Chia sẻ:
Đặc điểm, cấu trúc và chức năng của hạt nhân
các nhân tế bào nó là chất trong đó DNA và các cấu trúc hạt nhân khác, như nucleoli, được ngâm trong. Nó được tách ra khỏi tế bào chất của tế bào bằng màng lõi, nhưng nó có thể trao đổi vật liệu với nó thông qua các lỗ hạt nhân.
Thành phần chính của nó là nước và một loạt các loại đường, ion, axit amin, và protein và enzyme liên quan đến điều hòa gen, trong số hơn 300 protein khác ngoài histones. Trên thực tế, thành phần của nó tương tự như tế bào chất của tế bào.
Các nucleotide cũng được tìm thấy trong chất lỏng hạt nhân này, đó là các "khối" được sử dụng để xây dựng DNA và RNA, với sự trợ giúp của các enzyme và cofactors. Trong một số tế bào lớn, như trong acetabularia, nhân tế bào rõ ràng.
Trước đây người ta đã nghĩ rằng nucleoplasm bao gồm một khối vô định hình được bao bọc trong nhân, không bao gồm chromatin và nucleolus. Tuy nhiên, bên trong nhân tế bào là một mạng lưới protein chịu trách nhiệm tổ chức chromatin và các thành phần khác của hạt nhân, được gọi là ma trận hạt nhân.
Các kỹ thuật mới đã quản lý để hình dung tốt hơn thành phần này và xác định các cấu trúc mới như tấm nội hạt nhân, sợi protein xuất hiện từ lỗ chân lông hạt nhân và máy móc xử lý RNA..
Chỉ số
- 1 Đặc điểm chung
- Nucleoli 1.1
- 1.2 lãnh thổ địa phương
- 1.3 Ma trận hạt nhân
- 1,4 hạt nhân
- 2 cấu trúc
- 2.1 Thành phần sinh hóa
- 3 chức năng
- 3.1 Xử lý preARN messenger
- 4 tài liệu tham khảo
Đặc điểm chung
Nhân tế bào, còn được gọi là "nước ép hạt nhân" hay carioplasma, là một chất keo nguyên sinh chất có đặc tính tương tự tế bào chất, tương đối đậm đặc và giàu các phân tử sinh học khác nhau, chủ yếu là protein..
Trong chất này là chất nhiễm sắc và một hoặc hai tiểu thể gọi là nucleoli. Ngoài ra còn có các cấu trúc to lớn khác trong chất lỏng này như cơ thể Cajal, cơ thể PML, cơ thể xoắn ốc hoặc đốm hạt nhân, trong số những người khác.
Trong các cơ thể của Cajal được tập trung các cấu trúc cần thiết để xử lý các sứ giả preRNA và các yếu tố phiên mã.
các đốm Các tế bào hạt nhân dường như tương tự như cơ thể của Cajal, chúng rất năng động và di chuyển về phía các khu vực nơi phiên mã đang hoạt động.
Các cơ quan PML dường như là các dấu hiệu tế bào ung thư, vì chúng tăng số lượng đáng kinh ngạc trong nhân.
Ngoài ra còn có một loạt các cơ thể hạt nhân có hình dạng hình cầu có đường kính từ 0,5 đến 2 μm, bao gồm các hạt hoặc sợi cơ, mặc dù chúng đã được báo cáo trong các tế bào khỏe mạnh, tần số của chúng cao hơn nhiều trong các cấu trúc bệnh lý.
Các cấu trúc hạt nhân có liên quan nhất được nhúng trong nhân tế bào được mô tả dưới đây:
Hạt nhân
Nucleolus là một cấu trúc hình cầu nổi bật nằm bên trong nhân của các tế bào và không bị giới hạn bởi bất kỳ loại sinh khối nào tách chúng ra khỏi phần còn lại của nucleoplasm..
Nó được cấu thành trong các khu vực được gọi là NOR (khu vực tổ chức hạt nhân nhiễm sắc thể) trong đó các trình tự mã hóa cho ribosome được đặt. Những gen này được tìm thấy trong các vùng cụ thể của nhiễm sắc thể.
Trong trường hợp cụ thể của con người, chúng được tổ chức ở các vùng vệ tinh của nhiễm sắc thể 13, 14, 15, 21 và 22.
Một số quá trình không thể thiếu xảy ra trong nucleolus, chẳng hạn như phiên mã, xử lý và lắp ráp các tiểu đơn vị tạo nên các ribosome..
Mặt khác, bỏ qua chức năng truyền thống của nó, các nghiên cứu gần đây đã phát hiện ra rằng nucleolus có liên quan đến protein ức chế tế bào ung thư, bộ điều chỉnh chu kỳ tế bào và protein từ các hạt virus..
Lãnh thổ địa phương
Phân tử DNA không được phân tán ngẫu nhiên trong nhân tế bào, nó được tổ chức một cách đặc biệt và gọn nhẹ với một bộ protein được bảo tồn cao trong suốt quá trình tiến hóa gọi là histones..
Quá trình tổ chức DNA cho phép đưa gần bốn mét vật liệu di truyền vào cấu trúc kính hiển vi.
Sự liên kết của vật liệu di truyền và protein được gọi là chromatin. Điều này được tổ chức thành các khu vực hoặc miền được xác định trong nhân tế bào, có thể phân biệt hai loại: euchromatin và heterochromatin.
Eucromatin ít gọn hơn và bao gồm các gen có phiên mã hoạt động, vì các yếu tố phiên mã và các protein khác có quyền truy cập vào nó trái ngược với heterochromatin, rất nhỏ gọn.
Các vùng heterochromatin nằm ở ngoại vi và euchromatin nhiều hơn đến trung tâm của hạt nhân, và cũng gần với lỗ chân lông hạt nhân.
Theo cùng một cách, nhiễm sắc thể được phân phối trong các khu vực cụ thể trong nhân được gọi là lãnh thổ nhiễm sắc thể. Nói cách khác, nhiễm sắc thể không trôi nổi ngẫu nhiên trong nhân tế bào.
Ma trận hạt nhân
Việc tổ chức các khoang hạt nhân khác nhau dường như được quyết định bởi ma trận hạt nhân.
Nó là một cấu trúc bên trong của lõi bao gồm một tấm được ghép với các phức hợp lỗ rỗng hạt nhân, dư lượng hạt nhân và một tập hợp các cấu trúc dạng sợi và dạng hạt được phân bổ trong toàn bộ hạt nhân chiếm một thể tích đáng kể như nhau.
Các nghiên cứu đã cố gắng mô tả ma trận đã kết luận rằng nó quá đa dạng để xác định hiến pháp sinh hóa và chức năng của nó..
Tấm này là một loại lớp tổng hợp protein kéo dài từ 10 đến 20nm và được nối liền với mặt trong của màng lõi. Hiến pháp protein khác nhau tùy thuộc vào nhóm phân loại nghiên cứu.
Các protein tạo nên tấm tương tự như các sợi trung gian và bên cạnh tín hiệu hạt nhân, chúng có các vùng hình cầu và hình trụ.
Đối với ma trận hạt nhân bên trong, nó chứa một số lượng lớn protein với vị trí gắn kết với RNA thông tin và các loại RNA khác. Sao chép DNA, sao chép không nhân và xử lý preRNA messenger sau phiên mã xảy ra trong ma trận bên trong này.
Hạt nhân
Bên trong nhân có cấu trúc có thể so sánh với tế bào học trong các tế bào gọi là nucleoskeleton, được tạo thành từ các protein như actin, αII-Spectrin, myosin và protein khổng lồ gọi là Titin. Tuy nhiên, sự tồn tại của cấu trúc này vẫn còn được các nhà nghiên cứu tranh luận.
Cấu trúc
Nhân tế bào là một chất gelatin trong đó bạn có thể phân biệt các cấu trúc hạt nhân khác nhau, được đề cập ở trên.
Một trong những thành phần chính của nucleoplasm là các ribonucleoprotein, bao gồm protein và RNA được cấu thành bởi một vùng giàu axit amin thơm có ái lực với RNA.
Các ribonucleoprotein được tìm thấy trong nhân được gọi cụ thể là các ribonucleoprotein hạt nhân nhỏ.
Thành phần sinh hóa
Thành phần hóa học của nucleoplasm rất phức tạp, bao gồm các phân tử sinh học phức tạp như protein và enzyme hạt nhân và cả các hợp chất vô cơ như muối và khoáng chất như kali, natri, canxi, magiê và phốt pho.
Một số các ion này là đồng yếu tố không thể thiếu của các enzyme sao chép DNA. Nó cũng chứa ATP (adenosine triphosphate) và acetyl coenzyme A.
Trong nhân tế bào được nhúng một loạt các enzyme cần thiết cho quá trình tổng hợp axit nucleic, chẳng hạn như DNA và RNA. Trong số quan trọng nhất là DNA polymerase, RNA polymerase, NAD synthetase, pyruvate kinase, trong số những loại khác.
Một trong những protein phong phú nhất trong nucleoplasm là nucleoplasty, đây là một loại protein có tính axit và pentameric có các miền không bằng nhau trên đầu và đuôi. Đặc tính axit của nó quản lý để che chắn các điện tích dương có trong histones và quản lý để liên kết với các nucleosome.
Nucleosome là những cấu trúc tương tự như chuỗi hạt trong vòng cổ, được hình thành do sự tương tác của DNA với histones. Các phân tử nhỏ có bản chất lipid cũng đã được phát hiện trôi nổi trong ma trận bán định này.
Chức năng
Nhân tế bào là ma trận nơi diễn ra một loạt các phản ứng thiết yếu cho hoạt động chính xác của nhân và tế bào nói chung. Đây là nơi tổng hợp các tiểu đơn vị DNA, RNA và ribosome.
Nó hoạt động như một loại "nệm" bảo vệ các cấu trúc đắm mình trong nó, ngoài việc cung cấp một phương tiện vận chuyển vật liệu.
Nó phục vụ như một phương tiện treo cho các cấu trúc hạt nhân và, ngoài ra, giúp duy trì hình dạng lõi ổn định, tạo cho nó độ cứng và độ cứng.
Sự tồn tại của một số con đường trao đổi chất trong nhân tế bào đã được chứng minh, như trong tế bào chất của tế bào. Trong các con đường sinh hóa này là glycolysis và chu trình axit citric.
Con đường của pentose phosphate cũng đã được báo cáo, nó cung cấp pentose cho nhân. Theo cách tương tự, hạt nhân là vùng tổng hợp của NAD+, hoạt động như coenzyme của dehydrogenase.
Xử lý tin nhắn preARN
Quá trình xử lý pre-mRNA diễn ra trong nucleoplasm và cần có sự hiện diện của các ribonucleoprotein nucleol nhỏ, viết tắt là snRNP.
Thật vậy, một trong những hoạt động tích cực quan trọng nhất xảy ra trong nhân tế bào nhân chuẩn là tổng hợp, xử lý, vận chuyển và xuất khẩu các RNA thông tin trưởng thành..
Các ribonucleoprotein được nhóm lại để tạo thành phức hợp spliceosome hoặc nối, đây là một trung tâm xúc tác chịu trách nhiệm loại bỏ các intron khỏi RNA thông tin. Một loạt các phân tử RNA có hàm lượng uracil cao chịu trách nhiệm nhận biết các intron.
Spliciosome bao gồm khoảng năm RNA nhân nhỏ được điều khiển bằng snRNA U1, U2, U4 / U6 và U5, ngoài ra còn có sự tham gia của các protein khác.
Hãy nhớ rằng trong các sinh vật nhân chuẩn bị gián đoạn trong phân tử DNA bởi các vùng không mã hóa được gọi là intron phải được loại bỏ.
Phản ứng của nối tích hợp hai bước liên tiếp: cuộc tấn công nucleophin trong vùng cắt 5 'bằng cách tương tác với dư lượng adenosine tiếp giáp với vùng 3' của intron (đoạn giải phóng exon), tiếp theo là sự kết hợp của exon.
Tài liệu tham khảo
- Brachet, J. (2012). Phân tử tế bào V2: Tương tác tế bào. Yêu tinh.
- Quách, T., & Fang, Y. (2014). Tổ chức chức năng và động lực của nhân tế bào. Biên giới trong khoa học thực vật, 5, 378.
- Jiménez García, L. F. (2003). Sinh học tế bào và phân tử. Giáo dục Pearson của Mexico.
- Lammerding, J. (2011). Cơ học của hạt nhân. Sinh lý toàn diện, 1 (2), 783-807.
- Pederson, T. (2000). Nửa thế kỷ của "Ma trận hạt nhân." Sinh học phân tử của tế bào, 11(3), 799-805.
- Pederson, T. (2011). Hạt nhân được giới thiệu. Quan điểm của cảng xuân lạnh trong sinh học, 3(5), a000521.
- Welsch, Hoa Kỳ, & Sobotta, J. (2008). Mô học. Ed. Panamericana Y tế.