Biológia buniek

Jadrová obálka

2228
668
Alfréd Blaho

Jadrové obalovanie alebo membrána je membrána, ktorá vymedzuje jadro eukaryotických buniek

Čo je jadrové zabalenie?

Ten Jadrová obálka, Jadrová alebo karioteca membrána, je to biologická membrána tvorená dvojvrstvou lipidovej povahy, ktorá obklopuje genetický materiál a jadro eukaryotických buniek.

Je to pomerne zložitá štruktúra a je vybavená presným regulačným systémom, ktorý tvorí dvoma dvojvrstvami: interná a vonkajšia membrána. Priestor medzi týmito dvoma membránami sa nazýva perinukleárny priestor a má približnú šírku 20 až 40 nanometrov.

Vonkajšia membrána tvorí kontinuum s endoplazmatickým retikulom. Z tohto dôvodu má vo svojej štruktúre ukotvené ribozómy.

Membrána je charakterizovaná prítomnosťou jadrových pórov, ktoré sprostredkujú prenos látky zvnútra jadra do bunkovej cytoplazmy a naopak.

Prechod molekúl medzi týmito dvoma priehradkami je dosť zaneprázdnený. RNA a ribozomálne podjednotky sa musia neustále prenášať z jadra do cytoplazmy, zatiaľ čo históny, DNA, RNA polymeráza a ďalšie látky potrebné na aktivitu jadra sa musia dovážať z cytoplazmy do jadra.

Jadrová obálka obsahuje významný počet proteínov zapojených do organizácie chromatínu a tiež do regulácie génov.

Charakteristiky jadrového obalu

Schéma jadrových zbraní. Zdroj: Wikimedia Commons

- Jadrová obálka je jednou z najvýznamnejších charakteristík eukaryotických buniek. Je to vysoko organizovaná dvojitá biologická membrána, ktorá uzatvára jadrový genetický materiál bunky -nukleoplasmy-.

- Vo vnútri nájdeme chromatín, látku tvorenú DNA pripojenou k rôznym proteínom, hlavne k histónom, ktoré umožňujú ich účinné balenie. Je rozdelený na euchromatín a heterochromatín.

- Obrázky získané elektronickou mikroskopiou ukazujú, že vonkajšia membrána tvorí kontinuum s endoplazmatickým retikulom, takže má tiež ribozómy ukotvené k membráne. Rovnakým spôsobom, perinukleárny priestor tvorí kontinuum s lúmenom endoplazmatického retikula.

- Ukotvené na strane nukleoplazmy vo vnútornej membráne nájdeme štruktúru tvare laminy vytvorenú proteínovými vláknami nazývanou „jadrový list“.

- Membrána jadra je perforovaná radom pórov, ktoré umožňujú regulovanú prenos látky medzi jadrovou a cytoplazmatickou správaním. Napríklad u cicavcov sa odhaduje, že existuje asi 3.000 alebo 4.000 pórov.

Môže vám slúžiť: epitelové bunky skvamózne

- Existujú veľmi kompaktné chromatínové hmoty, ktoré sa dodávajú do vnútornej membrány obalu, s výnimkou oblastí, kde existujú póry.

Funkcia jadrového obalu

- Hlavnou funkciou jadrového obalu je udržiavanie a Oddelenie nukleoplasmy - obsah jadra - a cytoplazma bunka.

- DNA zostáva v bezpečí a izolovaná z chemických reakcií, ktoré sa uskutočňujú v cytoplazme a mohlo by negatívne ovplyvniť genetický materiál. Táto bariéra poskytuje fyzické oddelenie jadrových procesov, ako je transkripcia a cytoplazmatické procesy, ako je napríklad preklad.

- Selektívny transport makromolekúl medzi vnútorným jadrom a cytoplazmou sa vyskytuje vďaka prítomnosti jadrových pórov a umožňuje reguláciu génovej expresie. Napríklad z hľadiska zostrihu posolov PE-ARN a degradácie zrelých poslov.

- Jedným z kľúčových prvkov je jadrový list. To pomáha podporovať jadro, okrem poskytovania kotviaceho miesta pre chromatínové vlákna.

- Jadrová membrána nie je pasívna alebo statická bariéra. Prispieva k organizácii chromatínu, k expresii génov, k kotve jadra k cytoskeletu, k procesom delenia buniek a prípadne majú iné funkcie.

Tvorba jadrových zbraní

Počas procesov základného delenia je potrebné tvorba novej jadrovej obálky, pretože nakoniec membrána zmizne.

Toto je tvorené z vezikulárnych komponentov z hrubého endoplazmatického retikula. V tomto procese sa aktívne zúčastňujú mikrotubuly a bunkové motory cytoskeletu.

Kompozícia jadrovej obálky

Jadrová obálka je tvorená dvoma lipidovými dvojvrstvami tvorenými typickými fosfolipidmi s niekoľkými integrovanými proteínmi. Priestor medzi týmito dvoma membránami sa nazýva intramebranózny alebo perinukleárny priestor, ktorý pokračuje svetlom endoplazmatického retikula.

Vo vnútornej strane vnútornej jadrovej obálky je výrazná vrstva tvorená medziproduktovými vláknami, nazývanou jadrový list, zjednotená s proteínmi vnútornej membrány pomocou heterochromarínu H.

Jadrová obálka má početné jadrové póry, ktoré obsahujú komplexy jadrových pórov. Jedná sa o štruktúry tvare valca zložené z 30 nukleoporínov s centrálnym priemerom asi 125 nanometrov.

Môže vám slúžiť: anafáza

Jadrové balenie

Napriek kontinuite s retikulom, obidvom vonkajšou membránou, pretože vnútorná prítomná skupina špecifických proteínov, ktoré sa nenachádzajú v endoplazmatickom retikule. Najvýznamnejšie sú:

Nukleoporins

Nukleoporíny, tiež známe v literatúre ako NUPS, tvoria štruktúru nazývanú komplex jadrových pórov, ktorá pozostáva zo série vodných kanálov, ktoré umožňujú obojsmernú výmenu proteínov, RNA a iných molekúl.

Inými slovami, nukleoporíny fungujú ako druh molekulárnych „dverí“, ktoré veľmi selektívne sprostredkujú priechod rôznych molekúl.

Hydrofóbny interiér kanála vylučuje určité makromolekuly v závislosti od veľkosti toho istého a jeho úrovne polarity. Malé molekuly, približne menej ako 40 kDa alebo hydrofóbne, môžu pasívne prechádzať cez komplex pórov.

Naopak, molekuly polárnej prírody, ktoré sú väčšie, potrebujú na vstup do jadra jadrový dopravník.

Transport komplexom jadrových pórov

Preprava cez tieto komplexy je dosť efektívna. Jedným pórom môže prejsť okolo 100 histónových molekúl za minútu.

Proteín, ktorý sa musí dostať do jadra, sa musí pripojiť k importu alfa. Beta importujte tento komplex do externého kruhu. Importín ALFA spojený s proteínom sa teda podarí prekročiť komplex pórov.

Nakoniec beta dovoz disociuje systém v cytoplazme a dovoz alfa je už dissocia vo vnútri jadra.

Interné membránové proteíny

Ďalšia séria proteínov je špecifická pre vnútornú membránu. Väčšina tejto skupiny takmer 60 komplexných proteínov membrány však nebola charakterizovaná, hoci sa zistilo, že interagujú s hárkom a chromatínom.

Existuje stále viac dôkazov, ktoré podporujú rôzne a základné funkcie pre vnútornú jadrovú obálku. Zdá sa, že hrá úlohu pri organizácii chromatínu, v expresii génov a v metabolizme genetického materiálu.

V skutočnosti sa zistilo, že umiestnenie a nesprávna funkcia proteínov, ktoré tvoria vnútornú membránu, sú spojené s vysokým počtom chorôb u ľudí.

Môže vám slúžiť: cytoplazma: funkcie, časti a vlastnosti

Externé membránové proteíny

Tretia trieda špecifických proteínov jadrového obalu sa nachádza vo vonkajšej časti uvedenej štruktúry. Je to veľmi heterogénna skupina komplexných membránových proteínov, ktoré zdieľajú spoločnú doménu nazývanú Kash.

Proteíny nachádzajúce sa vo vonkajšej oblasti tvoria druh „mosta“ s vnútornými proteínmi jadrovej obálky.

Zdá sa, že tieto fyzické spojenia medzi cytoskeletom a chromatínom sú relevantné pre transkripčné, replikácie a replikácie DNA.

Lamina proteíny

Konečná proteínová skupina jadrového obalu je tvorená proteínmi listu, siete tvorenou medziproduktovými vláknami zloženými z listov typu A a B. List má hrúbku 30 až 100 nanometrov.

List je rozhodujúca štruktúra, ktorá dáva stabilite jadra, najmä v tkanivách, ktoré sú v neustálom vystavení mechanickým silám, ako sú svalové tkanivá.

Podobne ako v prípade vnútorných proteínov jadrového obalu, lamina mutácie úzko súvisia s vysokým počtom veľmi rozmanitých ľudských chorôb.

Okrem toho sa zistilo čoraz viac dôkazov, ktoré súvisia s jadrovou vrstvou so starnutím. To všetko zdôrazňuje dôležitosť jadrových obalových proteínov pri všeobecnom fungovaní bunky.