Опште карактеристике, функције и састав нуклеарне мембране

Тхе нуклеарне мембране, нуклеарна овојница или кардиотхека, је биолошка мембрана, формирана од двослојне липидне природе која окружује генетски материјал еукариотских ћелија.

Врло је сложена структура и опремљена је прецизним системом регулације, који чине два двослоја: унутрашња мембрана и вањска. Простор између двију мембрана назива се перинуклеарни простор и има приближно ширину од 20 до 40 нанометара.

Спољна мембрана формира континуум са ендоплазматским ретикулумом. Из тог разлога, у њеној структури су усидрени рибозоми.

Мембрана је карактерисана присуством нуклеарних пора које посредују у саобраћају супстанци из унутрашњости језгра до цитоплазме ћелије, и обрнуто.

Пролаз молекула између ова два одјељка је попуњен. РНК и рибосомске подјединице морају се константно преносити из нуклеуса у цитоплазму, док се хистони, ДНК, РНК полимераза и друге супстанце потребне за активност језгре морају увести из цитоплазме у нуклеус..

Нуклеарна мембрана садржи значајан број протеина који су укључени у организацију хроматина, као и за регулацију гена.

Индек

• 1 Опште карактеристике
• 2 Функција
• 3 Обука
• 4 Композиција
  • 4.1 Протеини нуклеарне мембране
  • 4.2 Нуклеопорини
  • 4.3 Транспорт кроз комплекс нуклеарних пора
  • 4.4 Протеини унутрашње мембране
  • 4.5 Протеини спољашње мембране
  • 4.6 Протеини сечива
• 5 Нуклеарна мембрана у биљкама
• 6 Референце

Опште карактеристике

Нуклеарна мембрана је једна од најистакнутијих карактеристика еукариотских ћелија. То је високо организована двострука биолошка мембрана која затвара нуклеарни генетски материјал ћелије - нуклеоплазме.

Унутра налазимо хроматин, супстанцу формирану од ДНК повезане са различитим протеинима, углавном хистонима који омогућавају ефикасно паковање. Подељена је на еухроматин и хетерохроматин.

Слике добијене електронском микроскопијом откривају да спољна мембрана формира континуум са ендоплазматским ретикулумом, тако да има и рибозоме усидрене на мембрану. Слично томе, перинуклеарни простор формира континуум са луменом ендоплазматског ретикулума.

Усидрени на страни нуклеоплазме у унутрашњој мембрани, налазимо структуру у облику листа формираног од протеинских влакана званих "нуклеарна ламина".

Језгра мембране је перфорирана низом пора које омогућавају регулисани саобраћај супстанци између нуклеарног и цитоплазматског понашања. Код сисара, на пример, процењује се да у просеку има око 3000 или 4000 пора.

Постоје веома компактне масе хроматина које су везане за унутрашњу мембрану овојнице, са изузетком подручја где постоје поре..

Фунцтион

Најинтуитивнија функција нуклеарне мембране је одржавање раздвајања између нуклеоплазме - садржаја нуклеуса - и цитоплазме ћелије..

На овај начин, ДНК остаје безбедна и изолована од хемијских реакција које се одвијају у цитоплазми и могу негативно утицати на генетски материјал.

Ова баријера даје физичко раздвајање на нуклеарне процесе, као што су транскрипција и цитоплазматски процеси, као што је транслација.

Селективни транспорт макромолекула између унутрашњости језгра и цитоплазме одвија се захваљујући присуству нуклеарних пора и омогућава регулацију експресије гена. На пример, у смислу преломног преноса РНК и деградације зрелих гласника.

Један од кључних елемената је нуклеарни лист. Ово помаже да се обезбеди подршка језгру, поред тога што обезбеђује место за сидрење влакана хроматина.

У закључку, језгра мембране није пасивна или статична баријера. Ово доприноси организацији хроматина, експресији гена, сидрењу језгра до цитоскелета, процесима деобе ћелија, а можда и другим функцијама..

Траининг

За вријеме процеса подјеле језгара неопходно је формирање нове нуклеарне овојнице, јер, на крају, мембрана нестаје.

Ово се формира од везикуларних компоненти из грубог ендоплазматског ретикулума. Микротубуле и ћелијски мотори цитоскелета активно учествују у овом процесу.

Цомпоситион

Нуклеарна овојница је формирана од два липидна билаиера формирана од типичних фосфолипида, са неколико интегралних протеина. Простор између две мембране назива се интрамембрански или перинуклеарни простор, који се наставља светлошћу ендоплазматског ретикулума.

На унутрашњој страни унутрашње нуклеарне мембране налази се препознатљив слој формиран од међу-филамената, званих нуклеарна ламина, везан за протеине унутрашње мембране помоћу хетероцхромарина Х.

Нуклеарна облога има бројне нуклеарне поре, које садрже нуклеарне паре. То су цилиндричне структуре састављене од 30 нуклеопорина (они ће бити детаљно описани касније). Са централним пречником од око 125 нанометара.

Нуклеарни мембрански протеини

Упркос континуитету са ретикулумом, и спољашња и унутрашња мембрана представљају групу специфичних протеина који се не налазе у ендоплазматском ретикулуму. Најистакнутије су следеће:

Нуцлеопоринс

Међу овим специфичним протеинима нуклеарне мембране имамо нуклеопорине (такође познате у литератури као Нупс). Они формирају структуру која се назива комплекс нуклеарног пора, који се састоји од низа водених канала који омогућавају двосмерну размену протеина, РНК и других молекула..

Другим речима, нуклеопорини функционишу као нека врста молекуларних "врата" која, врло селективно, посредују у проласку различитих молекула.

Хидрофобна унутрашњост канала искључује одређене макромолекуле, у зависности од величине макромолекула и нивоа поларитета. Мали молекули, отприлике мање од 40 кДа, или хидрофобни, могу да дифузују пасивно кроз комплекс пора.

Насупрот томе, поларним молекулима који су већи требају нуклеарни транспортер да уђе у језгро.

Транспорт кроз комплекс нуклеарних пора

Транспорт кроз ове комплексе је веома ефикасан. Само 100 молекула хистона у минути може проћи кроз једну поре.

Протеин који се мора носити у нуклеус мора се везати за алфа увоз. Бета импортин повезује овај комплекс са спољним прстеном. Према томе, алфа импортин повезан са протеином успева да пређе комплекс пора. Коначно, бета импортин дисоцира из система у цитоплазми и алфа импортин је дисоциран већ унутар језгра..

Протеини унутрашње мембране

Друга серија протеина специфична је за унутрашњу мембрану. Међутим, већина ове групе од скоро 60 интегралних мембранских протеина није окарактерисана, иако је утврђено да оне интерагују са ламином и хроматином..

Сваки пут постоји више доказа који подржавају различите и есенцијалне функције за унутрашњу нуклеарну мембрану. Изгледа да игра улогу у организацији хроматина, у експресији гена и у метаболизму генетског материјала.

У ствари, откривено је да су локација и погрешна функција протеина који чине унутрашњу мембрану повезани са великим бројем болести код људи..

Протеини спољашње мембране

Трећа класа специфичних протеина нуклеарне мембране се налази у спољном делу наведене структуре. То је врло хетерогена група интегралних мембранских протеина који дијеле заједнички домен зван КАСХ.

Протеини који се налазе у спољашњем региону формирају неку врсту "моста" са унутрашњим протеинима нуклеарне мембране.

Ове физичке везе између цитоскелета и хроматина изгледа да су релевантне за догађаје транскрипције, репликације и механизама за поправку ДНК.

Протеини сечива

Коначна група протеина нуклеарне мембране је формирана од протеина листа, оквира формираног од средњих филамената који су састављени од листова типа А и Б. Лим има дебљину од 30 до 100 нанометара..

Ламина је кључна структура која обезбеђује стабилност језгра, посебно у ткивима која су у сталном излагању механичким силама, као што је мишићно ткиво..

Слично унутрашњим протеинима нуклеарне мембране, мутације у ламини су блиско повезане са великим бројем веома различитих хуманих обољења..

Поред тога, пронађено је све више доказа који се односе на нуклеарну ламину са старењем. Све ово наглашава важност протеина нуклеарне мембране у укупном функционисању ћелије.

Нуклеарна мембрана у биљкама

У биљном царству, нуклеарна овојница је веома важан мембрански систем, иако је веома мало проучаван. Иако нема егзактног знања о протеинима који сачињавају нуклеарну мембрану у вишим биљкама, одређене разлике су истакнуте са осталим краљевствима.

Биљке не поседују секвенце хомологне ламини и, уместо центросома, нуклеарна мембрана делује као центар за организовање микротубула..

Из тог разлога, проучавање интеракција нуклеарног омотача у биљкама са елементима цитоскелета је предмет релевантне студије.

Референце

1. Албертс, Б., & Браи, Д. (2006). Увод у ћелијску биологију. Ед Панамерицана Медицал.
2. Еинард, А.Р., Валентицх, М.А., & Ровасио, Р.А. (2008). Хистологија и ембриологија људског бића: ћелијске и молекуларне базе. Ед Панамерицана Медицал.
3. Хетзер М. В. (2010). Нуклеарна омотница. Цолд Спринг Харбор перспективе у биологији, 2(3), а000539.
4. Меиер, И. (2008). Функционална организација биљне језгре. Спрингер.
5. Росс, М.Х., & Павлина, В. (2006). Хистологија. Липпинцотт Виллиамс & Вилкинс.
6. Велсцх, У., & Соботта, Ј. (2008). Хистологија. Ед Панамерицана Медицал.
7. Иоунг, Б., Воодфорд, П., & О'Довд, Г. (ур.). (2014). Вхеатер Функционална хистологија: Текст и атлас у боји. Елсевиер Хеалтх Сциенцес.