De nucleolus det er en mobilstruktur som ikke er avgrenset av en membran, og er et av de mest fremtredende områdene i kjernen. Det blir sett på som et tettere område i kjernen og er delt inn i tre regioner: tett fibrillær komponent, fibrillær senter og granulær komponent..
Det er hovedsakelig ansvarlig for syntese og samling av ribosomer; denne strukturen har imidlertid også andre funksjoner. Mer enn 700 proteiner har blitt funnet i nucleolus som ikke er involvert i ribosombiogeneseprosesser. På samme måte er nucleolus involvert i utviklingen av forskjellige patologier.
Den første forskeren som observerte nucleolus-sonen var F. Fontana i 1781, for mer enn to århundrer siden. Da, på midten av 1930-tallet, var McClintock i stand til å observere en slik struktur i sine eksperimenter med Zea mays. Siden da har hundrevis av undersøkelser fokusert på å forstå funksjonene og dynamikken i denne regionen av kjernen..
Artikkelindeks
Nukleolus er en fremtredende struktur lokalisert i kjernen til eukaryote celler. Det er en “region” i form av en kule, siden det ikke er noen type biomembran som skiller den fra resten av atomkomponentene..
Det kan sees under mikroskopet som en underregion av kjernen når cellen er ved grensesnittet.
Den er organisert i regioner kalt NORs (for akronym på engelsk: kromosomale nukleolære arrangørregioner), hvor de ribosomkodende sekvensene er funnet.
Disse genene er i spesifikke regioner i kromosomene. Hos mennesker er de organisert i tandem i satellittregionene til kromosomene 13, 14, 15, 21 og 22.
I nucleolus forekommer transkripsjon, prosessering og montering av underenhetene som utgjør ribosomene.
I tillegg til sin tradisjonelle funksjon, er nucleolus relatert til tumorundertrykkende proteiner, cellesyklusregulatorer og til og med proteiner fra virus.
Nucleolus-proteiner er dynamiske, og deres sekvens ser ut til å ha blitt konservert gjennom evolusjonen. Av disse proteinene har bare 30% vært assosiert med ribosombiogenese.
Nukleolus er delt inn i tre hovedkomponenter, som kan skilles ved elektronmikroskopi: den tette fibrillære komponenten, det fibrillære sentrum og den granulære komponenten..
Generelt er det omgitt av kondensert kromatin, kalt heterokromatin. I nucleolus forekommer prosessene for transkripsjon av ribosomalt RNA, prosessering og montering av ribosomale forløpere.
Nukleolus er en dynamisk region, der proteinene som komponentene raskt kan knytte seg til og skilles fra nukleolære komponenter, skaper en kontinuerlig utveksling med nukleoplasmaet (indre gelatinøse substansen i kjernen).
Hos pattedyr varierer strukturen til kjernen med stadiene i cellesyklusen. I profase observeres en desorganisering av nucleolus og den monteres på nytt på slutten av mitotisk prosess. Maksimal transkripsjonsaktivitet i kjernen er observert i S- og G2-fasene.
Aktiviteten til RNA-polymerase I kan påvirkes av forskjellige fosforyleringstilstander, og modifiserer dermed aktiviteten til nucleolus under cellesyklusen. Lyddemping under mitose oppstår på grunn av fosforylering av forskjellige elementer som SL1 og TTF-1.
Imidlertid er dette mønsteret ikke vanlig i alle organismer. For eksempel er kjernen i gjær til stede -og aktiv- under hele prosessen med celledeling..
Genene som koder for ribosomalt RNA er lokalisert i fibrillære sentre. Disse sentrene er klare regioner omgitt av tette fibrillære komponenter. Fibrillarsentrene er varierende i størrelse og antall, avhengig av celletype.
Et bestemt mønster er beskrevet med hensyn til egenskapene til fibrillære sentre. Celler med høy ribosomsyntese har et lavt antall fibrillære sentre, mens celler med redusert metabolisme (som lymfocytter) har større fibrillære sentre..
Det er spesifikke tilfeller, som nevroner med en veldig aktiv metabolisme, hvis nucleolus har et gigantisk fibrillært senter, ledsaget av små mindre sentre..
Den tette fibrillære komponenten og fibrillære sentre er innebygd i den granulære komponenten, hvis granuler har en diameter på 15-20 nm. Transkripsjonsprosessen (passering av DNA-molekylet til RNA, betraktet som det første trinnet med genuttrykk) skjer ved grensene for fibrillære sentre og i den tette fibrillære komponenten.
Behandling av ribosomalt pre-RNA skjer i den tette fibrillære komponenten, og prosessen strekker seg til den granulære komponenten. Transkripsjoner akkumuleres i den tette fibrillære komponenten, og nukleolare proteiner ligger også i den tette fibrillære komponenten. Det er i denne regionen der samlingen av ribosomer forekommer.
Etter at denne monteringsprosessen av ribosomalt RNA med nødvendige proteiner er fullført, eksporteres disse produktene til cytoplasmaet.
Den granulære komponenten er rik på transkripsjonsfaktorer (SUMO-1 og Ubc9 er noen eksempler). Vanligvis er nucleolus omgitt av heterochromatin; dette komprimerte DNA antas å spille en rolle i ribosomalt RNA-transkripsjon.
Hos pattedyr komprimeres ribosomalt DNA i celler eller dempes. Denne organisasjonen ser ut til å være viktig for regulering av ribosomalt DNA og for beskyttelse av genomisk stabilitet..
I denne regionen (NOR) er gener (ribosomalt DNA) som koder for ribosomalt RNA gruppert.
Kromosomene som utgjør disse regionene varierer avhengig av arten som studeres. Hos mennesker finnes de i satellittregionene til de akrosentriske kromosomene (sentromeren ligger nær en av endene), spesielt parvis 13, 14, 15, 21 og 22.
Ribosomale DNA-enheter består av den transkriberte sekvensen og en ekstern avstandsstykke som kreves for transkripsjon av RNA-polymerase I.
I promotorer for ribosomalt DNA kan man skille mellom to elementer: et sentralt og et oppstrøms element (oppstrøms)
Nukleolus kan betraktes som en fabrikk med alle komponentene som er nødvendige for biosyntese av ribosomforløpere.
Ribosomalt eller ribosomalt RNA (ribonukleinsyre), ofte forkortet som rRNA, er en komponent av ribosomer og deltar i proteinsyntese. Denne komponenten er viktig for alle slekter av levende vesener.
Ribosomalt RNA assosieres med andre komponenter av protein karakter. Denne bindingen resulterer i ribosomale forenheter. Den ribosomale RNA-klassifiseringen er vanligvis gitt ledsaget av bokstaven "S", som indikerer Svedberg-enhetene eller sedimenteringskoeffisienten..
Ribosomer består av to underenheter: stor eller stor og liten eller mindre..
Det ribosomale RNA av prokaryoter og eukaryoter er forskjellig. I prokaryoter er den store underenheten 50S og består av 5S og 23S ribosomale RNA, på samme måte er den lille underenheten 30S og består bare av 16S ribosomalt RNA..
I kontrast er hovedunderenheten (60S) sammensatt av 5S, 5.8S og 28S ribosomale RNA. Den lille underenheten (40S) består utelukkende av 18S ribosomalt RNA.
I nucleolus er gener som koder for ribosomale RNAs 5.8S, 18S og 28S. Disse ribosomale RNAene blir transkribert som en enkelt enhet i nucleolus av RNA-polymerase I. Denne prosessen resulterer i en 45S RNA-forløper..
Nevnte ribosomal RNA-forløper (45S) må spaltes i 18S-komponentene sine, som tilhører den lille underenheten (40S) og til 5.8S og 28S til den store underenheten (60S)..
Det manglende ribosomale RNA, 5S, syntetiseres utenfor nucleolus; I motsetning til sine kolleger, blir prosessen katalysert av RNA-polymerase III.
En celle trenger et høyt antall ribosomale RNA-molekyler. Det er flere kopier av gener som koder for denne typen RNA for å oppfylle disse høye kravene.
For eksempel, basert på data funnet i det menneskelige genomet, er det 200 eksemplarer for 5.8S, 18S og 28S ribosomale RNA. For 5S ribosomalt RNA er det 2000 eksemplarer.
Prosessen begynner med 45S ribosomalt RNA. Det starter med fjerning av avstandsstykket nær 5'-enden. Når transkripsjonsprosessen er fullført, fjernes det gjenværende avstandsstykket i 3'-enden. Etter påfølgende sletting oppnås modent ribosomalt RNA.
I tillegg krever prosessering av ribosomalt RNA en rekke viktige modifikasjoner i basene, slik som prosesser for metylering og omdannelse av uridin til pseudouridin..
Deretter oppstår tilsetning av proteiner og RNA som ligger i nucleolus. Disse inkluderer små nukleolare RNA (pRNA), som deltar i separasjonen av ribosomale RNA i 18S, 5.8S og 28S produktene..
PRNAer har sekvenser komplementære til 18S og 28S ribosomale RNAer. Derfor kan de modifisere basene til forløperen RNA, metylere visse regioner og delta i dannelsen av pseudouridin..
Ribosomdannelse involverer binding av ribosomalt RNA, sammen med ribosomale proteiner og 5S. Proteinene som er involvert i prosessen transkriberes av RNA-polymerase II i cytoplasmaet og må transporteres til kjernen..
Ribosomale proteiner begynner å assosiere seg med ribosomale RNAer før spaltning av 45S ribosomalt RNA forekommer. Etter separasjon tilsettes de gjenværende ribosomale proteiner og 5S ribosomalt RNA..
18S modning av ribosomalt RNA skjer raskere. Til slutt eksporteres de "pre-ribosomale partiklene" til cytoplasmaet..
I tillegg til biogenesen av ribosomer, har nyere forskning funnet at nucleolus er en multifunksjonell enhet.
Nukleolus er også involvert i prosessering og modning av andre typer RNA, slik som snRNPs (protein-RNA-komplekser som kombineres med pre-messenger RNA for å danne spleisosom- eller spleisekomplekset) og visse overførings-RNAer., MicroRNA og andre ribonukleoproteinkomplekser.
Gjennom analysen av nucleolus-proteomet er det funnet proteiner assosiert med RNA-prosessering før messenger, cellesykluskontroll, DNA-replikering og reparasjon. Proteinkonstitusjonen i nucleolus er dynamisk og endres under forskjellige miljøforhold og cellestress..
På samme måte er det en rekke patologier assosiert med feil funksjon av kjernen. Disse inkluderer Diamond-Blackfan anemi og nevrodegenerative lidelser som Alzheimers og Huntingtons sykdom..
Hos Alzheimers pasienter er det en endring i ekspresjonsnivåene i nucleolus, sammenlignet med friske pasienter.
Mer enn 5000 studier har bevist forholdet mellom ondartet celleproliferasjon og nucleolus-aktivitet.
Målet med noen undersøkelser er å kvantifisere nucleolus proteiner for kliniske diagnostiske formål. Med andre ord er målet å evaluere kreftproliferasjon ved bruk av disse proteinene som en markør, spesielt B23, nukleolin, UBF og RNA polymerase I underenheter..
På den annen side har det blitt funnet at B23-proteinet er direkte relatert til utvikling av kreft. På samme måte er andre nukleolære komponenter involvert i utviklingen av patologier som akutt promyelocytisk leukemi.
Det er tilstrekkelig bevis for å bekrefte at virus, både planter og dyr, trenger nukleolproteiner for å oppnå replikasjonsprosessen. Det er endringer i kjernen, når det gjelder morfologi og proteinsammensetning, når cellen opplever en virusinfeksjon.
Det er funnet et betydelig antall proteiner som kommer fra DNA- og RNA-sekvenser som inneholder virus og er lokalisert i kjernen.
Virus har forskjellige strategier som gjør det mulig for dem å lokalisere seg i denne subnukleære regionen, for eksempel virale proteiner som inneholder “signaler” som fører dem til kjernen. Disse kodene er rike på aminosyrene arginin og lysin..
Plasseringen av virus i nucleolus letter replikasjonen av dem, og i tillegg ser det ut til å være et krav for deres patogenisitet..
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.