A nukleáris membrán általános jellemzői, funkciói és összetétele

az nukleáris membrán, a nukleáris boríték vagy a cardiotheca, egy biológiai membrán, melyet az eukarióta sejtek genetikai anyagát körülvevő lipid természetű kétrétegű alkot.

Ez egy meglehetősen összetett szerkezet és egy pontos szabályozó rendszerrel van felszerelve, amelyet két kettős réteg alkot: egy belső membrán és egy külső. A két membrán közötti teret perinukleáris térnek nevezzük, és körülbelül 20-40 nanométeres szélességű.

A külső membrán folytonosságot képez az endoplazmatikus retikulummal. Ebből az okból kifolyólag a struktúrájában rögzített riboszómák vannak.

A membránt jellemzi a nukleáris pórusok jelenléte, amelyek közvetítik az anyagok forgalmát a magból a sejt citoplazmájába, és fordítva.

A molekulák e két rekesz közötti áthaladása elég zsúfolt. Az RNS-t és a riboszomális alegységeket folyamatosan át kell vinni a magból a citoplazmába, míg a hisztonokat, a DNS-t, az RNS-polimerázt és a magaktivitáshoz szükséges egyéb anyagokat a citoplazmából a magba kell importálni..

A nukleáris membrán jelentős számú fehérjét tartalmaz, amelyek részt vesznek a kromatin szervezésében és a gének szabályozásában is.

index

• 1 Általános jellemzők
• 2 Funkció
• 3 Képzés
• 4 Összetétel
  • 4.1 A nukleáris membrán fehérjék
  • 4.2 Nukleoporinek
  • 4.3 A nukleáris pórus komplexumon keresztül történő szállítás
  • 4.4 A belső membrán fehérje
  • 4.5 A külső membrán fehérje
  • 4.6 A penge fehérje
• 5 Nukleáris membrán a növényekben
• 6 Referenciák

Általános jellemzők

A nukleáris membrán az eukarióta sejtek egyik legjelentősebb megkülönböztető jellemzője. Ez egy erősen szervezett kettős biológiai membrán, amely a sejt nukleáris genetikai anyagát - a nukleoplazmat - magában foglalja.

Belül megtaláljuk a kromatint, egy olyan DNS-t, amely különböző fehérjékhez kötődik, főleg hisztonok, amelyek lehetővé teszik a hatékony csomagolást. Ez euchromatinra és heterokromatinra oszlik.

Az elektronmikroszkópiával kapott képek azt mutatják, hogy a külső membrán folytonosságot képez az endoplazmatikus retikulummal, így a membránhoz rögzített riboszómák is vannak. Hasonlóképpen, a perinukleáris tér az endoplazmatikus retikulum lumenjével folytonosságot képez.

A belső membránban lévő nukleoplazma oldalán rögzítve egy olyan struktúrát találunk, amely fehérje-filamentumokból áll, amit "nukleáris lamina" -nak nevezünk..

A magmembránt egy sor pórus perforálja, amely lehetővé teszi az anyagok szabályozott forgalmát a nukleáris és a citoplazmatikus viselkedés között. Az emlősökben például becslések szerint átlagosan 3000 vagy 4000 pórus van.

Nagyon sok olyan kromatin van, amely a boríték belső membránjához tapad, kivéve azokat a területeket, ahol pórusok léteznek.

függvény

A nukleáris membrán leginkább intuitív funkciója a nukleoplazma - a mag tartalma - és a sejt citoplazma közötti elválasztásának fenntartása..

Ily módon a DNS biztonságos marad és a citoplazmában bekövetkező kémiai reakcióktól elkülönül, és negatív módon befolyásolhatja a genetikai anyagot..

Ez a gát fizikai szétválasztást biztosít a nukleáris folyamatoknak, mint például a transzkripció és a citoplazmatikus folyamatok, például a transzláció.

A makromolekulák szelektív szállítása a mag belseje és a citoplazma között a nukleáris pórusok jelenlétének köszönhető, és lehetővé teszi a gének expressziójának szabályozását. Például a pre-messenger RNS splicing és az érett hírvivők degradációja szempontjából.

Az egyik kulcselem a nukleáris lap. Ez elősegíti a magnak való támasztást, továbbá biztosítja a kromatin szálak rögzítési helyét.

Következésképpen a magmembrán nem passzív vagy statikus akadály. Ez hozzájárul a kromatin szervezéséhez, a gének expressziójához, a magnak a citoszkeletonhoz való rögzítéséhez, a sejtmegosztási folyamatokhoz és esetleg más funkciókhoz..

edzés

A magelosztási folyamatok során szükség van egy új nukleáris burkolat kialakulására, mivel végül a membrán eltűnik.

Ezt a duropális endoplazmatikus retikulumból származó vezikuláris komponensek alkotják. A citoszkeleton mikrotubulusai és celluláris motorjai aktívan részt vesznek ebben a folyamatban.

összetétel

A nukleáris burkolatot két, tipikus foszfolipid által alkotott lipid kettős réteg alkotja, több integrált fehérjével. A két membrán közötti teret intramembranális vagy perinukleáris térnek nevezzük, amely az endoplazmatikus retikulum fényével folytatódik..

A belső nukleáris membrán belső oldalán különálló réteg képződik a nukleáris lamina nevű közbenső szálakból, amelyeket a belső membrán fehérjéihez kapcsolunk a heterokromarin H segítségével..

A nukleáris boríték számos nukleáris pórust tartalmaz, amelyek magukban foglalják a nukleáris pórus komplexeket. Ezek henger alakú szerkezetek, amelyek 30 nukleoporinból állnak (ezeket később részletesen ismertetjük). A központi átmérő körülbelül 125 nanométer.

Nukleáris membránfehérjék

A retikulum folytonossága ellenére mind a külső, mind a belső membrán egy olyan specifikus fehérje csoportot tartalmaz, amelyek nem találhatók meg az endoplazmatikus retikulumban. A legkiválóbbak a következők:

nucleoporins

A nukleáris membrán specifikus fehérjéi közül a nukleoporinok (az irodalomban Nups néven is ismertek). Olyan struktúrát alkotnak, amelyet nukleáris póruskomplexnek neveznek, amely egy sor vizes csatornából áll, amelyek lehetővé teszik a fehérjék, az RNS és más molekulák kétirányú cseréjét.

Más szóval, a nukleoporinok egyfajta molekuláris "ajtókként" működnek, amelyek nagyon szelektíven közvetítik a különböző molekulák áthaladását.

A csatorna hidrofób belső része bizonyos makromolekulákat kizár, a makromolekula méretétől és a polaritás szintjétől függően. A kis molekulák, amelyek körülbelül 40 kDa-nál kisebbek vagy hidrofóbok, passzívan diffundálhatnak a pórus-komplexen keresztül.

Ezzel szemben a nagyobb poláris molekuláknak szükségük van egy nukleáris transzporterre, hogy belépjenek a magba.

Szállítás a nukleáris pórus komplexumon keresztül

Ezeken a komplexeken keresztül történő szállítás elég hatékony. Csak 100 molekula hiszton percenként juthat át egyetlen póruson.

A maghoz szállítandó fehérjéhez az alfa-importinnal kell kötődnie. A béta importin ezt a komplexet egy külső gyűrűhöz köti. Így a fehérjéhez társított alfa-importin képes átjutni a pórus-komplexen. Végül a béta-importin a citoplazmában disszociál a rendszerből, és az alfa-importin már a magban disszociálódik.

A belső membrán fehérjék

A fehérjék egy másik sora a belső membránra jellemző. A közel 60 integrált membránfehérje ennek a csoportjának többsége azonban nem jellemezhető, bár megállapították, hogy kölcsönhatásba lépnek a lamellával és a kromatinnal..

Minden alkalommal, amikor több bizonyíték van arra, hogy a belső nukleáris membrán különböző és alapvető funkcióit támogatja. Úgy tűnik, hogy szerepet játszik a kromatin szervezésében, a gének expressziójában és a genetikai anyag metabolizmusában.

Valójában kiderült, hogy a belső membránt alkotó fehérjék helyzete és hibás funkciója nagyszámú emberbetegséghez kapcsolódik..

A külső membrán fehérjék

A nukleáris membrán specifikus fehérjék harmadik osztálya a szerkezet külső részében helyezkedik el. Ez egy nagyon heterogén, integrált membránfehérjék csoportja, amelyek egy közös doménnek, KASH-nak nevezik.

A külső régióban található fehérjék egyfajta "hidat" képeznek a belső nukleáris membránfehérjékkel.

Ezek a fizikai kapcsolatok a citoszkeleton és a kromatin között lényegesek a transzkripciós, replikációs és DNS-javítási mechanizmusok eseményeire..

A penge fehérje

A nukleáris membrán fehérjéinek végső csoportját a lemez fehérjéi alkotják, az A és B típusú lemezekből álló köztes szálakból álló keretet. A lemez vastagsága 30-100 nanométer..

A lamina kulcsfontosságú szerkezet, amely stabilitást biztosít a mag számára, különösen olyan szövetekben, amelyek állandóan mechanikus erőkkel, például izomszövetekkel vannak kitéve..

Hasonlóan a nukleáris membrán belső fehérjéihez, a lamina mutációi szorosan kapcsolódnak nagyszámú, nagyon különböző emberi betegséghez..

Ezen túlmenően egyre több bizonyíték áll rendelkezésre az öregedéssel rendelkező nukleáris lemezre. Mindez kiemeli a nukleáris membránfehérjék fontosságát a sejt általános működésében.

Nukleáris membrán a növényekben

A növényvilágban a nukleáris boríték nagyon fontos membránrendszer, bár nagyon kevés tanulmányt végeztek. Bár nincs pontos tudás a magasabb növényekben a nukleáris membránt alkotó fehérjékről, bizonyos királyságok jelennek meg a többi országgal..

A növények nem rendelkeznek a lamellákkal homológ szekvenciákkal, és a centroszomák helyett a nukleáris membrán működik a mikrotubulusok szervező központjaként..

Ezért a nukleáris boríték növényekben való kölcsönhatásainak vizsgálata a citoszkeleton elemeihez releváns tanulmány tárgyát képezi.

referenciák

1. Alberts, B. és Bray, D. (2006). Bevezetés a sejtbiológiába. Ed. Panamericana Medical.
2. Eynard, A.R., Valentich, M.A. & Rovasio, R.A. (2008). Az ember hisztológiája és embriológiája: celluláris és molekuláris bázisok. Ed. Panamericana Medical.
3. Hetzer M. W. (2010). A nukleáris boríték. Hideg tavaszi kikötő perspektívái a biológiában, 2(3), a000539.
4. Meier, I. (2008). A növényi mag funkcionális szervezése. ugró.
5. Ross, M. H. és Pawlina, W. (2006). szövettan. Lippincott Williams és Wilkins.
6. Welsch, U. & Sobotta, J. (2008). szövettan. Ed. Panamericana Medical.
7. Young, B., Woodford, P., és O'Dowd, G. (szerk.). (2014). Wheater. Funkcionális szövettan: Szöveg és Atlas szín. Elsevier Egészségtudományok.