nucleol este o structură celulară delimitată de o membrană, fiind una dintre cele mai proeminente zone ale nucleului. Este văzută ca o regiune mai densă în nucleu și este subdivizată în trei regiuni: component fibrilar dens, centru fibrilar și component granular..
Este responsabil în principal de sinteza și asamblarea ribozomilor; totuși, această structură are și alte funcții. S-au găsit peste 700 de proteine în nucleol care nu sunt implicate în procesele de biogeneză a ribozomilor. În același mod, nucleolul este implicat în dezvoltarea diferitelor patologii.
Primul cercetător care a observat zona nucleolului a fost F. Fontana în 1781, în urmă cu mai bine de două secole. Apoi, la mijlocul anilor 1930, McClintock a putut observa o astfel de structură în experimentele sale cu Zea mays. De atunci sute de investigații s-au concentrat pe înțelegerea funcțiilor și dinamicii acestei regiuni a nucleului..
Indice articol
Nucleolul este o structură proeminentă situată în nucleul celulelor eucariote. Este o „regiune” sub forma unei sfere, deoarece nu există niciun tip de biomembrană care să o separe de restul componentelor nucleare..
Poate fi văzut la microscop ca o subregiune a nucleului atunci când celula se află la interfață.
Este organizat în regiuni numite NOR (pentru acronimul său în engleză: regiuni organizatoare nucleolare cromozomiale), unde se găsesc secvențele de codare a ribozomilor.
Aceste gene se află în regiuni specifice ale cromozomilor. La om sunt organizate în tandem în regiunile satelit ale cromozomilor 13, 14, 15, 21 și 22.
În nucleol apare transcrierea, prelucrarea și asamblarea subunităților care alcătuiesc ribozomii.
Pe lângă funcția sa tradițională, nucleolul este legat de proteinele supresoare tumorale, de regulatorii ciclului celular și chiar de proteinele de la viruși.
Proteinele nucleului sunt dinamice și secvența lor pare să fi fost conservată de-a lungul evoluției. Dintre aceste proteine, doar 30% au fost asociate cu biogeneza ribozomilor.
Nucleolul este împărțit în trei componente principale, care se disting prin microscopia electronică: componenta fibrilară densă, centrul fibrilar și componenta granulară..
În general, este înconjurat de cromatină condensată, numită heterocromatină. În nucleol, apar procesele de transcriere a ARN-ului ribozomal, procesarea și asamblarea precursorilor ribozomali.
Nucleolul este o regiune dinamică, unde proteinele pe care componentele le pot asocia rapid și se pot separa de componentele nucleolare, creând un schimb continuu cu nucleoplasma (substanța gelatinoasă internă a nucleului).
La mamifere, structura nucleolului variază în funcție de etapele ciclului celular. În profază se observă o dezorganizare a nucleolului și aceasta se reasamblează la sfârșitul procesului mitotic. Activitatea maximă a transcripției în nucleol a fost observată în fazele S și G2.
Activitatea ARN polimerazei I poate fi afectată de diferite stări de fosforilare, modificând astfel activitatea nucleolului în timpul ciclului celular. Tacerea în timpul mitozei se produce datorită fosforilării diferitelor elemente, cum ar fi SL1 și TTF-1.
Cu toate acestea, acest model nu este comun în toate organismele. De exemplu, în drojdie nucleolul este prezent și activ în timpul întregului proces de diviziune celulară..
Genele care codifică ARN ribozomal sunt localizate în centrele fibrilare. Aceste centre sunt regiuni clare înconjurate de componentele fibrilare dense. Centrele fibrilare sunt variabile ca mărime și număr, în funcție de tipul celulei.
Un anumit model a fost descris în ceea ce privește caracteristicile centrilor fibrilari. Celulele cu sinteză ridicată a ribozomilor au un număr redus de centre fibrilare, în timp ce celulele cu metabolism redus (cum ar fi limfocitele) au centre fibrilare mai mari..
Există cazuri specifice, cum ar fi neuronii cu un metabolism foarte activ, al căror nucleol are un centru fibrilar gigant, însoțit de centre mici mai mici..
Componenta fibrilară densă și centrele fibrilare sunt încorporate în componenta granulară, ale cărei granule au un diametru de 15-20 nm. Procesul de transcriere (trecerea moleculei de ADN către ARN, considerat primul pas al expresiei genice) are loc la limitele centrelor fibrilare și în componenta fibrilară densă.
Prelucrarea pre-ARN-ului ribozomal are loc în componenta fibrilară densă și procesul se extinde la componenta granulară. Transcrierile se acumulează în componenta fibrilară densă, iar proteinele nucleolare sunt, de asemenea, localizate în componenta fibrilară densă. În această regiune are loc asamblarea ribozomilor.
După finalizarea acestui proces de asamblare a ARN-ului ribozomal cu proteinele necesare, aceste produse sunt exportate în citoplasmă.
Componenta granulară este bogată în factori de transcripție (SUMO-1 și Ubc9 sunt câteva exemple). De obicei, nucleolul este înconjurat de heterocromatină; se crede că acest ADN compactat joacă un rol în transcripția ARN ribozomal.
La mamifere, ADN-ul ribozomal din celule este compactat sau redus la tăcere. Această organizație pare a fi importantă pentru reglarea ADN-ului ribozomal și pentru protecția stabilității genomice..
În această regiune (NOR) sunt grupate genele (ADN ribozomal) care codifică ARN ribozomal.
Cromozomii care alcătuiesc aceste regiuni variază în funcție de speciile studiate. La om se găsesc în regiunile satelite ale cromozomilor acrocentrici (centromerul este situat lângă unul dintre capete), în mod specific în perechile 13, 14, 15, 21 și 22.
Unitățile de ADN ribozomal constau din secvența transcrisă și un distanțier extern necesar transcripției de ARN polimeraza I.
La promotorii ADN-ului ribozomal se pot distinge două elemente: unul central și un element din amonte (în amonte)
Nucleolul poate fi considerat o fabrică cu toate componentele necesare pentru biosinteza precursorilor ribozomilor.
ARN ribozomal sau ribozomal (acid ribonucleic), prescurtat în mod obișnuit ca ARNr, este o componentă a ribozomilor și participă la sinteza proteinelor. Această componentă este vitală pentru toate filiațiile ființelor vii.
ARN ribozomal se asociază cu alte componente de natură proteică. Această legare are ca rezultat presubunitățile ribozomale. Clasificarea ARN ribozomală este în general dată însoțită de litera „S”, care indică unitățile Svedberg sau coeficientul de sedimentare..
Ribozomii sunt compuși din două subunități: cea mai mare sau cea mare și cea mică sau cea mică..
ARN-ul ribozomal al procariotelor și al eucariotelor este diferențiat. În procariote, subunitatea mare este 50S și este compusă din ARN ribozomal 5S și 23S, la fel și subunitatea mică este 30S și este compusă doar din ARN ribozomal 16S.
În schimb, subunitatea majoră (60S) este compusă din ARN ribozomal 5S, 5.8S și 28S. Subunitatea mică (40S) este compusă exclusiv din ARN ribozomal 18S.
În nucleol se află genele care codifică ARN-urile ribozomale 5.8S, 18S și 28S. Acești ARN ribozomali sunt transcriși ca o singură unitate în nucleol de către ARN polimeraza I. Acest proces are ca rezultat un precursor 45S ARN..
Precursorul de ARN ribozomal (45S) trebuie să fie scindat în componentele sale 18S, aparținând subunității mici (40S) și la 5.8S și 28S ale subunității mari (60S)..
ARN ribozomal lipsă, 5S, este sintetizat în afara nucleolului; Spre deosebire de omologii săi, procesul este catalizat de ARN polimeraza III.
O celulă are nevoie de un număr mare de molecule de ARN ribozomal. Există mai multe copii ale genelor care codifică acest tip de ARN pentru a îndeplini aceste cerințe ridicate.
De exemplu, pe baza datelor găsite în genomul uman, există 200 de exemplare pentru ARN ribozomal 5.8S, 18S și 28S. Pentru ARN ribozomal 5S există 2000 de exemplare.
Procesul începe cu ARN ribozomal 45S. Începe cu îndepărtarea distanțierului în apropierea capătului 5 '. Când procesul de transcriere este complet, distanțierul rămas situat la capătul 3 'este eliminat. După deleții ulterioare, se obține ARN ribozomal matur.
În plus, procesarea ARN-ului ribozomal necesită o serie de modificări importante în bazele sale, cum ar fi procesele de metilare și conversia uridinei în pseudouridină..
Ulterior, are loc adăugarea de proteine și ARN-uri situate în nucleol. Acestea includ ARN-uri nucleolare mici (ARNp), care participă la separarea ARN-urilor ribozomale în produsele 18S, 5.8S și 28S..
PRNA posedă secvențe complementare cu ARN ribozomal 18S și 28S. Prin urmare, pot modifica bazele precursorului ARN, metilând anumite regiuni și participând la formarea pseudouridinei..
Formarea ribozomului implică legarea ARN ribozomal părinte, împreună cu proteinele ribozomale și 5S. Proteinele implicate în proces sunt transcrise de ARN polimeraza II în citoplasmă și trebuie transportate la nucleol..
Proteinele ribozomale încep să se asocieze cu ARN-urile ribozomale înainte să apară scindarea ARN ribozomal 45S. După separare, se adaugă proteinele ribozomale rămase și ARN ribozomal 5S..
Maturarea ARN ribozomal 18S are loc mai repede. În cele din urmă, „particulele pre-ribozomale” sunt exportate în citoplasmă..
În plus față de biogeneza ribozomilor, cercetări recente au descoperit că nucleolul este o entitate multifuncțională.
Nucleolul este, de asemenea, implicat în procesarea și maturarea altor tipuri de ARN, cum ar fi snRNP (complexe proteină-ARN care se combină cu ARN pre-mesager pentru a forma spliceozomul sau complexul de splice) și anumiți ARN de transfer., MicroARN și alte complexe ribonucleoproteice..
Prin analiza proteomului nucleolului, s-au găsit proteine asociate cu procesarea ARN pre-mesager, controlul ciclului celular, replicarea și repararea ADN-ului. Constituția proteinelor nucleolului este dinamică și se schimbă în condiții de mediu diferite și stres celular..
La fel, există o serie de patologii asociate cu funcționarea incorectă a nucleolului. Acestea includ anemia Diamond-Blackfan și tulburările neurodegenerative, cum ar fi Alzheimer și boala Huntington..
La pacienții cu Alzheimer există o modificare a nivelului de expresie al nucleolului, comparativ cu pacienții sănătoși.
Peste 5000 de studii au evidențiat relația dintre proliferarea celulelor maligne și activitatea nucleolului.
Scopul unor investigații este de a cuantifica proteinele nucleolului în scopuri de diagnostic clinic. Cu alte cuvinte, scopul este de a evalua proliferarea cancerului folosind aceste proteine ca marker, în mod specific B23, nucleolină, UBF și subunități ARN polimerază I..
Pe de altă parte, s-a constatat că proteina B23 este direct legată de dezvoltarea cancerului. De asemenea, alte componente nucleolare sunt implicate în dezvoltarea patologiilor, cum ar fi leucemia acută promielocitară.
Există suficiente dovezi care să afirme că virusurile, atât vegetale, cât și animale, au nevoie de proteine nucleolice pentru a realiza procesul de replicare. Există modificări ale nucleolului, în ceea ce privește morfologia și compoziția proteinelor, atunci când celula se confruntă cu o infecție virală.
S-a găsit un număr semnificativ de proteine care provin din secvențe de ADN și ARN care conțin viruși și sunt localizate în nucleol.
Virușii au strategii diferite care le permit să se localizeze în această regiune subnucleară, cum ar fi proteinele virale care conțin „semnale” care îi conduc către nucleol. Aceste etichete sunt bogate în aminoacizi arginină și lizină..
Localizarea virușilor în nucleol facilitează replicarea lor și, în plus, pare a fi o cerință pentru patogenitatea lor..
Nimeni nu a comentat acest articol încă.