membran nuklir, nuklir amplop atau karyotheque, adalah membran biologis, dibentuk oleh bilayer lipid yang mengelilingi materi genetik dari sel-sel eukariotik .
Ini adalah struktur yang cukup kompleks dan dilengkapi dengan sistem pengaturan yang tepat, terdiri dari dua lapisan ganda: membran internal dan eksternal. Ruang antara dua membran disebut ruang perinuklear, dan lebarnya kira-kira 20 hingga 40 nanometer.
Gambar melalui: unamenlinea.unam.mx
Membran luar membentuk kontinum dengan retikulum endoplasma . Untuk alasan ini, ia memiliki ribosom yang berlabuh di strukturnya.
Membran dicirikan oleh adanya pori-pori nukleus yang memediasi lalu lintas zat dari bagian dalam nukleus ke sitoplasma sel, dan sebaliknya.
Lintasan molekul antara dua kompartemen ini cukup sibuk. RNA dan subunit ribosom harus terus ditransfer dari inti ke sitoplasma , sedangkan histone, DNA , RNA polimerase dan zat lain yang diperlukan untuk kegiatan inti harus diimpor dari sitoplasma ke inti.
Membran inti mengandung sejumlah besar protein yang terlibat dalam organisasi kromatin dan juga dalam regulasi gen.
Indeks artikel
Karakteristik umum
Sumber Coutinho HD, Falcão-Silva VS, Fernandes Gonçalves G, Batista da Nóbrega R [CC BY 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)], melalui Wikimedia Commons
Membran nukleus adalah salah satu fitur pembeda yang paling menonjol dari sel eukariotik. Ini adalah membran biologis ganda yang sangat terorganisir, yang membungkus materi genetik inti sel – nukleoplasma .
Di dalam kita menemukan kromatin, zat yang terdiri dari DNA yang terikat pada berbagai protein, terutama histon yang memungkinkan pengemasannya yang efektif. Ini dibagi menjadi eukromatin dan heterokromatin.
Gambar yang diperoleh dengan mikroskop elektron mengungkapkan bahwa membran luar membentuk kontinum dengan retikulum endoplasma, oleh karena itu juga memiliki ribosom yang melekat pada membran. Demikian pula, ruang perinuklear membentuk kontinum dengan lumen retikulum endoplasma.
Berlabuh di sisi nukleoplasma di membran bagian dalam, kita menemukan struktur seperti lembaran yang dibentuk oleh filamen protein yang disebut “lembaran nuklir”.
Membran nukleus dilubangi oleh serangkaian pori-pori yang memungkinkan lalu lintas zat yang diatur antara perilaku nuklir dan sitoplasma. Pada mamalia, misalnya, diperkirakan rata-rata terdapat 3.000 hingga 4.000 pori.
Ada massa kromatin yang sangat kompak yang melekat pada membran bagian dalam amplop, dengan pengecualian area di mana terdapat pori-pori.
Fungsi
Fungsi paling intuitif dari membran nukleus adalah untuk mempertahankan pemisahan antara nukleoplasma – isi nukleus – dan sitoplasma sel.
Dengan cara ini, DNA tetap aman dan terisolasi dari reaksi kimia yang terjadi di sitoplasma dan dapat berdampak negatif pada materi genetik.
Penghalang ini memberikan pemisahan fisik untuk proses nuklir, seperti transkripsi, dan proses sitoplasma, seperti terjemahan.
Pengangkutan selektif makromolekul antara bagian dalam nukleus dan sitoplasma terjadi berkat adanya pori-pori inti, dan mereka memungkinkan regulasi ekspresi gen. Misalnya, dalam hal penyambungan RNA pra-pembawa pesan dan degradasi pembawa pesan yang matang.
Salah satu unsur kuncinya adalah lamina nukleus. Ini membantu untuk mendukung nukleus, serta menyediakan situs penahan untuk serat kromatin.
Kesimpulannya, membran inti bukanlah penghalang pasif atau statis. Ini berkontribusi pada organisasi kromatin, ekspresi gen, penahan nukleus ke sitoskeleton, proses pembelahan sel, dan mungkin memiliki fungsi lain.
Pelatihan
Selama proses pembelahan nukleus, pembentukan selubung nukleus baru diperlukan, karena, pada akhirnya, membran menghilang.
Ini terbentuk dari komponen vesikular dari retikulum endoplasma kasar. Mikrotubulus dan motor seluler sitoskeleton secara aktif berpartisipasi dalam proses ini .
Komposisi
Amplop nuklir terdiri dari dua lapisan ganda lipid yang terdiri dari fosfolipid khas, dengan beberapa protein integral. Ruang antara dua membran disebut ruang intramembran atau perinuklear, yang berlanjut dengan lumen retikulum endoplasma .
Pada permukaan bagian dalam membran nukleus bagian dalam terdapat lapisan khas yang terdiri dari filamen intermediet, yang disebut lamina nukleus, yang melekat pada protein membran bagian dalam melalui heterokromarin H.
Selubung nukleus memiliki banyak pori nukleus, yang mengandung kompleks pori nukleus. Ini adalah struktur berbentuk silinder yang terdiri dari 30 nukleoporin (ini akan dijelaskan secara mendalam nanti). Dengan diameter tengah sekitar 125 nanometer.
Protein membran inti
Meskipun kontinuitas dengan retikulum, baik membran luar dan dalam menyajikan sekelompok protein spesifik yang tidak ditemukan dalam retikulum endoplasma. Yang paling menonjol adalah sebagai berikut:
Nukleoporin
Di antara protein membran nukleus spesifik ini kita memiliki nukleoporin (juga dikenal dalam literatur sebagai Nups). Ini membentuk struktur yang disebut kompleks pori nuklir, yang terdiri dari serangkaian saluran berair yang memungkinkan pertukaran dua arah protein, RNA, dan molekul lain.
Dengan kata lain, nukleoporin berfungsi sebagai semacam “gerbang” molekuler yang sangat selektif memediasi lewatnya berbagai molekul.
Interior hidrofobik saluran tidak termasuk makromolekul tertentu, tergantung pada ukuran dan tingkat polaritasnya. Molekul kecil, kira-kira kurang dari 40 kDa, atau hidrofobik, dapat berdifusi secara pasif melalui kompleks pori.
Sebaliknya, molekul polar yang lebih besar membutuhkan transporter nuklir untuk memasuki nukleus.
Transportasi melalui kompleks pori nuklir
Transportasi melalui kompleks ini cukup efektif. Sekitar 100 molekul histon dapat melewati satu pori per menit.
Protein yang harus dikirim ke nukleus harus berikatan dengan alfa impor. Importin beta mengikat kompleks ini ke cincin luar. Dengan demikian, alpha importin terkait protein berhasil melintasi kompleks pori. Akhirnya, pengimpor beta terdisosiasi dari sistem dalam sitoplasma dan pengimpor alfa sudah terdisosiasi di dalam nukleus.
Protein membran dalam
Serangkaian protein lain khusus untuk membran dalam. Namun, sebagian besar dari kelompok hampir 60 protein membran integral ini belum dicirikan, meskipun telah ditetapkan bahwa mereka berinteraksi dengan lamina dan dengan kromatin.
Ada semakin banyak bukti yang mendukung fungsi yang beragam dan esensial untuk membran nukleus bagian dalam. Tampaknya memainkan peran dalam organisasi kromatin, dalam ekspresi gen, dan dalam metabolisme materi genetik.
Faktanya, telah ditemukan bahwa lokasi dan fungsi yang salah dari protein yang membentuk membran bagian dalam terkait dengan sejumlah besar penyakit pada manusia.
Protein membran luar
Kelas ketiga dari protein membran nukleus spesifik berada di bagian luar dari struktur tersebut. Ini adalah kelompok protein membran integral yang sangat heterogen yang berbagi domain umum yang disebut KASH.
Protein yang ditemukan di daerah luar membentuk semacam “jembatan” dengan protein dari membran inti dalam.
Hubungan fisik antara sitoskeleton dan kromatin ini tampaknya relevan dengan peristiwa transkripsi, replikasi, dan mekanisme perbaikan DNA.
Protein foil
Kelompok terakhir dari protein membran nukleus dibentuk oleh protein lamina, jaringan filamen menengah yang terdiri dari laminasi tipe A dan B. Lamina memiliki ketebalan 30 hingga 100 nanometer.
Lamina adalah struktur penting yang memberikan stabilitas pada nukleus, terutama pada jaringan yang selalu terpapar gaya mekanik, seperti jaringan otot.
Mirip dengan protein internal membran nuklir, mutasi pada lamina terkait erat dengan sejumlah besar penyakit manusia yang sangat beragam.
Selain itu, semakin banyak bukti yang ditemukan menghubungkan lamina nuklir dengan penuaan. Semua ini menyoroti pentingnya protein membran inti dalam keseluruhan fungsi sel.
Membran inti pada tumbuhan
Di kingdom tumbuhan, selubung nuklir adalah sistem membran yang sangat penting, meskipun sangat sedikit dipelajari. Meskipun tidak ada pengetahuan pasti tentang protein yang membentuk membran inti pada tumbuhan tingkat tinggi, perbedaan tertentu dengan kingdom lain telah ditentukan.
Tanaman tidak memiliki urutan homolog dengan lamina dan, bukan sentrosom, itu adalah membran nuklir yang bertindak sebagai pusat pengorganisasian mikrotubulus.
Untuk alasan ini, studi tentang interaksi selubung nukleus pada tumbuhan dengan unsur-unsur sitoskeleton adalah subjek studi yang relevan.
Referensi
- Alberts, B., & Bray, D. (2006). Pengantar biologi sel . Ed. Medis Panamerika.
- Eynard, AR, Valentich, MA, & Rovasio, RA (2008). Histologi dan embriologi manusia: dasar seluler dan molekuler . Ed. Medis Panamerika.
- Hetzer MW (2010). Amplop nuklir. Perspektif Cold Spring Harbor dalam biologi , 2 (3), a000539.
- Meier, I. (2008). Organisasi fungsional inti tumbuhan. Peloncat.
- Ross, MH, & Pawlina, W. (2006). Histologi . Lippincott Williams & Wilkins.
- Welsch, U., & Sobotta, J. (2008). Histologi . Ed. Medis Panamerika.
- Muda, B., Woodford, P., & O’Dowd, G. (Eds.). (2014). gandum. Histologi fungsional: Teks dan Atlas berwarna . Ilmu Kesehatan Elsevier.
