Komórka biologiczna

Koperta jądrowa

4409
1268
Marianna Czarnecki

Owijanie jądrowe lub błona to błona, która wyznacza jądro komórek eukariotycznych

Co to jest pakowanie nuklearne?

Koperta jądrowa, Membrana jądrowa lub Carioteca, jest to błona biologiczna utworzona przez dwuwarstwę o naturze lipidowej, która otacza materiał genetyczny i jądro komórek eukariotycznych.

Jest to dość złożona struktura i wyposażona w precyzyjny system regulacji, utworzony przez dwóch dwuwarstw: wewnętrzna i zewnętrzna membrana. Przestrzeń między dwiema membranami nazywa się przestrzenią okołączkową i ma przybliżoną szerokość od 20 do 40 nanometrów.

Membrana zewnętrzna tworzy kontinuum z retikulum endoplazmatycznym. Z tego powodu ma rybosomy zakotwiczone w swojej strukturze.

Membrana charakteryzuje się obecnością porów jądrowych, które pośredniczą w ruchu substancji od wnętrza jądra do cytoplazmy komórkowej i odwrotnie.

Przejście cząsteczek między tymi dwoma przedziałami jest dość zajęte. RNA i podjednostki rybosomalne muszą być stale przenoszone z jądra do cytoplazmy, podczas gdy histony, DNA, polimeraza RNA i inne substancje niezbędne do aktywności jądra muszą być importowane z cytoplazmy do jądra.

Koperta jądrowa zawiera znaczną liczbę białek zaangażowanych w organizację chromatyny, a także w regulacji genów.

Charakterystyka owijania nuklearnego

Schemat owijania nuklearnego. Źródło: Wikimedia Commons

- Koperta jądrowa jest jedną z najbardziej widocznych charakterystyk komórek eukariotycznych. Jest to wysoce zorganizowana podwójna membrana biologiczna, która otacza jądrowy materiał genetyczny komórki -nukleoplazmat-.

- Wewnątrz znajdujemy chromatynę, substancję utworzoną przez DNA przyłączoną do różnych białek, głównie do histonów, które umożliwiają ich skuteczne opakowanie. Jest podzielony na euchromatynę i heterochromatynę.

- Obrazy uzyskane za pomocą mikroskopii elektronicznej pokazują, że błona zewnętrzna tworzy kontinuum z retikulum endoplazmatycznym, więc ma również rybosomy zakotwiczone w błonie. W ten sam sposób przestrzeń okołączowa tworzy kontinuum z światłem retikulum endoplazmatycznego.

- Zakotwiczone z boku nukleoplazmy w błonie wewnętrznej, znajdujemy strukturę w kształcie blaszki utworzoną przez włókna białkowe, zwana „nuklearną”.

- Membrana jądra jest perforowana przez serię porów, które umożliwiają regulowany ruch substancji między zachowaniami jądrowymi i cytoplazmatycznymi. Na przykład u ssaków szacuje się, że istnieje około 3.000 lub 4.000 porów.

Może ci służyć: komórki nabłonkowe płaskonabłonkowe

- Istnieją bardzo kompaktowe masy chromatyny, które są przylegane do wewnętrznej błony owijania, z wyjątkiem obszarów, w których istnieją pory.

Funkcja owijania nuklearnego

- Główną funkcją owijania nuklearnego jest utrzymanie Separacja między nukleoplazmatem - zawartość jądra i cytoplazmy komórki.

- DNA pozostaje bezpieczne i izolowane z reakcji chemicznych, które mają miejsce w cytoplazmie i może negatywnie wpływać na materiał genetyczny. Ta bariera zapewnia fizyczne oddzielenie procesów jądrowych, takich jak transkrypcja i procesy cytoplazmatyczne, takie jak translacja.

- Selektywny transport makrocząsteczek między wnętrzem jądra a cytoplazmie występuje dzięki obecności porów jądrowych i umożliwia regulację ekspresji genów. Na przykład pod względem splicingu komunikatora PE-arn i degradacji dojrzałych posłańców.

- Jednym z kluczowych elementów jest nuklear. Pomaga wspierać jądro, oprócz zapewnienia miejsca zakotwiczenia dla włókien chromatyny.

- Membrana podstawowa nie jest barierą pasywną ani statyczną. Przyczynia się do organizacji chromatyny, do ekspresji genów, do zakotwiczenia rdzenia do cytoszkieletu, do procesów podziału komórek i prawdopodobnie ma inne funkcje.

Formacja owijania nuklearnego

Podczas procesów podziału podstawowego konieczne jest powstawanie nowej obwiedni jądrowej, ponieważ ostatecznie błona znika.

Wynika to ze składników pęcherzykowych z szorstkiego retikulum endoplazmatycznego. W tym procesie mikrotubule i silniki komórkowe cytoszkieletu uczestniczą aktywnie.

Kompozycja koperty nuklearnej

Ofiara jądrowa jest tworzona przez dwie dwuwarstwy lipidowe utworzone przez typowe fosfolipidy, z kilkoma zintegrowanymi białkami. Przestrzeń między dwiema błonami nazywa się przestrzenią wewnątrzgembranową lub okołączkową, która trwa wraz ze światłem retikulum endoplazmatycznego.

W wewnętrznej powierzchni wewnętrznej otoczki jądrowej istnieje charakterystyczna warstwa utworzona z włókien pośrednich, zwanych nukami jądrowymi, zjednoczoną z białkami błony wewnętrznej za pomocą heterochromaryny H.

Koperta jądrowa ma liczne pory jądrowe, które zawierają kompleksy porów nuklearnych. Są to struktury w kształcie cylindra złożone z 30 nukleoporyn o średnicy centralnej około 125 nanometrów.

Może ci służyć: anafaza

Białka owijające nuklearne

Pomimo ciągłości z retikulum, zarówno błony zewnętrznej, ponieważ wewnętrzna przedstawia grupę specyficznych białek, których nie znaleziono w retikulum endoplazmatycznym. Najbardziej widoczne są następujące:

Nukleoporyny

Nukleoporyny, znane również w literaturze jako NUP, tworzą strukturę zwaną kompleksem porów jądrowych, które składają się z serii kanałów wodnych, które umożliwiają dwukierunkową wymianę białek, RNA i innych cząsteczek.

Innymi słowy, nukleoporyny działają jako rodzaj „drzwi” molekularnych, które bardzo selektywnie pośredniczą w przejściu różnych cząsteczek.

Hydrofobowe wnętrze kanału wyklucza niektóre makrocząsteczki, w zależności od wielkości tego samego i jego poziomu polaryzacji. Małe cząsteczki, około 40 kDa lub hydrofobowe, mogą przechodzić biernie przez kompleks porów.

Natomiast polarne cząsteczki natury, które są większe, potrzebują przenośnika jądrowego, aby wejść do jądra.

Transport przez kompleks porów nuklearnych

Transport przez te kompleksy jest dość skuteczny. Przez pojedynczy porów może przejść około 100 cząsteczek histonów na minutę.

Białko, które należy zabrać do jądra, musi dołączyć do importiny alfa. Beta importowanie tego kompleksu na pierścień zewnętrzny. Zatem importowanie Alfa związane z białkiem udaje się przekroczyć kompleks porów.

Wreszcie, import beta dysocjuje układ w cytoplazmie, a import alfa jest już dysocja w jądrze.

Wewnętrzne białka błony

Kolejna seria białek jest specyficzna dla wewnętrznej błony. Jednak większość tej grupy prawie 60 kompleksowych białek błonowych nie została scharakteryzowana, chociaż ustalono, że oddziałują one na arkuszu i chromatynie.

Istnieje coraz więcej dowodów, które potwierdzają różnorodne i niezbędne funkcje wewnętrznej otoczki jądrowej. Wydaje się, że odgrywa rolę w organizacji chromatyny, w ekspresji genów i w metabolizmie materiału genetycznego.

W rzeczywistości odkryto, że lokalizacja i niewłaściwa funkcja białek, które składają się na błonę wewnętrzną, są powiązane z dużą liczbą chorób u ludzi.

Może ci służyć: cytoplazma: funkcje, części i cechy

Zewnętrzne białka błony

Trzecia klasa specyficznych białek owijania jądrowego, znajdują się w zewnętrznej części wspomnianej struktury. Jest to bardzo heterogeniczna grupa kompleksowych białek błonowych, które mają wspólną domenę, zwaną kash.

Białka występujące w regionie zewnętrznym tworzą rodzaj „mostu” z wewnętrznymi białkami otoczki jądrowej.

Te fizyczne połączenia między cytoszkieletem i chromatyną wydają się być istotne dla zdarzeń transkrypcyjnych, replikacji i replikacji DNA.

Białka blaszkowe

Ostateczna grupa białkowa owijania jest tworzona przez białka arkusza, sieć utworzona przez włókna pośrednie złożone z arkuszy typu A i B. Arkusz ma grubość od 30 do 100 nanometrów.

Arkusz jest kluczową strukturą, która daje stabilność jądra, szczególnie w tkankach, które są w stałym narażeniu na siły mechaniczne, takie jak tkanki mięśniowe.

Podobnie do wewnętrznych białek owijania jądrowego, mutacje blaszkowe są ściśle związane z dużą liczbą bardzo różnorodnych chorób ludzkich.

Ponadto stwierdzono coraz więcej dowodów, które odnoszą blaszkę jądrową ze starzeniem się. Wszystko to podkreśla znaczenie białek owijania jądrowego w ogólnym funkcjonowaniu komórki.