nucleol locația se află în nucleul fiecărei celule. Nucleolii sunt prezenți în timpul producției de proteine în nucleu, dar se dezasamblează în timpul mitozei.
Oamenii de știință au descoperit că nucleolul joacă un rol interesant pentru ciclul celular și potențial pentru longevitatea oamenilor.
TL; DR (Prea lung; Nu am citit)
Nucleolul este o sub-structură a nucleului fiecărei celule și este responsabil în primul rând de producerea de proteine. În interfază, nucleolul poate fi perturbat și, prin urmare, servește ca o verificare a faptului dacă mitoza poate continua sau nu.
Ce este nucleul?
Una dintre sub-structurile unei celule nucleu, nucleolul a fost descoperit pentru prima dată în secolul al XVIII-lea. În anii 1960, oamenii de știință au descoperit funcția primară a nucleolului ca a ribozom producător.
Localizarea nucleolului se află în nucleul celulei. La microscop, arată ca o pată întunecată adăpostită de nucleu. Nucleolul este o structură care nu posedă o membrană. Nucleolul poate fi mare sau mic în funcție de nevoile unei celule. Este, totuși, cel mai mare obiect din interiorul nucleului.
Diverse materiale cuprind nucleolul. Acestea includ material granular din subunități ribozomale, porțiuni fibrilare realizate în mare parte din ARN ribozomal (ARNr), proteine care alcătuiesc fibrile și, de asemenea, ADN.
De obicei, o celulă eucariotă găzduiește un nucleol, dar există excepții. Numărul de nucleoli este specific speciei. La om, pot exista până la 10 nucleoli după aceea diviziune celulara. Cu toate acestea, ele se transformă într-un nucleol solo mai mare.
Localizarea nucleolului este importantă datorită funcțiilor sale multiple pentru nucleu. Este asociat cu cromozomii, formându-se la locurile cromozomiale numite regiunea de organizare a nucleului sau NOR. Nucleolul își poate schimba forma sau se poate dezasambla în întregime în diferite faze ale ciclul celulei.
Care sunt funcțiile nucleului?
Nucleolii sunt prezenți pentru asamblarea ribozomilor. Nucleolul servește ca un fel de fabrică de ribozomi, în care transcrierea are loc în mod constant atunci când este în starea sa complet asamblată.
Nucleolul se asamblează în jurul unor biți de ADN ribozomal repetat (ADNr) la regiunile organizatoare ale nucleolului cromozomial (NOR). Apoi ARN polimeraza I transcrie repetările și produce pre-ARNr. Acei pre-ARNr avansează, iar subunitățile rezultate asamblate de proteinele ribozomale devin în cele din urmă ribozomi. Aceste proteine, la rândul lor, sunt utilizate pentru numeroase funcții și părți ale corpului, de la semnalizare, controlul reacțiilor, obținerea părului și așa mai departe.
Structura nucleolară este legată de nivelurile de ARN, deoarece pre-ARNr fac proteinele care servesc drept schelă pentru nucleol. Atunci când transcrierea ARNr se oprește, acest lucru duce la întreruperea nucleolară. Perturbarea nucleolară poate duce la perturbări ale ciclului celular, moarte spontană a celulelor (apoptoză) și diferențierea celulară.
Nucleolul servește, de asemenea, ca un control al calității celulelor și, în multe feluri, poate fi considerat „creierul” nucleului.
Proteinele nucleolare sunt importante pentru etapele ciclului celular, Replicarea ADN-ului și reparații.
Plicul nuclear se descompune în mitoză
Când celulele se divid, nucleele lor trebuie să se descompună. În cele din urmă se reasamblează când procesul este finalizat. Anvelopa nucleară se descompune devreme mitoză, aruncând o parte semnificativă din conținutul său în citoplasma.
La începutul mitozei, nucleolul se dezasamblează. Acest lucru se datorează suprimării transcripției ARNr de kinaza 1 ciclin-dependentă (Cdk1). Cdk1 face acest lucru prin fosforilarea componentelor transcripției ARNr. Proteinele nucleolare se mută apoi în citoplasmă.
Pasul în mitoză la care se descompune anvelopa nucleară este sfârșitul profazei. Resturile învelișului nuclear există în esență ca vezicule în acest moment. Cu toate acestea, acest proces nu are loc în unele drojdii. Este predominant în organismele superioare.
Pe lângă defalcarea anvelopei nucleare și demontarea nucleolului, cromozomii se condensează. Cromozomii devin densi în pregătirea pentru interfază, astfel încât nu se vor deteriora atunci când sunt aranjați în celule fiice noi. ADN-ul este strâns înfășurat în cromozomi în acel moment și transcriere se oprește ca urmare.
Odată ce mitoza este completă, cromozomii se relaxează din nou, iar plicurile nucleare se reasamblează în jurul cromozomilor fiici separați formând doi noi nuclei. Odată ce cromozomii se condensează, apare defosforilarea factorilor de transcripție a ARNr. Transcrierea ARN începe apoi din nou, iar nucleolul își poate începe activitatea.
Pentru a evita transmiterea unor daune ADN-ului către celulele fiice, există mai multe puncte de control în ciclul celular. Cercetătorii cred că deteriorarea ADN-ului poate fi cel puțin parțial cauzată de epuizarea transcripției ARNr care provoacă întreruperea nucleolului.
Desigur, unul dintre obiectivele principale ale acestor puncte de control este, de asemenea, de a proteja faptul că celulele fiice sunt copii ale celulelor părinte și posedă numărul corect de cromozomi.
Nucleolul în timpul interfazei
Celulele fiice intră interfază, care este alcătuit din mai multe etape biochimice anterioare diviziunii celulare.
În faza de decalaj sau Faza G1, celula produce proteine pentru replicarea ADN-ului. Dupa asta, Faza S. marchează timpul de replicare a cromozomilor. Aceasta produce două cromatide surori, dublând cantitatea de ADN dintr-o celulă.
Faza G2 vine după faza S. Producția de proteine este crescută în G2 și, de remarcat, microtubulii sunt preparați pentru mitoză.
O altă fază, G0, apare pentru celulele care nu sunt reproduse. Pot fi latente sau îmbătrânite, iar unele pot intra din nou în faza G1 pentru a se împărți.
După divizarea celulară, Cdk1 nu mai este necesar, iar transcripția ARN poate începe din nou. Nucleolii sunt prezenți în acest moment.
În timpul interfazei, nucleolul devine perturbat. Cercetatorii cred ca aceasta perturbare nucleolara rezulta ca un raspuns la stresul celulei, datorita suprimarii transcrierii ARNr prin deteriorarea ADN-ului, hipoxie sau lipsa de nutrienti.
Oamenii de știință încă tachinează diferitele roluri ale nucleolului în timpul interfazei. Nucleolul găzduiește enzime de modificare post-translațională în timpul interfazei.
Este din ce în ce mai clar că structura nucleolului este legată de reglarea momentului în care celulele intră în mitoză. Perturbarea nucleolară duce la mitoza întârziată.
Importanța nucleului și longevitatea
Descoperirile recente par să fi relevat o legătură între nucleol și îmbătrânire. Fragmentarea nucleolului pare a fi cheia înțelegerii acestui proces, precum și deteriorarea ARN-ului ribozomal.
Procesele metabolice par, de asemenea, să joace un rol în nucleol. Deoarece nucleolul este adaptabil la disponibilitatea nutrienților și răspunde la semnalele de creștere, atunci când are mai puțin acces la aceste resurse, acesta scade în dimensiune și produce mai puțini ribozomi. Celulele tind să trăiască mai mult ca rezultat, de aici legătura cu longevitatea.
Când nucleolul are acces la mai multă nutriție, va produce mai mulți ribozomi și, la rândul său, va crește. Se pare că există un punct de vârf în care acest lucru poate deveni o problemă. Nucleoli mai mari tind să se găsească la persoanele cu boli cronice și cancer.
Cercetătorii învață continuu semnificația nucleolului și cum funcționează. Studierea proceselor prin care nucleolul funcționează în ciclurile celulare și construcția ribozomală poate ajuta cercetătorii în găsirea unor tratamente noi pentru prevenirea bolilor cronice și poate crește durata de viață a oameni.
