Il nucleolo la posizione si trova all'interno del nucleo di ogni cellula. I nucleoli sono presenti durante la produzione di proteine nel nucleo, ma si disassemblano durante la mitosi.
Gli scienziati hanno scoperto che il nucleolo svolge un ruolo interessante per il ciclo cellulare e potenzialmente per la longevità degli esseri umani.
TL; DR (troppo lungo; non ho letto)
Il nucleolo è una sottostruttura del nucleo di ogni cellula ed è principalmente responsabile della produzione di proteine. Nell'interfase, il nucleolo può essere interrotto e quindi serve come controllo per verificare se la mitosi può procedere o meno.
Cos'è il nucleolo?
Una delle sottostrutture di una cellula nucleo, il nucleolo fu scoperto per la prima volta nel XVIII secolo. Negli anni '60, gli scienziati hanno scoperto la funzione primaria del nucleolo come a ribosoma produttore.
La posizione del nucleolo si trova all'interno del nucleo della cellula. Al microscopio, sembra una macchia scura ospitata dal nucleo. Il nucleolo è una struttura che non possiede una membrana. Il nucleolo può essere grande o piccolo a seconda delle esigenze di una cellula. È, tuttavia, l'oggetto più grande all'interno del nucleo.
Vari materiali comprendono il nucleolo. Questi includono materiale granulare costituito da subunità ribosomiali, porzioni fibrillari per lo più costituite da RNA ribosomiale (rRNA), proteine per formare le fibrille e anche parte del DNA.
Tipicamente una cellula eucariotica ospita un nucleolo, ma ci sono eccezioni. Il numero di nucleoli è specie-specifico. Nell'uomo possono esserci fino a 10 nucleoli dopo divisione cellulare. Tuttavia, alla fine si trasformano in un nucleolo solitario più grande.
La posizione del nucleolo è importante per le sue molteplici funzioni per il nucleo. È associato ai cromosomi, formandosi in siti cromosomici chiamati _nucleolus organizer region_s o NOR. Il nucleolo può cambiare forma o disassemblarsi completamente durante le diverse fasi del of ciclo cellulare.
Quali sono le funzioni del nucleolo?
I nucleoli sono presenti per l'assemblaggio dei ribosomi. Il nucleolo serve come una sorta di fabbrica di ribosomi, in cui la trascrizione avviene costantemente quando è nel suo stato completamente assemblato.
Il nucleolo si assembla attorno a frammenti di DNA ribosomiale ripetuto (rDNA) nelle regioni dell'organizzatore del nucleolo cromosomico (NOR). Quindi l'RNA polimerasi I trascrive le ripetizioni e produce pre-rRNA. Questi pre-rRNA avanzano e le subunità risultanti assemblate dalle proteine ribosomiali alla fine diventano ribosomi. Queste proteine, a loro volta, vengono utilizzate per numerose funzioni e parti del corpo, dalla segnalazione, al controllo delle reazioni, alla creazione dei capelli e così via.
La struttura nucleare è legata ai livelli di RNA, poiché i pre-rRNA producono le proteine che fungono da impalcatura per il nucleolo. Quando la trascrizione dell'rRNA si interrompe, questo porta alla rottura nucleolare. La distruzione nucleare può portare a interruzioni del ciclo cellulare, morte cellulare spontanea (apoptosi) e differenziazione cellulare.
Il nucleolo serve anche come controllo di qualità per le cellule e per molti versi può essere considerato il "cervello" del nucleo.
Le proteine nucleari sono importanti per le fasi del ciclo cellulare, replicazione del DNA e riparazione.
L'involucro nucleare si rompe nella mitosi
Quando le cellule si dividono, i loro nuclei devono rompersi. Alla fine si riassembla quando il processo è completo. L'involucro nucleare si rompe presto mitosi, scaricando una parte significativa del suo contenuto nel citoplasma.
All'inizio della mitosi, il nucleolo si disassembla. Ciò è dovuto alla soppressione della trascrizione dell'rRNA da parte della chinasi 1 ciclina-dipendente (Cdk1). Cdk1 fa questo fosforilando i componenti della trascrizione dell'rRNA. Le proteine nucleari si spostano quindi nel citoplasma.
Il passaggio nella mitosi in cui l'involucro nucleare si rompe è la fine della profase. I resti dell'involucro nucleare esistono essenzialmente come vescicole a questo punto. Tuttavia, questo processo non si verifica in alcuni lieviti. È prevalente negli organismi superiori.
Oltre alla rottura dell'involucro nucleare e al disassemblaggio del nucleolo, i cromosomi si condensano. I cromosomi diventano densi in preparazione per l'interfase in modo che non vengano danneggiati quando vengono organizzati in nuove cellule figlie. Il DNA è strettamente avvolto nei cromosomi a quel punto, e trascrizione si ferma di conseguenza.
Una volta completata la mitosi, i cromosomi si allentano di nuovo e gli involucri nucleari si riassemblano attorno ai cromosomi figli separati formando due nuovi nuclei. Una volta che i cromosomi si sono decondensati, si verifica la defosforilazione dei fattori di trascrizione dell'rRNA. La trascrizione dell'RNA ricomincia quindi e il nucleolo può iniziare il suo lavoro.
Per evitare che qualsiasi danno al DNA venga trasmesso alle cellule figlie, esistono diversi punti di controllo nel ciclo cellulare. I ricercatori pensano che il danno al DNA possa essere almeno in parte causato dall'esaurimento della trascrizione dell'rRNA che causa la rottura del nucleolo.
Naturalmente, uno degli obiettivi primari di questi punti di controllo è anche quello di salvaguardare che le cellule figlie siano copie delle cellule madri e possiedano il numero corretto di cromosomi.
Il nucleolo durante l'interfase
Entrano le cellule figlie interfase, che è composto da diversi passaggi biochimici prima della divisione cellulare.
Nella fase di gap o Fase G1, la cellula produce proteine per la replicazione del DNA. Dopodichè, fase S segna il momento della replicazione cromosomica. Questo produce due cromatidi fratelli, raddoppiando la quantità di DNA in una cellula.
Il Fase G2 viene dopo la fase S. La produzione di proteine è aumentata in G2 e, in particolare, i microtubuli sono fatti per la mitosi.
Un'altra fase, G0, si verifica per le cellule che non vengono replicate. Possono essere dormienti o invecchiati e alcuni possono continuare a rientrare nella fase G1 per dividersi.
Dopo la divisione cellulare, Cdk1 non è più necessario e la trascrizione dell'RNA può ricominciare. I nucleoli sono presenti durante questo punto.
Durante l'interfase, il nucleolo viene interrotto. I ricercatori pensano che questa interruzione nucleolare sia una risposta allo stress sulla cellula, a causa della soppressione della trascrizione dell'rRNA tramite danni al DNA, ipossia o mancanza di nutrienti.
Gli scienziati stanno ancora prendendo in giro i vari ruoli del nucleolo durante l'interfase. Il nucleolo ospita enzimi di modificazione post-traduzionale durante l'interfase.
Sta diventando più chiaro che la struttura del nucleolo è correlata alla regolazione del momento in cui le cellule entrano in mitosi. L'interruzione nucleare porta alla mitosi ritardata.
L'importanza del nucleolo e della longevità
Recenti scoperte sembrano aver rivelato una connessione tra il nucleolo e invecchiamento. La frammentazione del nucleolo sembra essere la chiave per comprendere questo processo, così come il danno all'RNA ribosomiale.
Anche i processi metabolici sembrano svolgere un ruolo con il nucleolo. Poiché il nucleolo è adattabile alla disponibilità di nutrienti e risponde ai segnali di crescita, quando ha meno accesso a queste risorse, diminuisce di dimensioni e produce meno ribosomi. Di conseguenza, le cellule tendono a vivere più a lungo, da qui la connessione con la longevità.
Quando il nucleolo ha accesso a più nutrimento, produrrà più ribosomi e a sua volta diventerà più grande. Sembra esserci un punto di svolta in cui questo può diventare un problema. I nucleoli più grandi tendono a essere trovati in individui con malattie croniche e cancro.
I ricercatori imparano continuamente il significato del nucleolo e come funziona. Lo studio dei processi mediante i quali il nucleolo funziona nei cicli cellulari e la costruzione ribosomiale può aiutare ricercatori nella ricerca di nuovi trattamenti per prevenire le malattie croniche e forse aumentare la durata della vita di umani.