Ciri membran nuklear nuklear, fungsi dan komposisi

The membran nuklear, sampul nuklear atau kardiotheca, adalah membran biologi, yang dibentuk oleh bilayer sifat lipid yang mengelilingi bahan genetik sel eukariotik.

Ia adalah struktur yang agak kompleks dan dilengkapi dengan sistem peraturan yang tepat, dibentuk oleh dua pembawa: satu membran dalaman dan satu luaran. Ruang antara kedua-dua membran disebut ruang perinuclear, dan mempunyai lebar anggaran 20 hingga 40 nanometer.

Membran luar membentuk satu kontinum dengan retikulum endoplasma. Atas sebab ini, ia mempunyai ribosomes berlabuh dalam strukturnya.

Membran ini dicirikan oleh kehadiran liang nuklear yang menengahi lalu lintas bahan dari dalam nukleus ke sitoplasma sel, dan sebaliknya.

Laluan molekul antara kedua-dua petak ini agak penuh sesak. Subunit RNA dan ribosom mesti sentiasa dipindahkan dari nukleus ke sitoplasma, manakala histones, DNA, polimerase RNA dan bahan lain yang diperlukan untuk aktiviti teras mesti diimport dari sitoplasma ke nukleus..

Membran nuklear mengandungi sejumlah besar protein yang terlibat dalam organisasi chromatin dan juga dalam pengawalan gen.

Indeks

• 1 Ciri umum
• 2 Fungsi
• 3 Latihan
• 4 Komposisi
  • 4.1 Protein membran nuklear
  • 4.2 Nukleoporin
  • 4.3 Pengangkutan melalui kompleks liang nuklear
  • 4.4 Protein membran dalaman
  • 4.5 Protein membran luar
  • 4.6 Protein bilah
• 5 Membran nuklear dalam tumbuhan
• 6 Rujukan

Ciri umum

Membran nuklear adalah salah satu ciri yang paling menonjol dari sel-sel eukariotik. Ia adalah membran biologi ganda yang teratur, yang melekatkan bahan genetik nuklear sel - nukleoplasma.

Di dalamnya kita dapati chromatin, suatu bahan yang dibentuk oleh DNA yang dikaitkan dengan pelbagai protein, terutamanya histones yang membolehkan pembungkusan berkesan. Ia dibahagikan kepada eukromatin dan heterochromatin.

Imej yang diperolehi oleh mikroskopi elektron mendedahkan bahawa membran luar membentuk kontinum dengan retikulum endoplasma, sehingga ia juga mempunyai ribosom berlabuh ke membran. Begitu juga, ruang perinuklear membentuk satu kontinum dengan lumen retikulum endoplasma.

Berlabuh di sisi nukleoplasma dalam membran dalaman, kita dapati struktur dalam bentuk lembaran yang dibentuk oleh filamen protein yang disebut "lamina nukleus".

Membran teras berlubang oleh serangkaian liang yang membolehkan trafik yang dikawal oleh bahan antara tingkah laku nuklear dan sitoplasmik. Sebagai mamalia, misalnya, dianggarkan terdapat purata kira-kira 3000 atau 4000 liang.

Terdapat banyak kromatin yang padat yang dipenuhi dengan membran dalaman sampul, dengan pengecualian kawasan di mana terdapat liang-liang.

Fungsi

Fungsi yang paling intuitif membran nuklear adalah untuk mengekalkan pemisahan antara nukleoplasma - kandungan nukleus - dan sitoplasma sel.

Dengan cara ini, DNA kekal selamat dan terpencil daripada reaksi kimia yang berlaku di sitoplasma dan boleh menjejaskan bahan genetik dengan cara yang negatif.

Halangan ini memberikan pemisahan fizikal kepada proses nuklear, seperti transkripsi, dan proses sitoplasma, seperti terjemahan.

Pengangkutan terpilih dari makromolekul antara bahagian dalam nukleus dan sitoplasma berlaku berkat kehadiran liang nuklear, dan membolehkan peraturan ekspresi gen. Sebagai contoh, dari segi penyebaran RNA pra-messenger dan messenger matang.

Salah satu unsur utama ialah helaian nuklear. Ini membantu memberi sokongan kepada teras, sebagai tambahan untuk menyediakan tapak penambat untuk gentian kromatin.

Sebagai kesimpulan, membran teras bukan penghalang pasif atau statik. Ini menyumbang kepada organisasi chromatin, untuk ekspresi gen, untuk penangkapan nukleus ke sitoskeleton, ke proses pembahagian sel, dan mungkin ke fungsi lain..

Latihan

Semasa proses pembahagian teras, pembentukan satu sampul nuklear yang baru perlu, kerana, akhirnya, membran akan hilang.

Ini terbentuk daripada komponen vesikular dari retikulum endoplasma kasar. Microtubules dan motor seluler dari sitoskeleton secara aktif mengambil bahagian dalam proses ini.

Komposisi

Sampul nuklear dibentuk oleh dua lipid bilayers yang dibentuk oleh fosfolipid biasa, dengan beberapa protein penting. Ruang antara kedua-dua membran disebut ruang intramembranous atau perinuclear, yang berterusan dengan cahaya retikulum endoplasmik.

Di bahagian dalam membran nuklear dalaman terdapat lapisan tersendiri yang terbentuk daripada filamen pertengahan, yang dipanggil lamina nukleus, melekat pada protein membran dalam dengan cara heterochromarin H.

Sampul nuklear mempunyai banyak liang nuklear, yang mengandungi kompleks liang nukleus. Ini adalah struktur berbentuk silinder yang terdiri daripada 30 nukleoporin (ini akan diterangkan kedalaman kemudian). Dengan diameter tengah kira-kira 125 nanometer.

Protein membran nuklear

Walaupun kesinambungan dengan retikulum, kedua-dua membran dalaman dan luaran membentangkan sekumpulan protein spesifik yang tidak terdapat dalam retikulum endoplasma. Yang paling cemerlang ialah yang berikut:

Nukleoporin

Di antara protein tertentu membran nuklear ini kita mempunyai nukleoporin (juga dikenali dalam kesusasteraan sebagai Nups). Mereka membentuk struktur yang dikenali sebagai kompleks nuklear nuklear, yang terdiri daripada satu siri saluran berair yang membolehkan pertukaran bi-arah protein, RNA dan molekul lain.

Dalam erti kata lain, nukleoporin berfungsi sebagai sejenis "pintu" molekul yang sangat selektif, memeterai laluan molekul yang berlainan.

Bahagian dalaman hidrofobik tidak termasuk makromolekul tertentu, bergantung kepada saiz makromolekul dan tahap polaritasnya. Molekul kecil, kira-kira kurang daripada 40 kDa, atau hidrofobik, boleh meresap secara pasif melalui kompleks pori.

Sebaliknya, molekul kutub yang lebih besar memerlukan pengangkut nuklear untuk memasuki nukleus.

Pengangkutan melalui kompleks liang nuklear

Pengangkutan melalui kompleks ini agak berkesan. Hanya 100 molekul histone per minit yang boleh melalui satu liang.

Protein yang mesti dibawa ke nukleus mesti mengikat importin alfa. Importin beta mengikat kompleks ini ke cincin luar. Oleh itu, importin alpha yang dikaitkan dengan protein berjaya melintasi kompleks liang. Akhirnya importin beta memisahkan dari sistem dalam sitoplasma dan importin alfa dipisahkan sudah berada di dalam nukleus.

Protein membran dalaman

Satu lagi siri protein khusus untuk membran dalaman. Walau bagaimanapun, majoriti kumpulan ini hampir 60 protein membran tak terpisahkan tidak diketahui, walaupun telah ditetapkan bahawa mereka berinteraksi dengan lamina dan dengan chromatin..

Setiap kali terdapat lebih banyak bukti yang menyokong fungsi yang pelbagai dan penting untuk membran nuklear dalaman. Nampaknya memainkan peranan dalam organisasi chromatin, dalam ungkapan gen dan dalam metabolisme bahan genetik.

Malah, didapati bahawa lokasi dan fungsi salah protein yang membentuk membran dalaman dikaitkan dengan jumlah penyakit yang tinggi pada manusia..

Protein membran luar

Kelas ketiga protein tertentu membran nuklear berada di bahagian luar struktur tersebut. Ia adalah kumpulan protein membran yang sangat heterogen yang berkongsi domain umum yang dipanggil KASH.

Protein yang terdapat di kawasan luar membentuk sejenis "jambatan" dengan protein membran nuklear dalaman.

Hubungan fizikal antara sitoskeleton dan chromatin nampaknya relevan dengan peristiwa transkripsi, replikasi, dan mekanisme pembaikan DNA.

Protein bilah

Kumpulan akhir protein membran nuklear dibentuk oleh protein lembaran, kerangka yang terbentuk oleh filamen pertengahan yang terdiri dari lembaran jenis A dan B. Lembaran ini mempunyai ketebalan 30 hingga 100 nanometer.

Lamina adalah struktur penting yang memberikan kestabilan kepada teras, terutamanya dalam tisu yang berada dalam pendedahan yang berterusan kepada kekuatan mekanik, seperti tisu otot..

Sama dengan protein dalam membran nuklear, mutasi dalam lamina sangat berkaitan dengan sejumlah besar penyakit manusia yang sangat pelbagai.

Di samping itu, lebih banyak lagi bukti didapati berkaitan dengan lamina nuklear dengan penuaan. Semua ini menonjolkan kepentingan protein membran nuklear dalam fungsi keseluruhan sel.

Membran nuklear dalam tumbuhan

Di dalam kerajaan tumbuhan, sampul nukleus adalah sistem membran yang sangat penting, walaupun ia sangat sedikit dikaji. Walaupun tidak ada pengetahuan tepat tentang protein yang membentuk membran nuklear di tumbuhan yang lebih tinggi, perbezaan tertentu telah ditunjukkan dengan seluruh kerajaan.

Tumbuhan tidak mempunyai urutan homolog pada lamina dan, bukannya centrosom, ia adalah membran nuklear yang bertindak sebagai pusat penganjur microtubules.

Oleh sebab itu, kajian tentang interaksi sampul nukleus dalam tumbuhan dengan unsur-unsur sitoskeleton adalah subjek kajian yang berkaitan.

Rujukan

1. Alberts, B., & Bray, D. (2006). Pengenalan kepada biologi sel. Ed. Panamericana Medical.
2. Eynard, A.R., Valentich, M.A., & Rovasio, R.A. (2008). Histologi dan embriologi manusia: asas selular dan molekul. Ed. Panamericana Medical.
3. Hetzer M. W. (2010). Sampul nuklear. Perspektif Cold Spring Harbor dalam biologi, 2(3), a000539.
4. Meier, I. (2008). Pertubuhan fungsian nukleus tumbuhan. Springer.
5. Ross, M. H., & Pawlina, W. (2006). Histologi. Lippincott Williams & Wilkins.
6. Welsch, U., & Sobotta, J. (2008). Histologi. Ed. Panamericana Medical.
7. Young, B., Woodford, P., & O'Dowd, G. (Eds.). (2014). Wheater Histologi fungsional: Teks dan Atlas berwarna. Elsevier Health Sciences.