BRANDUOLINĖ PLAZMA: CHARAKTERISTIKOS, STRUKTŪRA IR FUNKCIJOS - ANATOMIJA IR FIZIOLOGIJA - 2025

Nukleoplazma yra medžiaga, kurioje DNR ir kitų branduolinių struktūromis, pavyzdžiui, nucleoli, yra įdėta. Jis yra atskirtas nuo ląstelės citoplazmos per branduolio membraną, tačiau per ją gali keistis medžiagomis per branduolio poras.

Tarp jo daugiau kaip 300 baltymų, išskyrus histonus, jo komponentai yra daugiausia vanduo ir daugybė cukrų, jonų, aminorūgščių, baltymų ir fermentų, dalyvaujančių genų reguliavime. Tiesą sakant, jo sudėtis yra panaši į ląstelių citoplazmą.

Šiame branduoliniame skystyje taip pat yra nukleotidų, kurie yra „statybiniai blokai“, naudojami fermentų ir kofaktorių pagalba sukurti DNR ir RNR. Kai kuriose didelėse ląstelėse, tokiose kaip acetabularia, branduolio plazma yra aiškiai matoma.

Anksčiau buvo manoma, kad branduolio plazma susideda iš branduolio uždarytos amorfinės masės, išskyrus chromatiną ir branduolį. Tačiau branduolio plazmos viduje yra baltymų tinklas, atsakingas už chromatino ir kitų branduolio komponentų, vadinamų branduoline matrica, organizavimą.

Nauji metodai sugebėjo geriau vizualizuoti šį komponentą ir nustatyti naujas struktūras, tokias kaip branduolio branduolio lakštai, baltymų gijos, atsirandančios iš branduolio porų, ir RNR perdirbimo mašinos.

Bendrosios savybės

Nukleoplazma, dar vadinama „branduolių sultimis“ arba karioplazma, yra protoplazminis koloidas, turintis savybių, panašių į citoplazmą, santykinai tankus ir turtingas įvairių biomolekulių, daugiausia baltymų.

Šioje medžiagoje randamas chromatinas ir vienas ar du branduoliai, vadinami nukleoliais. Šiame skystyje yra ir kitų milžiniškų struktūrų, tokių kaip Cajal kūnai, PML kūnai, spiraliniai kūnai ar branduolinės dėmės.

Cajal kūneliuose yra sutelktos struktūros, reikalingos prenNR pasiuntinio apdorojimui ir transkripcijos veiksniai.

Branduolinės dėmės atrodo panašios į Cajal kūnus, jos yra labai dinamiškos ir juda link regionų, kuriuose aktyvi transkripcija.

Atrodo, kad PML kūnai yra vėžio ląstelių žymekliai, nes jie neįtikėtinai padidina jų skaičių branduolyje.

Taip pat yra keletas sferinių branduolinių kūnų, kurių skersmuo yra nuo 0,5 iki 2 μm, sudarytų iš rutulinių ar fibrilių, kurie, nors buvo pranešta apie sveikas ląsteles, tačiau jų dažnis patologinėse struktūrose yra daug didesnis.

Žemiau aprašytos svarbiausios branduolinės struktūros, įterptos į branduolio plazmą:

Nucleoli

Branduolys yra išskirtinė sferinė struktūra, esanti ląstelių branduolyje, ir jo nevaržo jokia biomembranos rūšis, skirianti jas nuo likusios nukleoplazmos.

Jį sudaro regionai, vadinami NOR (chromosomų branduolio organizmo regionai), kur yra sekos, koduojančios ribosomas. Šie genai randami tam tikruose chromosomų regionuose.

Konkrečiu žmonių atveju jie organizuojami palydoviniuose 13, 14, 15, 21 ir 22 chromosomų regionuose.

Branduolyje vyksta daugybė svarbių procesų, tokių kaip subostatų, sudarančių ribosomas, transkripcija, perdirbimas ir surinkimas.

Kita vertus, palikdami savo tradicinę funkciją, naujausi tyrimai nustatė, kad branduolys yra susijęs su vėžio ląstelių slopinančiais baltymais, ląstelių ciklo reguliatoriais ir baltymais iš viruso dalelių.

Pobranduolinės teritorijos

DNR molekulė nėra atsitiktinai pasklidusi ląstelės nukleoplazmoje, ji yra organizuota labai specifiniu ir kompaktišku būdu su labai konservuotų baltymų rinkiniu per evoliuciją, vadinamais histonais.

DNR organizavimo procesas leidžia į mikroskopinę struktūrą įterpti beveik keturis metrus genetinės medžiagos.

Ši genetinės medžiagos ir baltymo asociacija vadinama chromatinu. Tai organizuojama regionuose arba domenuose, apibrėžtuose nukleoplazmoje, ir galima atskirti du tipus: euchromatinas ir heterochromatinas.

Euchromatinas yra mažiau kompaktiškas ir apima genus, kurių transkripcija yra aktyvi, nes transkripcijos veiksniai ir kiti baltymai turi prieigą prie jo, priešingai nei heterochromatinas, kuris yra labai kompaktiškas.

Heterochromatinų regionai randami periferijoje, o euchromatinai - labiau prie branduolio centro, taip pat arti branduolio porų.

Panašiai chromosomos pasiskirsto konkrečiose branduolio vietose, vadinamose chromosomų teritorijomis. Kitaip tariant, chromatinas neatsitiktinai plūduriuoja branduolio plazmoje.

Branduolinė matrica

Atrodo, kad įvairių branduolinių skyrių organizavimą padiktavo branduolinė matrica.

Tai yra branduolio vidinė struktūra, susidedanti iš lakšto, sujungto su branduolio porų kompleksais, branduolio liekanų ir pluoštinių bei granuliuotų struktūrų rinkinio, paskirstyto visame branduolyje, užimančiame nemažą jo tūrį.

Tyrimai, bandę apibūdinti matricą, padarė išvadą, kad ji yra per daug įvairi, kad apibrėžtų jos biocheminį ir funkcinį makiažą.

Lamina yra tam tikras sluoksnis, sudarytas iš baltymų, kurių diapazonas yra nuo 10 iki 20 nm ir yra greta pagrindinio membranos paviršiaus. Baltymų sandara skiriasi priklausomai nuo tiriamos taksonominės grupės.

Baltymai, sudarantys sluoksnį, yra panašūs į tarpinius siūlus ir, be branduolinės signalizacijos, turi rutulines ir cilindrines sritis.

Kalbant apie vidinę branduolinę matricą, joje yra daug baltymų, turinčių prisijungimo vietą pasiuntinės RNR ir kitų rūšių RNR. Šioje vidinėje matricoje vyksta DNR replikacija, nenukleolinė transkripcija ir post-transkripcinis pasiuntinio preRNR apdorojimas.

Branduolinis skeletas

Branduolio viduje yra struktūra, panaši į citoskeleto ląstelėse, vadinamą nukleoskeletu, sudarytą iš baltymų, tokių kaip aktinas, αII-spetrinas, miozinas ir milžiniškas baltymas, vadinamas titinu. Tačiau apie šios struktūros egzistavimą mokslininkai vis dar diskutuoja.

Struktūra

Nukleoplazma yra želatininė medžiaga, kurioje galima atskirti aukščiau paminėtas branduolines struktūras.

Vienas pagrindinių nukleoplazmos komponentų yra ribonukleoproteinai, sudaryti iš baltymų ir RNR, sudaryti iš regiono, kuriame gausu aromatinių aminorūgščių ir turinčių afinitetą RNR.

Branduolyje randami ribonukleoproteinai yra specialiai vadinami mažaisiais branduolio ribonukleoproteinais.

Biocheminė sudėtis

Nukleoplazmos cheminė sudėtis yra sudėtinga, apimanti sudėtingas biomolekules, tokias kaip branduoliniai baltymai ir fermentai, taip pat neorganinius junginius, tokius kaip druskos ir mineralus, tokius kaip kalis, natris, kalcis, magnis ir fosforas.

Kai kurie iš šių jonų yra nepakeičiami fermentų, replikuojančių DNR, kofaktoriai. Jame taip pat yra ATP (adenozino trifosfato) ir acetilo koenzimo A.

Į nukleoplazmą įterpiama daugybė fermentų, reikalingų nukleorūgščių sintezei, pavyzdžiui, DNR ir RNR. Tarp svarbiausių yra DNR polimerazė, RNR polimerazė, NAD sintetazė, piruvato kinazė ir kt.

Vienas gausiausių nukleoplazmos baltymų yra nukleoplastimas, kuris yra rūgštus ir pentamerinis baltymas, turintis nevienodus galvos ir uodegos domenus. Rūgštinė jo savybė apsaugo histonuose esančius teigiamus užtaisus ir asocijuojasi su nukleosoma.

Nukleosomos yra karoliukų pavidalo struktūros, susidariusios DNR sąveikaujant su histonais. Taip pat buvo aptiktos mažos lipidų molekulės, plūduriuojančios šioje pusiau vandeninėje matricoje.

funkcijos

Nukleoplazma yra matrica, kurioje vyksta svarbiausių reakcijų ciklas, skirtas tinkamam branduolio ir ląstelės funkcionavimui apskritai. Tai vieta, kur vyksta DNR, RNR ir ribosomų subvienetų sintezė.

Tai veikia kaip savotiškas „čiužinys“, saugantis į jį panardintas konstrukcijas, be to, aprūpinantis medžiagomis transportavimo priemonėmis.

Jis tarnauja kaip tarpinė branduolinių struktūrų suspensija ir taip pat padeda išlaikyti branduolio formą stabilią, suteikdamas jai tvirtumą ir tvirtumą.

Įrodyta, kad branduolio plazmoje, kaip ir ląstelių citoplazmoje, yra keli metaboliniai keliai. Šiuose biocheminiuose keliuose yra glikolizė ir citrinos rūgšties ciklas.

Taip pat pranešta apie pentozės fosfato kelią, kuris prisideda prie pentozių susidarymo branduolyje. Tuo pačiu būdu branduolys yra NAD ⁺ sintezės zona , kuri veikia kaip dehidrogenazių koenzimai.

„Messenger preRNA“ apdorojimas

Pre-mRNR apdorojimas vyksta nukleoplazmoje ir tam reikia mažų branduolinių ribonukleoproteinų, sutrumpintai vadinamų snRNP.

Iš tiesų, viena iš svarbiausių aktyvių veiklų, atsirandančių eukariotų nukleoplazmoje, yra subrendusių pasiuntinių RNR sintezė, perdirbimas, transportavimas ir eksportas.

Ribonukleoproteinai grupuoja kartu, kad sudarytų spiceozomos arba splaisingo kompleksą, kuris yra katalizinis centras, atsakingas už intronų pašalinimą iš pasiuntinės RNR. RON molekulių, turinčių daug uracilo, serija yra atsakinga už intronų atpažinimą.

Spliciosomą sudaro maždaug penkios mažos branduolinės RNR, vadinamos snRNR U1, U2, U4 / U6 ir U5, be kitų baltymų.

Prisiminkime, kad eukariotuose genai DNR molekulėje yra pertraukiami nekoduojančių sričių, vadinamų intronais, kurie turi būti pašalinti.

Sujungimo reakcija sujungia du iš eilės etapus: nukleofilinį išpuolį 5 ′ pjūvio zonoje, sąveikaujant su adenozino liekana, esančia greta introno 3 ′ zonos (žingsnis, atlaisvinantis egzoną), po kurio eina egzonų sąjunga.

Nuorodos

1. Brachet, J. (2012). V2 molekulinė citologija: ląstelių sąveika. Elsevier.
2. Guo, T., ir Fang, Y. (2014). Ląstelės branduolio funkcinis organizavimas ir dinamika. Augalų mokslo ribos, 5, 378.
3. Jiménez García, LF (2003). Ląstelių ir molekulių biologija. „Pearson Education of Mexico“.
4. Lammerding, J. (2011). Branduolio mechanika. Išsami fiziologija, 1 (2), 783–807.
5. Pedersonas, T. (2000). Pusė amžiaus „Branduolinė matrica“. Ląstelės molekulinė biologija, 11 (3), 799–805.
6. Pedersonas, T. (2011). Pristatytas branduolys. Šaltojo pavasario uosto biologinės perspektyvos, 3 (5), a000521.
7. Welsch, U., ir Sobotta, J. (2008). Histologija. Panamerican Medical Ed.