม์ที่ทำซ้ำดีเอ็นเอ นอกจากนี้ยังมี ATP (adenosine triphosphate) และ acetyl coenzyme A.

ในนิวคลีโอพลาสซึมจะมีชุดของเอนไซม์ที่จำเป็นสำหรับการสังเคราะห์กรดนิวคลีอิกเช่น DNA และ RNA สิ่งที่สำคัญที่สุดคือ DNA polymerase, RNA polymerase, NAD synthetase, pyruvate kinase และอื่น ๆ.

หนึ่งในโปรตีนที่มีมากที่สุดในนิวคลีโอพลาสซึมคือนิวคลีโอพลาสต์ซึ่งเป็นโปรตีนที่เป็นกรดและเพนทาเมอริกซึ่งมีโดเมนไม่เท่ากันบนหัวและหาง คุณสมบัติกรดของมันสามารถป้องกันประจุบวกที่มีอยู่ในฮิสโตนและจัดการเพื่อเชื่อมโยงกับนิวคลีโอโซม.

นิวคลีโอโซมเป็นโครงสร้างที่คล้ายกับเม็ดบีทในสร้อยคอซึ่งเกิดจากปฏิกิริยาระหว่าง DNA กับฮิสโตน โมเลกุลขนาดเล็กของไขมันธรรมชาติยังถูกตรวจพบลอยอยู่ในเมทริกซ์กึ่งโปร่งใสนี้.

ฟังก์ชั่น

นิวคลีโอพลาสซึมคือเมทริกซ์ที่มีปฏิกิริยาสำคัญหลายอย่างเกิดขึ้นเพื่อการทำงานที่ถูกต้องของนิวเคลียสและเซลล์โดยทั่วไป มันเป็นเว็บไซต์ที่มีการสังเคราะห์ DNA, RNA และหน่วยย่อยไรโบโซมเกิดขึ้น.

มันทำงานเป็น "ที่นอน" ชนิดหนึ่งที่ช่วยปกป้องโครงสร้างที่แช่อยู่ในนั้นนอกเหนือจากการให้วิธีการขนส่งวัสดุ.

ทำหน้าที่เป็นตัวกลางแขวนลอยสำหรับโครงสร้าง subnuclear และนอกจากนี้ยังช่วยรักษารูปร่างแกนที่มั่นคงให้ความแข็งแกร่งและความแข็ง.

การดำรงอยู่ของวิถีทางเมแทบอลิซึมหลายอย่างในนิวคลีโอพลาสซึมได้รับการพิสูจน์เช่นเดียวกับในพลาสซึมของเซลล์ ภายในเส้นทางชีวเคมีเหล่านี้คือ glycolysis และวงจรกรดซิตริก.

เส้นทางของเพนโตสฟอสเฟตยังได้รับการรายงานซึ่งทำให้เพนโตสกับนิวเคลียส ในทำนองเดียวกันนิวเคลียสเป็นโซนการสังเคราะห์ของ NAD⁺, ที่ทำหน้าที่เป็นโคเอนไซม์ของดีไฮโดรจีเนส.

กำลังดำเนินการ messenger ก่อน

การประมวลผลของ pre-mRNA เกิดขึ้นในนิวคลีโอพลาสซึมและต้องการการแสดงตนของนิวคลีลาร์ไรโบนิวคลีโอโปรตีนขนาดเล็กซึ่งย่อมาจาก snRNP.

แท้จริงแล้วหนึ่งในกิจกรรมที่สำคัญที่สุดที่เกิดขึ้นในนิวเคลียสยูคาริโอตคือการสังเคราะห์การแปรรูปการขนส่งและการส่งออก RNAs ผู้ส่งสารที่เป็นผู้ใหญ่.

ribonucleoproteins ถูกจัดกลุ่มเพื่อสร้าง spliceosome หรือ splicing complex ซึ่งเป็นศูนย์ตัวเร่งปฏิกิริยาที่รับผิดชอบในการกำจัดอินตรอนจาก messenger RNA ชุดของโมเลกุลอาร์เอ็นเอที่มีปริมาณ uracil สูงมีหน้าที่ในการรับรู้ introns.

spliciosome ประกอบด้วยนิวเคลียส RNA ขนาดเล็กประมาณห้าตัวที่ได้รับการบริจาค snRNA U1, U2, U4 / U6 และ U5 นอกเหนือไปจากการมีส่วนร่วมของโปรตีนอื่น ๆ.

โปรดจำไว้ว่าในยูคาริโอตยีนถูกขัดจังหวะในโมเลกุล DNA โดยพื้นที่ที่ไม่มีการเข้ารหัสเรียกว่าอินตรอนซึ่งจะต้องถูกกำจัด.

ปฏิกิริยาของ ประกบ รวมสองขั้นตอนติดต่อกัน: การโจมตีของนิวคลีโอฟิลในพื้นที่ตัด 5 'โดยการมีปฏิสัมพันธ์กับสารอะดีโนซีนตกค้างติดกับโซน 3 ของอินโตรอน.

การอ้างอิง

1. Brachet, J. (2012). โมเลกุลเซลล์วิทยา V2: ปฏิสัมพันธ์ของเซลล์. เอลส์.
2. Guo, T. , & Fang, Y. (2014) การจัดระเบียบหน้าที่และการเปลี่ยนแปลงของนิวเคลียสของเซลล์. พรมแดนในวิทยาศาสตร์พืช, 5, 378.
3. JiménezGarcía, L. F. (2003). ชีววิทยาของเซลล์และโมเลกุล. เพียร์สันการศึกษาของเม็กซิโก.
4. Lammerding, J. (2011) กลไกของนิวเคลียส. สรีรวิทยาที่ครอบคลุม 1 (2), 783-807.
5. Pederson, T. (2000) ครึ่งศตวรรษของ "The Nuclear Matrix" ชีววิทยาโมเลกุลของเซลล์, 11(3), 799-805.
6. Pederson, T. (2011) นิวเคลียสแนะนำ. มุมมองท่าเรือฤดูใบไม้ผลิเย็นในชีววิทยา, 3(5), a000521.
7. Welsch, U. , & Sobotta, J. (2008). จุลกายวิภาคศาสตร์เนื้อเยื่อ. Ed. Panamericana การแพทย์.