Nucleoplasma

Localização de nucleoplasma no núcleo celular

O que é nucleoplasma?

Ele Nucleoplasma É a substância em que o DNA e outras estruturas nucleares estão imersas, como nucléolos. Ele se separa do citoplasma celular por meio da membrana central, mas pode trocar materiais com ele através de poros nucleares.

Seus componentes são principalmente água e uma série de açúcares, íons, aminoácidos e proteínas e enzimas envolvidas na regulação gênica, entre essas mais de 300 proteínas diferentes das histonas. De fato, sua composição é semelhante à do citoplasma celular.

Dentro desse fluido nuclear também são os nucleotídeos, que são os "blocos" usados ​​para a construção de DNA e RNA, com a ajuda de enzimas e cofatores. Em algumas células grandes, como em acetabularia, Nucleoplasma é claramente visível.

Anteriormente, pensava -se que o nucleoplasma consistia em uma massa amorfa travada no núcleo, excluindo cromatina e nucléolo. No entanto, dentro do nucleoplasma é uma rede de proteínas responsável pela organização da cromatina e outros componentes do núcleo, chamado matriz nuclear.

As novas técnicas conseguiram visualizar melhor esse componente e identificar novas estruturas, como folhas inquietas, filamentos de proteínas que emergem de poros nucleares e máquinas de processamento de RNA.

Características gerais do nucleoplasma

- O nucleoplasma, também chamado de "suco nuclear" ou carioplasma, é um colóide protoplasmático de propriedades semelhantes ao citoplasma, relativamente denso e rico em diferentes biomoléculas, principalmente proteína.

- Nesta substância é cromatina e um ou dois corpúsculos chamados nucléolos. Também existem outras imensas estruturas nesse fluido, como corpos cajal, corpos PML, corpos espirais ou Manchas nuclear, entre outros.

- Nos corpos Cajal, as estruturas necessárias estão concentradas para o processamento dos mensageiros e fatores de transcrição.

- O Manchas Os nucleares parecem semelhantes aos corpos de Cajal, eles são muito dinâmicos e avançam para regiões onde a transcrição está ativa.

- Os corpos da PML parecem ser marcadores de células cancerígenas, uma vez que seu número dentro do núcleo aumenta incrivelmente.

- Há também uma série de corpos nucleolares esféricos que cobrem entre 0,5 e 2 µm de diâmetro compostos de células sanguíneas ou fibrilas que, embora tenham sido relatadas em células saudáveis, sua frequência é muito maior em estruturas patológicas.

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Estrutura de nucleoplasma

As estruturas nucleares mais relevantes incorporadas no nucleoplasma são descritas abaixo:

Nucleolos

O nucléolo é uma subestrutura do núcleo eucariótico

O nucléolo ou nucléolo é uma excelente estrutura esférica localizada dentro do núcleo celular e não é delimitada por nenhuma biomembrana que os separa do restante do nucleoplasma.

É constituído em regiões chamadas Nors (Regiões de organização nucleolar cromossômica) onde as sequências que codificam para ribossomos estão localizadas. Esses genes são encontrados em regiões específicas de cromossomos.

No caso específico dos seres humanos, eles são organizados nas regiões de satélite dos cromossomos 13, 14, 21 e 22.

No nucléolo, ocorre uma série de processos indispensáveis, como a transcrição, processamento e montagem das subunidades que compõem os ribossomos.

Por outro lado, deixando de lado sua função tradicional, estudos recentes descobriram que o nucléolo está relacionado à proteína supressora de células do câncer, reguladores do ciclo celular e com proteínas de partículas virais.

Territórios subnucleares

A molécula de DNA não é dispersa aleatoriamente no nucleoplasma celular, é organizado altamente específico e compacto com um conjunto de proteínas altamente preservadas em toda a evolução chamada Histones.

O processo de organização de DNA permite introduzir quase quatro metros de material genético em uma estrutura microscópica.

Esta associação de material genético e proteico é chamado de cromatina. Isso é organizado em regiões ou domínios definidos no nucleoplasma, sendo capaz de distinguir dois tipos: euchromatina e heterocromatina.

A euchromatina é menos compacta e abrange genes cuja transcrição é ativa, uma vez que os fatores de transcrição e outras proteínas têm acesso a isso em contraste com a heterocromatina, que é altamente compacta.

As regiões de heterocromatina são encontradas na periferia e na euchromatina mais no centro do núcleo e também perto dos poros nucleares.

Da mesma forma, os cromossomos são distribuídos em áreas específicas dentro do núcleo chamado territórios cromossômicos. Em outras palavras, a cromatina não está flutuando randarly no nucleoplasma.

Matriz nuclear

A organização dos diferentes compartimentos nucleares parece ser ditada pela matriz nuclear.

É uma estrutura interna do núcleo composto por uma placa acoplada a complexos de poros nucleares, restos nucleolares e um conjunto de estruturas fibrosas e granulares que são distribuídas em todo o núcleo que ocupam um volume significativo do mesmo.

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Os estudos que tentaram caracterizar a matriz concluíram que é muito diversificado para definir sua constituição bioquímica e funcional.

A folha é um tipo de composto de proteína. A constituição proteica varia de acordo com o grupo taxonômico estudado.

As proteínas que constituem a folha são semelhantes aos filamentos intermediários e, além da sinalização nuclear, eles têm regiões globulares e cilíndricas.

Quanto à matriz nuclear interna, ele contém um alto número de proteínas com um local de união de RNA mensageiro e outros tipos de RNA. Nesta matriz interna, a replicação do DNA, a transcrição não -nucleolar e o processamento do pós -registro Perarn.

Nucleosqueleto

Dentro do núcleo, há uma estrutura comparável ao citoesqueleto nas células chamadas nucleosqueletas, constituídas por proteínas como actina, αii-expectrina, miosina e a proteína gigante chamada titina. No entanto, a existência dessa estrutura ainda é debatida pelos pesquisadores.

Composição

Um dos principais componentes do nucleoplasma são as ribonucleoproteínas, compostas por proteínas e RNA constituídas por uma região rica em aminoácidos aromáticos com afinidade pelo RNA.

As ribonucleoproteínas encontradas no núcleo são chamadas especificamente de ribonucleoproteínas pequenas.

Composição bioquímica

A composição química do nucleoplasma é complexa, incluindo biomoléculas complexas, como enzimas proteínas e nucleares e também compostos inorgânicos, como sais e minerais, como potássio, sódio, cálcio, magnésio e fósforo.

Alguns desses íons são cofatores indispensáveis ​​das enzimas que replicam o DNA. Ele também contém ATP (Adenosín Trifosfato) e acelerar a coenzima para.

No nucleoplasma, uma série de enzimas necessárias para a síntese de ácidos nucleicos, como DNA e RNA, são incorporados. Entre os mais importantes estão a DNA polimerase, RNA polimerase, NAD sintetase, quinase piruvato, entre outros.

Uma das proteínas mais abundantes do nucleoplasma é nucleoplastim. Sua característica de ácido consegue proteger as cargas positivas presentes nas histonas e consegue se associar ao nucleossomo.

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Os nucleossomos são aquelas estruturas semelhantes às contas de um colar, formadas pela interação do DNA com as histonas. Pequenas moléculas de natureza lipídica também foram detectadas flutuando nesta matriz semiacuosa.

Funções do nucleoplasma

Nucleoplasma é a matriz onde ocorre uma série de reações essenciais para o funcionamento adequado do núcleo e a célula em geral. É o local onde ocorre a síntese de DNA, RNA e subunidades ribossômicas.

Funciona como uma espécie de "colchão" que protege as estruturas imersas nisso, além de fornecer um meio de transportar materiais.

Serve como um intermediário de suspensão para estruturas subnucleares e, além disso, ajuda a manter a forma do núcleo, dando rigidez e dureza.

A existência de várias rotas metabólicas no nucleoplasma foi demonstrada, como no citoplasma celular. Dentro desses caminhos bioquímicos estão glicólise e o ciclo do ácido cítrico.

Também foi relatada a rota do fosfato de pentose, o que traz para o núcleo o pentose. Da mesma forma, o núcleo é uma zona de síntese de NAD⁺, que funciona como coenzimas de desidrogenases.

Mensageiro Prearn

O processamento do pré-mRNA ocorre no nucleoplasma e requer a presença das pequenas ribonucleoproteínas nucleolares, abreviadas como SNRNP.

De fato, uma das atividades ativas mais importantes que ocorre no nucleoplasma eucariótico é a síntese, processamento, transporte e exportação de mensageiros maduros RNA.

As ribonucleoproteínas são agrupadas para formar o complexo Espliceossomo ou Corte e Splicing, que é um centro catalítico responsável por eliminar os íntrons do RNA mensageiro. Uma série de moléculas de RNA com alto teor de uracil é responsável por reconhecer os íntrons.

O Espliciosoma é composto por cerca de cinco RN.

Lembre -se de que, nos eucariotos, os genes são interrompidos na molécula de DNA por regiões não codificadas chamadas íntrons que devem ser eliminadas.

A reação de Splicing integra duas etapas consecutivas: o ataque nucleofílico na área de corte de 5 'por interação com um resíduo de adenosina adjacente à zona 3' do íntron (etapa que libera o exon), seguida pela União dos Exons.