NUKLEOPLASM: MGA KATANGIAN, ISTRAKTURA AT PAG-ANDAR - ANATOMY AT PHYSIOLOGY - 2025

Ang nucleoplasm ay ang sangkap na kung saan ang DNA at iba pang mga nukleyar na istruktura, tulad ng nucleoli, ay naka-embed. Nahiwalay ito mula sa cell cytoplasm sa pamamagitan ng lamad ng nucleus, ngunit maaaring makipagpalitan ng mga materyales kasama nito sa pamamagitan ng mga nukleyar na pores.

Ang mga sangkap nito ay pangunahing tubig at isang serye ng mga asukal, ions, amino acid, at protina at enzymes na kasangkot sa regulasyon ng gene, bukod sa higit sa 300 na protina maliban sa mga histone. Sa katunayan, ang komposisyon nito ay katulad ng sa cell cytoplasm.

Sa loob ng nuclear fluid na ito ay mayroon ding mga nucleotide, na kung saan ay ang "mga bloke ng gusali" na ginagamit para sa pagtatayo ng DNA at RNA, sa tulong ng mga enzyme at cofactors. Sa ilang mga malalaking selula, tulad ng acetabularia, ang nucleoplasm ay malinaw na nakikita.

Nauna nang naisip ang nucleoplasm na binubuo ng isang amorphous mass na nakapaloob sa nucleus, hindi kasama ang chromatin at nucleolus. Gayunpaman, sa loob ng nucleoplasm mayroong isang network ng protina na namamahala sa pag-aayos ng chromatin at iba pang mga sangkap ng nucleus, na tinatawag na nuclear matrix.

Ang mga bagong pamamaraan ay nagawang mas mahusay na mailarawan ang sangkap na ito at makilala ang mga bagong istruktura tulad ng mga sheet ng intranuclear, mga filament ng protina na lumilitaw mula sa mga nuklear na nuklear at ang makinarya na pagproseso ng RNA.

Pangkalahatang katangian

Ang nucleoplasm, na tinatawag ding "nuclear juice" o karyoplasm, ay isang protoplasmic colloid na may mga katangian na katulad ng cytoplasm, medyo siksik at mayaman sa iba't ibang mga biomolecules, pangunahin ang mga protina.

Ang Chromatin at isa o dalawang corpuscy na tinatawag na nucleoli ay matatagpuan sa sangkap na ito. Mayroon ding iba pang mga napakalawak na istruktura sa likido na ito tulad ng mga katawan ng Cajal, mga katawan ng PML, mga spiral body o nuclear speckles.

Ang mga istruktura na kinakailangan para sa pagproseso ng messenger preRNA at mga salik ng transkripsyon ay puro sa mga katawan ng Cajal.

Ang mga nukleyar na mga pekpek ay lumilitaw na katulad ng mga katawan ng Cajal, sila ay napaka-pabago-bago at lumipat patungo sa mga rehiyon kung saan aktibo ang transkripsyon.

Ang mga katawan ng PML ay lumilitaw na mga marker para sa mga selula ng kanser, dahil hindi nila kapani-paniwalang taasan ang kanilang mga numero sa loob ng nucleus.

Mayroon ding isang serye ng mga spherical nucleolar na katawan na saklaw sa pagitan ng 0.5 at 2 µm sa diameter, na binubuo ng mga globules o fibril na, bagaman naiulat na ito sa mga malusog na selula, ang kanilang dalas ay mas mataas sa mga pathological na istruktura.

Ang pinaka may-katuturang mga istrukturang nukleyar na naka-embed sa nucleoplasm ay inilarawan sa ibaba:

Nukleoli

Ang nucleolus ay isang natitirang spherical na istraktura na matatagpuan sa loob ng nucleus ng mga cell at hindi tinatanggal ng anumang uri ng biomembrane na naghihiwalay sa kanila mula sa natitirang bahagi ng nucleoplasm.

Binubuo ito ng mga rehiyon na tinatawag na NOR (mga rehiyon ng organisasyong organisador ng chromosomal) kung saan matatagpuan ang mga pagkakasunud-sunod na code para sa ribosom. Ang mga gen na ito ay matatagpuan sa mga tukoy na rehiyon ng mga kromosoma.

Sa tiyak na kaso ng mga tao, sila ay nakaayos sa mga satellite na rehiyon ng chromosom 13, 14, 15, 21 at 22.

Ang isang serye ng mga mahahalagang proseso ay nangyayari sa nucleolus, tulad ng transkripsyon, pagproseso, at pagpupulong ng mga subunits na bumubuo ng mga ribosom.

Sa kabilang banda, naiiwan ang tradisyunal na pagpapaandar nito, natagpuan ng mga kamakailang pag-aaral na ang nucleolus ay nauugnay sa mga protina ng suppressor ng kanser, mga cell cycle regulators, at mga protina mula sa mga partikulo ng mga virus.

Mga teritoryo ng Subnuklear

Ang molekula ng DNA ay hindi random na nagkalat sa cell nucleoplasm, ito ay inayos sa isang napaka-tiyak at compact na paraan na may isang set ng lubos na napagtipid na mga protina sa buong ebolusyon na tinatawag na mga histones.

Ang proseso ng pag-aayos ng DNA ay nagbibigay-daan sa pagpapakilala ng halos apat na metro ng genetic material sa isang mikroskopikong istraktura.

Ang samahan na ito ng genetic na materyal at protina ay tinatawag na chromatin. Inayos ito sa mga rehiyon o domain na tinukoy sa nucleoplasm, at ang dalawang uri ay maaaring makilala: euchromatin at heterochromatin.

Ang Euchromatin ay hindi gaanong compact at sumasaklaw sa mga gene na ang transkripsyon ay aktibo, dahil ang mga kadahilanan ng transkrip at iba pang mga protina ay may access dito kumpara sa heterochromatin, na lubos na siksik.

Ang mga rehiyon ng Heterochromatin ay matatagpuan sa periphery at euchromatin nang higit pa sa sentro ng nucleus, at malapit din sa mga nukleyar na pores.

Katulad nito, ang mga kromosom ay ipinamamahagi sa mga tiyak na lugar sa loob ng nucleus na tinatawag na mga teritoryo ng chromosomal. Sa madaling salita, ang chromatin ay hindi sapalarang lumulutang sa nucleoplasm.

Nuclear matrix

Ang samahan ng iba't ibang mga kompanyang nukleyar ay tila idinidikta ng nuklear na matris.

Ito ay isang panloob na istraktura ng nucleus na binubuo ng isang sheet na isinama sa mga komplikadong pore ng nuklear, nananatiling nukleolar at isang hanay ng mga fibrous at butil na istruktura na ipinamamahagi sa buong nucleus na sumasakop sa isang makabuluhang dami nito.

Ang mga pag-aaral na sinubukan upang makilala ang matrix ay nagpasya na ito ay masyadong magkakaibang upang tukuyin ang biochemical at functional makeup.

Ang lamina ay isang uri ng layer na binubuo ng mga protina na saklaw mula 10 hanggang 20 nm at juxtaposed sa panloob na mukha ng core lamad. Ang konstitusyon ng protina ay nag-iiba depende sa pangkat ng taxonomic na pinag-aralan.

Ang mga protina na bumubuo sa lamina ay katulad ng mga intermediate filament at, bilang karagdagan sa senyas ng nukleyar, nagtataglay ng globular at cylindrical na mga rehiyon.

Tulad ng para sa panloob na nuclear matrix, naglalaman ito ng isang mataas na bilang ng mga protina na may isang nagbubuklod na site para sa messenger RNA at iba pang mga uri ng RNA. Sa panloob na matrix na ito, ang pagtitiklop ng DNA, transkripsyon na hindi pang-nucleolar at pagproseso ng post-transcriptional messenger preRNA ay nangyayari.

Nukleoskeleton

Sa loob ng nucleus mayroong isang istraktura na maihahambing sa cytoskeleton sa mga cell na tinatawag na nucleoskeleton, na binubuo ng mga protina tulad ng actin, αII-spectrin, myosin, at higanteng protina na tinatawag na titin. Gayunpaman, ang pagkakaroon ng istraktura na ito ay pinagtatalunan pa rin ng mga mananaliksik.

Istraktura

Ang nucleoplasm ay isang sangkap na gulaman na kung saan ang iba't ibang mga istrukturang nukleyar, na nabanggit sa itaas, ay maaaring makilala.

Ang isa sa mga pangunahing sangkap ng nucleoplasm ay ang ribonucleoproteins, na binubuo ng mga protina at RNA na binubuo ng isang rehiyon na mayaman sa aromatic amino acid na may isang pagkakaugnay para sa RNA.

Ang mga ribonucleoproteins na matatagpuan sa nucleus ay partikular na tinatawag na maliit na ribonucleoproteins ng nuklear.

Komposisyon ng biochemical

Ang kemikal na komposisyon ng nucleoplasm ay kumplikado, kabilang ang mga kumplikadong biomolecules tulad ng mga nuklear na protina at enzymes, at din ang mga di-organikong mga compound tulad ng mga asin at mineral tulad ng potassium, sodium, calcium, magnesium, at posporus.

Ang ilan sa mga ion na ito ay kailangang-kailangan ng mga cactactors ng mga enzyme na nag-replicate ng DNA. Naglalaman din ito ng ATP (adenosine triphosphate) at acetyl coenzyme A.

Ang isang serye ng mga enzyme na kinakailangan para sa synthesis ng mga nucleic acid, tulad ng DNA at RNA, ay naka-embed sa nucleoplasm. Kabilang sa mga pinakamahalaga ay ang DNA polymerase, RNA polymerase, NAD synthetase, pyruvate kinase, bukod sa iba pa.

Ang isa sa mga pinaka-masaganang protina ng nucleoplasm ay ang nucleoplastim, na isang acidic at pentameric protein na may hindi pantay na mga domain sa ulo at buntot. Ang acidic na katangian nito ay namamahala upang protektahan ang mga positibong singil na naroroon sa mga histone at namamahala upang makisama sa nucleosome.

Ang mga nukleosom ay ang mga istrukturang tulad ng bead sa isang kuwintas, na nabuo sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan ng DNA sa mga histones. Ang mga maliliit na molekula ng lipid ay napansin din na lumulutang sa semi-aqueous matrix.

Mga Tampok

Ang nucleoplasm ay ang matrix kung saan naganap ang isang serye ng mga mahahalagang reaksyon para sa wastong paggana ng nucleus at cell sa pangkalahatan. Ito ay ang site kung saan nangyayari ang synthesis ng DNA, RNA at ribosomal subunits.

Gumagana ito bilang isang uri ng "kutson" na pinoprotektahan ang mga istruktura na nalubog sa loob nito, bilang karagdagan sa pagbibigay ng isang paraan ng transportasyon ng mga materyales.

Ito ay nagsisilbing isang suspensyon intermediate para sa mga istruktura ng subnuklear at tumutulong din na mapanatiling matatag ang hugis ng nucleus, na nagbibigay ito ng katigasan at katigasan.

Ang pagkakaroon ng maraming mga metabolic pathways sa nucleoplasm, tulad ng sa cell cytoplasm, ay ipinakita. Sa loob ng mga biochemical pathways na ito ay glycolysis at ang citric acid cycle.

Ang landas ng pentose phosphate, na nag-aambag ng mga pentoses sa nucleus, ay naiulat din. Sa parehong paraan, ang nucleus ay isang synthesis zone para sa NAD ⁺ , na gumaganap bilang coenzymes ng dehydrogenases.

Pagproseso ng Messenger preRNA

Ang pagproseso ng pre-mRNA ay naganap sa nucleoplasm at nangangailangan ng pagkakaroon ng maliit na nucleolar ribonucleoproteins, pinaikling bilang snRNP.

Sa katunayan, ang isa sa pinakamahalagang aktibong aktibidad na nangyayari sa eukaryotic nucleoplasm ay ang synthesis, pagproseso, transportasyon at pag-export ng mga mature messenger RNAs.

Ang pangkat ng Ribonucleoproteins upang magkasama upang mabuo ang spliceosome o splicing complex, na kung saan ay isang catalytic center na responsable para sa pagtanggal ng mga introns mula sa messenger RNA. Ang isang serye ng RNA molekula na mataas sa uracil ay may pananagutan sa pagkilala sa mga intron.

Ang kahanga-hanga ay binubuo ng humigit-kumulang limang maliliit na RNA ng nucleolar na tinatawag na snRNA U1, U2, U4 / U6 at U5, bilang karagdagan sa pakikilahok ng iba pang mga protina.

Alalahanin natin na sa eukaryotes ang mga gene ay nakagambala sa molekula ng DNA ng mga hindi rehiyon na coding na tinatawag na mga intron na dapat alisin.

Ang reaksyon ng kahanga-hanga ay nagsasama ng dalawang magkakasunod na hakbang: ang pag-atake ng nucleophilic sa 5 ′ cut zone sa pamamagitan ng pakikipag-ugnay sa isang nalalabi na adenosine na katabi ng 3 ′ zone ng intron (hakbang na naglalabas ng exon), na sinundan ng unyon ng mga exon.

Mga Sanggunian

1. Brachet, J. (2012). Molecular Cytology V2: Pakikipag-ugnay sa Cell. Elsevier.
2. Guo, T., & Fang, Y. (2014). Functional na samahan at dinamika ng nucleus ng cell. Mga Frontier sa Plant Science, 5, 378.
3. Jiménez García, LF (2003). Cellular at molekular na biyolohiya. Edukasyon ng Pearson ng Mexico.
4. Lammerding, J. (2011). Mekanismo ng Nukleus. Komprehensibong Physiology, 1 (2), 783-807.
5. Pederson, T. (2000). Kalahati ng isang Siglo ng "The Nuclear Matrix." Molekular na Biology ng Cell, 11 (3), 799-805.
6. Pederson, T. (2011). Ipinakilala ang Nukleus. Mga Cold Spring Harbour Perspectives sa Biology, 3 (5), a000521.
7. Welsch, U., & Sobotta, J. (2008). Kasaysayan. Panamerican Medical Ed.