핵질은 DNA 및 핵소체 다른 핵 구조, 매립되는 물질이다. 핵막을 통해 세포질과 분리되지만 핵공을 통해 물질을 교환 할 수 있습니다.
그 구성 요소는 주로 물과 일련의 설탕, 이온, 아미노산, 유전자 조절에 관여하는 단백질 및 효소이며, 히스톤을 제외한 300 개 이상의 단백질이 있습니다. 사실, 그 구성은 세포질의 구성과 유사합니다.
이 핵액 안에는 효소와 보조 인자의 도움으로 DNA와 RNA를 만드는 데 사용되는 "구성 요소"인 뉴클레오티드도 있습니다. 비구와 같은 일부 큰 세포에서는 핵질이 명확하게 보입니다.
핵질은 이전에 염색질과 핵소체를 제외하고 핵에 둘러싸인 무정형 덩어리로 구성된 것으로 생각되었습니다. 그러나 핵질 내부에는 염색질과 핵의 다른 구성 요소를 구성하는 단백질 네트워크가 있습니다.
새로운 기술은이 구성 요소를 더 잘 시각화하고 핵 내 시트, 핵 기공에서 나오는 단백질 필라멘트 및 RNA 처리 기계와 같은 새로운 구조를 식별하는 것을 가능하게했습니다.
일반적 특성
"핵 주스"또는 핵질이라고도하는 핵질은 세포질과 유사한 특성을 가진 원형질 콜로이드로, 상대적으로 밀도가 높고 다양한 생체 분자 (주로 단백질)가 풍부합니다.
이 물질에는 염색질과 하나 또는 두 개의 핵소체 (nucleoli)가 있습니다. 이 유체에는 Cajal 몸체, PML 몸체, 나선형 몸체 또는 핵 반점과 같은 다른 거대한 구조도 있습니다.
메신저 preRNA 및 전사 인자의 처리에 필요한 구조는 Cajal 바디에 집중되어 있습니다.
핵 반점은 Cajal 몸체와 유사하게 보이며 매우 역동적이며 전사가 활성화 된 영역으로 이동합니다.
PML 체는 핵 내에서 수를 엄청나게 증가시키기 때문에 암세포의 마커로 보입니다.
또한 직경 0.5 ~ 2µm 범위의 구형 핵 체가 있으며, 소구 또는 섬유소로 구성되어 있으며 건강한 세포에서보고되었지만 병리학 적 구조에서 빈도가 훨씬 높습니다.
핵질에 내장 된 가장 관련성이 높은 핵 구조는 다음과 같습니다.
Nucleoli
핵소체는 세포 핵 내부에 위치한 뛰어난 구형 구조이며 나머지 핵질과 분리하는 어떤 유형의 생체막으로도 구분되지 않습니다.
그것은 리보솜을 코딩하는 서열이 위치한 NOR (염색체 핵 조직자 영역)이라는 영역으로 구성됩니다. 이 유전자는 염색체의 특정 영역에서 발견됩니다.
특정 인간의 경우 염색체 13, 14, 15, 21 및 22의 위성 영역에 조직되어 있습니다.
리보솜을 구성하는 서브 유닛의 전사, 처리 및 조립과 같은 일련의 필수 과정이 핵소체에서 발생합니다.
반면에 기존의 기능을 제쳐두고 최근 연구에 따르면 핵소체가 암세포 억제 단백질, 세포주기 조절제 및 바이러스 입자의 단백질과 관련이 있음을 발견했습니다.
아핵 영토
DNA 분자는 세포 핵질에 무작위로 분산되어 있지 않으며, 히스톤이라고하는 진화 전반에 걸쳐 고도로 보존 된 단백질 세트로 매우 특이적이고 조밀 한 방식으로 구성됩니다.
DNA를 구성하는 과정을 통해 거의 4 미터의 유전 물질을 현미경 구조에 도입 할 수 있습니다.
이러한 유전 물질과 단백질의 결합을 염색질이라고합니다. 이것은 핵질에 정의 된 영역 또는 도메인으로 구성되며 두 가지 유형, 즉 유 크로 마틴과 헤테로 크로 마틴으로 구분할 수 있습니다.
유 크로 마틴은 매우 컴팩트 한 헤테로 크로 마틴과 달리 전사 인자 및 기타 단백질이 이에 접근 할 수 있기 때문에 덜 컴팩트하고 전사가 활성 인 유전자를 포함합니다.
Heterochromatin 영역은 주변부에서 발견되며 euchromatin은 핵의 중심에 더 가깝고 핵 구멍에 가깝습니다.
유사하게, 염색체는 염색체 영역이라고 불리는 핵 내의 특정 영역에 분포합니다. 즉, 염색질은 핵질에 무작위로 떠 다니지 않습니다.
핵 매트릭스
다양한 핵 구획의 구성은 핵 매트릭스에 의해 결정되는 것 같습니다.
그것은 핵 공극 복합체, 핵 유물 및 상당한 부피를 차지하는 핵 전체에 분포하는 일련의 섬유질 및 입상 구조에 연결된 시트로 구성된 핵의 내부 구조입니다.
매트릭스를 특성화하려는 연구에 따르면 생화학 적 및 기능적 구성을 정의하기에는 너무 다양하다는 결론을 내 렸습니다.
라미 나는 10 ~ 20nm 범위의 단백질로 구성된 일종의 층으로 코어 막의 안쪽면에 나란히 배치됩니다. 단백질 구성은 연구 된 분류학 그룹에 따라 다릅니다.
박판을 구성하는 단백질은 중간 필라멘트와 유사하며 핵 신호 외에도 구형 및 원통형 영역을 가지고 있습니다.
내부 핵 매트릭스는 메신저 RNA 및 기타 유형의 RNA에 대한 결합 부위를 가진 많은 단백질을 포함합니다. 이 내부 매트릭스에서 DNA 복제, 비핵 전사 및 전사 후 메신저 preRNA 처리가 발생합니다.
핵 골격
핵 내부에는 액틴, αII- 스펙 트린, 미오신 및 티틴이라는 거대 단백질과 같은 단백질로 구성된 핵 골격이라고 불리는 세포의 세포 골격과 유사한 구조가 있습니다. 그러나이 구조의 존재는 여전히 연구자들에 의해 논쟁의 여지가 있습니다.
구조
핵질은 위에서 언급 한 다양한 핵 구조를 구별 할 수있는 젤라틴 물질입니다.
핵질의 주요 구성 요소 중 하나는 RNA와 친화력이있는 방향족 아미노산이 풍부한 영역으로 구성된 단백질과 RNA로 구성된 리보 핵 단백질입니다.
핵에서 발견되는 리보 핵 단백질은 특히 작은 핵 리보 핵 단백질이라고 불립니다.
생화학 적 구성
핵질의 화학적 조성은 핵 단백질 및 효소와 같은 복잡한 생체 분자와 칼륨, 나트륨, 칼슘, 마그네슘 및 인과 같은 염 및 미네랄과 같은 무기 화합물을 포함하여 복잡합니다.
이러한 이온 중 일부는 DNA를 복제하는 효소의 필수 보조 인자입니다. 또한 ATP (아데노신 삼인산)와 아세틸 코엔자임 A도 포함되어 있습니다.
DNA 및 RNA와 같은 핵산 합성에 필요한 일련의 효소가 핵질에 내장되어 있습니다. 가장 중요한 것은 DNA 중합 효소, RNA 중합 효소, NAD 합성 효소, 피루 베이트 키나아제 등입니다.
핵질에서 가장 풍부한 단백질 중 하나는 nucleoplastim으로, 머리와 꼬리에 동일하지 않은 도메인을 가진 산성 및 오 량체 단백질입니다. 그것의 산성 특성은 히스톤에 존재하는 양전하를 보호하고 뉴 클레오 솜과 연관되도록 관리합니다.
뉴 클레오 솜은 DNA와 히스톤의 상호 작용에 의해 형성된 목걸이의 구슬 모양 구조입니다. 이 반수성 매트릭스에 떠 다니는 작은 지질 분자도 감지되었습니다.
풍모
핵질은 일반적으로 핵과 세포의 적절한 기능을 위해 일련의 필수 반응이 일어나는 매트릭스입니다. DNA, RNA 및 리보솜 소단위의 합성이 발생하는 부위입니다.
그것은 물질을 운반하는 수단을 제공 할뿐만 아니라 그 안에 잠긴 구조물을 보호하는 일종의 "매트리스"역할을합니다.
그것은 아핵 구조의 현탁액 중간체 역할을하며 또한 핵의 모양을 안정적으로 유지하여 강성과 인성을 부여합니다.
세포질에서와 같이 핵질에서 여러 대사 경로의 존재가 입증되었습니다. 이러한 생화학 적 경로에는 해당 과정과 구연산 회로가 있습니다.
펜 토스가 핵에 기여하는 5 탄당 인산 경로도보고되었습니다. 마찬가지로 핵은 탈수소 효소의 조효소로 기능하는 NAD + 의 합성 영역입니다 .
메신저 preRNA 처리
pre-mRNA의 처리는 핵질에서 이루어지며 snRNP로 약칭되는 작은 핵 리보 핵 단백질의 존재가 필요합니다.
실제로, 진핵 핵질에서 발생하는 가장 중요한 활성 활동 중 하나는 성숙한 메신저 RNA의 합성, 처리, 수송 및 수출입니다.
리보 핵 단백질은 함께 그룹화되어 스플 라이스 오솜 또는 스 플라이 싱 복합체를 형성하며, 이는 메신저 RNA에서 인트론을 제거하는 촉매 중심입니다. 우라실이 높은 일련의 RNA 분자는 인트론을 인식합니다.
spliciosome은 snRNA U1, U2, U4 / U6 및 U5라고하는 약 5 개의 작은 핵 RNA로 구성되며 다른 단백질의 참여도 포함됩니다.
진핵 생물에서 유전자는 제거되어야하는 인트론이라고하는 비 암호화 영역에 의해 DNA 분자에서 중단된다는 것을 기억합시다.
스 플라이 싱 반응은 두 개의 연속 단계를 통합합니다 : 인트론의 3 '영역에 인접한 아데노신 잔기와의 상호 작용에 의한 5'컷 영역에서의 친 핵성 공격 (엑손을 해제하는 단계)에 이어 엑손의 결합이 이어집니다.
참고 문헌
- Brachet, J. (2012). 분자 세포학 V2 : 세포 상호 작용. 엘스 비어.
- Guo, T., & Fang, Y. (2014). 세포핵의 기능적 조직과 역학. 식물 과학의 개척자, 5, 378.
- Jiménez García, LF (2003). 세포 및 분자 생물학. 멕시코의 피어슨 교육.
- Lammerding, J. (2011). 핵의 역학. 포괄적 인 생리학, 1 (2), 783–807.
- Pederson, T. (2000). "핵 매트릭스"의 반세기. 세포의 분자 생물학, 11 (3), 799–805.
- Pederson, T. (2011). Nucleus가 도입되었습니다. Cold Spring Harbor Perspectives in Biology, 3 (5), a000521.
- Welsch, U., & Sobotta, J. (2008). 조직학. Panamerican Medical Ed.