Vishimo vya nyuklia ni mojawapo ya viambajengo muhimu vya ndani ya seli kwani vinahusika katika usafirishaji wa molekuli. Licha ya maendeleo katika utafiti wa kibiolojia, sio maswali yote kuhusu miundo hii yamechunguzwa kikamilifu. Baadhi ya wanasayansi wanaamini kwamba changamano cha nyuklia kinaweza kuhusishwa na chembe chembe kulingana na umuhimu wa utendaji kazi na ugumu wa muundo.
Sheli ya nyuklia
Sifa bainifu ya seli za yukariyoti ni kuwepo kwa kiini, ambacho kimezungukwa na utando unaoitenganisha na saitoplazimu. Utando una tabaka mbili - za ndani na nje, zilizounganishwa na idadi kubwa ya vinyweleo.
Umuhimu wa bahasha ya nyuklia ni wa juu sana - hukuruhusu kuweka mipaka ya michakato ya usanisi wa protini na asidi nucleiki zinazohitajika ili kudhibiti shughuli za utendaji kazi wa jeni. Utando hudhibiti mchakato wa kusafirisha vitu ndani, kwenye cytoplasm, na kinyume chake. Pia ni muundo wa kiunzi unaohimili umbo la kiini.
Kati ya utando wa nje na wa ndani kuna nafasi ya perinuclear, ambayo upana wake ni 20-40 nm. Kwa nje, bahasha ya nyuklia inaonekana kamamfuko wa safu mbili. Uwepo wa vinyweleo katika muundo wake ni tofauti kubwa kati ya muundo huu na zile zinazofanana zinazopatikana kwenye mitochondria na plastidi.
Muundo wa vinyweleo vya nyuklia
Vituo ni utoboaji wa takriban nm 100 kwa kipenyo, unaopitia bahasha nzima ya nyuklia. Katika sehemu ya msalaba, wana sifa ya umbo la poligoni na ulinganifu wa mpangilio wa nane. Mfereji wa kupenyeza dutu uko katikati. Imejazwa na globular iliyopangwa kwa njia ngumu (kwa namna ya coil) na fibrillar (kwa namna ya thread iliyopotoka) miundo ambayo huunda granule ya kati - "plug" (au kisafirishaji). Katika mchoro ulio hapa chini, unaweza kusoma kwa uwazi nini pore ya nyuklia ni.
Uchunguzi wa hadubini wa miundo hii unaonyesha kuwa ina muundo wa mwaka. Mizizi ya fibrillar inaenea nje, ndani ya cytoplasm, na ndani, kuelekea kiini (filaments). Mwisho huunda aina ya kikapu (kinachoitwa "kikapu" katika maandiko ya kigeni). Katika pore ya passive, nyuzi za kikapu hufunga chaneli, wakati kwenye pore inayofanya kazi huunda malezi ya ziada kuhusu 50 nm kwa kipenyo. Pete iliyo upande wa saitoplazimu ina CHEMBE 8 zilizounganishwa kama shanga kwenye uzi.
Jumla ya utoboaji huu katika ganda la kiini huitwa changamano cha vinyweleo vya nyuklia. Kwa hivyo, wanabiolojia wanasisitiza muunganisho kati ya mashimo ya mtu binafsi, kufanya kazi kama utaratibu mmoja ulioratibiwa vyema.
Pete ya nje imeunganishwa kwenye kidhibiti cha kati. Eukaryotes ya chini (lichens na wengine) hawana cytoplasmicna pete za nukleoplasmic.
Vipengele vya muundo
Muundo na kazi za tundu za nyuklia zina sifa zifuatazo:
- Vituo ni nakala nyingi za takriban 30-50 nucleoporini (kwa jumla ya takriban protini 1000).
- Wingi wa chembechembe huanzia 44 MDa katika yukariyoti ya chini hadi 125 MDa katika wanyama wenye uti wa mgongo.
- Katika viumbe vyote (binadamu, ndege, reptilia na wanyama wengine), katika seli zote, miundo hii imepangwa kwa njia inayofanana, yaani, pore complexes ni mfumo wa kihafidhina kabisa.
- Vipengee vya muundo wa nyuklia vina muundo wa kitengo kidogo, kutokana na kwamba vina unene wa juu.
- Kipenyo cha chaneli ya kati hutofautiana kati ya nm 10-26, na urefu wa shimo la shimo ni takriban nm 75.
Sehemu za tundu za nyuklia zilizo mbali na katikati hazina ulinganifu. Wanasayansi wanahusisha hili kwa taratibu mbalimbali za udhibiti wa kazi ya usafiri katika hatua za awali za maendeleo ya seli. Pia inachukuliwa kuwa pores zote ni miundo ya ulimwengu wote na kuhakikisha harakati ya molekuli wote ndani ya cytoplasm na kinyume chake. Matundu ya vinyweleo vya nyuklia pia yapo katika vijenzi vingine vya seli zinazobeba utando, lakini katika hali nadra (retikulamu, utando wa saitoplazimu ulio na unene).
Idadi ya vinyweleo
Kipengele kikuu kinachoamua idadi ya vinyweleo vya nyuklia ni shughuli ya kimetaboliki kwenye seli (kadiri inavyokuwa juu, ndivyo inavyoongezekaidadi ya tubules). Mkusanyiko wao katika unene wa membrane unaweza kubadilika mara kadhaa wakati wa vipindi tofauti vya hali ya kazi ya seli. Ongezeko la kwanza la idadi ya pores hutokea baada ya mgawanyiko - mitosis (wakati wa ujenzi wa nuclei), na kisha wakati wa ukuaji wa DNA.
Aina tofauti za wanyama zina idadi tofauti. Pia inategemea ambapo sampuli ilichukuliwa. Kwa hivyo, katika utamaduni wa tishu za binadamu, kuna takriban pcs 11/µm2, na katika seli ya yai la xenopus ambaye hajakomaa - 51 pcs/µm2. Kwa wastani, msongamano wao hutofautiana kati ya vipande 13-30/µm2.
Mgawanyiko wa vinyweleo vya nyuklia juu ya uso wa ganda ni karibu sare, lakini mahali ambapo dutu ya kromosomu hukaribia utando, mkusanyiko wao hupungua kwa kasi. yukariyoti za chini hazina mtandao wa nyuzinyuzi ngumu chini ya utando wa nyuklia, kwa hivyo vinyweleo vinaweza kusonga kando ya utando wa nyuklia, na msongamano wao katika maeneo tofauti hutofautiana kwa kiasi kikubwa.
Kazi
Jukumu kuu la changamano la tundu la nyuklia ni hali ya hewa (uenezi) na hai (inayohitaji gharama za nishati) uhamishaji wa molekuli kupitia membrane, yaani, ubadilishanaji wa dutu kati ya kiini cha seli na saitoplazimu. Mchakato huu ni muhimu na unatawaliwa na mifumo mitatu ambayo iko katika mwingiliano wa kila mara:
- changamano la vidhibiti-vidhibiti vya kibiolojia katika kiini na saitoplazimu - importin α na β, Ran-protini, guanosine trifosfati (purine nucleotide) na vizuizi vingine na viamilisho;
- nucleoporini;
- vijenzi vya miundo ya changamano ya nyuklia yenye vinyweleo, ambavyo vinaweza kubadilisha umbo lao na kuhakikisha uhamisho wa dutu katika mwelekeo sahihi.
Protini zinazohitajika kwa utendakazi wa kiini hutoka kwenye saitoplazimu kupitia vinyweleo vya nyuklia, na aina mbalimbali za RNA hutolewa kinyume. Mchanganyiko wa pore sio tu hufanya usafirishaji wa kiufundi, lakini pia hutumika kama kipangaji "kinachotambua" molekuli fulani.
Uhamisho wa hali ya hewa hutokea kwa vitu ambavyo uzito wa molekuli ni mdogo (si zaidi ya 5∙103 Ndiyo). Dutu kama vile ioni, sukari, homoni, nyukleotidi, adenosine triphosphoric acid, ambazo zinahusika katika kubadilishana nishati, huingia kwa uhuru kwenye kiini. Ukubwa wa juu zaidi wa protini unaoweza kupenya kupitia vinyweleo hadi kwenye kiini ni 3.5 nm.
Wakati wa usanisi wa molekuli ya DNA ya binti, usafirishaji wa dutu hufikia kilele cha shughuli - molekuli 100-500 kupitia tundu 1 la nyuklia katika dakika 1.
Protini za pore
Vipengele vya mkondo vina asili ya protini. Protini za tata hii huitwa nucleoporini. Wao hukusanywa katika takriban 12 subcomplexes. Kwa kawaida, wamegawanywa katika vikundi vitatu:
- michanganyiko yenye mpangilio maalum wa kujirudia unaotambulika kwa sababu za kibayolojia;
- isiyo na mifuatano;
- protini muhimu ambazo ziko katika eneo la utando unaounda tundu, au kwenye tundu lenyewe katika nafasi kati ya tabaka za bahasha ya nyuklia.
Tafiti zimeonyesha kuwa nucleoporini zinaweza kuundabadala tata tata, ikiwa ni pamoja na hadi 7 protini, na pia ni moja kwa moja kushiriki katika usafiri wa vitu. Baadhi yao wanaweza kujifunga moja kwa moja kwa molekuli zinazosonga kupitia tundu la nyuklia.
Usafirishaji wa dutu kwenye saitoplazimu
Pore sawa inaweza kushiriki katika utoaji na uagizaji wa dutu. Tafsiri ya kinyume cha RNA kutoka kwa cytoplasm kwenye kiini haifanyiki. Mchanganyiko wa nyuklia hutambua ishara za usafirishaji (NES) zinazobebwa na ribonucleoprotein.
NES-msururu wa dutu za kuashiria ni changamano changamano cha amino asidi na protini, ambayo, baada ya kuondolewa kutoka kwenye kiini hadi kwenye saitoplazimu, hujitenga (hugawanyika katika vipengele tofauti). Kwa hivyo, chembe zinazofanana zinazoletwa kiholela kwenye saitoplazimu hazipenyeshi kurudi kwenye kiini.
Mchakato wa mitosis
Wakati wa mgawanyiko wa seli (mitosis), changamano cha nyuklia "huvunjwa". Kwa hivyo, complexes yenye uzito wa molekuli ya mDa 120 hutengana katika subcomplexes ya 1 mDa kila moja. Baada ya mwisho wa mgawanyiko, wanakusanyika tena. Katika kesi hiyo, pores za nyuklia hazitembei tofauti, lakini kwa safu. Huu ni uthibitisho mmoja wapo kwamba changamano cha nyuklia ni mfumo ulioratibiwa vyema.
Utando uliopasuka hubadilika na kuwa kundi la viputo linalozunguka eneo la msingi katika kipindi cha kati ya awamu. Katika metaphase, wakati chromosomes zinashikiliwa katika ndege ya ikweta, vipengele hivi vinasukumwa kwenye kanda za pembeni za seli. Mwishoni mwa anaphase, nguzo hii huanza kuwasiliana na chromosomes na ukuaji huanza.msingi wa utando wa nyuklia.
Viputo hubadilika na kuwa vakuli, ambayo hufunika kromosomu polepole. Kisha huunganisha na kuziba kiini kipya cha interphase kutoka kwa cytoplasm. Vinyweleo huonekana tayari katika hatua ya awali, wakati kufungwa kwa ganda bado halijatokea.
