Đặc điểm chung của màng nhân, chức năng và thành phần



các màng nhân, vỏ hạt nhân hay cardiotheca, là một màng sinh học, được hình thành bởi một lớp hai chất lipid bao quanh vật liệu di truyền của các tế bào nhân chuẩn.

Nó là một cấu trúc khá phức tạp và được trang bị một hệ thống điều tiết chính xác, được hình thành bởi hai lớp: một màng bên trong và một lớp bên ngoài. Không gian giữa hai màng được gọi là không gian hạt nhân và có chiều rộng xấp xỉ từ 20 đến 40 nanomet.

Màng ngoài tạo thành một liên tục với mạng lưới nội chất. Vì lý do này, nó có ribosome neo trong cấu trúc của nó.

Màng được đặc trưng bởi sự hiện diện của lỗ chân lông hạt nhân làm trung gian lưu thông của các chất từ ​​bên trong nhân đến tế bào chất của tế bào và ngược lại.

Lối đi của các phân tử giữa hai khoang này khá đông đúc. Các tiểu đơn vị RNA và ribosome phải liên tục được chuyển từ nhân sang tế bào chất, trong khi histones, DNA, RNA polymerase và các chất cần thiết cho hoạt động cốt lõi phải được nhập từ tế bào chất vào nhân..

Màng nhân chứa một số lượng đáng kể các protein có liên quan đến tổ chức của chất nhiễm sắc và cả sự điều hòa của gen.

Chỉ số

  • 1 Đặc điểm chung
  • 2 chức năng
  • 3 Đào tạo
  • 4 Thành phần
    • 4.1 Protein của màng nhân
    • 4.2 Nucleoporin
    • 4.3 Vận chuyển qua tổ hợp lỗ hạt nhân
    • 4.4 Protein của màng trong
    • 4.5 Protein của màng ngoài
    • 4.6 Protein của lưỡi dao
  • 5 màng nhân trong thực vật
  • 6 tài liệu tham khảo

Đặc điểm chung

Màng nhân là một trong những đặc điểm nổi bật nhất của tế bào nhân chuẩn. Nó là một màng sinh học kép có tổ chức cao, bao quanh vật liệu di truyền hạt nhân của tế bào - nhân tế bào.

Bên trong chúng tôi tìm thấy chromatin, một chất được hình thành bởi DNA liên kết với các protein khác nhau, chủ yếu là histone cho phép đóng gói hiệu quả. Nó được chia thành euchromatin và heterochromatin.

Hình ảnh thu được bằng kính hiển vi điện tử cho thấy màng ngoài tạo thành một liên tục với mạng lưới nội chất, do đó nó cũng có các ribosome neo vào màng. Tương tự như vậy, không gian hạt nhân tạo thành một sự liên tục với lum của mạng lưới nội chất.

Được neo ở phía bên của nhân tế bào trong màng bên trong, chúng tôi tìm thấy một cấu trúc ở dạng một tấm được hình thành bởi các sợi protein gọi là "lamina hạt nhân".

Màng lõi được đục lỗ bởi một loạt các lỗ chân lông cho phép điều tiết lưu lượng các chất giữa hành vi hạt nhân và tế bào chất. Ví dụ, ở động vật có vú, ước tính có trung bình khoảng 3000 hoặc 4000 lỗ chân lông.

Có những khối sắc tố rất nhỏ gọn được gắn vào màng trong của lớp vỏ, ngoại trừ những vùng có lỗ chân lông tồn tại.

Chức năng

Chức năng trực quan nhất của màng nhân là duy trì sự tách biệt giữa nhân tế bào - nội dung của nhân - và tế bào chất của tế bào.

Theo cách này, DNA vẫn an toàn và tách biệt khỏi các phản ứng hóa học diễn ra trong tế bào chất và có thể ảnh hưởng đến vật liệu di truyền theo cách tiêu cực.

Rào cản này tạo ra sự phân tách vật lý cho các quá trình hạt nhân, như phiên mã và quá trình tế bào chất, như dịch mã.

Sự vận chuyển có chọn lọc của các đại phân tử giữa bên trong nhân và tế bào chất xảy ra nhờ sự hiện diện của lỗ chân lông hạt nhân và cho phép điều chỉnh sự biểu hiện của gen. Ví dụ, về mặt ghép nối RNA tiền truyền tin và sự xuống cấp của các sứ giả trưởng thành.

Một trong những yếu tố quan trọng là tấm hạt nhân. Điều này giúp cung cấp hỗ trợ cho lõi, ngoài việc cung cấp vị trí neo cho các sợi nhiễm sắc.

Tóm lại, màng lõi không phải là hàng rào thụ động hay tĩnh. Điều này góp phần vào việc tổ chức nhiễm sắc thể, biểu hiện gen, gắn kết hạt nhân với tế bào học, cho các quá trình phân chia tế bào và có thể cho các chức năng khác..

Đào tạo

Trong quá trình phân chia lõi, sự hình thành lớp vỏ hạt nhân mới là cần thiết, vì cuối cùng, màng biến mất.

Điều này được hình thành từ các thành phần mụn nước từ mạng lưới nội chất thô. Các vi ống và động cơ tế bào của tế bào học tích cực tham gia vào quá trình này.

Thành phần

Vỏ hạt nhân được hình thành bởi hai lớp lipit được hình thành bởi các phospholipid điển hình, với một số protein không thể thiếu. Không gian giữa hai màng được gọi là không gian nội bào hoặc không gian hạt nhân, tiếp tục với ánh sáng của mạng lưới nội chất.

Ở phía bên trong của màng nhân bên trong có một lớp đặc biệt được hình thành từ các sợi trung gian, được gọi là lamina hạt nhân, được gắn vào các protein của màng bên trong bằng heterochromarin H.

Phong bì hạt nhân có nhiều lỗ chân lông hạt nhân, trong đó có các phức hợp lỗ chân lông hạt nhân. Đây là những cấu trúc hình trụ gồm 30 nucleoporin (chúng sẽ được mô tả sâu hơn sau). Với đường kính trung tâm khoảng 125 nanomet.

Protein màng nhân

Mặc dù có sự liên tục với mạng lưới, cả màng ngoài và màng trong đều có một nhóm các protein cụ thể không được tìm thấy trong mạng lưới nội chất. Nổi bật nhất là:

Nucleoporin

Trong số các protein cụ thể của màng nhân chúng ta có nucleoporin (còn được gọi là tài liệu là Nups). Chúng tạo thành một cấu trúc gọi là phức hợp lỗ rỗng hạt nhân, bao gồm một loạt các kênh nước cho phép trao đổi hai chiều protein, RNA và các phân tử khác.

Nói cách khác, các nucleoporin hoạt động như một loại "cửa" phân tử, rất chọn lọc, làm trung gian cho sự đi qua của các phân tử khác nhau.

Phần bên trong kỵ nước của kênh không bao gồm các đại phân tử nhất định, tùy thuộc vào kích thước của đại phân tử và mức độ phân cực của nó. Các phân tử nhỏ, khoảng dưới 40 kDa, hoặc kỵ nước, có thể khuếch tán thụ động qua phức hợp lỗ chân lông.

Ngược lại, các phân tử cực lớn hơn cần một bộ vận chuyển hạt nhân để xâm nhập vào hạt nhân.

Vận chuyển qua các lỗ rỗng phức tạp

Vận chuyển qua các khu phức hợp này khá hiệu quả. Chỉ 100 phân tử histone mỗi phút có thể đi qua một lỗ chân lông.

Protein phải được mang đến nhân phải liên kết với nhập khẩu alpha. Nhập khẩu beta liên kết phức tạp này với vòng ngoài. Do đó, nhập khẩu alpha liên kết với protein quản lý để vượt qua phức hợp lỗ chân lông. Cuối cùng, nhập khẩu beta tách khỏi hệ thống trong tế bào chất và nhập khẩu alpha đã được phân tách bên trong nhân.

Protein của màng trong

Một loạt các protein khác là đặc trưng cho màng bên trong. Tuy nhiên, phần lớn của nhóm gần 60 protein màng nguyên phân này đã không được đặc trưng, ​​mặc dù đã được xác định rằng chúng tương tác với lamina và với chromatin..

Mỗi lần có nhiều bằng chứng hỗ trợ các chức năng đa dạng và thiết yếu cho màng nhân bên trong. Nó dường như đóng một vai trò trong tổ chức của chất nhiễm sắc, trong sự biểu hiện của gen và trong quá trình chuyển hóa vật liệu di truyền.

Trên thực tế, người ta đã phát hiện ra rằng vị trí và chức năng sai lầm của các protein tạo nên màng bên trong có liên quan đến một số lượng lớn bệnh ở người..

Protein của màng ngoài

Lớp protein thứ ba cụ thể của màng nhân nằm trong phần bên ngoài của cấu trúc nói trên. Nó là một nhóm rất không đồng nhất của các protein màng nguyên phân có chung một miền gọi là KASH.

Các protein được tìm thấy ở khu vực bên ngoài tạo thành một loại "cầu nối" với các protein màng nhân bên trong.

Những kết nối vật lý giữa cytoskeleton và chromatin dường như có liên quan đến các sự kiện sao chép, sao chép và cơ chế sửa chữa DNA.

Protein của lưỡi kiếm

Nhóm protein cuối cùng của màng nhân được hình thành bởi các protein của tấm, một khung được hình thành bởi các sợi trung gian bao gồm các tấm loại A và B. Tấm có độ dày từ 30 đến 100 nanomet.

Lamina là một cấu trúc quan trọng cung cấp sự ổn định cho lõi, đặc biệt là trong các mô tiếp xúc liên tục với các lực cơ học, chẳng hạn như mô cơ..

Tương tự như các protein bên trong của màng nhân, các đột biến ở lamina có liên quan mật thiết đến một số lượng lớn các bệnh rất đa dạng ở người.

Ngoài ra, ngày càng có nhiều bằng chứng liên quan đến lamina hạt nhân bị lão hóa. Tất cả điều này nhấn mạnh tầm quan trọng của protein màng nhân trong hoạt động chung của tế bào.

Màng nhân trong thực vật

Trong vương quốc thực vật, vỏ hạt nhân là một hệ thống màng rất quan trọng, mặc dù nó đã được nghiên cứu rất ít. Mặc dù không có kiến ​​thức chính xác về các protein tạo nên màng nhân ở thực vật bậc cao, nhưng một số khác biệt đã được chỉ ra với phần còn lại của vương quốc.

Các nhà máy không có trình tự tương đồng với laminae và, thay vì các trung tâm, đó là màng hạt nhân đóng vai trò là trung tâm tổ chức của các vi ống.

Vì lý do này, nghiên cứu về sự tương tác của lớp vỏ hạt nhân trong thực vật với các yếu tố của tế bào học là một chủ đề của nghiên cứu có liên quan.

Tài liệu tham khảo

  1. Alberts, B., & Bray, D. (2006). Giới thiệu về sinh học tế bào. Ed. Panamericana Y tế.
  2. Eynard, A.R., Valentich, M.A., & Rovasio, R.A. (2008). Mô học và phôi học của con người: cơ sở tế bào và phân tử. Ed. Panamericana Y tế.
  3. Hetzer M. W. (2010). Phong bì hạt nhân. Quan điểm của Cold Spring Harbor trong sinh học, 2(3), a000539.
  4. Meier, tôi (2008). Chức năng tổ chức của hạt nhân thực vật. Mùa xuân.
  5. Ross, M. H., & Pawlina, W. (2006). Mô học. Lippincott Williams & Wilkins.
  6. Welsch, Hoa Kỳ, & Sobotta, J. (2008). Mô học. Ed. Panamericana Y tế.
  7. Trẻ, B., Woodford, P., & O'Dowd, G. (Eds.). (2014). Wheater Mô học chức năng: Văn bản và Atlas màu. Khoa học sức khỏe Elsevier.