A nucleolus a hely minden sejt magjában rejlik. A nukleolusok a magban lévő fehérjetermelés során vannak jelen, de a mitózis során szétesnek.
A tudósok felfedezték, hogy a sejtmag érdekes szerepet játszik a sejtciklusban és potenciálisan az emberek hosszú élettartamában.
TL; DR (túl hosszú; Nem olvastam)
A sejtmag minden sejtmag egyik alstruktúrája, és elsősorban a fehérjetermelésért felelős. Interfázisban a nukleolus megzavarodhat, ezért ellenőrzi, hogy a mitózis folytatódhat-e vagy sem.
Mi a Nucleolus?
A sejt egyik alstruktúrája atommag, a magot először a 18. században fedezték fel. Az 1960-as években a tudósok feltárták a mag elsődleges funkcióját, mint a riboszómás termelő.
A sejtmag helye a sejt magjában található. Mikroszkóp alatt sötét foltnak tűnik, amelyet a mag foglal magában. A nucleolus olyan szerkezet, amely nem rendelkezik membránnal. A sejtmag a sejt szükségleteitől függően lehet nagy vagy kicsi. Ez azonban a legnagyobb tárgy a mag belsejében.
Különféle anyagok tartalmazzák a sejtmagot. Ide tartoznak a riboszomális alegységekből készült szemcsés anyagok, a fibrilláris részek többnyire ezekből állnak
Egy eukarióta sejt általában egy magot tartalmaz, de vannak kivételek. A nukleolusok száma fajspecifikus. Emberben akár 10 mag is lehet utána sejtosztódás. Végül azonban egy nagyobb, egyedüli sejtmaggá alakulnak át.
A mag elhelyezkedése fontos, mivel a mag számára többféle funkciója van. Kromoszómákhoz kapcsolódik, az _nucleolus szervező régió_ vagy NOR nevű kromoszóma helyeken alakul ki. A nukleolus megváltoztathatja alakját vagy teljesen széteshet a sejt különböző fázisaiban sejtciklus.
Milyen funkciói vannak a nukleolusnak?
A sejtmagok a riboszóma összeállításához vannak jelen. A nukleolus egyfajta riboszóma gyárként szolgál, ahol a transzkripció folyamatosan történik, amikor teljesen össze van szerelve.
A nukleolus a megismételt riboszomális DNS (rDNS) bitjei köré gyűlik össze a kromoszóma nukleolus szervező régióiban (NOR). Ezután az RNS polimeráz I átírja az ismétléseket és előrRNS-eket készít. Ezek az pre-rRNS-ek előrehaladnak, és a kapott riboszomális fehérjék által összeállított alegységek végül riboszómává válnak. Ezeket a fehérjéket viszont számos testfunkcióhoz és részhez használják, a jelzéshez, a reakciók ellenőrzéséhez, a haj készítéséhez és így tovább.
A nukleoláris szerkezet az RNS szintjéhez kötődik, mivel az pre-rRNS-ek alkotják azokat a fehérjéket, amelyek állványként szolgálnak a nukleolus számára. Amikor az rRNS transzkripció leáll, ez nukleoláris rendellenességhez vezet. A nukleoláris megbomlás sejtciklus-megszakításokhoz, spontán sejthalálhoz (apoptózis) és sejtdifferenciálódáshoz vezethet.
A sejtmag minőségellenőrzésként is szolgál a sejtek számára, és sok szempontból a mag „agyának” tekinthető.
A nukleoláris fehérjék fontosak a sejtciklus lépései szempontjából, DNS replikáció és javítani.
A nukleáris boríték lebont a mitózisban
Amikor a sejtek osztódnak, magjaiknak le kell törniük. Végül újra összeáll, amikor a folyamat befejeződött. A nukleáris burkolat korán felbomlik mitózis, tartalmának egy jelölő részét a citoplazma.
A mitózis kezdetén a nucleolus szétesik. Ez annak köszönhető, hogy az rRNS transzkripcióját ciklikus-függő kináz 1 (Cdk1) szuppresszálja. A Cdk1 ezt az rRNS transzkripciós komponenseinek foszforilezésével teszi. A nukleoláris fehérjék ezután a citoplazmába költöznek.
A mitózis azon lépése, amelynél a nukleáris burok lebomlik, a profázis vége. A nukleáris burok maradványai ezen a ponton lényegében vezikulákként léteznek. Ez a folyamat azonban nem fordul elő egyes élesztőkben. A magasabb rendű organizmusokban elterjedt.
A nukleáris burok lebontása és a nucleolus szétszerelése mellett a kromoszómák kondenzálódnak. A kromoszómák sűrűvé válnak az interfázisra való felkészültségben, így nem károsodnak, amikor új leánysejtekbe rendeződnek. A DNS ezen a ponton szorosan feltekeredik a kromoszómákban, és átírás ennek eredményeként megáll.
Miután a mitózis befejeződött, a kromoszómák újra fellazulnak, és a magburkok újra összeállnak a szétválasztott leánykromoszómák körül, és két új magot alkotnak. Miután a kromoszómák kiegyenlítődnek, az rRNS-transzkripciós faktorok defoszforilezése következik be. Ezután az RNS-transzkripció újrakezdődik, és a nukleolus megkezdheti munkáját.
Annak elkerülése érdekében, hogy a DNS károsodjon a leánysejtekre, számos ellenőrző pont létezik a sejtciklusban. A kutatók úgy gondolják, hogy a DNS károsodását legalább részben az rRNS transzkripció kimerülése okozhatja, amely a sejtmag megszakadását okozza.
Természetesen ezen ellenőrzési pontok egyik elsődleges célja az is, hogy biztosítsák, hogy a leánysejtek a szülősejtek másolatai, és megfelelő számú kromoszómával rendelkeznek.
A nukleolus interfázis alatt
Lánysejtek lépnek be interfázis, amely a sejtosztódás előtt több biokémiai lépésből áll.
Résfázisban ill G1 fázis, a sejt fehérjéket készít a DNS replikációjához. Ezt követően, S fázis jelöli a kromoszóma replikációjának idejét. Ez két testvérkromatidot eredményez, megduplázva a sejtben lévő DNS mennyiségét.
A G2 fázis az S fázis után jön. A fehérjetermelés felgyorsul a G2-ben, és különös figyelmet érdemel, hogy a mikrotubulusok mitózisra készülnek.
Egy másik fázis, a G0 fordul elő azoknál a sejteknél, amelyek nem replikálódnak. Lehetnek szunnyadóak vagy öregedőek, és néhányuk folytathatja az újbóli belépést a G1 fázisba az osztódás érdekében.
A sejtosztódást követően a Cdk1-re már nincs szükség, és az RNS átírása újrakezdődhet. A nukleolusok ezen a ponton vannak jelen.
Interfázis során a nukleolus megszakad. A kutatók úgy gondolják, hogy ez a nukleoláris rendellenesség válaszként reagál a sejt stresszére, az rRNS transzkripció DNS károsodás, hipoxia vagy tápanyagok hiánya révén történő elnyomása miatt.
A tudósok az interfázis során még mindig ugratják a mag különböző szerepeit. A sejtmag a poszt-transzlációs módosító enzimeket tartalmazza az interfázis során.
Egyre egyértelműbb, hogy a sejtmag szerkezete összefügg a mitózisba történő belépés szabályozásával. A nukleoláris zavar késleltetett mitózishoz vezet.
A nukleolus jelentősége és a hosszú élettartam
Úgy tűnik, hogy a legújabb felfedezések összefüggést tártak fel a sejtmag és a sejt között öregedés. Úgy tűnik, hogy a mag megdarabolódása a kulcsa ennek a folyamatnak a megértéséhez, valamint a riboszomális RNS károsodása.
Úgy tűnik, hogy az anyagcsere folyamatok is szerepet játszanak a sejtmagban. Mivel a nukleolus alkalmazkodik a tápanyagok rendelkezésre állásához és reagál a növekedési jelekre, amikor kevesebb hozzáférése van ezekhez az erőforrásokhoz, mérete csökken és kevesebb riboszómát termel. A sejtek általában hosszabb ideig élnek ennek eredményeként, ezért kapcsolódik a hosszú élettartamhoz.
Amikor a nukleolus több táplálékhoz jut, több riboszómát hoz létre, és viszont nagyobb lesz. Úgy tűnik, van egy olyan fordulópont, amelynél ez problémává válhat. Nagyobb sejtmagok általában krónikus betegségekben és rákban szenvedő egyénekben találhatók.
A kutatók folyamatosan tanulják a mag jelentőségét és működését. A nukleolus sejtciklusokban történő működésének vizsgálata és a riboszomális felépítés segíthet kutatók a krónikus betegségek megelőzésére és a betegség élettartamának növelésére szolgáló új kezelések megtalálásában emberek.