Celična biologija

Jedrska ovojnica

2351
251
Cary Goyette

Jedrska zavijanje ali membrana je membrana, ki je jedro evkariontskih celic omejena

Kaj je jedrsko zavijanje?

The Jedrska ovojnica, Jedrska ali carioteca membrana, je biološka membrana, ki jo tvori dvoplast lipidne narave, ki obdaja genetski material in jedro evkariontskih celic.

Je dokaj zapletena struktura in je opremljena z natančnim regulacijskim sistemom, ki ga tvorita dva dvoplast: notranja in zunanja membrana. Prostor med obema membranama se imenuje perinuklearni prostor in ima približno širino od 20 do 40 nanometrov.

Zunanja membrana tvori kontinuum z endoplazemskim retikulu. Zaradi tega ima v svoji strukturi ribosomi zasidrani.

Za membrano je značilna prisotnost jedrskih pore, ki posredujejo promet snovi iz jedra do celične citoplazme in obratno.

Prehod molekul med tema dvema predelkoma je precej zaseden. RNA in ribosomalne podenote je treba nenehno prenašati iz jedra v citoplazmo, medtem ko je treba iz citoplazme v jedro uvoziti histone, DNA, polimerazo in druge snovi, potrebne za aktivnost jedra.

Jedrska ovojnica vsebuje veliko število beljakovin, ki sodelujejo v organizaciji kromatina, in tudi pri regulaciji genov.

Značilnosti jedrskega zavijanja

Shema jedrskega zavijanja. Vir: Wikimedia Commons

- Jedrska ovojnica je ena najpomembnejših značilnosti evkariontskih celic. Je zelo organizirana dvojna biološka membrana, ki obdaja jedrski genetski material celice -nukleoplazme-.

- V notranjosti najdemo kromatin, snov, ki jo tvori DNK, pritrjena na različne beljakovine, predvsem na histone, ki omogočajo njihovo učinkovito embalažo. Razdeljen je na eukromatin in heterokromatin.

- Slike, pridobljene z elektronsko mikroskopijo, razkrivajo, da zunanja membrana tvori kontinuum z endoplazemskim retikulu. Na enak način perinuklearni prostor tvori kontinuum z lumnom endoplazemskega retikuluma.

- Zasidrani na strani nukleoplazme v notranji membrani najdemo strukturo v obliki lamine, ki jo tvorijo beljakovinske filamente, imenovane "jedrski list".

- Jedro membrano je perforirana z nizom pore, ki omogočajo regulirani promet snovi med jedrskim in citoplazemskim vedenjem. Pri sesalcih je na primer ocenjeno, da jih je približno 3.000 ali 4.000 pore.

Vam lahko služi: epitelijske celice

- Obstajajo zelo kompaktne kromatinske mase, ki se držijo notranje membrane zavijanja, razen območij, kjer obstajajo pore.

Funkcija jedrskega zavijanja

- Glavna funkcija jedrskega zavijanja je vzdrževanje a Ločitev med nukleoplazmo - vsebnostjo jedra - in citoplazmo celice.

- DNK ostane varna in izolirana iz kemijskih reakcij, ki potekajo v citoplazmi in bi lahko negativno vplivali na genetski material. Ta ovira daje fizično ločitev jedrskih procesov, kot so transkripcija in citoplazemski procesi, kot je prevod.

- Selektivni transport makromolekul med notranjostjo jedra in citoplazmo se pojavi zahvaljujoč prisotnosti jedrskih pore in omogoča uravnavanje genske ekspresije. Na primer, v smislu spajanja PE-arn Messengerja in razgradnjo zrelih glasnikov.

- Eden ključnih elementov je jedrski list. To pomaga pri podpori jedra, poleg tega, da zagotovite sidrno mesto za kromatinska vlakna.

- Jedra membrana ni pasivna ali statična ovira. Prispeva k organizaciji kromatina, k izražanju genov, sidrišču jedra do citoskeleta, v procese celične delitve in morda ima druge funkcije.

Tvorba jedrskega zavijanja

Med procesi osnovne delitve je potrebno oblikovanje nove jedrske ovojnice, saj sčasoma membrana izgine.

To nastane iz vezikularnih komponent iz grobega endoplazemskega retikula. V tem procesu aktivno sodelujejo mikrotubule in celični motorji citoskeleta.

Kompozicija jedrske ovojnice

Jedrsko ovojnico tvorita dva lipidna dvoplast, ki jih tvorita tipični fosfolipidi z več integralnimi beljakovinami. Prostor med obema membranama se imenuje intramembranski ali perinuklearni prostor, ki se nadaljuje z lučjo endoplazemskega retikuluma.

Na notranji strani notranje jedrske ovojnice je značilna plast, ki se oblikuje iz vmesnih nitk, imenovanih jedrski list, združeni z beljakovinami notranje membrane s pomočjo heterokromarina H.

Jedrska ovojnica ima številne jedrske pore, ki vsebujejo jedrske pore komplekse. To so konstrukcije v obliki valja, sestavljene iz 30 nukleoporinov, z osrednjim premerom približno 125 nanometrov.

Vam lahko služi: anafaza

Jedrski zavijanje beljakovin

Kljub kontinuiteti z retikulumom, oba zunanja membrana, kot notranja predstavlja skupino specifičnih beljakovin, ki jih ni mogoče najti v endoplazemskem retikulu. Najbolj vidni so naslednje:

Nukleoporini

Nukleoporini, znani tudi v literaturi kot NUP -ji, tvorijo strukturo, imenovano jedrski pore kompleks, ki je sestavljen iz niza vodnih kanalov, ki omogočajo dvosmerno izmenjavo beljakovin, RNA in drugih molekul.

Z drugimi besedami, nukleoporini delujejo kot nekakšna molekularna "vrata", ki zelo selektivno posredujejo prehod različnih molekul.

Hidrofobna notranjost kanala izključuje nekatere makromolekule, odvisno od velikosti istega in njegove polarnosti. Majhne molekule, približno manj kot 40 kDa ali hidrofobne, lahko pasivno prehajajo skozi kompleks pore.

V nasprotju s tem molekule polarne narave, ki so večje, potrebujejo jedrski transporter za vstop v jedro.

Prevoz po kompleksu jedrskih por

Prevoz skozi te komplekse je precej učinkovit. Z enim pore lahko prehaja približno 100 molekul histona na minuto.

Beljakovine, ki jih je treba odpeljati v jedro, se mora pridružiti uvozu Alpha. Beta uvaža ta kompleks v zunanji obroč. Tako uvoz ALFA, povezan z beljakovinami.

Končno beta uvozi disocialira sistem v citoplazmi, uvoz alfa pa je že disocia znotraj jedra.

Notranji membranski proteini

Druga serija beljakovin je značilna za notranjo membrano. Vendar večina te skupine skoraj 60 membranskih celovitih beljakovin ni bila značilna, čeprav je bilo ugotovljeno, da sodelujejo s listom in kromatinom.

Vse več dokazov, ki podpirajo raznolike in bistvene funkcije za notranjo jedrsko ovojnico. Zdi se, da igra vlogo pri organizaciji kromatina, pri izražanju genov in v presnovi genetskega materiala.

Pravzaprav je bilo ugotovljeno, da sta lokacija in napačna funkcija beljakovin, ki sestavljajo notranjo membrano.

Vam lahko služi: citoplazma: funkcije, deli in značilnosti

Zunanje membranske beljakovine

Tretji razred specifičnih beljakovin jedrskega zavijanja prebiva v zunanjem delu omenjene strukture. To je zelo raznolika skupina celovitih membranskih beljakovin, ki imajo skupno domeno, imenovano kash.

Beljakovine, ki jih najdemo v zunanji regiji, tvorijo nekakšen "most" z notranjimi beljakovinami jedrske ovojnice.

Te fizične povezave med citoskeletom in kromatinom se zdijo pomembne za dogodke transkripcije, replikacije in podvajanja DNK.

Lamine beljakovine

Končno beljakovinsko skupino jedrskega zavijanja tvorijo beljakovine lista, omrežje, ki ga tvorijo vmesne filamente, sestavljene iz listov tipa A in B. List ima debelino od 30 do 100 nanometrov.

List je ključna struktura, ki daje jedro stabilnost, zlasti v tkivih, ki so v stalni izpostavljenosti mehanskim silam, kot so mišična tkiva.

Podobno kot v notranjih beljakovinah jedrskega zavijanja so tudi mutacije lamine tesno povezane z velikim številom zelo raznolikih človeških bolezni.

Poleg tega najdemo vse več dokazov, ki jedrske lamine nanašajo na staranje. Vse to poudarja pomen beljakovin jedrskega zavijanja pri splošnem delovanju celice.