핵막 핵 엔벨로프 또는 karyotheque은 진핵 세포의 유전 물질을 둘러싸는 지질 이중층으로 형성 생체막이다.
그것은 상당히 복잡한 구조이며 내부 및 외부 멤브레인의 두 이중층으로 구성된 정확한 조절 시스템을 갖추고 있습니다. 두 막 사이의 공간을 핵 주위 공간이라고하며 폭은 약 20 ~ 40 나노 미터입니다.
이미지를 통해 : unamenlinea.unam.mx
외막은 소포체와 연속체를 형성합니다. 이러한 이유로 구조에 고정 된 리보솜이 있습니다.
막은 핵 내부에서 세포의 세포질로 또는 그 반대로 물질의 이동을 매개하는 핵 기공의 존재를 특징으로합니다.
이 두 구획 사이의 분자 통과는 매우 바쁩니다. RNA와 리보솜 서브 유닛은 핵에서 세포질로 지속적으로 전달되어야하며, 히스톤, DNA, RNA 중합 효소 및 핵의 활동에 필요한 기타 물질은 세포질에서 핵으로 가져와야합니다.
핵막은 염색질의 조직과 유전자 조절에 관여하는 상당한 수의 단백질을 포함합니다.
일반적 특성
Source Coutinho HD, Falcão-Silva VS, Fernandes Gonçalves G, Batista da Nóbrega R, via Wikimedia Commons
핵막은 진핵 세포의 가장 두드러진 특징 중 하나입니다. 그것은 세포의 핵 유전 물질 인 핵질을 둘러싸는 고도로 조직 된 이중 생물학적 막입니다.
내부에는 다양한 단백질, 주로 히스톤에 결합 된 DNA로 구성된 물질 인 염색질이 있습니다. 그것은 euchromatin과 heterochromatin으로 나뉩니다.
전자 현미경으로 얻은 이미지는 외막이 소포체와 연속체를 형성하고 있으며, 따라서 리보솜이 막에 고정되어 있음을 보여줍니다. 유사하게, 핵 주위 공간은 소포체의 내강과 연속체를 형성합니다.
내막의 핵질 측면에 고정 된 우리는 "핵 시트"라고 불리는 단백질 필라멘트에 의해 형성된 시트형 구조를 발견합니다.
핵의 막은 일련의 기공에 의해 천공되어 핵과 세포질 행동 사이의 물질 이동을 규제합니다. 예를 들어, 포유류의 경우 평균 3,000 ~ 4,000 개의 구멍이있는 것으로 추정됩니다.
기공이있는 영역을 제외하고는 외피의 내부 막에 부착 된 매우 조밀 한 염색질 덩어리가 있습니다.
함수
핵막의 가장 직관적 인 기능은 핵의 내용물 인 핵질과 세포의 세포질 사이의 분리를 유지하는 것입니다.
이런 식으로 DNA는 세포질에서 발생하는 화학 반응으로부터 안전하게 유지되고 유전 물질에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다.
이 장벽은 전사와 같은 핵 과정과 번역과 같은 세포질 과정과의 물리적 분리를 제공합니다.
핵 내부와 세포질 사이의 거대 분자의 선택적 수송은 핵 기공의 존재로 인해 발생하며 유전자 발현의 조절을 허용합니다. 예를 들어, 전 메신저 RNA의 스 플라이 싱 및 성숙한 메신저의 분해 측면에서.
핵심 요소 중 하나는 핵 층입니다. 이것은 핵을 지원하고 염색질 섬유를위한 고정 부위를 제공하는 데 도움이됩니다.
결론적으로 코어 멤브레인은 수동적 또는 정적 장벽이 아닙니다. 그것은 염색질의 조직, 유전자의 발현, 세포 골격에 대한 핵의 고정, 세포 분열 과정에 기여하며 아마도 다른 기능을 가질 수 있습니다.
훈련
핵 분열 과정에서 결국 막이 사라지기 때문에 새로운 핵 봉투의 형성이 필요합니다.
이것은 거친 소포체의 소포 성분으로 형성됩니다. 세포 골격의 미세 소관과 세포 운동 이이 과정에 적극적으로 참여합니다.
구성
핵 외피는 몇 가지 통합 단백질과 함께 전형적인 인지질로 구성된 두 개의 지질 이중층으로 구성됩니다. 두 막 사이의 공간을 막내 또는 핵 주위 공간이라고하며 소포체의 내강과 함께 계속됩니다.
내부 핵막의 내부 표면에는 헤테로 크로 마린 H에 의해 내부 막 단백질에 부착 된 핵 층이라고 불리는 중간 필라멘트로 구성된 독특한 층이 있습니다.
핵 외피에는 핵 기공 복합체를 포함하는 수많은 핵 기공이 있습니다. 이들은 30 개의 뉴 클레오 포린으로 구성된 원통 모양의 구조입니다 (이는 나중에 자세히 설명합니다). 중심 직경은 약 125 나노 미터입니다.
핵막 단백질
세망과의 연속성에도 불구하고 외막과 내막은 소포체에서 발견되지 않는 특정 단백질 그룹을 나타냅니다. 가장 눈에 띄는 것은 다음과 같습니다.
뉴 클레오 포린
이러한 핵막의 특정 단백질 중 우리는 뉴 클레오 포린 (문헌에서 Nups라고도 함)을 가지고 있습니다. 이들은 단백질, RNA 및 기타 분자의 양방향 교환을 허용하는 일련의 수성 채널로 구성된 핵 기공 복합체라는 구조를 형성합니다.
즉, 뉴 클레오 포린은 다양한 분자의 통과를 매우 선택적으로 매개하는 일종의 분자 "게이트"역할을합니다.
채널의 소수성 내부는 동일한 크기와 극성 수준에 따라 특정 거대 분자를 제외합니다. 약 40kDa 미만 또는 소수성 인 작은 분자는 기공 복합체를 통해 수동적으로 확산 될 수 있습니다.
대조적으로, 극성이 더 큰 분자는 핵에 들어가기 위해 핵 수송 체가 필요합니다.
핵 기공 복합체를 통한 운송
이 단지를 통한 교통은 매우 효과적입니다. 약 100 개의 히스톤 분자가 분당 하나의 구멍을 통과 할 수 있습니다.
핵으로 전달되어야하는 단백질은 importin alpha에 결합해야합니다. Importin 베타는이 복합체를 외부 고리에 결합합니다. 따라서 단백질 관련 임포 틴 알파는 기공 복합체를 통과합니다. 마지막으로, importin 베타는 세포질의 시스템에서 분리되고 importin 알파는 이미 핵 내에서 분리됩니다.
내부 막 단백질
또 다른 일련의 단백질은 내막에 특이 적입니다. 그러나 거의 60 개의 통합 막 단백질로 이루어진이 그룹의 대부분은 라미 나 및 염색질과 상호 작용한다는 것이 입증되었지만 특성화되지 않았습니다.
내부 핵막의 다양하고 필수적인 기능을 지원하는 증거가 증가하고 있습니다. 그것은 염색질의 조직, 유전자 발현 및 유전 물질의 대사에서 역할을하는 것으로 보입니다.
사실, 내막을 구성하는 단백질의 잘못된 위치와 기능이 인간의 많은 질병과 관련이 있다는 사실이 밝혀졌습니다.
외막 단백질
세 번째 부류의 특정 핵막 단백질은 상기 구조의 외부 부분에 존재한다. KASH라는 공통 도메인을 공유하는 매우 이질적인 통합 막 단백질 그룹입니다.
외부 영역에서 발견되는 단백질은 내부 핵막의 단백질과 일종의 "다리"를 형성합니다.
세포 골격과 염색질 사이의 이러한 물리적 연결은 전사, 복제 및 DNA 복구 메커니즘의 이벤트와 관련이있는 것으로 보입니다.
호일 단백질
핵막 단백질의 마지막 그룹은 A 형과 B 형 라미네이트로 구성된 중간 필라멘트 네트워크 인 라미 나 단백질로 구성되며 라미 나 두께는 30 ~ 100 나노 미터입니다.
박판은 특히 근육 조직과 같은 기계적 힘에 지속적으로 노출되는 조직에서 핵에 안정성을 제공하는 중요한 구조입니다.
핵막의 내부 단백질과 유사하게 층의 돌연변이는 매우 다양한 인간 질병과 밀접한 관련이 있습니다.
또한 핵층과 노화를 연결하는 증거가 점점 더 많이 발견되고 있습니다. 이 모든 것은 세포의 전반적인 기능에서 핵막 단백질의 중요성을 강조합니다.
식물의 핵막
식물계에서 핵 외피는 거의 연구되지 않았지만 매우 중요한 막 시스템입니다. 고등 식물에서 핵막을 구성하는 단백질에 대한 정확한 지식이 없다는 사실에도 불구하고 나머지 왕국과의 특정 차이점이 명시되어 있습니다.
식물은 층층과 상동적인 서열을 가지고 있지 않으며 중심체 대신 미세 소관의 조직 중심 역할을하는 핵막입니다.
이러한 이유로 식물의 핵 외피와 세포 골격 요소의 상호 작용에 대한 연구는 관련 연구 주제입니다.
참고 문헌
- Alberts, B., & Bray, D. (2006). 세포 생물학 소개. Panamerican Medical Ed.
- Eynard, AR, Valentich, MA 및 Rovasio, RA (2008). 인간의 조직학 및 발생학 : 세포 및 분자 염기. Panamerican Medical Ed.
- 헤처 MW (2010). 핵 봉투. 생물학의 Cold Spring Harbor 관점, 2 (3), a000539.
- Meier, I. (2008). 식물 핵의 기능적 조직. 봄 병아리.
- Ross, MH, & Pawlina, W. (2006). 조직학. Lippincott Williams & Wilkins.
- Welsch, U., & Sobotta, J. (2008). 조직학. Panamerican Medical Ed.
- Young, B., Woodford, P. 및 O'Dowd, G. (Eds.). (2014). 밀. 기능적 조직학 : 텍스트 및 아틀라스 색상. 엘스 비어 건강 과학.