Ląstelių branduolio funkcijos, funkcijos, struktūra ir sudėtis



The ląstelių branduolį tai yra pagrindinis eukariotinių ląstelių skyrius. Tai yra ryškiausia šios ląstelių tipo struktūra ir ji turi genetinę medžiagą. Jis nukreipia visus ląstelių procesus: jame yra visos instrukcijos, koduotos DNR, kad įvykdytų būtinas reakcijas. Jis dalyvauja ląstelių dalijimosi procesuose.

Visos eukariotinės ląstelės turi branduolį, išskyrus kai kuriuos specifinius pavyzdžius, pvz., Brandžius raudonuosius kraujo kūnelius (eritrocitus) žinduoliuose ir augalų ląstelėse. Taip pat yra ląstelių, turinčių daugiau nei vieną branduolį, pvz., Kai kurias raumenų ląsteles, hepatocitus ir neuronus.

Branduolį 1802 metais atrado Franz Bauer; Tačiau 1830 m. Mokslininkas Robertas Brownas taip pat stebėjo šią struktūrą ir tapo populiaru kaip pagrindiniu atradėju. Dėl didelio dydžio jis gali būti aiškiai matomas mikroskopu. Be to, tai lengva dažymo struktūra.

Branduolys nėra homogeniškas ir statinis sferinis elementas su disperguota DNR. Tai sudėtinga ir sudėtinga struktūra su skirtingais komponentais ir dalimis. Be to, jis yra dinamiškas ir nuolat kinta per ląstelių ciklą.

Indeksas

  • 1 Charakteristikos
  • 2 Funkcijos
    • 2.1 Genų reguliavimas
    • 2.2 Pjovimas ir pjovimas
  • 3 Struktūra ir sudėtis
    • 3.1 Branduolinis paketas
    • 3.2 Branduolinių porų kompleksas
    • 3.3 Chromatinas
    • 3.4 Nucleolus
    • 3.5 Cajal korpusas
    • 3.6 PML įstaigos
  • 4 Nuorodos

Savybės

Branduolys yra pagrindinė struktūra, leidžianti diferencijuoti eukariotines ir prokariotines ląsteles. Tai didžiausias ląstelių skyrius. Paprastai branduolys yra artimas ląstelės centrui, tačiau yra išimčių, tokių kaip plazmos ląstelės ir epitelinės ląstelės..

Tai yra rutulio formos organelė, kurios skersmuo vidutiniškai yra apie 5 μm, tačiau gali priklausyti nuo 12 μm, priklausomai nuo ląstelės tipo. Galiu užimti apie 10% viso ląstelių tūrio.

Jame yra branduolinis apvalkalas, kurį sudaro dvi membranos, kurios jį atskiria nuo citoplazmos. Genetinė medžiaga organizuojama kartu su viduje esančiais proteinais.

Nepaisant to, kad branduolio viduje nėra kitų membraninių subkomponentų, jei galima atskirti struktūrą sudarančių komponentų ar regionų, turinčių specifines funkcijas, seriją..

Funkcijos

Branduoliui priskiriamas ypatingas funkcijų skaičius, nes jame yra visos ląstelės genetinės informacijos rinkinys (išskyrus mitochondrijų DNR ir chloroplastų DNR) ir nukreipia ląstelių dalijimosi procesus. Apibendrinant, pagrindinės pagrindinės funkcijos yra šios:

Genų reguliavimas

Lipidų barjero tarp genetinės medžiagos ir likusių citoplazminių komponentų buvimas padeda sumažinti kitų komponentų interferenciją DNR veikimui. Tai yra evoliucinė naujovė, labai svarbi eukariotų grupėms.

Pjovimas ir šlifavimas

Pasikartojančio RNR splaisavimo procesas vyksta branduolyje, kol molekulė juda į citoplazmą.

Šio proceso tikslas - pašalinti RNR intronus (genetinės medžiagos, kurios nėra koduojančios ir kurios nutraukia eksonus, sritis, kurios koduoja). Vėliau RNR palieka branduolį, kur jis paverčiamas į baltymus.

Kiekvienoje pagrindinėje struktūroje yra ir kitų specifinių funkcijų, kurios bus aptartos vėliau.

Struktūra ir sudėtis

Branduolį sudaro trys apibrėžtos dalys: branduolinis apvalkalas, chromatinas ir branduolys. Toliau išsamiai aprašysime kiekvieną struktūrą:

Branduolinis paketas

Branduolinis apvalkalas susideda iš lipidinio pobūdžio membranų ir atskiria branduolį nuo likusių ląstelių komponentų. Ši membrana yra dviguba, o tarp jų yra nedidelė erdvė, vadinama perinuclear space.

Vidinė ir išorinė membraninė sistema sudaro nuolatinę struktūrą su endoplazminiu tinklu

Šią membraninę sistemą nutraukia keletas porų. Šie branduoliniai kanalai leidžia keistis medžiaga su citoplazmu, nes branduolys nėra visiškai izoliuotas nuo kitų komponentų..

Branduolinių porų kompleksas

Per šias poras medžiagų mainai vyksta dviem būdais: pasyvus, be energijos poreikio; arba aktyvus, su energijos sąnaudomis. Pasyvus gali patekti į mažas molekules, tokias kaip vanduo arba druskos, mažesnės nei 9 nm arba 30-40 kDa, ir išeiti iš jų.

Tai atsitinka priešingai didelės molekulinės masės molekulėms, kurioms reikia ATP (energijos adenozino trifosfato) judėti per šiuos skyrius. Didelės molekulės apima RNR (ribonukleino rūgšties) arba kitų baltymų pobūdžio biomolekulių gabalus.

Poros yra ne tik skylės, per kurias molekulės praeina. Svarbaus dydžio baltymai yra struktūros, kuriose gali būti 100 arba 200 baltymų ir kurie vadinami „branduolinių porų kompleksu“. Struktūriškai tai gana panaši į krepšinio krepšelį. Šie baltymai vadinami nukleoporinais.

Šis kompleksas rastas daugelyje organizmų: nuo mielių iki žmonių. Be ląstelių transportavimo funkcijos, ji taip pat dalyvauja reguliuojant genų ekspresiją. Jie yra būtina eukariotų struktūra.

Atsižvelgiant į dydį ir skaičių, kompleksas gali turėti 125 MDa stuburiniuose gyvūnuose, o branduolys šioje gyvūnų grupėje gali turėti apie 2000 porų. Šios savybės skiriasi priklausomai nuo tiriamo taksono.

Chromatinas

Chromatinas randamas branduolyje, tačiau mes negalime jo laikyti branduolio skyriumi. Jis gauna šį pavadinimą už puikų gebėjimą spalvoti ir stebėti po mikroskopu.

DNR yra labai ilga linijinė molekulė eukariotuose. Jo sutankinimas yra pagrindinis procesas. Genetinė medžiaga siejama su daugeliu baltymų, vadinamų histonais, kurie turi didelį afinitetą DNR. Yra ir kitų tipų baltymų, kurie gali sąveikauti su DNR ir nėra histonai.

Histonuose DNR teka ir sudaro chromosomas. Tai yra dinamiškos struktūros ir nėra nuolat randamos jų tipinėje formoje (Xs ir Ys, kurias mes įpratome stebėti knygų iliustracijose). Šis susitarimas pasirodo tik ląstelių dalijimosi procesuose.

Likusiuose etapuose (kai ląstelė nėra padalijimo procese) atskiros chromosomos negali būti atskiriamos. Šis faktas nereiškia, kad branduolys chromosomas išsklaido vienodai ar netvarkingai.

Sąsajoje chromosomos yra suskirstytos į konkrečius domenus. Žinduolių ląstelėse kiekviena chromosoma užima tam tikrą „teritoriją“..

Chromatino tipai

Galima išskirti dviejų tipų chromatiną: heterochromatiną ir euchromatiną. Pirmasis yra labai kondensuotas ir įsikūręs branduolio periferijoje, todėl transkripcijos mašina neturi prieigos prie šių genų. Eukromatinas organizuojamas labiau laisvai.

Heterochromatinas yra suskirstytas į du tipus: konstitucinį heterochromatiną, kuris niekada nėra išreikštas; ir fakultatyvinis heterochromatinas, kuris kai kuriose ląstelėse ir kitose nėra transkribuotas.

Žymiausias heterochromatino pavyzdys kaip genų ekspresijos reguliatorius yra X chromosomos kondensacija ir inaktyvacija, žinduolių patelėms yra XX lytinių chromosomų, o vyrai - XY.

Dėl genų dozavimo moterys negali turėti dvigubai daugiau genų X nei vyrų. Siekiant išvengti šio konflikto, kiekvienoje ląstelėje atsitiktinai inaktyvuojama X chromosoma (tampa heterochromatinu).

Nucleolus

Branduolys yra labai svarbi vidinė branduolio struktūra. Tai ne skyrius, ribojamas membraninių struktūrų, tai yra tamsesnė branduolio sritis su specifinėmis funkcijomis.

Šioje srityje grupuojami genai, koduojantys RNS polimerazės I transkribuotą ribosominę RNR. Žmogaus DNR šie genai yra šių chromosomų palydovai: 13, 14, 15, 21 ir 22. organizatoriai.

Savo ruožtu, branduolys yra suskirstytas į tris atskirus regionus: fibrilinius centrus, fibrilinius komponentus ir granuliuotus komponentus..

Naujausi tyrimai sukėlė vis daugiau įrodymų apie galimas papildomas branduolio funkcijas, ne tik ribosomų RNR sintezę ir surinkimą..

Šiuo metu manoma, kad branduolys gali būti susijęs su įvairių baltymų surinkimu ir sinteze. Be to, šioje branduolinėje zonoje buvo įrodyta, kad po transkripcijos buvo atlikti pakeitimai.

Branduolys taip pat dalyvauja reguliavimo funkcijose. Vienas tyrimas parodė, kaip jis buvo susijęs su naviko slopinančiais proteinais.

Cajal korpusas

Cajalo kūnai (taip pat vadinami ritiniai) yra pavadinti garbės atradėju Santiago Ramón y Cajal. Šis tyrėjas 1903 m. Stebėjo šiuos neuronus.

Jie yra mažos sferinių formų struktūros ir 1–5 kopijos kiekvienam branduoliui. Šie kūnai yra labai sudėtingi su gana dideliu komponentų skaičiumi, tarp šių transkripcijos faktorių ir mašinų, susijusių su šlifavimas.

Šios sferinės struktūros rastos skirtingose ​​branduolio dalyse, nes jos yra mobilios struktūros. Paprastai jie randami nukleoplazmoje, nors branduolyje randama vėžio ląstelių.

Pagrindinėje dėžutėje yra dviejų tipų dėžių kėbulai, klasifikuojami pagal jų dydį: dideli ir maži.

PML įstaigos

PML įstaigos (akronimas anglų kalba), promielocitinė leukemija) yra mažos branduolinės sferinės zonos, turinčios klinikinę reikšmę, nes jos buvo susijusios su virusinėmis infekcijomis ir.

Literatūroje jie yra žinomi įvairiais pavadinimais, pvz., 10 branduoliniu domenu, Kremerio kūnais ir onkogeniniais PML domenais..

Šerdis turi nuo 10 iki 30 šių domenų, kurių skersmuo yra nuo 0,2 iki 1,0 μm. Jo funkcijos apima genų reguliavimą ir RNR sintezę.

Nuorodos

  1. Adam, S. A. (2001). Branduolinių porų kompleksas. Genomo biologija, 2(9), atsiliepimai0007.1-atsiliepimai0007.6.
  2. Audesirk, T., Audesirk, G., ir Byers, B. E. (2003). Biologija: gyvenimas žemėje. Pearsono švietimas.
  3. Boisvert, F. M., Hendzel, M.J., & Bazett-Jones, D.P. Promielocitinė leukemija (PML) yra baltymų struktūros, kurios nesikaupia RNR. Ląstelių biologijos žurnalas, 148(2), 283-292.
  4. Busch, H. (2012). Ląstelių branduolys. Elsevier.
  5. Cooper, G. M., & Hausman, R. E. (2000). Ląstelė - molekulinis požiūris. Sunderland, MA: „Sinauer“ partneriai.
  6. Curtis, H., ir Schnek, A. (2008). Curtis. Biologija. Red. Panamericana Medical.
  7. Dundr, M., ir Misteli, T. (2001). Funkcinė architektūra ląstelių branduolyje. Biocheminis leidinys, 356(2), 297-310.
  8. Eynard, A.R., Valentichas, M.A. & Rovasio, R.A. (2008). Žmogaus histologija ir embriologija: ląstelinės ir molekulinės bazės. Red. Panamericana Medical.
  9. Hetzer, M. W. (2010). Branduolinis vokas. Cold Spring Harbor perspektyvos biologijoje, 2(3), a000539.
  10. Kabachinski, G., ir Schwartz, T. U. (2015). Branduolinių porų komplekso struktūra ir funkcija glaustai. Ląstelių mokslo leidinys, 128(3), 423-429.
  11. Montaner, A. T. (2002). Priedas Cajal. Rev Esp Patol, 35, (4), 529-532.
  12. Newport, J. W., & Forbes, D. J. (1987). Branduolys: struktūra, funkcija ir dinamika. Metinė biochemijos apžvalga, 56(1), 535-565.