Nukleoplasma egenskaper, struktur och funktioner

den nucleoplasma det är ämnet där DNA och andra kärnstrukturer, såsom nukleoler, är nedsänkta. Det separeras från cellcellens cytoplasma med hjälp av kärnmembranet, men det kan byta material med det genom kärnporerna.

Dess huvudkomponenter är vatten och en serie sockerarter, joner, aminosyror och proteiner och enzymer som är inblandade i genreglering bland dessa mer än 300 proteiner än histon. Faktum är att dess sammansättning liknar den hos den cellulära cytoplasman.

Nukleotider finns också inom denna kärnvätska, som är de "block" som används för konstruktion av DNA och RNA, med hjälp av enzymer och kofaktorer. I några stora celler, som i najadbägare, nukleoplasman är tydligt synlig.

Tidigare ansågs det att nukleoplasman bestod av en amorf massa som var innesluten i kärnan, med undantag av kromatin och nukleol. Inuti nukleoplasman är dock ett proteinnätverk ansvarigt för att organisera kromatin och andra komponenter i kärnan, kallad kärnmatris.

De nya teknikerna har lyckats bättre visualisera denna komponent och identifiera nya strukturer som intranukleära ark, proteinfilament som kommer från kärnporerna och RNA-bearbetningsmaskinen..

index

• 1 Allmänna egenskaper
  • 1,1 nukleoler
  • 1.2 Subnuclear territorier
  • 1.3 Kärnmatris
  • 1,4 Nukleoskeleton
• 2 struktur
  • 2.1 Biokemisk komposition
• 3 funktioner
  • 3.1 Bearbetning av messenger preARN
• 4 referenser

Allmänna egenskaper

Nukleoplasman, även kallad "nukleär juice" eller karioplasma, är en protoplasmisk kolloid med liknande egenskaper hos cytoplasman, relativt tät och rik på olika biomolekyler, huvudsakligen proteiner..

I detta ämne kallas kromatinet och en eller två blodkroppar nukleol. Det finns också andra enorma strukturer i denna vätska, såsom Cajal-kroppar, PML-kroppar, spiralorgan eller speckler kärnkraft, bland annat.

I Cajals kroppar koncentreras de nödvändiga strukturerna för behandling av preRNA-budbärare och transkriptionsfaktorer.

den speckler Kärnceller verkar likna Cajals kroppar, de är mycket dynamiska och rör sig mot regioner där transkription är aktiv.

PML-kropparna verkar vara cancercellermarkörer, eftersom de ökar deras antal otroligt inom kärnan.

Det finns också en serie nukleolära kroppar med sfärisk form som ligger mellan 0,5 och 2 μm i diameter, bestående av globuler eller fibriller som trots att de har rapporterats i friska celler är deras frekvens mycket högre i patologiska strukturer.

De mest relevanta kärnstrukturerna som är inbäddade i nukleoplasman beskrivs nedan:

nukleolerna

Nukleolus är en enastående sfärisk struktur belägen inuti cellens kärna och avgränsas inte av någon typ av biomembran som skiljer dem från resten av nukleoplasman..

Den utgörs av regioner som heter NORs (kromosomala nukleolära arrangörsregioner) där sekvenserna som kodar för ribosomer är belägna. Dessa gener finns i specifika regioner av kromosomerna.

I specifikt fall är de organiserade i kromosomernas satellitregioner 13, 14, 15, 21 och 22.

Ett antal oumbärliga processer uppträder i nukleolusen, såsom transkription, bearbetning och montering av de subenheter som utgör ribosomen..

Å andra sidan, efter att ha lämnat sin traditionella funktion, har nyligen visat att nukleolus är relaterat till undertryckande proteiner av cancerceller, regulatorer av cellcykeln och proteiner från viruspartiklar..

Subnuclear territorier

DNA-molekylen är inte slumpmässigt dispergerad i den cellulära nukleoplasman, den är organiserad på ett mycket specifikt och kompakt sätt med en uppsättning proteiner som är mycket konserverade under hela evolutionen kallad histoner..

DNA-organisationsprocessen möjliggör att införa nästan fyra meter genetiskt material i en mikroskopisk struktur.

Denna association av genetiskt material och protein kallas kromatin. Detta är organiserat i regioner eller domäner definierade i nukleoplasman, som kan särskilja två typer: eukromatin och heterochromatin.

Eukromatin är mindre kompakt och omfattar gener vars transkription är aktiv, eftersom transkriptionsfaktorer och andra proteiner har tillgång till det i motsats till heterochromatin, vilket är mycket kompakt.

Heterochromatinregionerna är belägna i periferin och eukromatinet mer till kärnans mitt och även nära kärnporerna.

På samma sätt fördelas kromosomer i specifika zoner inom kärnan som kallas kromosomala territorier. Med andra ord, kromatin flyter inte slumpmässigt i nukleoplasman.

Kärnmatris

Organisationen av de olika kärnkvarteren verkar dikteras av kärnmatrisen.

Det är en inre struktur av kärnan som är sammansatt av ett ark kopplat till kärnporekomplex, nukleolära rester och en uppsättning av fibrösa och granulära strukturer som fördelas genom kärnan upptar en betydande volym av samma.

De studier som har försökt karakterisera matrisen har dragit slutsatsen att det är för mångsidigt att definiera sin biokemiska och funktionella konstitution..

Skivan är ett slags proteinkompositskikt som sträcker sig från 10 till 20 nm och placeras intill kärnmembranets inre yta. Proteinkonstitutionen varierar beroende på den undersökta taxonomiska gruppen.

De proteiner som utgör arket liknar de mellanliggande filamenten, och förutom kärnsignaleringen har de globulära och cylindriska områdena.

När det gäller den inre kärnmatrisen innehåller den ett högt antal proteiner med en bindningsplats för messenger-RNA och andra typer av RNA. DNA-replikation, icke-nukleolär transkription och post-transkription messenger preRNA-behandling sker i denna interna matris.

nucleoskeleton

Inuti kärnan finns en struktur som är jämförbar med cytoskeletten i celler som kallas nukleoskeletten, som består av proteiner som aktin, aII-spektrin, myosin och det jätteproteinet titin. Men förekomsten av denna struktur diskuteras fortfarande av forskare.

struktur

Nukleoplasman är en gelatinös substans, i vilken du kan skilja olika kärnstrukturer, som nämns ovan.

En av huvudkomponenterna i nukleoplasman är ribonukleoproteinerna, som består av proteiner och RNA, som utgörs av en region rik på aromatiska aminosyror med affinitet för RNA.

De ribonukleoproteiner som finns i kärnan kallas specifikt små kärnbenson-nukleoproteiner.

Biokemisk komposition

Nukleoplasmens kemiska sammansättning är komplex, innefattande komplexa biomolekyler, såsom proteiner och kärnanzymer, och även oorganiska föreningar såsom salter och mineraler såsom kalium, natrium, kalcium, magnesium och fosfor.

Några av dessa joner är oumbärliga kofaktorer av de enzymer som replikerar DNA: n. Det innehåller också ATP (adenosintrifosfat) och acetylko-enzym A.

I nukleoplasman inbäddas en serie enzymer som är nödvändiga för syntesen av nukleinsyror, såsom DNA och RNA. Bland de viktigaste är DNA-polymeras, RNA-polymeras, NAD-syntetas, pyruvatkinas, bland annat.

En av de mest rikliga proteinerna i nukleoplasman är nukleoplasti, som är ett surt och pentameriskt protein som har ojämna domäner på huvud och svans. Dess sura karaktäristiska förmåga att skydda de positiva laddningar som finns i histonen och klarar av att associera med nukleosomen.

Nukleosomer är de strukturer som liknar pärlor i ett halsband, som bildas av interaktionen mellan DNA och histoner. Små molekyler av lipid natur har också detekterats flytande i denna semiacuösa matris.

funktioner

Nukleoplasman är matrisen där en serie väsentliga reaktioner äger rum för korrekt funktion av kärnan och cellen i allmänhet. Det är den plats där syntesen av DNA, RNA och ribosomala subenheter uppträder.

Det fungerar som en form av "madrass" som skyddar strukturerna nedsänkt i den, förutom att tillhandahålla ett transportmedel för material.

Det fungerar som ett suspensionsmedium för subnuclearstrukturerna och hjälper dessutom att upprätthålla stabil kärnform, vilket ger den styvhet och hårdhet.

Förekomsten av flera metaboliska vägar i nukleoplasman har visats, liksom i cellcytoplasman. Inom dessa biokemiska vägar är glykolys och citronsyracykeln.

Rutten för pentosfosfat har också rapporterats, vilket ger pentos till kärnan. På samma sätt är kärnan en synteszon av NAD⁺, som fungerar som koenzymer av dehydrogenaser.

Bearbetning av messenger preARN

Bearbetning av pre-mRNA sker i nukleoplasman och kräver närvaro av små nukleolära ribonukleoproteiner, förkortad som snRNP.

En av de viktigaste aktiva aktiviteterna som förekommer i den eukaryota nukleoplasmen är faktiskt syntes, bearbetning, transport och export av mogna messenger-RNA..

Ribonukleoproteinerna grupperas för att bilda spliceosom eller splitsningskomplexet, vilket är ett katalytiskt centrum som är ansvarigt för att avlägsna introner från messenger-RNA. En serie av RNA-molekyler med högt uracilinnehåll är ansvarig för att känna igen introner.

Den espliciosoma är sammansatt av fem små nukleolär RNA donominados snRNA U1, U2, U4 / U6 och U5, plus deltagande av andra proteiner.

Minns att i eukaryota gener är avbrutna i DNA-molekylen icke-kodande regioner som kallas introner, vilka måste avlägsnas.

Reaktionen av splitsning integrerar två på varandra följande steg: det nukleofila angreppet på skär regionen 5 'genom interaktion med en adenosin rest intill 3' intronen (steg frigör exon) följt av bindning av exoner.

referenser

1. Brachet, J. (2012). Molekylär cytologi V2: Cellinteraktioner. Elsevier.
2. Guo, T., & Fang, Y. (2014). Funktionell organisation och dynamik hos cellkärnan. Gränser i växtvetenskap, 5, 378.
3. Jiménez García, L. F. (2003). Cell- och molekylärbiologi. Pearson Utbildning av Mexiko.
4. Lammerding, J. (2011). Nucleus mekanik. Omfattande fysiologi, 1 (2), 783-807.
5. Pederson, T. (2000). Ett halvt århundrade av "The Nuclear Matrix." Molecular Biology of the Cell, 11(3), 799-805.
6. Pederson, T. (2011). Nucleus introducerad. Cold Spring Harbor Perspectives in Biology, 3(5), a000521.
7. Welsch, U. & Sobotta, J. (2008). histologi. Ed. Panamericana Medical.