Estrutura e função do núcleo de pilha

Faixa clara a

O núcleo de pilha é o local de muitas funções biológicas importantes da pilha eucariótica. Estes processos incluem a transcrição, a réplica, a emenda e a biogénese do ribosome. O efeito destes processos estende a afetar o metabolismo e o crescimento celulares. O núcleo contem aproximadamente 2m do ADN que é enredado pelo envelope nuclear, por uma rede ligada das proteínas e pelas membranas.

O núcleo é mecanicamente estável, possuindo a capacidade para resistir a deformação. Adicionalmente, o núcleo interage dinâmicamente com o cytoskeleton circunvizinho. O apoio mecânico e a organização funcional do núcleo são contribuídos por diversos subcompartments nucleares, ou por corpos nucleares. Estes facilitam os vários processos nucleares, particularmente expressão genética.  Estes subcompartments formam junto o nucleoskeleton, e incluem o seguinte:

Pilha e núcleo, imagem Copyright: sanjayart/Shutterstock
Pilha e núcleo, imagem Copyright: sanjayart/Shutterstock

Membrana nuclear (envelope nuclear)

O Lamina nuclear é uma estrutura que seja ficada situada perto da membrana nuclear interna. É altamente proteinaceous e é fibrillar na aparência. A natureza fibrillar do lamina elevara dos blocos de apartamentos do lamina; as proteínas do laminin. Estes dímero do primeiro formulário, e orientam subseqüentemente em uma forma da cabeça-à-cauda para produzir filamentos.

A rede esqueletal nuclear (karyoskeleton) essa resulta saques como uma âncora para a cromatina. Isto mantem a forma do núcleo, espaça os complexos nucleares do poro e organiza o heterochromatin, a região condensada de ADN do núcleo. Adicionalmente, funciona em processos nucleares tais como a réplica do ADN, particularmente no regulamento da transcrição fatora.

O envelope nuclear próprio tem umas membranas nucleares internas e exteriores do lipido. A membrana nuclear exterior é contínua com o segundo estômago endoplasmic áspero. Os filamentos intermediários formam uma rede o lamina nuclear enquanto outras outras proteínas nucleares internas da membrana negociam as interacções do envelope com cromatina.

Nucleoskeleton

Esta é uma rede que forneça o apoio ao núcleo inteiro. É compo do tipo intermediário filamentos de V compor de proteínas do lamin. Forma uma estrutura elástica perto da periferia nuclear e tem recursos para uma propriedade viscoelastic ao núcleo. No envelope nuclear, os laminins de A e de C fornecem uma rigidez ao núcleo de outra maneira não organizado, enquanto simultaneamente apoiando eventos de processamento do ADN tais como a cromatina que remodela durante a réplica.

Os laminins do B fornecem o apoio os processos de transcrição e de sinalização celular. Há igualmente outras proteínas estruturais no nucleoskeleton que impactam a organização espacial de proteínas do lamin e de outras propriedades mecânicas, tais como a superação em resposta ao estiramento.

Poro nuclear (complexo nuclear do poro)

Os poros nucleares são os grandes complexos da proteína que formam aberturas na membrana nuclear. Sentam-se no ponto em que a membrana nuclear interna funde com a membrana nuclear exterior. Formam os canais aquosos que permitem o movimento selectivo das proteínas, do mRNA, do tRNA, das subunidades do ribosome e dos vírus em uma maneira bidireccional.  

As moléculas menores do que o kDa do   ∼40 podem passar livremente através do envelope nuclear e não exigem a passagem com o NPC. O kDa cada um das moléculas >40 tem meios de transporte específicos através do envelope nuclear. Colectivamente, o sistema de transporte é compreendido da carga da proteína, dos receptors nucleares do transporte (NTRs) tais como importins e dos exportins, e o GTPase pequeno foi executado.

O NTRs é regulado Ran; negocia a associação do NTRs com a carga e fornece a energia que conduzem o transporte através da membrana. Calcula-se que uma pilha mamífera típica tem entre 3000 e 4000 poros nucleares em sua membrana nuclear e estes poros tenha um diâmetro de aproximadamente 600 A°.

Nucléolo

Os nucléolos são os corpos esféricos pequenos que são ficados situados no núcleo; geralmente são encontrados em uma região centralizada mas podem ser encontrados perto da membrana nuclear. Os nucléolos são distintos do material nuclear, sendo construído pela região de organização do nucléolo (NOR) de um cromossoma. A loja de NORs os genes exigidos para a síntese ribosomal completa - estes genes codificam especificamente subunidades ribosomal do RNA.

Há aproximadamente 10 NORs pelo nucléolo, e diversos cromossomas colaboram no conjunto do nucléolo, de modo que no máximo, as pilhas contenham uma média de um ou dois. A presença dos nucléolos é determinada pela identidade da pilha; a maioria de pilhas animais e da planta têm um nucléolo. Contudo, a presença de nucléolos é geralmente indicativa do mau funcionamento; por exemplo, maligno, o envelhecimento ou as pilhas esfomeados indicam freqüentemente os nucléolos do tamanho, da abundância e da forma de variação.

Nucléolo, ilustração da pilha de corpo humano 3d - ilustração. Crédito de imagem: urfin/Shutterstock
Nucléolo, ilustração da pilha de corpo humano 3d. Crédito de imagem: urfin/Shutterstock

Além do que o ADN, o nucléolo é compor de duas regiões principais - o fibrosa das paridades e o granulosa das paridades. O fibrosa das paridades contem as proteínas que participam na transcrição e o granulosa das paridades abriga os precursores ribosomal. Dentro do fibrosa das paridades, há um centro fibrillar que seja distinto de um componente fibrillar denso do fibrosa das paridades.  

Os genes ribosomal do RNA (rRNA) submetem-se à transcrição no limite das duas regiões. O processamento de Pre-rRNA segue este no componente fibrillar denso e continua no componente granulado, onde o conjunto do rRNA com proteínas ribosomal forma as subunidades pre-ribosomal parcialmente terminadas prontas para a exportação ao citoplasma.

Com exceção de sua função na biogénese do ribosome, o nucléolo é igualmente o local do processamento dos diversos o outro RNAs noncoding. O nucléolo joga adicionalmente um papel em controlar a estabilidade da proteína p53, um regulador crítico do pilha-ciclo.

O nucléolo desmonta durante a fase do prophase da cariocinese; contudo, o componente fibrillar denso permanece associado com cromossomas e forma um ponto secundário da constrição no cromossoma chamado a região deorganização (NOR). Isto auxílios na organização do genoma durante a fase subseqüente da interfase do ciclo de pilha.

Cromossomas

A cromatina é uma superestrutura formada pela consolidação altamente organizada do ADN e das proteínas associadas da pilha. As proteínas do Histone são a parte composta da unidade básica de organização da cromatina chamada o nucleosome. Os Histones são proteínas básicas, possuindo uma carga positiva que os permita de ligar negativamente - espinha dorsal cobrada do fosfato do ADN.

Dentro da família do histone, quatro membros do histone formam um octamer que defina o componente de proteína nucleosomal. Dois H3 e duas proteínas H4 primeiramente tetramerize e combinam com os dois dímero de H2A/H2B. Comprimento aproximadamente 150bp do envoltório do ADN em torno de cada um da estrutura disco-dada forma da proteína para aproximadamente 2 voltas.

O complexo resultante do ADN-histone forma a partícula nucleosome do núcleo (NCP). Entre cada NCP é uma região denominada a região do linker; isto é compreendido de no meio 10-90 bp do ADN junto com o subtipo H1 do Histone. Junto, o ADN do linker e os NCP compreendem o nucleosome; repete aproximadamente cada 200 bp. Isto produz uma estrutura da grânulo-em-um-corda. Esta unidade a mais básica de ADN pode mais ser organizada em uma estrutura de ordem superior chamada cromatina. Esta é uma fibra 30nm essa formulários do bobinamento dos nucleosomes em um solenóide.

Promova ainda, a cromatina pode bobinar mesmo mais para formar o cromossoma resultante. Na fase da metafase do ciclo de pilha, o hypercondensation do cromossoma ocorre, para permitir a segregação correcta dos cromossomas na meiose e na cariocinese.

Fontes

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Last Updated: Jul 19, 2019

Deborah Fields

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Deborah Fields

Deborah holds a B.Sc. degree in Chemistry from the University of Birmingham and a Postgraduate Diploma in Journalism qualification from Cardiff University. She enjoys writing about the latest innovations. Previously she has worked as an editor of scientific patent information, an education journalist and in communications for innovative healthcare, pharmaceutical and technology organisations. She also loves books and has run a book group for several years. Her enjoyment of fiction extends to writing her own stories for pleasure.

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