Что такое ядерная оболочка в биологии определение кратко

Обновлено: 02.07.2024

В ядерная оболочка, также известный как ядерная мембрана, [1] [а] состоит из двух липидный бислой мембраны который в эукариотические клетки окружает ядро, который охватывает генетический материал.

Ядерная оболочка состоит из двух липидных двухслойных мембран, внутренней ядерной мембраны и внешней ядерной мембраны. [4] Пространство между мембранами называется перинуклеарным пространством. Обычно он составляет около 20-40 нм в ширину. [5] [6] Наружная ядерная мембрана продолжается с эндоплазматический ретикулум мембрана. [4] В ядерной оболочке много ядерные поры которые позволяют материалам перемещаться между цитозоль и ядро. [4] Белки промежуточных филаментов, называемые ламинами образуют структуру, называемую ядерной пластинка на внутренней стороне внутренней ядерной мембраны и обеспечивает структурную поддержку ядра. [4]

Содержание

Структура

Ядерная оболочка состоит из двух липидных двухслойных мембран. Внутренняя ядерная мембрана и внешняя ядерная мембрана. Эти мембраны связаны между собой ядерными порами. Два набора промежуточных волокон обеспечивают опору для ядерной оболочки. Внутренняя сеть формирует ядерная пластинка на внутренней ядерной мембране. [7] Снаружи образуется более свободная сеть, чтобы оказывать внешнюю поддержку. [4]

Внешняя мембрана

Наружная ядерная мембрана также имеет общую границу с эндоплазматический ретикулум. [8] Хотя внешняя ядерная мембрана физически связана, она содержит белки в гораздо более высоких концентрациях, чем эндоплазматический ретикулум. [9] Все четыре несприн белки (ядерная оболочка спектрин повтор белки), присутствующие у млекопитающих, экспрессируются во внешней ядерной мембране. [10] Белки несприн соединяют филаменты цитоскелета с нуклеоскелетом. [11] Несприн-опосредованные связи с цитоскелетом способствуют ядерному позиционированию и механосенсорной функции клетки. [12] KASH домен белки Nesprin-1 и -2 входят в состав ЛИНК комплекс (линкер нуклеоскелета и цитоскелета) и может напрямую связываться с компонентами цистоскелета, такими как актиновые нити, или может связываться с белками в перинуклеарном пространстве. [13] [14] Несприн-3 и-4 могут играть роль в разгрузке огромных грузов; Белки несприн-3 связываются плектин и связывают ядерную оболочку с цитоплазматическими промежуточными филаментами. [15] Белки несприн-4 связывают двигательный кинезин-1, направленный на положительный конец. [16] Внешняя ядерная мембрана также участвует в развитии, поскольку она сливается с внутренней ядерной мембраной, образуя ядерные поры. [17]

Внутренняя мембрана

Внутренняя ядерная мембрана охватывает нуклеоплазма, и покрывается ядерная пластинка, сетка из промежуточные нити который стабилизирует ядерную мембрану, а также участвует в хроматин функция и все выражение. [9] Он связан с внешней мембраной посредством ядерные поры которые проникают через мембраны. В то время как две мембраны и эндоплазматический ретикулум связаны, белки, встроенные в мембраны, имеют тенденцию оставаться на месте, а не рассеиваться по континууму. [18] Он покрыт волоконной сеткой, называемой ядерной пластиной, толщиной 10-40 нм и обеспечивает прочность.

Ядерные поры

Ядерная оболочка пробита тысячами ядерные поры, большая полость белковые комплексы около 100 нм в поперечнике, с внутренним каналом шириной около 40 нм. [9] Они связывают внутреннюю и внешнюю ядерные мембраны.

Деление клеток

Вовремя Фаза G2 из межфазный, ядерная мембрана увеличивает площадь поверхности и удваивает количество ядерных поровых комплексов. [9] В эукариоты Такие как дрожжи которые проходят закрытые митоз, ядерная мембрана остается неповрежденной во время деления клетки. В волокна веретена либо образуются внутри мембраны, либо проникают в нее, не разрывая ее. [9] У других эукариот (как животных, так и растений) ядерная мембрана должна разрушаться во время прометафаза стадия митоза, чтобы позволить волокна митотического веретена для доступа к хромосомам внутри. Процессы распада и реформации изучены недостаточно.

Авария

У млекопитающих ядерная мембрана может разрушиться в течение нескольких минут после выполнения ряда шагов на ранних стадиях развития. митоз. Первый, M-Cdk's фосфорилат нуклеопорин полипептиды и они избирательно удаляются из ядерных поровых комплексов. После этого одновременно распадаются и остальные комплексы ядерных пор. Биохимические данные свидетельствуют о том, что комплексы ядерных пор распадаются на стабильные части, а не распадаются на небольшие полипептидные фрагменты. [9] M-Cdk также фосфорилирует элементы ядерной пластинки (каркас, который поддерживает оболочку), что приводит к разборке пластинки и, следовательно, мембран оболочки на маленькие пузырьки. [19] Электрон и флуоресцентная микроскопия предоставил убедительные доказательства того, что ядерная мембрана поглощается эндоплазматическим ретикулумом - ядерные белки, которые обычно не обнаруживаются в эндоплазматическом ретикулуме, обнаруживаются во время митоза. [9]

Аберрантный разрыв ядерной оболочки также наблюдается при ламинопатиях и раковых клетках, что приводит к неправильной локализации клеточных белков, образованию микроядер и нестабильности генома. [21] [22] [23]

Реформация

Как именно реформируется ядерная мембрана во время телофаза митоза обсуждается. Существуют две теории [9] —

Изменение формы эндоплазматического ретикулума - где части эндоплазматического ретикулума, содержащие поглощенную ядерную мембрану, охватывают ядерное пространство, преобразовывая замкнутую мембрану.

Происхождение ядерной мембраны

Ядерная мембрана, также называемая ядерной оболочкой, представляет собой двойной мембранный слой, который отделяет содержимое ядра от остальной части клетка, Он встречается как у животных, так и у растение клетки. У клетки много задач, таких как создание белков, превращение молекул в энергию и удаление отходов. Ядерная оболочка защищает генетический материал клетки от химических реакций, происходящих вне ядра. Он также содержит много белков, которые используются в организации ДНК и регулировании генов.

Функция ядерной мембраны

Ядерная мембрана является барьером, который физически защищает ДНК клетки от химических реакций, происходящих в других местах клетки. Если молекулы, которые остаются в цитоплазма если бы они проникли в ядро, они могли бы разрушить часть ДНК клетки, что помешало бы ей функционировать должным образом и могло даже привести к гибели клетки. Оболочка также содержит сеть белков, которые удерживают генетический материал внутри ядра.

Он также управляет тем, какие материалы могут входить и выходить из ядра. Это достигается за счет избирательной проницаемости. Только определенные белки могут физически проходить через двойной слой. Это защищает генетическую информацию от смешения с другими частями клетки и позволяет различным клеточным активностям происходить внутри ядра и вне ядра в цитоплазме, где расположены все другие клеточные структуры.

Части ядерной мембраны

Ядерная мембрана окружает ядро клетки.

Внешняя мембрана

Словно клеточная мембрана ядерная мембрана липидный бислой Это означает, что он состоит из двух слоев молекул липидов. Внешний слой липидов имеет рибосомы, структуры, которые делают белки, на его поверхности. Это связано с эндоплазматическая сеть клеточная структура, которая упаковывает и транспортирует белки.

Внутренняя мембрана

Внутренняя мембрана содержит белки, которые помогают организовать ядро и привязать генетический материал к месту. Эта сеть волокон и белков, прикрепленных к внутренней мембране, называется ядерной пластинкой. Он структурно поддерживает ядро, играет роль в восстановлении ДНК и регулирует события в клеточный цикл такие как деление клеток и репликация ДНК. Ядерная пластинка обнаруживается только в клетках животных, хотя растительные клетки могут иметь некоторые похожие белки на внутренней мембране.

Ядерные поры

Ядерные поры проходят через внешнюю и внутреннюю мембраны ядерной мембраны. Они состоят из больших комплексов белков и позволяют определенным молекулам проходить через ядерную мембрану. Каждая ядерная пора состоит из около 30 различных белков, которые работают вместе для транспортировки материалов. Они также соединяют внешнюю и внутреннюю мембраны.

Во время клеточного деления в ядерной мембране образуется больше ядерных пор при подготовке к клеточному делению. Ядерная мембрана в конце концов разрушается и реформируется вокруг ядер каждого из двух дочерние клетки.

На рисунке ниже показан крупный план ядерных пор:

Различия между ядерными мембранами в растительных и животных клетках

О ядерных мембранах клеток животных и дрожжей известно гораздо больше, чем растительных клеток, но благодаря последним исследованиям разрыв в знаниях уменьшается. Растительным ядерным мембранам не хватает многих белков, которые находятся на ядерных мембранах клеток животных, но у них есть другие белки поровой мембраны, которые являются уникальными для растений. Животные клетки имеют центросомы, структуры, которые помогают организовать ДНК, когда клетка готовится к делению; растения не имеют этих структур и, по-видимому, полностью полагаются на ядерную мембрану для организации во время клеточного деления. С дальнейшими исследованиями ученые могут лучше понять уникальность растительная клетка ядерные мембраны.

цитоплазма – весь материал в клетке, исключая ядро.
ядро – центральная структура в клетке, которая содержит генетический материал клетки.
Липидный бислой – двойной слой липидных молекул; наружная клеточная мембрана и ядерная оболочка состоят из липидного бислоя.
рибосома – структура в клетке, которая делает белки. Некоторые рибосомы прикреплены к внешней части ядерной оболочки.

викторина

1. Что НЕ является частью ядерной мембраны?A. Внешний слойB. Средний слойC. Внутренний слойD. Ядерные поры

Ответ на вопрос № 1

В верно. Ядерная мембрана состоит из наружного слоя и внутреннего слоя с ядерными порами, которые проходят через оба слоя. У него нет среднего слоя.

2. Какова функция ядерной мембраны?A. Чтобы позволить различным клеточным действиям происходить в ядре и в цитоплазме одновременноB. Регулировать транспортировку молекул в ядро и из него.C. Для защиты генетической информацииD. Все вышеперечисленное

Ответ на вопрос № 2

D верно. Ядерная мембрана выполняет все эти функции.

3. Что делает ядерная пластинка?A. Он организует и обеспечивает структурную поддержку ядра, в том числе хромосом вB. Ламинирует ядро, облегчая проникновение молекул во время репликации ДНК.C. Он удерживает рибосомы на ядерной мембране для производства белкаD. Он распространяется в цитоплазму для сбора химической информации

Ответ на вопрос № 3

верно. Ядерная пластинка представляет собой сеть волокон и белков, которая обеспечивает структурную поддержку ядра, закрепляет хромосомы на месте и регулирует события, связанные с организацией ядра, такие как деление клеток. Он расположен на внутренней стороне внутреннего слоя ядерной мембраны, поэтому он не имеет прямого контакта с рибосомами или цитоплазмой.

Ядерная оболочка и ядерные поры. Хроматин. Ядрышко.

В световом микроскопе мембрана, окружающая ядро, представляется одинарной, однако в действительности это ядерная оболочка, состоящая из двух мембран. Наружная мембрана переходит непосредственно в эндоплазматический ретикулум (ЭР), как это показано на рисунке, и, подобно ЭР, может быть усеяна рибосомами, в которых идет синтез белка. Ядерная оболочка пронизана ядерными порами. Они особенно заметны на препаратах, полученных методом замораживания—травления. Через ядерные поры происходит обмен различными материалами между ядром и цитоплазмой, например выход в цитоплазму матричной РНК (мРНК) и рибосомных субчастиц или поступление в ядро рибосомных белков, нуклеотидов и молекул, регулирующих активность ДНК (например, некоторых гормонов). Поры имеют определенную структуру, представляющую собой результат слияния наружной и внутренней мембран ядерной оболочки. Эта структура регулирует прохождение молекул через пору.

Хроматин

Хроматин состоит из многих витков ДНК, присоединенных к гистонам — белкам основной природы. Нити ДНК настолько длинны (в каждом ядре соматической клетки человека средняя их длина составляет около 1 м!), что они должны быть как-то упорядоченно упакованы, иначе они перепутаются подобно не смотанной в клубок бечевки. Гистоны и ДНК объединены в структуры, по виду напоминающие бусины; их называют нуклеосомами. Упаковка нуклеосом в хроматине тоже носит регулярный характер.

Предполагается, что в нем сосредоточена та ДНК, которая в интерфазе генетически активна.

Ядрышко

Центральную область ядрышка окружает менее плотная периферическая область, где начинается свертывание рибосомной РНК и идет сборка рибосом — РНК соединяется с белком. Не полностью собранные рибосомы переходят по ядерным порам из ядра в цитоплазму, где их сборка завершается.

Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним.
См. подробнее в пользовательском соглашении.

Ядерная оболочка - мембранный барьер, отделяющий ядро от цитоплазмы. Она контролирует перемещение макромолекул между нуклеоплазмой и цитозолем, участвует в заякоревании хромосом и цитоскелета, являясь частью регуляторного механизма экспрессии у эукариот.
Мутации в белках ядерной оболочки проявляются в виде различных заболеваний, таких как мышечная дистрофия, нейропатия, липидодистрофия, преждевременное старение (см. обзор Синдром преждевременного старения).
В состав ядерной оболочки входят мембрана, ядерный поровый комплекс и ламина.
Ядерная оболочка образована внешней и внутренней мембранами. Наружная мембрана переходит в шероховатый эндоплазматический ретикулум, и обеспечивает присоединение структурных элементов цитоплазмы. Вутренняя выстлана белками – ламининами, образующими ядерную пластинку, которая закрепляет различные ядерные структуры. Между мембранами располагается перинуклеарное пространство.

В состав ядерной оболочки также входит поровый комплекс (см. обзор Ядерный поровый комплекс).

Ламина представляет собой густую сеть выстилающую внутреннюю мембрану изнутри и состоящую из промежуточных филаментов - ламинов и взаимодействующих с ними белков. Ламина необходима для сохранения целостности ядра.
Ламина – структура и образованная белками ламинами А, B, C. A и C – производные одного гена образующиеся при альтернативном спайсинге. Ламин А содержит 113 добавочных аминокислот. Ламин В связан с липидным слоем изопрениловым якорем. Три ламины образуют димеры, имеющие стержневидный домен из а-спиралей и глобулярные домены на каждом конце. Эти домены полимеризуются и образуют сетеподобную структуру.

Читайте также: