NUKLEOPLAZMA: KARAKTERISTIKE, STRUKTURA I FUNKCIJE - ANATOMIJA I FIZIOLOGIJA - 2026

Nukleoplazmom je tvar u kojoj je DNA i drugih nuklearnih strukture, kao što jezgrama su ugrađeni. Odvaja se od stanične citoplazme kroz membranu jezgre, ali s njom se mogu razmjenjivati ​​materijali kroz nuklearne pore.

Njegove su komponente uglavnom voda i niz šećera, iona, aminokiselina te proteina i enzima koji sudjeluju u regulaciji gena, među kojima je više od 300 proteina osim histona. Zapravo, njegov je sastav sličan onome stanične citoplazme.

Unutar ove nuklearne tekućine nalaze se i nukleotidi koji su "građevni blokovi" koji se koriste za izgradnju DNK i RNA uz pomoć enzima i kofaktora. U nekim velikim stanicama, poput acetabularije, nukleoplazma je jasno vidljiva.

Prethodno se mislilo da se nukleoplazma sastoji od amorfne mase zatvorene u jezgri, isključujući kromatin i nukleolus. Međutim, unutar nukleoplazme postoji proteinska mreža koja je zadužena za organiziranje kromatina i drugih komponenti jezgre, nazvanih nuklearna matrica.

Nove tehnike su mogle bolje vizualizirati ovu komponentu i identificirati nove strukture kao što su intranuklearni listovi, proteinske niti koje potiču iz nuklearnih pora i strojeva za obradu RNK.

Opće karakteristike

Nukleoplazma, koja se naziva i "nuklearni sok" ili karioplazma, je protoplazmatski koloid svojstava sličnih citoplazmi, relativno gusta i bogata različitim biomolekulama, uglavnom proteinima.

U ovoj tvari nalaze se kromatin i jedan ili dva korpuskula nazvana nukleoli. Postoje i druge ogromne strukture u ovoj tekućini, poput Cajalovih tijela, PML tijela, spiralnih tijela ili nuklearnih mrlja, između ostalih.

Strukture neophodne za obradu glasnika preRNA i faktora transkripcije koncentrirane su u Cajal tijelima.

Čini se da su nuklearni uzorci slični Cajalovim tijelima, vrlo su dinamični i kreću se prema regijama gdje je aktivna transkripcija.

Čini se da PML tijela označavaju stanice raka, jer nevjerojatno povećavaju njihov broj unutar jezgre.

Postoji i niz sfernih nukleolarnih tijela koji se kreću u promjeru između 0,5 i 2 µm, sastavljeni od kuglica ili vlakana koja su, iako su zabilježena u zdravim stanicama, njihova frekvencija mnogo veća u patološkim strukturama.

Najvažnije nuklearne strukture ugrađene u nukleoplazmu opisane su u nastavku:

jezgrice

Nukleolus je izvanredna sferna struktura smještena u jezgri stanica i nije ograničena bilo kojom vrstom biomembrane koja ih odvaja od ostatka nukleoplazme.

Sastoji se od regija koje se zovu NOR (kromosomske nukleolarne organizatorske regije) u kojima su smještene sekvence koje kodiraju ribosome. Ovi se geni nalaze u specifičnim regijama kromosoma.

U specifičnom slučaju ljudi su organizirani u satelitskim područjima kromosoma 13, 14, 15, 21 i 22.

Nukleolus se događa niz bitnih procesa, poput transkripcije, obrade i sastavljanja podjedinica koje čine ribosome.

S druge strane, ostavljajući po strani svoju tradicionalnu funkciju, nedavna istraživanja su otkrila da je nukleolus povezan s proteinima supresornih stanica raka, regulatorima staničnog ciklusa i proteinima virusnih čestica.

Subnuklearna područja

Molekula DNK nije slučajno disperzirana u staničnoj nukleoplazmi, ona je organizirana na vrlo specifičan i kompaktan način s nizom visoko očuvanih proteina tijekom evolucije koji se nazivaju histoni.

Proces organiziranja DNK omogućuje unošenje gotovo četiri metra genetskog materijala u mikroskopsku strukturu.

To povezivanje genetskog materijala i proteina naziva se kromatin. To je organizirano u regijama ili domenama definiranim u nukleoplazmi, a mogu se razlikovati dvije vrste: euhromatin i heterokromatin.

Eukromatin je manje kompaktan i obuhvaća gene čija je transkripcija aktivna, budući da faktori transkripcije i drugi proteini imaju pristup njemu za razliku od heterokromatina koji je vrlo kompaktan.

Heterokromatinske regije nalaze se na periferiji i euhromatini više do središta jezgre, a također su blizu nuklearnih pora.

Slično tome, kromosomi su raspoređeni u specifičnim područjima unutar jezgre koja se nazivaju kromosomska područja. Drugim riječima, kromatin nije slučajno plutajući u nukleoplazmi.

Nuklearna matrica

Čini se da organizacija različitih nuklearnih odjeljaka diktira nuklearna matrica.

To je unutarnja struktura jezgre sastavljena od lima spojenog na nuklearne pore komplekse, nukleolarnih ostataka i skupa vlaknastih i zrnastih struktura koje su raspoređene po jezgri koja zauzima značajan volumen.

Studije koje su pokušale karakterizirati matricu zaključile su da je previše raznolik da bi mogao definirati njegovu biokemijsku i funkcionalnu strukturu.

Lamina je vrsta sloja sastavljenog od proteina koji se kreće od 10 do 20 nm i smještena je u unutrašnjost jezgre membrane. Konstitucija proteina varira ovisno o ispitivanoj taksonomskoj skupini.

Proteini koji čine laminu slični su intermedijarnim nitima i osim nuklearne signalizacije posjeduju globularnu i cilindričnu regiju.

Što se tiče unutarnje nuklearne matrice, ona sadrži veliki broj proteina s mjestima vezanja za messenger RNA i ostale vrste RNA. U toj se unutarnjoj matrici pojavljuje replikacija DNA, nukleolarna transkripcija i pre-transkripcijska obrada preRNA glasnika.

Nucleoskeleton

Unutar jezgre postoji struktura koja se može usporediti s citoskeletom u stanicama nazvanim nukleoskelet, a čine ih proteini poput aktina, αII-spektrina, miozina i divovskog proteina koji se zove titin. Međutim, o postojanju ove strukture istraživači još uvijek raspravljaju.

Struktura

Nukleoplazma je želatinozna tvar u kojoj se mogu razlikovati različite nuklearne strukture.

Jedna od glavnih komponenti nukleoplazme su ribonukleoproteini, sastavljeni od proteina i RNK koja se sastoji od regije bogate aromatskim aminokiselinama s afinitetom prema RNA.

Ribonukleoproteini koji se nalaze u jezgri posebno se nazivaju mali nuklearni ribonukleoproteini.

Biokemijski sastav

Kemijski sastav nukleoplazme je složen, uključujući složene biomolekule poput nuklearnih proteina i enzima, kao i anorganske spojeve poput soli i minerala poput kalija, natrija, kalcija, magnezija i fosfora.

Neki od ovih iona nezamjenjivi su kofaktori enzima koji repliciraju DNK. Sadrži i ATP (adenozin trifosfat) i acetil koenzim A.

U nukleoplazmi je ugrađen niz enzima potrebnih za sintezu nukleinskih kiselina, poput DNK i RNK. Među najvažnije su DNK polimeraza, RNA polimeraza, NAD sintetaza, piruvat kinaza, između ostalih.

Jedan od najzastupljenijih proteina u nukleoplazmi je nukleoplastim, to je kiseli i pentamerni protein koji ima nejednake domene u glavi i repu. Njegova kisela karakteristika uspijeva zaštititi pozitivne naboje prisutne u histonima i uspijeva se povezati s nukleosomom.

Nukleozomi su one strukture nalik zrncu na ogrlici, nastale interakcijom DNK sa histonima. Otkrivene su i male molekule lipida kako plutaju u ovom poluvodnom matriksu.

Značajke

Nukleoplazma je matrica u kojoj se odvija niz esencijalnih reakcija za pravilno funkcioniranje jezgre i stanice općenito. To je mjesto na kojem se odvija sinteza DNA, RNA i ribosomalnih podjedinica.

Djeluje kao svojevrsni "madrac" koji štiti strukture uronjene u njega, osim što osigurava prijevozno sredstvo.

Služi kao posredni suspenzija za subnuklearne strukture, a također pomaže u održavanju oblika jezgre stabilnim, dajući mu čvrstinu i žilavost.

Dokazano je postojanje nekoliko metaboličkih putova u nukleoplazmi, kao u staničnoj citoplazmi. Unutar tih biokemijskih puteva su glikoliza i ciklus limunske kiseline.

Prijavljen je i put pentoznog fosfata koji pridonosi pentozi u jezgru. Na isti je način jezgra sintetička zona za NAD ⁺, koja funkcionira kao koenzim dehidrogenaza.

Messenger preRNA obrada

Obrada pre-mRNA odvija se u nukleoplazmi i zahtijeva prisustvo malih nukleolarnih ribonukleoproteina, skraćeno kao snRNP.

Doista, jedna od najvažnijih aktivnih aktivnosti koja se događa u eukariotskoj nukleoplazmi je sinteza, obrada, transport i izvoz RNK zrelih glasnika.

Ribonukleoproteini zajedno stvaraju sloj spajanja ili spajanja, koji je katalitički centar odgovoran za uklanjanje introna iz RNA glasnika. Niz molekula RNA s visokim sadržajem uracila odgovoran je za prepoznavanje introna.

Spliciozom se sastoji od oko pet malih nukleolarnih RNA koje se nazivaju snRNA U1, U2, U4 / U6 i U5, uz sudjelovanje drugih proteina.

Sjetimo se da su eukarioti geni u molekuli DNA prekinuti nekodirajućim regijama koje se nazivaju introni i koje se moraju eliminirati.

Reakcija spajanja integrira dva uzastopna koraka: nukleofilni napad u 5-reznoj zoni interakcijom s adenozinskim ostatkom u susjedstvu s 3 ′ zone Introna (korak koji oslobađa egzon), nakon čega slijedi spajanje egzona.

Reference

1. Brachet, J. (2012). Molekularna citologija V2: Međusobne interakcije stanica. Elsevier.
2. Guo, T., i Fang, Y. (2014). Funkcionalna organizacija i dinamika jezgre stanice. Granice u biljnoj znanosti, 5, 378.
3. Jiménez García, LF (2003). Stanična i molekularna biologija. Pearson obrazovanje u Meksiku.
4. Lammerding, J. (2011). Mehanika nukleusa. Sveobuhvatna fiziologija, 1 (2), 783–807.
5. Pederson, T. (2000). Pola stoljeća "nuklearne matrice". Molekularna biologija stanice, 11 (3), 799–805.
6. Pederson, T. (2011). Uvedeni nukleus. Perspektive u hladnoj proljetnoj luci u biologiji, 3 (5), a000521.
7. Welsch, U., & Sobotta, J. (2008). Histologija. Panamerican Medical Ed.