Nucleoplasma

Posizione nucleoplasma nel nucleo cellulare

Cos'è il nucleoplasma?

Lui Nucleoplasma È la sostanza in cui il DNA e altre strutture nucleari sono immerse, come i nucleoli. Si separa dal citoplasma cellulare per mezzo della membrana centrale, ma può scambiare materiali con esso attraverso i pori nucleari.

I suoi componenti sono principalmente acqua e una serie di zuccheri, ioni, aminoacidi e proteine ​​ed enzimi coinvolti nella regolazione genica, tra queste più di 300 proteine ​​diverse dagli istoni. In effetti, la sua composizione è simile a quella del citoplasma cellulare.

All'interno di questo fluido nucleare ci sono anche i nucleotidi, che sono i "blocchi" utilizzati per la costruzione di DNA e RNA, con l'aiuto di enzimi e cofattori. In alcune grandi cellule, come in acetabularia, Il nucleoplasma è chiaramente visibile.

In precedenza si pensava che il nucleoplasma consistesse in una massa amorfa bloccata nel nucleo, escludendo la cromatina e il nucleolo. Tuttavia, all'interno del nucleoplasma è una rete proteica incaricata di organizzare la cromatina e altri componenti del nucleo, chiamata matrice nucleare.

Le nuove tecniche sono riuscite a visualizzare meglio questo componente e identificare nuove strutture come fogli inquieti, filamenti proteici che emergono dai pori nucleari e dai macchinari di elaborazione dell'RNA.

Caratteristiche generali del nucleoplasma

- Il nucleoplasma, chiamato anche "succo nucleare" o carioplasma, è un colloide protoplasmatico di proprietà simili al citoplasma, relativamente denso e ricco di biomolecole diverse, principalmente proteine.

- In questa sostanza c'è la cromatina e uno o due corpuscoli chiamati nucleoli. Ci sono anche altre strutture immense in questo fluido come corpi cajal, corpi PML, corpi a spirale o Macchie nucleare, tra gli altri.

- Nei corpi cajal le strutture necessarie sono concentrate per l'elaborazione dei messaggeri e i fattori di trascrizione.

- IL Macchie I nucleari sembrano simili ai corpi di Cajal, sono molto dinamici e si spostano verso regioni in cui la trascrizione è attiva.

- I corpi PML sembrano essere marcatori di cellule tumorali, poiché il loro numero all'interno del nucleo aumenta incredibilmente.

- Esistono anche una serie di corpi nucleolari sferici che coprono tra 0,5 e 2 µm di diametro composti da cellule del sangue o fibrille che, sebbene siano state riportate in cellule sane, la loro frequenza è molto più alta nelle strutture patologiche.

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Struttura nucleoplasma

Le strutture nucleari più rilevanti che sono incorporate nel nucleoplasma sono descritte di seguito:

Nucleolos

Il nucleolo è una sottostruttura del nucleo eucariotico

Il nucleolo o il nucleolo è una struttura sferica eccezionale situata all'interno del nucleo cellulare e non è delimitata da alcuna biomembrana che li separa dal resto del nucleoplasma.

È costituito in regioni chiamate nors (Regioni dell'organizzazione nucleolare cromosomica) dove si trovano le sequenze che codificano per i ribosomi. Questi geni si trovano nelle regioni cromosomi specifiche.

Nel caso specifico degli umani, sono organizzati nelle regioni satellitari dei cromosomi 13, 14, 21 e 22.

Nel nucleolo si verifica una serie di processi indispensabili, come la trascrizione, l'elaborazione e l'assemblaggio delle subunità che compongono i ribosomi.

D'altra parte, lasciando da parte la sua funzione tradizionale, recenti studi hanno scoperto che il nucleolo è correlato alla proteina soppressore delle cellule cancerose, regolatori del ciclo cellulare e con proteine ​​da particelle virali.

Territori subnucleari

La molecola di DNA non è dispersa casualmente nel nucleoplasma cellulare, è organizzata altamente specifica e compatta con una serie di proteine ​​altamente conservate durante l'evoluzione chiamate istoni.

Il processo di organizzazione del DNA consente di introdurre quasi quattro metri di materiale genetico in una struttura microscopica.

Questa associazione di materiale genetico e proteico è chiamata cromatina. Questo è organizzato in regioni o domini definiti nel nucleoplasma, essendo in grado di distinguere due tipi: euchromatina ed eterocromatina.

L'euchromatina è meno compatta e comprende geni la cui trascrizione è attiva, poiché i fattori di trascrizione e altre proteine ​​hanno accesso a questo in contrasto con l'eterocromatina, che è altamente compatto.

Le regioni di eterocromatina si trovano sulla periferia e l'euchromatina più al centro del nucleo e anche vicino ai pori nucleari.

Allo stesso modo, i cromosomi sono distribuiti in aree specifiche all'interno del nucleo chiamato territori cromosomici. In altre parole, la cromatina non galleggia randarly nel nucleoplasma.

Matrice nucleare

L'organizzazione dei diversi compartimenti nucleari sembra essere dettata dalla matrice nucleare.

È una struttura interna del nucleo composto da una piastra accoppiata a complessi dei pori nucleari, resti nucleolari e una serie di strutture fibrose e granulari distribuite in tutto il nucleo che occupano un volume significativo dello stesso.

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Gli studi che hanno cercato di caratterizzare la matrice hanno concluso che è troppo diversificato per definire la sua costituzione biochimica e funzionale.

Il foglio è una specie di composto proteico giace. La costituzione proteica varia a seconda del gruppo tassonomico studiato.

Le proteine ​​che costituiscono il foglio sono simili ai filamenti intermedi e, oltre alla segnaletica nucleare, hanno regioni globulari e cilindriche.

Per quanto riguarda la matrice nucleare interna, contiene un numero elevato di proteine ​​con un sito dell'Unione dell'RNA messaggero e altri tipi di RNA. In questa matrice interna, la replicazione del DNA, la trascrizione non nucleolare e l'elaborazione del Perarn post -registrazione.

Nucleosqueleto

All'interno del nucleo c'è una struttura paragonabile al citoscheletro nelle cellule chiamate nucleosqueleto, costituita da proteine ​​come actina, αii-expectrina, miosina e proteina gigante chiamata titina. Tuttavia, l'esistenza di questa struttura è ancora discussa dai ricercatori.

Composizione

Uno dei componenti principali del nucleoplasma sono le ribonucleoproteine, composte da proteina e RNA costituite da una regione ricca di aminoacidi aromatici con affinità da parte dell'RNA.

Le ribonucleoproteine ​​trovate nel nucleo sono specificamente chiamate ribonucleoproteine ​​piccole nucleari.

Composizione biochimica

La composizione chimica del nucleoplasma è complessa, tra cui biomolecole complesse come proteine ​​e enzimi nucleari e anche composti inorganici come sali e minerali come potassio, sodio, calcio, magnesio e fosforo.

Alcuni di questi ioni sono cofattori indispensabili degli enzimi che replicano il DNA. Contiene anche ATP (adenosín triffosfato) e accelera il coenzima a.

Nel nucleoplasma una serie di enzimi necessari per la sintesi di acidi nucleici, come il DNA e l'RNA sono incorporate. Tra i più importanti ci sono la DNA polimerasi, l'RNA polimerasi, la NAD sintetasi, la chinasi piruvata, tra gli altri.

Una delle proteine ​​più abbondanti del nucleoplasma è nucleoplastim. La sua caratteristica acida riesce a proteggere le cariche positive presenti negli istoni e riesce a associarsi al nucleosoma.

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I nucleosomi sono quelle strutture simili ai resoconti di una collana, formate dall'interazione del DNA con gli istoni. Piccole molecole di natura lipidica sono state rilevate anche galleggianti in questa matrice semiacua.

Funzioni del nucleoplasma

Il nucleoplasma è la matrice in cui si verifica una serie di reazioni essenziali per il corretto funzionamento del nucleo e della cellula in generale. È il sito in cui si verifica la sintesi di DNA, RNA e subunità ribosomiali.

Funziona come una sorta di "materasso" che protegge le strutture immerse in questo, oltre a fornire un mezzo per il trasporto di materiali.

Serve come intermedio di sospensione per le strutture subnucleari e, inoltre, aiuta a mantenere la forma del nucleo, dando rigidità e durezza.

È stata dimostrata l'esistenza di diverse rotte metaboliche nel nucleoplasma, come nel citoplasma cellulare. All'interno di questi percorsi biochimici ci sono glicolisi e ciclo di acido citrico.

È stata anche segnalata la via del pentosio fosfato, che porta al nucleo il pentosio. Allo stesso modo, il nucleo è una zona di sintesi NAD⁺, che funziona come coenzimi di deidrogenasi.

Messenger Prearn

L'elaborazione del pre-mRNA avviene nel nucleoplasma e richiede la presenza delle piccole ribonucleoproteine ​​nucleolari, abbreviate come SNRNP.

In effetti, una delle attività attive più importanti che si verificano nel nucleoplasma eucariotico è la sintesi, l'elaborazione, il trasporto e l'esportazione di messaggeri maturi RNA.

Le ribonucleoproteine ​​sono raggruppate per formare l'espliceosoma o il complesso di taglio e giunzione, che è un centro catalitico responsabile dell'eliminazione degli introni dell'RNA messaggero. Una serie di molecole di RNA con alto contenuto di uracile è responsabile del riconoscimento degli introni.

L'espliciosoma è composto da circa cinque RN.

Ricordiamo che negli eucarioti i geni sono interrotti nella molecola di DNA mediante regioni non codificanti chiamate introni che devono essere eliminate.

La reazione di Giunzione Integra due passaggi consecutivi: l'attacco nucleofilo nell'area di taglio 5 'per interazione con un residuo di adenosina adiacente alla zona 3' dell'introne (fase che rilascia l'esone), seguito dall'unione degli esoni.