Kernporieë is een van die belangrikste intrasellulêre komponente aangesien dit by molekulêre vervoer betrokke is. Ten spyte van vooruitgang in biologiese navorsing, is nie alle vrae rakende hierdie strukture volledig ondersoek nie. Sommige wetenskaplikes glo dat die kernporieëkompleks aan selorganelle toegeskryf kan word in terme van die belangrikheid van funksies en strukturele kompleksiteit.
Kerndop
'n Kenmerkende kenmerk van eukariotiese selle is die teenwoordigheid van 'n kern, wat omring word deur 'n membraan wat dit van die sitoplasma skei. Die membraan bestaan uit twee lae - binne- en buitelae, met mekaar verbind deur 'n groot aantal porieë.
Die betekenis van die kernomhulsel is baie hoog – dit laat jou toe om die prosesse van proteïensintese en nukleïensure wat nodig is om die funksionele aktiwiteit van gene te reguleer, af te baken. Die membraan beheer die proses van vervoer van stowwe na binne, in die sitoplasma, en omgekeerd. Dit is ook die skeletstruktuur wat die vorm van die kern ondersteun.
Tussen die buitenste en binneste membraan is die perinukleêre ruimte, waarvan die breedte 20-40 nm is. Ekstern lyk die kernomhulseldubbellaag sak. Die teenwoordigheid van porieë in sy struktuur is 'n beduidende verskil tussen hierdie struktuur en soortgelyke porieë wat in mitochondria en plastiede voorkom.
Struktuur van kernporieë
Kanale is perforasies van ongeveer 100 nm in deursnee, wat deur die hele kernomhulsel gaan. In deursnee word hulle gekenmerk deur die vorm van 'n veelhoek met simmetrie van die agtste orde. Die stofdeurlaatbare kanaal is in die middel. Dit is gevul met kompleks georganiseerde bolvormige (in die vorm van 'n spoel) en fibrillêre (in die vorm van 'n gedraaide draad) strukture wat 'n sentrale korrel vorm - 'n "prop" (of 'n vervoerder). In die figuur hieronder kan jy duidelik bestudeer wat 'n kernporie is.
Mikroskopiese ondersoek van hierdie strukture toon dat hulle 'n ringvormige struktuur het. Fibrillêre uitgroeisels strek beide uitwaarts, in die sitoplasma, en binnewaarts, na die kern (filamente). Laasgenoemde vorm 'n soort mandjie (wat in buitelandse literatuur "mandjie" genoem word). In die passiewe porie sluit die mandjie fibrille die kanaal, terwyl hulle in die aktiewe porie 'n bykomende formasie vorm van ongeveer 50 nm in deursnee. Die ring aan die kant van die sitoplasma bestaan uit 8 korrels wat soos krale aan 'n tou met mekaar verbind is.
Die geheel van hierdie perforasies in die dop van die kern word die kompleks van kernporieë genoem. Bioloë beklemtoon dus die interkonneksie tussen individuele gate, wat as 'n enkele goed gekoördineerde meganisme werk.
Die buitenste ring is aan die sentrale vervoerband gekoppel. Laer eukariote (korsmosse en ander) het nie sitoplasmiese nieen nukleoplasmiese ringe.
Struktuurkenmerke
Die struktuur en funksies van kernporieë het die volgende kenmerke:
- Kanale is talle kopieë van ongeveer 30-50 nukleoporiene (vir 'n totaal van ongeveer 1000 proteïene).
- Die massa van komplekse wissel van 44 MDa in laer eukariote tot 125 MDa in vertebrate.
- In alle organismes (mense, voëls, reptiele en ander diere), in alle selle, is hierdie strukture op 'n soortgelyke manier gerangskik, dit wil sê, poriekomplekse is 'n streng konserwatiewe sisteem.
- Die komponente van kernkomplekse het 'n subeenheidstruktuur, waardeur hulle hoë plastisiteit het.
- Die deursnee van die sentrale kanaal wissel tussen 10-26 nm, en die hoogte van die poriekompleks is ongeveer 75 nm.
Die dele van die kernporieë ver van die middel af is nie simmetries nie. Wetenskaplikes skryf dit toe aan verskeie meganismes van regulering van die vervoerfunksie in die aanvanklike stadiums van selontwikkeling. Daar word ook aanvaar dat alle porieë universele strukture is en die beweging van molekules beide in die sitoplasma en in die teenoorgestelde rigting verseker. Kernporiekomplekse is ook teenwoordig in ander membraandraende selkomponente, maar in skaarser gevalle (retikulum, gefenestreerde sitoplasmiese membrane).
Aantal porieë
Die hooffaktor wat die aantal kernporieë bepaal, is die metaboliese aktiwiteit in die sel (hoe hoër dit is, hoe meeraantal buisies). Hul konsentrasie in die dikte van die membraan kan verskeie kere gedurende verskillende periodes van die funksionele toestand van die selle verander. Die eerste toename in die aantal porieë vind plaas na deling - mitose (tydens die rekonstruksie van kerne), en dan gedurende die tydperk van DNA-groei.
Verskillende dierspesies het verskillende getalle. Dit hang ook af van waar die monster geneem is. Dus, in 'n menslike weefselkultuur is daar ongeveer 11 stuks/µm2, en in 'n onvolwasse xenopus padda-eiersel - 51 stuks/µm2. Gemiddeld wissel hul digtheid tussen 13-30 stukke/µm2.
Die verspreiding van kernporieë oor die oppervlak van die dop is amper eenvormig, maar op plekke waar die stof van die chromosome die membraan nader, neem hul konsentrasie skerp af. Laer eukariote het nie 'n rigiede fibrillêre netwerk onder die kernmembraan nie, dus kan die porieë langs die kernmembraan beweeg, en hul digtheid in verskillende gebiede verskil aansienlik.
Functions
Die hooffunksie van die kernporieëkompleks is passiewe (diffusie) en aktiewe (wat energiekoste vereis) oordrag van molekules deur die membraan, dit wil sê die uitruil van stowwe tussen die selkern en die sitoplasma. Hierdie proses is noodsaaklik en word beheer deur drie stelsels wat in konstante interaksie met mekaar is:
- 'n kompleks van biologies aktiewe stowwe-reguleerders in die kern en sitoplasma - invoer in α en β, Ran-proteïen, guanosientrifosfaat (puriennukleotied) en ander inhibeerders en aktiveerders;
- nukleoporiene;
- strukturele komponente van die poreuse kernkompleks, wat in staat is om hul vorm te verander en die oordrag van stowwe in die regte rigting te verseker.
Proteïene wat nodig is vir die funksionering van die kern kom van die sitoplasma deur die kernporieë, en verskeie vorme van RNA word in die teenoorgestelde rigting uitgeskei. Die poriekompleks voer nie net suiwer meganiese vervoer uit nie, maar dien ook as 'n sorteerder wat sekere molekules "herken".
Passive oordrag vind plaas vir daardie stowwe wie se molekulêre gewig laag is (nie meer as 5∙103 Ja). Stowwe soos ione, suikers, hormone, nukleotiede, adenosientrifosforsuur, wat betrokke is by energie-uitruiling, gaan vrylik die kern binne. Die maksimum grootte van proteïene wat deur die porieë tot in die kern kan penetreer, is 3,5 nm.
Tydens die sintese van 'n dogter-DNA-molekule bereik die vervoer van stowwe 'n piek van aktiwiteit - 100-500 molekules deur 1 kernporie in 1 minuut.
Porieproteïene
Kanaalelemente is van proteïenaard. Die proteïene van hierdie kompleks word nukleoporiene genoem. Hulle word in ongeveer 12 subkomplekse versamel. Konvensioneel word hulle in drie groepe verdeel:
- verbindings met spesifieke herhalende rye herkenbaar deur biochemiese faktore;
- het nie rye nie;
- integrale proteïene wat geleë is in die area van die membraan wat die porie vorm, of in die porie self in die spasie tussen die lae van die kernomhulsel.
Studies het getoon dat nukleoporiene in staat is om te vormtaamlik komplekse komplekse, insluitend tot 7 proteïene, en is ook direk betrokke by die vervoer van stowwe. Sommige van hulle kan direk bind aan molekules wat deur die kernporie beweeg.
Uitvoer van stowwe na die sitoplasma
Dieselfde porie kan deelneem aan beide die onttrekking en invoer van stowwe. Die omgekeerde translasie van RNA vanaf die sitoplasma na die kern vind nie plaas nie. Kernkomplekse herken uitvoerseine (NES) wat deur ribonukleoproteïene gedra word.
NES-volgorde van seinstowwe is 'n komplekse kompleks van aminosure en proteïene, wat, nadat dit uit die kern in die sitoplasma verwyder is, dissosieer (afbreek in afsonderlike komponente). Soortgelyke deeltjies wat kunsmatig in die sitoplasma ingebring word, dring dus nie terug in die kern nie.
Die proses van mitose
Tydens seldeling (mitose) word die kernporieëkompleks "afgebreek". Dus ontbind komplekse met 'n molekulêre gewig van 120 mDa in subkomplekse van 1 mDa elk. Na die einde van die verdeling kom hulle weer bymekaar. In hierdie geval beweeg die kernporieë nie afsonderlik nie, maar in skikkings. Dit is een van die bewyse dat die kernporieëkompleks 'n goed gekoördineerde stelsel is.
Die gebarste membraan verander in 'n borrelgroep wat die kernarea in die interfaseperiode omring. In metafase, wanneer die chromosome in die ekwatoriale vlak gehou word, word hierdie elemente na die perifere sones van die sel gedruk. Aan die einde van anafase begin hierdie groep chromosome kontak en groei begin.beginpunte van die kernmembraan.
Borrels verander in vakuole, wat die chromosome geleidelik omhul. Dan smelt hulle saam en omhein die nuwe interfasekern van die sitoplasma af. Die porieë verskyn reeds in die baie vroeë stadium, wanneer die sluiting van die doppe nog nie plaasgevind het nie.
