NUCLEAR MEMBRANE: MGA KATANGIAN, PAG-ANDAR AT KOMPOSISYON - BIOLOGY - 2024

Ang nuclear lamad, nuclear sobre o karyotheque, ay isang biological membrane, na nabuo ng isang lipid bilayer na pumapaligid sa genetic material ng eukaryotic cells.

Ito ay isang medyo kumplikadong istraktura at nilagyan ng isang tumpak na sistema ng regulasyon, na binubuo ng dalawang bilayers: isang panloob at isang panlabas na lamad. Ang puwang sa pagitan ng dalawang lamad ay tinatawag na perinuclear space, at humigit-kumulang na 20 hanggang 40 nanometer ang lapad.

Larawan sa pamamagitan ng: unamenlinea.unam.mx

Ang panlabas na lamad ay bumubuo ng isang tuluy-tuloy na may endoplasmic reticulum. Para sa kadahilanang ito, mayroon itong ribosom na naka-angkla sa istraktura nito.

Ang lamad ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagkakaroon ng mga nuklear na nuklear na pumapagitna sa trapiko ng mga sangkap mula sa interior ng nucleus hanggang sa cytoplasm ng cell, at kabaligtaran.

Ang pagpasa ng mga molekula sa pagitan ng dalawang compartment na ito ay medyo abala. Ang RNA at ribosomal subunits ay dapat na patuloy na ilipat mula sa nucleus sa cytoplasm, habang ang mga histones, DNA, RNA polymerase at iba pang mga sangkap na kinakailangan para sa aktibidad ng nucleus ay dapat mai-import mula sa cytoplasm hanggang sa nucleus.

Ang nuclear lamad ay naglalaman ng isang makabuluhang bilang ng mga protina na kasangkot sa samahan ng chromatin at din sa regulasyon ng mga gene.

Pangkalahatang katangian

Pinagmulan Coutinho HD, Falcão-Silva VS, Fernandes Gonçalves G, Batista da Nóbrega R, sa pamamagitan ng Wikimedia Commons

Ang nuclear lamad ay isa sa mga kilalang kilalang katangian ng mga eukaryotic cells. Ito ay isang napakaayos na dobleng biological membrane, na nakapaloob sa nuclear genetic material ng cell - ang nucleoplasm.

Sa loob nakita namin ang chromatin, isang sangkap na binubuo ng DNA na nakasalalay sa iba't ibang mga protina, pangunahin ang mga histone na nagpapahintulot sa mabisang packaging nito. Ito ay nahahati sa euchromatin at heterochromatin.

Ang mga larawang nakuha ng mikropono ng elektron ay nagpapakita na ang panlabas na lamad ay bumubuo ng isang pagpapatuloy na may endoplasmic reticulum, sa gayon mayroon din itong mga ribosom na naka-angkla sa lamad. Katulad nito, ang puwang ng perinuclear ay bumubuo ng isang tuluy-tuloy na may lumen ng endoplasmic reticulum.

Nai-link sa gilid ng nucleoplasm sa panloob na lamad, nakita namin ang isang istraktura na tulad ng sheet na nabuo ng mga filament ng protina na tinatawag na "nuclear sheet".

Ang lamad ng nucleus ay perforated ng isang serye ng mga pores na nagpapahintulot sa regulated na trapiko ng mga sangkap sa pagitan ng mga pag-uugali ng nuklear at cytoplasmic. Sa mga mammal, halimbawa, tinatayang mayroong average ng 3,000 hanggang 4,000 pores.

Mayroong napaka-compact na chromatin na masa na sinusunod sa panloob na lamad ng sobre, maliban sa mga lugar kung saan may mga pores.

Pag-andar

Ang pinaka-madaling pag-andar ng nuclear lamad ay upang mapanatili ang isang paghihiwalay sa pagitan ng nucleoplasm - ang mga nilalaman ng nucleus - at ang cytoplasm ng cell.

Sa ganitong paraan, ang DNA ay pinananatiling ligtas at ihiwalay sa mga reaksiyong kemikal na nagaganap sa cytoplasm at maaaring makaapekto sa genetic material sa isang negatibong paraan.

Ang hadlang na ito ay nagbibigay ng isang pisikal na paghihiwalay sa mga proseso ng nukleyar, tulad ng transkripsyon, at mula sa mga proseso ng cytoplasmic, tulad ng pagsasalin.

Ang pumipili ng transportasyon ng macromolecules sa pagitan ng interior ng nucleus at cytoplasm ay nangyayari salamat sa pagkakaroon ng mga nuklear na pores, at pinapayagan nila ang regulasyon ng expression ng gene. Halimbawa, sa mga tuntunin ng splicing ng pre-messenger RNA at ang pagkasira ng mga mature messenger.

Ang isa sa mga pangunahing elemento ay ang nuclear lamina. Makakatulong ito na suportahan ang nucleus, pati na rin ang pagbibigay ng isang site ng pag-angkla para sa mga chromatin fibers.

Sa konklusyon, ang pangunahing lamad ay hindi isang pasibo o static na hadlang. Nag-aambag ito sa samahan ng chromatin, ang pagpapahayag ng mga gene, ang pag-angkla ng nucleus sa cytoskeleton, ang mga proseso ng cell division, at posibleng may iba pang mga function.

Pagsasanay

Sa panahon ng mga proseso ng nucleus division, ang pagbuo ng isang bagong nuclear sobre ay kinakailangan, dahil, sa huli, mawala ang lamad.

Ito ay nabuo mula sa mga sangkap na vesicular mula sa magaspang na endoplasmic reticulum. Ang mga microtubule at cellular motor ng cytoskeleton ay aktibong lumahok sa prosesong ito.

Komposisyon

Ang nuclear sobre ay binubuo ng dalawang lipid bilayers na binubuo ng mga tipikal na phospholipids, na may maraming mga integral na protina. Ang puwang sa pagitan ng dalawang lamad ay tinatawag na intramembrane o perinuclear space, na nagpapatuloy sa lumen ng endoplasmic reticulum.

Sa panloob na bahagi ng panloob na lamad nukleyar mayroong isang natatanging layer na binubuo ng mga intermediate filament, na tinatawag na nuclear lamina, na nakakabit sa panloob na mga protina ng lamad sa pamamagitan ng heterochromarin H.

Ang nuclear sobre ay may maraming mga nukleyar na pores, na naglalaman ng mga komplikadong butas ng nukleyar. Ito ay mga istruktura na hugis ng silindro na binubuo ng 30 mga nucleoporins (ito ay ilalarawan nang malalim). Sa pamamagitan ng isang gitnang diameter ng mga 125 nanometer.

Mga protina ng membrane ng nuklear

Sa kabila ng pagpapatuloy sa reticulum, ang panlabas at panloob na lamad ay nagpapakita ng isang pangkat ng mga tiyak na protina na hindi matatagpuan sa endoplasmic reticulum. Ang pinakatanyag ay ang mga sumusunod:

Nukleoporins

Kabilang sa mga tiyak na protina na ito ng nuclear lamad mayroon tayong mga nucleoporins (kilala rin sa panitikan bilang Nups). Ang mga ito ay bumubuo ng isang istraktura na tinatawag na nuclear pore complex, na binubuo ng isang serye ng mga may tubig na channel na nagpapahintulot sa bidirectional exchange ng mga protina, RNA at iba pang mga molekula.

Sa madaling salita, ang mga nucleoporins ay gumaganap bilang isang uri ng molekular na "gate" na napaka-selectively na nag-uugnay sa pagpasa ng iba't ibang mga molekula.

Ang hydrophobic interior ng channel ay hindi kasama ang ilang mga macromolecules, depende sa laki ng pareho at antas ng polarity nito. Ang mga maliliit na molekula, na humigit-kumulang mas mababa sa 40 kDa, o hydrophobic, ay maaaring magkalat ng pasibo sa pore complex.

Sa kaibahan, ang mga molekula ng isang polar na likas na mas malaki ay nangangailangan ng isang nuclear transporter upang makapasok sa nucleus.

Transport sa pamamagitan ng nuclear pore complex

Ang transportasyon sa pamamagitan ng mga kumplikadong ito ay lubos na epektibo. Mga 100 molone na molekula ay maaaring dumaan sa isang solong butas bawat minuto.

Ang protina na dapat maihatid sa nucleus ay dapat magbigkis sa importin alpha. Ang beta ng importin ay nagbubuklod sa komplikadong ito sa isang panlabas na singsing. Kaya, ang protina na nauugnay sa protina na may alpabeto ay namamahala upang tumawid sa komplikadong pore. Sa wakas, ang mga beta ng importin beta ay nakikilahok mula sa system sa cytoplasm at mga dissociates na alpha ng importin na nasa loob ng nucleus.

Ang mga protina ng lamad ng lamad

Ang isa pang serye ng mga protina ay tiyak sa panloob na lamad. Gayunpaman, ang karamihan sa pangkat na ito ng halos 60 integral na mga protina ng lamad ay hindi nailalarawan, kahit na itinatag na nakikipag-ugnay sila sa lamina at sa chromatin.

Mayroong pagtaas ng katibayan na sumusuporta sa magkakaibang at mahahalagang pag-andar para sa panloob na lamad nukleyar. Lumilitaw na gumaganap ng isang papel sa samahan ng chromatin, sa pagpapahayag ng mga gene, at sa metabolismo ng materyal na genetic.

Sa katunayan, natuklasan na ang maling lokasyon at pag-andar ng mga protina na bumubuo sa panloob na lamad ay naka-link sa isang malaking bilang ng mga sakit sa mga tao.

Outer na mga protina ng lamad

Ang ikatlong klase ng mga tukoy na protina ng nuclear lamad ay naninirahan sa panlabas na bahagi ng nasabing istraktura. Ito ay isang napaka-heterogenous na grupo ng mga integral na mga protina ng lamad na nagbabahagi ng isang karaniwang domain na tinatawag na KASH.

Ang mga protina na matatagpuan sa panlabas na rehiyon ay bumubuo ng isang uri ng "tulay" na may mga protina ng panloob na lamad nukleyar.

Ang mga pisikal na koneksyon sa pagitan ng cytoskeleton at chromatin ay mukhang may kaugnayan sa mga kaganapan ng transkripsyon, pagtitiklop, at mga mekanismo ng pagkumpuni ng DNA.

Mga protina ng foil

Ang panghuling pangkat ng mga protina ng nuclear lamad ay nabuo ng mga protina ng lamina, isang network ng mga intermediate filament na binubuo ng uri A at B. laminae.Ang lamina ay 30 hanggang 100 nanometer makapal.

Ang lamina ay isang mahalagang istraktura na nagbibigay ng katatagan sa nucleus, lalo na sa mga tisyu na palagiang pagkakalantad sa mga puwersa ng makina, tulad ng mga tisyu ng kalamnan.

Katulad sa panloob na mga protina ng nuclear lamad, ang mga mutasyon sa lamina ay malapit na nauugnay sa isang malaking bilang ng mga magkakaibang mga sakit sa tao.

Bilang karagdagan, higit pa at maraming ebidensya ang natagpuan na nag-uugnay sa nuclear lamina na may pag-iipon. Ang lahat ng ito ay nagtatampok ng kahalagahan ng mga protina ng nuclear lamad sa pangkalahatang paggana ng cell.

Nukleyar na lamad sa mga halaman

Sa kaharian ng halaman, ang nuclear sobre ay isang napakahalagang sistema ng lamad, kahit na napakaliit nitong pinag-aralan. Sa kabila ng katotohanan na walang eksaktong kaalaman sa mga protina na bumubuo sa nuclear lamad sa mas mataas na mga halaman, tinukoy ang ilang mga pagkakaiba sa natitirang mga kaharian.

Ang mga halaman ay walang mga pagkakasunud-sunod na homologous sa laminae at, sa halip na mga centrosom, ito ay ang membrane ng nuklear na nagsisilbing sentro ng pag-aayos para sa mga microtubule.

Para sa kadahilanang ito, ang pag-aaral ng mga pakikipag-ugnayan ng sobre ng nukleyar sa mga halaman na may mga elemento ng cytoskeleton ay isang nauugnay na paksa ng pag-aaral.

Mga Sanggunian

1. Alberts, B., & Bray, D. (2006). Panimula sa cell biology. Panamerican Medical Ed.
2. Eynard, AR, Valentich, MA, & Rovasio, RA (2008). Ang histology at embryology ng tao: cellular at molekular na mga base. Panamerican Medical Ed.
3. Hetzer MW (2010). Ang nuclear sobre. Ang pananaw ng Cold Spring Harbour sa biology, 2 (3), a000539.
4. Meier, I. (2008). Functional na organisasyon ng nucleus ng halaman. Springer.
5. Ross, MH, & Pawlina, W. (2006). Kasaysayan. Lippincott Williams & Wilkins.
6. Welsch, U., & Sobotta, J. (2008). Kasaysayan. Panamerican Medical Ed.
7. Bata, B., Woodford, P., & O'Dowd, G. (Eds.). (2014). Gulong. Functional histology: Teksto at Atlas na kulay. Elsevier Mga Agham sa Kalusugan.