Buněčného jádra

Buněčné jádro ( lat.  nucleus ) je organela (oddělení) eukaryotické buňky obklopené dvěma membránami [1] (v prokaryotických buňkách jádro není ). Typicky mají eukaryotické buňky jedno jádro, avšak některé typy buněk, jako jsou savčí erytrocyty , jádro nemají, zatímco jiné obsahují více jader.

Jádro obsahuje většinu buněčného genetického materiálu , reprezentovaného chromozomy , dlouhými lineárními molekulami DNA spojenými s proteiny . Genetický materiál umístěný na chromozomech tvoří jaderný genom . Jádro udržuje integritu genetického materiálu a jeho základní struktury řídí buněčné procesy regulací genové exprese , takže jádro je ve skutečnosti řídícím centrem buňky. Mezi hlavní struktury tvořící jádro patří chromatin , jadérko , jaderný obal  -- dvojitá membrána , která obklopuje jádro a izoluje ho od cytoplazmy , a také jaderná matrice , která zahrnuje jadernou laminu  -- síť vláken , která poskytuje mechanickou podporu pro jádro, jako cytoskelet v cytoplazmě.

Vzhledem k tomu, že jaderný obal je pro velké molekuly nepropustný, je transport molekul přes jaderný obal ( nukleární transport ) zajišťován jadernými póry . Póry pronikají oběma jadernými membránami a tvoří průchozí kanál, kterým volně procházejí malé molekuly a ionty , zatímco velké molekuly jsou aktivně transportovány za účasti nosných proteinů. Transport velkých molekul, jako jsou proteiny a RNA přes jaderné póry , je nezbytný pro genovou expresi, udržování chromozomů a sestavení ribozomálních podjednotek. Ačkoli v jádře nejsou žádné membránou uzavřené subkompartmenty, jeho vnitřní obsah je heterogenní a obsahuje řadu jaderných těl, která se skládají ze speciálních proteinů, molekul RNA a částí chromozomů. Nejznámějším nukleárním tělesem je nukleolus , ve kterém jsou sestaveny ribozomální podjednotky . Jakmile se ribozomální podjednotky vytvoří v jadérku, jsou transportovány do cytoplazmy, kde provádějí translaci mRNA .

Historie studia

Jádro bylo první z organel objevených přírodními vědci jako součást buňky. Nejstarší kresby buněk a jejich jader patří Antoni van Leeuwenhoekovi (1633-1723), zakladateli vědecké mikroskopie , který pozoroval jádro v lososích erytrocytech [2] . Popisy jádra provedl také Franz Bauer v roce 1802 [3] a podrobnější popis provedl v roce 1831 skotský botanik Robert Brown a představil jej na setkání Linnean Society of London . Brown studoval orchideje pod mikroskopem a našel neprůhledné oblasti v buňkách vnější vrstvy květu, které nazval „areoly“ nebo „jádra“ [4] .

Brown neučinil žádné předpoklady o funkcích jádra. V roce 1838 Matthias Schleiden navrhl, že jádro se podílí na tvorbě nových buněk, a tak zavedl termín „cytoblast“ (buňkový stavitel) pro označení jader. Byl si jistý, že pozoruje sestavování nových buněk kolem "cytoblastů". Zatvrzelým odpůrcem tohoto názoru byl Franz Meyen , který popsal buňky, které se množí dělením , a věřil, že mnoho buněk nemusí mít jádro. Myšlenka tvorby buněk de novo , tedy od nuly, prostřednictvím cytoblastů nebo jinak, byla v rozporu s prací Roberta Remacka (1852) a Rudolfa Virchowa (1855), kteří nakonec vytvořili nové paradigma, které říká, že buňky se může tvořit pouze z buněk („Omnis cellula e cellula“). Funkce jádra zůstaly nejasné [5] .

Mezi lety 1877 a 1878 publikoval Oskar Hertwig několik prací o oplození vajíček u ježků , ve kterých ukázal, že během oplodnění jádro spermie pronikne do vajíčka a splyne s jeho jádrem. Poprvé se ukázalo, že nový jedinec se vyvíjí z jediné buňky, která má jádro. To bylo v rozporu s teorií Ernsta Haeckela , podle níž v průběhu embryonálního vývoje jedince procházejí postupně všechna stádia fylogeneze jeho druhu , a tedy zejména generování prvních buněk s jádrem. se údajně tvoří z "moneruly" - bezstrukturní hmoty primárního hlenu. V tomto ohledu je potřeba jádra spermie pro oplodnění již nějakou dobu předmětem debat. Hertwig však svá pozorování potvrdil studiemi na jiných zvířatech, včetně obojživelníků a měkkýšů . V roce 1884 Eduard Strasburger ukázal totéž pro rostliny. Tím se otevřela cesta pro hypotézu, že jádro předává dědičný materiál. V roce 1873 August Weismann vyjádřil myšlenku rovnocennosti mateřského a otcovského materiálu pro dědičnost. Funkce jádra jako nositele genetické informace se ukázala až později, po objevení mitózy a znovuobjevení Mendelových zákonů na počátku 20. století. Na základě těchto objevů byla formulována chromozomová teorie dědičnosti [5] .

Struktury

Jádro je největší organelou živočišných buněk [6] . U savců je průměr jádra přibližně 6  mikronů a samotné jádro je asi 10 % objemu buňky [7] . Viskózní tekutina, která vyplňuje jádro, se nazývá nukleoplazma a je chemicky podobná cytosolu , který jádro obklopuje [8] .

Jaderný obal a jaderné póry

Jaderný obal se skládá ze dvou membrán (vnější a vnitřní), které jsou umístěny paralelně ve vzdálenosti 10 až 50  nm . Jaderný obal zcela obklopuje jádro, odděluje genetický materiál buňky od cytoplazmy a slouží jako bariéra bránící volnému šíření makromolekul mezi nukleoplazmou a cytoplazmou . Vnější jaderná membrána pokračuje do hrubé membrány endoplazmatického retikula (ER) a je lemována ribozomy . Mezera mezi jadernými membránami se nazývá perinukleární prostor a pokračuje do EPR lumen [9] .

Jaderné póry, což jsou kanály naplněné vodou v jaderném obalu [1] , se skládají z různých proteinů nazývaných nukleoporiny . U lidí je hmotnost pórů asi 120 000  kDa , což je 40krát více než hmotnost ribozomu [10] ; současně je asi 50 proteinů obsaženo v jaderných pórech u kvasinek a  několik stovek u obratlovců [6] . Ačkoli průměr pórů je 100 nm , šířka mezery, kterou mohou molekuly procházet, je díky přítomnosti regulačních systémů uvnitř pórů pouze 9 nm . Ve vodě rozpustné malé molekuly mohou projít takovou mezerou, ale ne velké molekuly, jako jsou nukleové kyseliny a velké proteiny; k přenosu těchto molekul do jádra je nutný aktivní (tj. energeticky náročný) transport. Na obalu jádra typické savčí buňky je 3000 až 4000 pórů [11] a každý má prstencovou strukturu s 8 osami symetrie na spoji dvou jaderných membrán [12] . K prstenci je připojena speciální struktura známá jako jaderný koš, který vyčnívá do nukleoplazmy a několik jejích vláken vyčnívá do cytoplazmy. Obě struktury jsou nutné ke zprostředkování vazby transportních jaderných proteinů [6] .

Většina proteinů, podjednotek ribozomů a část DNA jsou transportovány prostřednictvím jaderných pórů skupinou transportních faktorů známých jako karyoferiny . Karyoferiny, které zprostředkovávají transport do jádra, se také nazývají importiny , a ty, které zprostředkovávají transport z jádra, se také nazývají exportiny. Většina karyoferinů interaguje přímo se svým nákladem, ale některé k tomu používají proteiny [ 13] . Steroidní hormony (jako je kortizol a aldosteron ) stejně jako další malé molekuly rozpustné v tucích mohou difundovat do cytoplazmy do nitra buňky přes buněčnou membránu; v cytoplazmě se vážou na proteinové jaderné receptory, které je dodávají do jádra. Zde nukleární receptory spojené s jejich ligandy fungují jako transkripční faktory a v nepřítomnosti ligandu funguje mnoho receptorů jako histondeacetylázy , které potlačují expresi určitých genů [6] .

Jaderná vrstva

V živočišných buňkách je mechanická podpora jádra poskytována dvěma sítěmi intermediárních filament : nukleární lamina, což je síť intermediálních filament na vnitřním povrchu jádra, a méně organizovaná filamenta na cytosolickém povrchu jádra. Oba systémy vláken poskytují oporu pro jádro a slouží k ukotvení chromozomů a jaderných pórů [7] .

Jaderná lamina se skládá především z proteinů známých jako laminy . Jako všechny proteiny jsou laminy syntetizovány v cytoplazmě a poté transportovány do jádra, kde jsou vloženy do jaderné laminy [14] [15] . Proteiny umístěné na vnější straně jaderného obalu (jako např. nesprin ) se vážou na prvky cytoskeletu, který zajišťuje strukturální podporu jádru. Laminy se také nacházejí v nukleoplazmě, kde tvoří další pravidelnou strukturu známou jako nukleoplazmatický závoj  [ 16 ] ; ten druhý může být vizualizován pomocí fluorescenční mikroskopie . Funkce závoje není známa, ale je známo, že v jadérku neexistuje a je přítomna v interfázi buněčného cyklu [17] . Laminy, které tvoří závoj (jako LEM3), se vážou na chromatin a poruchy v jejich struktuře potlačují transkripci genů kódujících protein [18] .

Stejně jako jiné přechodné vláknité proteiny obsahují lamin monomery α-helikální doménu , kterou dva monomery používají ke vzájemnému navíjení se za vzniku dimeru který má stočenou strukturu . Tyto dva dimery jsou dále spojeny svými bočními plochami v antiparalelní orientaci a tvoří tetramer známý jako protofilament. Osm tetramerů je spojeno do zkrouceného vlákna podobného provazu. Vlákna lze skládat a rozebírat dynamicky, to znamená, že délka vlákna závisí na relativních rychlostech jeho montáže a demontáže [7] .

Chromozomy

Jádro obsahuje většinu buněčného genetického materiálu, reprezentovaného lineárními molekulami DNA, které jsou organizovány do struktur známých jako chromozomy . Celková délka molekul DNA v lidské buňce je asi 2 m . Během interfáze buněčného cyklu tvoří tyto molekuly v kombinaci s proteiny tzv. jaderný chromatin a během buněčného dělení chromozomy kondenzují a objevují se jako samostatné mikroskopicky rozlišitelné útvary. Malé množství mimojaderného buněčného genetického materiálu se nachází v mitochondriích a v případě rostlinné buňky v chloroplastech [19] .

Existují dva typy chromatinu. V euchromatinu je DNA nejméně hustě organizována; obsahuje geny, které se přepisují nejčastěji [19] . Jiný druh chromatinu, heterochromatin , je kompaktnější a obsahuje DNA, která je zřídka nebo nikdy transkribována . Heterochromatin se dělí na fakultativní, který se tvoří v některých buňkách během vývoje , a konstitutivní, přítomný ve všech buňkách ve všech fázích vývoje a lokalizovaný především v telomerických a blízkocentromerických oblastech chromozomů [20] . Během interfáze chromatin každého chromozomu zaujímá vlastní oblast jádra - chromozomové území , to znamená, že chromatin různých chromozomů se nemísí [21] [22] . Aktivní geny, které se obvykle nacházejí v euchromatinu, se obvykle nacházejí na hranici chromozomového území [23] .

Jaderná tělesa

Jádro savčích buněk obsahuje řadu diskrétních subkompartmentů [24] nazývaných jaderná tělíska. Provádějí kompartmentalizaci jádra a vytvářejí v něm oddělené prostory, které mají určité vlastnosti. Mnoho jaderných těl plní specifické funkce, jako je syntéza a zpracování pre-ribozomální RNA v jadérku, akumulace a sestavení spliceosomových komponent ve skvrnách (viz níže) nebo akumulace molekul RNA v paraspecklích . Mechanismy, které zajišťují výkon těchto funkcí jadernými tělesy, jsou velmi rozmanité. V některých případech může jaderné těleso sloužit jako místo pro určité procesy, jako je transkripce. V jiných případech jaderná tělesa zřejmě nepřímo regulují lokální koncentrace svých složek v nukleoplazmě. Stejně jako cytoplazmatické organely obsahují jaderná těla specifickou sadu proteinů, které určují jejich strukturu na molekulární úrovni. Avšak na rozdíl od cytoplazmatických organel nejsou jaderná těla obklopena lipidovými membránami a jejich strukturální integrita je zcela zajištěna interakcemi protein-protein a RNA-protein. Níže uvedená tabulka uvádí hlavní charakteristiky jaderných těles [25] .

jaderné tělo Funkce Charakteristické komponenty Typická velikost (v µm) Množství na jádro
jadérko Biogeneze ribozomů Strojní zařízení RNA polymerázy I , faktory zpracování rRNA a sestavování ribozomálních podjednotek 3-8 1-4
Skvrny Akumulace a sestavování sestřihových faktorů Pre-mRNA sestřihové faktory 2-3 20-50
Stres jaderných těl Regulace transkripce a sestřihu za stresu HSF1 , HAP 1-2 3-6
Tělo histonových lokusů Zpracování histonové pre-mRNA NPAT , FLASH, U7 snRNP 0,2-1,2 2-4
Cajalovo tělo Biogeneze, zrání a cirkulace malých RNA Coilin , SMN 0,2-1,5 1-10
Tělo PML Regulace stability genomu, opravy DNA , kontrola transkripce, ochrana proti virům PML 0,1-1 10-30
Paraspeckles Regulace mRNA, editace RNA Nekódující RNA NEAT1/MENε/β, proteiny PSP1, p54 nrb / NONO 0,2-1 2-20
Perinukleolární kompartment Posttranskripční regulace souboru RNA syntetizovaných RNA polymerázou III PTB 0,2-1 1-2
Nucleolus

Nukleolus je samostatná hustá struktura v jádře. Není obklopena membránou a vzniká v oblasti, kde se nachází rDNA – tandemové repetice genů ribozomální RNA (rRNA) nazývané nukleolární organizéry . Hlavní funkcí jadérka je syntéza rRNA a tvorba ribozomů. Strukturální integrita jadérka závisí na jeho aktivitě a inaktivace genů rRNA vede ke směsi nukleolárních struktur [26] .

V první fázi tvorby ribozomů enzym RNA polymeráza I transkribuje rDNA a tvoří pre-rRNA, která se dále štěpí na 5,8S, 18S a 28S rRNA [27] . K transkripci a posttranskripčnímu zpracování rRNA dochází v jadérku za účasti malých nukleolárních RNA (snoRNA), z nichž některé pocházejí ze sestřižených intronů mRNA genů kódujících proteiny spojené s funkcí ribozomů. Sestavené ribozomální podjednotky jsou největšími strukturami procházejícími jadernými póry [6] .

Při pohledu pod elektronovým mikroskopem lze v jadérku rozlišit tři složky: fibrilární centra (FC), hustou fibrilární složku (CFC), která je obklopuje, a granulární složku (GC), která zase obklopuje CFC. K transkripci rRNA dochází v FC a na hranici FC a PFC, proto se při aktivaci tvorby ribozomů FC jasně odliší. V PFC dochází k štěpení a modifikaci rRNA a k následným fázím tvorby ribozomálních podjednotek, včetně nakládání ribozomálních proteinů, dochází u GA [27] .

Cajal body

Cajalovo těleso (TC) je jaderné těleso nacházející se ve všech eukaryotech. Je identifikován přítomností signaturního coilinového proteinu a specifických RNA (scaRNA). TK také obsahuje protein SMN ( přežití  motorických neuronů ). MA mají vysokou koncentraci sestřihových malých jaderných ribonukleoproteinů (snRNP) a dalších faktorů pro zpracování RNA, takže se má za to, že MA slouží jako místa pro sestavení a/nebo post-transkripční modifikaci sestřihových faktorů. TK je přítomna v jádře během interfáze, ale mizí během mitózy. V biogenezi TC se sledují vlastnosti samoorganizující se struktury [28] .

Když byla intracelulární lokalizace SMN poprvé studována imunofluorescencí , byl protein nalezen v celé cytoplazmě, stejně jako v nukleolárním těle podobné velikosti jako MC a často sousedící s MC. Z tohoto důvodu se tomuto tělesu říkalo „dvojče TK“ ( angl.  gemini of CB ) nebo prostě drahokam. Ukázalo se však, že buněčná linie HeLa , ve které bylo nové tělo objeveno, byla neobvyklá: v jiných lidských buněčných liniích, stejně jako u ovocné mušky Drosophila melanogaster , se SMN kolokalizovala s coilinem v TK. Proto lze v obecném případě SMN považovat za důležitou složku TC, a nikoli za marker jednotlivého jaderného tělesa [29] .

Tělo histonových lokusů

Tělo histonových lokusů ( angl.  histone locus body, HLB ) obsahuje faktory nezbytné pro zpracování histonové pre-mRNA. Jak název napovídá, těla histonových lokusů jsou spojena s geny kódujícími histony; proto se předpokládá, že sestřihové faktory jsou koncentrovány v tělech histonových lokusů. Tělo histonových lokusů je přítomno v buňce během interfáze a mizí s nástupem mitózy. Tělo histonových lokusů je často zvažováno společně s Cajalovým tělem z několika důvodů. Za prvé, některá těla histonových lokusů obsahují marker Cajalových tělísek, coilin. Za druhé, tato malá těla jsou často fyzicky poblíž, takže mezi nimi existuje určitá interakce. Konečně, velmi velká Cajalova tělíska oocytů obojživelníků mají vlastnosti obou tělísek [28] .

PML těla

Tělíska promyelocytární leukémie nebo tělíska PML jsou kulovitá tělíska rozptýlená po celé nukleoplazmě a dosahující v průměru asi 0,1–1,0 µm .  Jsou také známé pod takovými názvy jako nukleární doména 10 ( anglicky nukleární doména 10 (ND10) ), Kremerova tělíska ( anglicky Kremer body ) a onkogenní domény PML ( anglicky PML oncogenic domains ). Těla PML jsou pojmenována po jedné z jejich klíčových složek, proteinu promyelocytární leukémie (PML). Často jsou pozorovány ve spojení s Cajalovými tělísky a štěpnými tělísky [30 ] . Těla PML patří do jaderné matrice a mohou se podílet na procesech, jako je replikace DNA , transkripce a umlčování epigenetických genů [31] . Klíčovým faktorem v organizaci těchto těl je protein PML, který přitahuje jiné proteiny; ty druhé podle moderních koncepcí spojuje pouze skutečnost, že jsou SUMOylované . Myším , u kterých je PML gen deletován , chybí PML těla, ale vyvíjejí se a žijí normálně, takže PML těla neplní nenahraditelné biologické funkce [31] .     

Speckle

Skvrny jsou jaderná tělíska, která obsahují pre-mRNA sestřihové faktory a nacházejí se v interchromatinových oblastech nukleoplazmy savčích buněk .  Pod fluorescenční mikroskopií vypadají skvrnky jako nepravidelně tvarovaná skvrnitá tělesa různých velikostí, zatímco pod elektronovou mikroskopií vypadají jako shluky interchromatinových granulí. Skvrny jsou dynamické struktury a proteiny a RNA, které obsahují, se mohou pohybovat mezi skvrnami a jinými jadernými těly, včetně míst aktivní transkripce. Na základě studií složení, struktury a chování skvrnitých teček byl vytvořen model vysvětlující funkční kompartmentalizaci jádra a organizaci expresního aparátu [32] , spojování malých jaderných ribonukleoproteinů [33] [34] a dalších proteinů . potřebné pro sestřih pre-mRNA [32] . Vzhledem k měnícím se potřebám buňky se složení a uspořádání skvrnek mění podle transkripce mRNA a prostřednictvím regulace fosforylace specifických proteinů [35] . Sestřihové tečky jsou také známé jako jaderné tečky, kompartmenty sestřihového faktoru, shluky interchromatinových granulí a B snurposomy [ 36 ] . B-snurposomy byly nalezeny v jádrech oocytů obojživelníků a embryích ovocné mušky Drosophila melanogaster [37] . Na elektronových mikrofotografiích se B-snurusomy zdají připojené k Cajalovým tělesům nebo od nich oddělené. Shluky interchromatinových granulí slouží jako místa pro akumulaci sestřihových faktorů [38] .  

Paraspeckles

Paraspeckles jsou jaderná tělesa nepravidelného tvaru umístěná v interchromatickém prostoru jádra [39] . Poprvé byly popsány v buňkách HeLa, které mají 10–30 paraspecklů na jádro, ale nyní byly paraspeckles nalezeny ve všech primárních lidských buňkách, v buňkách transformovaných linií a na tkáňových řezech [40] . Své jméno dostaly díky svému umístění v jádru – blízko skvrn [39] .

Paraspeckles jsou dynamické struktury, které se mění v reakci na změny v metabolické aktivitě buňky. Závisí na transkripci [39] a při absenci transkripce RNA polymerázou II paraspeckles mizí a všechny jejich proteiny (PSP1, p54nrb, PSP2, CFI(m)68 a PSF) tvoří srpkovitou perinukleolární čepičku . Tento jev je pozorován během buněčného cyklu: paraspeckles jsou přítomny v interfázi a ve všech fázích mitózy kromě telofáze . Během telofáze se tvoří dceřiná jádra a RNA polymeráza II nic netranskribuje, proto tvoří perinukleolární čepičku paraspeckle proteiny [40] . Paraspeckles se podílí na regulaci genové exprese akumulací těch RNA, kde jsou dvouvláknové oblasti, které jsou předmětem editace, jmenovitě konverze adenosinu na inosin . Díky tomuto mechanismu se paraspeckles podílí na kontrole genové exprese během diferenciace , virové infekce a stresu [41] .

Perinukleolární kompartment

Perinukleolární kompartment (OK) je nepravidelně tvarované nukleární těleso charakterizované tím, že je umístěno na periferii jadérka. Přestože jsou tyto dva oddíly fyzicky příbuzné, jsou strukturálně odlišné. TC se obvykle nacházejí v buňkách maligního nádoru [42] . OK je dynamická struktura a obsahuje mnoho RNA-vazebných proteinů a RNA polymerázu III. Strukturní stabilita OK je zajištěna transkripcí prováděnou RNA polymerázou III a přítomností klíčových proteinů. Protože přítomnost TC je obvykle spojena s malignitou a schopností metastázovat , jsou považovány za potenciální markery rakoviny a jiných maligních nádorů. Byla prokázána asociace TC se specifickými lokusy DNA [43] .

Stresová jaderná tělesa

Stresová jaderná tělesa vznikají v jádře při tepelném šoku. Vznikají přímou interakcí transkripčního faktoru tepelného šoku 1 ( HSF1 ) a pericentrických tandemových repetic v sekvenci satelitu III, které odpovídají místům aktivní transkripce nekódujících transkriptů satelitu III. Obecně se má za to, že taková tělíska odpovídají velmi hustě zabaleným formám ribonukleoproteinových komplexů. Ve stresovaných buňkách se předpokládá, že se účastní rychlých, přechodných a globálních změn v genové expresi prostřednictvím různých mechanismů, jako je remodelace chromatinu a příjem transkripčních a sestřihových faktorů. V buňkách za normálních (nikoli stresujících) podmínek se stresovaná jaderná tělesa nacházejí jen zřídka, ale vlivem tepelného šoku se jejich počet prudce zvyšuje. Stresová jaderná těla se nacházejí pouze v lidských buňkách a buňkách jiných primátů [44] .

Osiřelá jaderná těla

Orphan jaderná těla jsou nechromatinové jaderné kompartmenty, které byly studovány mnohem méně dobře než jiné dobře charakterizované jaderné struktury .  Některé z nich působí jako místa, kde jsou proteiny modifikovány proteiny SUMO a/nebo dochází k proteasomální degradaci proteinů značených ubikvitinem [45] . Níže uvedená tabulka ukazuje charakteristiky známých osiřelých jaderných těl [46] .

jaderné tělo Popis Typická velikost (v µm) Množství na jádro
Klastosome Koncentruje proteazomové komplexy 20S a 19S a proteiny spojené s ubikvitinem. Nachází se hlavně, když je stimulována aktivita proteazomu, a vymizí, když je aktivita proteazomu inhibována. 0,2-1,2 0-3
dekolt _  _ _ Obohacený o dělicí faktory CstF a CPSF , stejně jako DDX1 protein obsahující DEAD-box . Nachází se hlavně v S-fázi a není ovlivněn inhibicí transkripce. 0,2-1,0 1-4
OPT doména Obohaceno o transkripční faktory Oct1 a PTF. Částečně kolokalizuje s transkripčními místy. Nachází se hlavně v pozdní fázi G1 , rozkládá se inhibicí transkripce. 1,0–1,5 1-3
Polycomb tělo Nachází se v lidských buňkách a buňkách Drosophila, obohacený o protein PcG . U lidí akumuluje proteiny RING1 , BMI1 , HPC a může být spojen s pericentromerním heterochromatinem. 0,3-1,0 12-16
Býk Sam68 Akumuluje protein Sam68 a podobné proteiny SLM-1 a SLM-2. Rozkládá se inhibicí transkripce. Pravděpodobně bohaté na RNA. 0,6-1,0 2-5
SUMO tělo Obohacený o SUMO proteiny a SUMO-konjugační enzym Ubc9 . Koncentruje transkripční faktory p CREB , CBP , c-Jun . 1-3 1-3

Funkce

Jaderný obal chrání DNA buňky a podílí se na mnohem složitější regulaci genové exprese ve srovnání s prokaryotickou buňkou. U prokaryot jsou transkripce a translace spojené procesy a translace mRNA na protein začíná ještě dříve, než je plně syntetizována. V eukaryotických buňkách je cytoplazma, ve které probíhá translace a transkripce probíhající v jádře, prostorově odděleny, proto je potřeba zajistit transport molekul mezi jádrem a cytoplazmou [47] .

Jaderný obal dává jádru kontrolu nad jeho obsahem a odděluje ho od zbytku cytoplazmy. To je důležité pro regulaci procesů probíhajících na obou stranách jaderného obalu. Když je potřeba cytoplazmatický proces nějak omezit, pak se většinou jeho klíčový účastník přenese do jádra, kde interaguje s transkripčními faktory a spustí tak potlačení tvorby některých enzymů účastnících se cytoplazmatického procesu. Takový regulační mechanismus má například glykolýza  , proces, při kterém buňka získává energii z molekuly glukózy . První reakci glykolýzy provádí enzym hexokináza , přeměňující molekulu glukózy na glukóza-6-fosfát . Při zvýšení koncentrace fruktóza-6-fosfátu (látky vzniklé z glukózo-6-fosfátu při glykolýze) odešle regulační protein hexokinázu do jádra [48] , kde vytvoří transkripční represivní komplex, který potlačuje expresi genů kódujících glykolytické enzymy [49] .

Aby bylo možné kontrolovat, které geny jsou transkribovány, transkripční faktory v buňce nemají fyzický přístup k DNA, dokud nejsou aktivovány v konkrétní signální dráze . Tím se zabrání i nízké expresi nesprávných genů. Zejména v případě genů řízených NF-κB , které se účastní zánětlivého procesu , je transkripce indukována signální cestou, například počínaje vazbou signální molekuly TNF-α na její receptor na buněčné membráně. a nakonec vede k aktivaci transkripčního faktoru NF-KB. Jaderný lokalizační signál přítomný v NF-KB mu umožňuje procházet do jádra a ven z něj přes jaderné póry; v jádře stimuluje transkripci cílových genů [7] .

Kompartmentalizace brání buňce v transkripci nesestříhané mRNA. Eukaryotické mRNA obsahují introny, které musí být odstraněny před zahájením translace mRNA. Sestřih, tedy odstranění intronů, probíhá v jádře, což brání přístupu ribozomů mimo jádro k pre-mRNA. Pokud by žádné jádro neexistovalo, pak by ribozomy začaly překládat nezralou mRNA, což by vedlo k tvorbě nesprávných proteinových produktů [50] .

Protože k transkripci dochází v jádře, obsahuje jádro mnoho proteinů, které se přímo účastní nebo regulují transkripci. Mezi tyto proteiny patří helikázy , které rozvíjejí dvoušroubovici DNA a usnadňují k ní přístup dalším proteinům, RNA polymerázy , které syntetizují RNA, topoizomerázy ovlivňující topologii DNA a různé transkripční faktory [51] .

Jaderná doprava

Výstup z jádra a vstup do jádra velkých molekul je řízen jadernými póry. Ačkoli malé molekuly mohou vstoupit do jádra bez jakékoli regulace, makromolekuly, jako jsou proteiny a RNA, se musí vázat na karyoferiny, aby je mohly transportovat do jádra (importiny) a ven z jádra (exportiny). Proteiny, které musí být transportovány z cytoplazmy do jádra, obsahují specifickou aminokyselinovou sekvenci známou jako jaderný lokalizační signál, na kterou se importiny vážou. Podobně proteiny, které musí opustit jádro, obsahují nukleární exportní signál rozpoznávaný exportiny. Schopnost importinů a exportinů nést svůj náklad je regulována GTPázami  , enzymy, které hydrolyzují GTP za účelem uvolnění energie [13] . Klíčová GTPáza jaderného transportu je Ran , která se může vázat na GTP nebo GDP , v závislosti na svém umístění (v jádře nebo v cytoplazmě). V jádru interakce Ran-GTP s importinem způsobuje konformační změnu v importinu, takže se odděluje od přepravovaného nákladu. Vytvořený komplex Ran-GTP a importinu je transportován do cytoplazmy, kde protein RanBP odděluje Ran-GTP od importinu. Separace od importinu umožňuje proteinu GAP vázat se na Ran-GTP a katalyzovat hydrolýzu GTP na GDP. Dále je komplex Ran-GDP rozpoznán proteinem NUTF2 , který jej vrátí do nukleoplazmy. V jádře protein GEF nahrazuje GDP s GTP, tvoří Ran-GTP a uzavírá cyklus [52] .

Podobným způsobem probíhá i jaderný vývoz. V jádře se exportin váže na cargo protein a Ran-GTP a je transportován jaderným pórem do cytoplazmy, kde se komplex disociuje . Ran-GTP hydrolyzuje GTP na GDP působením GAP a komplex Ran-GTP je přenesen do jádra, kde je GDP nahrazen GTP [13] . Existují také speciální proteiny pro transport zralých mRNA a tRNA jaderným obalem [50] [53] .

Montáž a demontáž

Během života buňky může být jádro rozloženo (během buněčného dělení nebo apoptózy ). Během těchto procesů dochází k destrukci strukturních složek jádra – jaderného obalu a jaderné laminy. U většiny buněk dochází během profáze mitózy k demontáži jádra. Demontáž jádra však není omezena striktně na mitózu a neprobíhá ve všech buňkách. Některá jednobuněčná eukaryota (jako jsou kvasinky ) podstoupí to, co je známé jako uzavřená mitóza, ve které jaderný obal zůstává neporušený. V uzavřené mitóze se chromozomy pohybují na různé strany jádra, které se pak rozdělí na dvě části. Naproti tomu buňky vyšších eukaryot obvykle procházejí otevřenou mitózou, při které se rozpadá jaderný obal. Chromozomy migrují na různé póly vřeténka a kolem nich se znovu vytvoří dvě jádra. Jaderná lamina také podléhá demontáži kvůli fosforylaci lamin kinázami , jako je cyklin-dependentní proteinkináza 1 . Sestavení jaderné laminy v dceřiných jádrech začíná po defosforylaci lamin [54] .

Apoptóza je řízený proces destrukce buněčných složek vedoucí k buněčné smrti. Změny spojené s apoptózou probíhají přímo v jádře a jeho obsahu. Patří mezi ně kondenzace chromatinu, stejně jako rozpad jaderného obalu a jaderné laminy. Rozpad laminové sítě je zprostředkován apoptotickými proteázami , známými jako kaspázy , které rozkládají laminy a ovlivňují tak strukturální integritu jádra. Destrukce lamina se někdy používá jako indikátor aktivity kaspázy ve studiích apoptózy. Buňky exprimující kaspázově rezistentní mutantní laminy neztrácejí svou jadernou integritu během apoptózy, a proto hrají laminy klíčovou roli v nástupu změn, které jádro podstupuje během apoptózy [16] . Navíc inhibice sestavení laminové sítě spouští apoptózu [55] .

Vlastnosti jader u různých eukaryot

Velikosti, tvary a morfologie eukaryotických jader se velmi liší. Jestliže u piroplasmidů a Leishmania je průměr jádra 1-3 μm , pak u některých radiolariů jádra dosahují 400 μm a dokonce 1 mm v průměru . Tvar jádra se u většiny eukaryot zpravidla blíží kulovitému, ale někdy může nabývat poněkud bizarních tvarů (to platí zejména pro brvitá makronuklea). Ačkoli u všech eukaryot se obal jádra skládá ze dvou membrán, počet pórů v něm se u různých druhů velmi liší a někdy k němu mohou přiléhat další vrstvy (jak vně, tak uvnitř); například u mnoha volně žijících améb přiléhá k vnitřní straně obalu vláknitá vrstva s buněčnou strukturou, která svou tloušťkou výrazně přesahuje jaderný obal, zatímco u radiolariů jsou další fibrilární vrstvy umístěny na vnější straně obalu. [56] .

Organizace jádra u protistů typu Dinoflagellata (Dinoflagellata) se vyznačuje výraznou originalitou. Většina jejich zástupců má jádro, ve kterém jsou chromozomy kondenzovány během celého buněčného cyklu (včetně interfáze ) a prakticky postrádají histony . Tento typ jádra se nazývá dinokaryon . Přitom množství DNA v dinokaryonu je desítky a stokrát větší než množství DNA na buňku u zástupců jiných skupin eukaryot [57] . Některé dinoflageláty ( Noctiluca , Oodinium ) však mají běžná eukaryotická jádra [58] ; u jiných zástupců tohoto typu ve vegetativních buňkách jsou jádra obyčejná a dinokaryon je přítomen v jiných fázích buněčného cyklu (například v gametách) [57] .

Protistové buňky mají alespoň jedno jádro [59] . Současně se nejaderné buňky nacházejí také v organismech Metazoa , které nemají jádro a ztratily schopnost dělit se vytvořením dvou dceřiných buněk. Nejznámějším příkladem nejaderných buněk jsou savčí erytrocyty, které také postrádají další organely, jako jsou mitochondrie . Červené krvinky dozrávají v kostní dřeni procesem erytropoézy , během kterého ztrácejí jádra, další organely a ribozomy. Jádro je vytlačeno z buňky během procesu diferenciace erytroblastu na retikulocyt , který působí jako bezprostřední prekurzor erytrocytu [60] . Pod vlivem některých mutagenů se mohou do krve uvolňovat nezralé erytrocyty obsahující mikrojádra [61] [62] .

Většina protistů má pouze jedno jádro; u protistů, kteří se vyznačují složitým životním cyklem (např. zástupci typu apicomplexa (Apicomplexa) mají jednojaderná a vícejaderná stádia [63] .

Mnohojaderné protistové buňky

V množství protist skupin, buňky mají rozmanitá jádra skrz život; zároveň jsou polynukleární formy protistů schopny dosahovat velkých velikostí, v průměru řádově několik centimetrů (ve výjimečných případech až metr a více) [64] . Většina členů řádu Diplomonad , a zejména Giardia ,  dobře známí střevní parazité savců a ptáků z rodu Giardia  , tedy mají dvě funkčně ekvivalentní jádra, která se během mitózy dědí nezávisle [65] [66] . U zástupců rodu Stephanopogon (typ Percolozoa [67] ) obsahuje buňka 2 až 16 identických jader. U bičíkovců z třídy opálových (Opalinea) obsahují buňky také několik identických jader; jejich počet se v různých fázích životního cyklu opalinů výrazně liší. Někteří zástupci řádu Oxymonadida mají mnoho jader a počet jader odpovídá počtu mastigantních komplexů přítomných v buňce [68] .

Chloroplasty kryptofytních a chlorarachniofytních řas obsahují nukleomorf  , redukované jádro fototrofního endosymbionta inkorporovaného předky těchto řas během sekundární endosymbiózy ( u Cryptophyta byla začleněna červená řasa a v Chlorarachne9 ) byla začleněna zelená řasa6 .

U nálevníků a některých foraminifer je pozorován fenomén jaderného dualismu, při kterém jsou v buňce přítomny dva typy jader: generativní mikronukleus a vegetativní makronukleus . Přitom skutečný jaderný dualismus, kdy buňka obsahuje jedno nebo více malých mikrojader a jedno nebo více velkých makrojader, je charakteristický pro nálevníky a určitá stádia (agamonty) některých foraminifer (například u Rotaliella heterokaryotica ) [63]. ; obecně buňky nebo plazmodia foraminifer obsahují jeden až několik tisíc jader [70] . V buňkách nálevníků může být jedno nebo několik mikrojader; to platí i pro makrojádra. Mikrojádra jsou diploidní a právě v nich dochází ke genetické rekombinaci. Macronuclei, na druhé straně, se vyznačují vysokou úrovní genové amplifikace (např. u Paramecium tetraurelia je úroveň ploidie makronucleus 1000–2000); avšak u nálevníků z třídy Karyorelictea obsahují mikro- a makrojádra téměř stejnou diploidní sadu DNA. Makronuklea jsou zodpovědná za buněčný metabolismus a jsou místem syntézy RNA. Během buněčného dělení obvykle stará makrojádra degenerují, zatímco nová se vyvíjejí modifikací mikrojader [71] . Diferenciace jader na generativní a vegetativní probíhá také u myxosporidií (Myxosporea) a většiny akantárií (Acantharea); v posledně jmenovaném k takové diferenciaci dochází před encystací : z jednoho polyploidního jádra vznikají nejprve jádra vegetativní a poté generativní, jejichž počet v buňce v důsledku opakovaných dělení dosahuje stovek [72] [73] .

Mnohojaderné buňky vyšších eukaryot

Běžná je také přítomnost dvou jader v myceliálních buňkách hub (zejména v těch, které tvoří mykorhizu [74] ) a v buňkách podobných v moderních klasifikacích houbám microsporidiovým . Tento jev je známý jako dikaryon nebo diplokaryon [75] . Neseptátové hyfy nalezené v mnoha houbách jsou také v podstatě obří mnohojaderné buňky [76] .

U semenných rostlin je také možný výskyt mnohojaderných buněk. Například buňky endospermu krytosemenných (po dvojitém oplození ) a samičí gametofyt nahosemenných (po meióze ) procházejí mnohojaderným vývojovým stádiem . V řadě případů je výskyt pletiv s mnohojadernými buňkami výsledkem mechanického nebo biochemického účinku na organismus hostitelské rostliny způsobeného parazitickým hmyzem [77] . U mnoha krytosemenných rostlin jsou buňky tapeta  , což je vrstva v prašníku zodpovědná za zásobování pylových zrn živinami, vícejaderné [78] .

U lidí a jiných obratlovců se buňky kosterního svalstva ( myocyty ) spojí a vytvoří mnohojaderné syncytium . V něm jsou jádra vytlačována do periferie, což umožňuje obsadit vnitřní prostor kontraktilními myofibrilami [6] . Osteoklasty jsou také mnohojaderné  buňky kostní tkáně obratlovců zodpovědné za její resorpci ; Normálně u savců obsahují 2 až 30 jader (v průměru 3 až 10) a u některých onemocnění, která jsou doprovázena zvýšenou resorpcí kostí (s Paget-Schroetterovým syndromem , revmatoidní artritidou atd.), osteoklasty zvětšuje se velikost a zvyšuje se počet jader v nich (u Paget-Schroetterova syndromu mohou obsahovat až 100 jader) [79] . Mnohojaderné buňky u lidí a zvířat mohou vznikat i během jiných patologických procesů. Fúze makrofága a monocytu se vznikem obřích mnohojaderných buněk tedy nastává během zánětu [80] a může také naznačovat vznik nádoru [81] .

Původ jádra

Buněčné jádro je nejdůležitějším znakem eukaryotických organismů, odlišuje je od bakterií a archeí . Přes významný pokrok v cytologii a molekulární biologii se původ jádra nepodařilo objasnit a je předmětem vědeckých sporů. Byly předloženy čtyři hlavní hypotézy původu buněčného jádra, ale žádná z nich nezískala širokou podporu [82] .

Hypotéza známá jako syntropický model naznačuje, že jádro vzniklo ze symbiotického vztahu mezi archaeami a bakteriemi (archea ani bakterie nemají dobře vytvořená buněčná jádra). Podle této hypotézy k symbióze došlo, když starověká archaea (podobná moderní metanogenní archaea ) vstoupila do bakterie (podobné moderním myxobakteriím ). Následně byla archaea redukována na buněčné jádro moderních eukaryot. Tato hypotéza je podobná prakticky ověřeným teoriím o původu mitochondrií a chloroplastů , které vznikly v důsledku endosymbiózy protoeukaryot a aerobních bakterií [83] . Jako důkaz ve prospěch této hypotézy je zvažována přítomnost identických genů v eukaryotech a archaea (zejména histonové geny ). Kromě toho se myxobakterie rychle pohybují, mohou vytvářet mnohobuněčné struktury a mají kinázy a G-proteiny blízké eukaryotickým [84] .

Podle druhé hypotézy se protoeukaryotická buňka vyvinula z bakterií bez stadia endosymbiózy. Důkazem modelu je existence moderních bakterií ze skupiny Planctomycetes , které mají jaderné struktury s primitivními póry a dalšími buněčnými kompartmenty omezenými membránami (u jiných prokaryot nebylo nic podobného nalezeno) [85] .

Podle hypotézy virové eukaryogeneze jádro obklopené membránou, stejně jako ostatní eukaryotické elementy, vzniklo v důsledku infekce prokaryotické buňky virem. Tento předpoklad je založen na přítomnosti společných znaků u eukaryot a některých virů, jmenovitě genomu lineárních řetězců DNA, mRNA cappingu a těsné vazbě genomu na proteiny ( eukaryotické histony jsou přijímány jako analogy virových DNA-vazebných proteinů). Podle jedné verze jádro vzniklo během fagocytózy (absorpce) velkého viru obsahujícího DNA buňkou [86] . Podle jiné verze pocházejí eukaryota ze starověké archaea infikované poxviry . Tato hypotéza je založena na podobnosti DNA polymerázy moderních poxvirů a eukaryot [87] [88] . Rovněž se předpokládá, že nevyřešená otázka původu pohlaví a sexuální reprodukce může souviset s virovou eukaryogenezí [89] .

Čtvrtá a nejnovější hypotéza, nazvaná hypotéza exomembrány, uvádí, že jádro vzniklo z jediné buňky, která se vyvinula tak, aby vyvinula druhou vnější buněčnou membránu; primární buněčná membrána se pak proměnila v jadernou membránu a v ní vznikl složitý systém pórových struktur ( nukleární póry ) pro transport buněčných složek syntetizovaných uvnitř jádra [90] .

Klinický význam

Mutace ovlivňující proteiny různých složek jádra často vedou k onemocněním. Mutace, které ovlivňují laminy, což vede k abnormalitám v sestavování vláken jaderné laminy, jsou tedy základem skupiny vzácných dědičných onemocnění známých jako laminopatie . Nejvíce studovaná skupina laminopatií, vystupující pod obecným názvem progeria . U pacientů s progerií je pozorováno předčasné stárnutí, ale biochemický základ tohoto fenotypu je nejasný [92] .

Přítomnost protilátek proti určitým chromatinovým proteinům, jako jsou nukleozomální komplexy, v krvi způsobuje autoimunitní onemocnění  , jako je systémový lupus erythematodes [93] . Tyto protilátky jsou známé jako antinukleární protilátky a jejich přítomnost může také souviset s roztroušenou sklerózou jako součást obecné poruchy imunitního systému . Stejně jako u progerie je biochemický základ těchto příznaků nejasný [94] .

Mutace v nukleolárních proteinech často vedou k různým rakovinám [95] . Pokud jadérko vykazuje defekty v tvorbě ribozomů, pak jsou pozorována onemocnění známá jako ribozomopatie [96] . Poruchy v jiných jaderných tělesech mohou také vést k onemocnění. Přítomnost malých tyčinek v jádře je tedy často detekována v případech nekarmínové myopatie . Toto onemocnění je způsobeno mutacemi v aktinovém genu a samotné tyčinky jsou složeny z mutovaného aktinu a dalších cytoskeletálních proteinů [97] .

Normálně slouží jaderný obal jako bariéra, která brání různým virům proniknout do jádra. Některé viry vyžadují pro replikaci a/nebo sestavení proteiny v jádře. Shromažďování a replikace virů obsahujících DNA (například herpesvirů ) probíhá uvnitř jádra a viriony jej opouštějí, pučíce z vnitřní jaderné membrány. Tento proces je doprovázen demontáží jaderné laminy ze strany vnitřní jaderné membrány obrácené k jádru [16] .

Poznámky

  1. ↑ 1 2 Cassimeris, Lingappa, Plopper, 2016 , str. 406.
  2. ↑ Leeuwenhoek, A. van. . Opera Omnia, seu Arcana Naturae ope exactissimorum Microscopiorum detecta, experimentis variis comprobata, Epistolis ad varios illustres viros. J. Arnold et Delphis, A. Beman, Lugdinum Batavorum 1719-1730. Citováno podle: Dieter Gerlach, Geschichte der Mikroskopie. - Frankfurt nad Mohanem: Verlag Harri Deutsch, 2009. - ISBN 978-3-8171-1781-9 .
  3. ↑ Harris H. . Zrození buňky. - New Haven: Yale University Press, 1999. - xii + 212 s. — ISBN 0-300-07384-4 .
  4. ↑ Brown, Robert. O orgánech a způsobu oplodnění Orchidex a Asclepiadea // Miscellaneous Botanical Works, I. - 1866. - S. 511-514.
  5. ↑ 1 2 Cremer, Thomas. . Von der Zellenlehre zur Chromosomentheorie. -Berlín e. a.: Springer Verlag, 1985. - 384 S. - (Veröffentlichungen aus der Forschungsstelle für Theoretische Pathologie der Heidelberger Akademie der Wissenschaften). — ISBN 3-540-13987-7 .
  6. ↑ 1 2 3 4 5 6 Lodish H., Berk A., Matsudaira P., Kaiser C. A., Krieger M., Scott M. P., Zipursky S. L., Darnell J. . Molekulární buněčná biologie. 5. vydání . - N. Y .: W. H. Freeman, 2004. - ISBN 0-7167-2672-6 .
  7. ↑ 1 2 3 4 Bruce Alberts, Alexander Johnson, Julian Lewis, Martin Raff, Keith Roberts, Peter Walter. . Molekulární biologie buňky. 4. vydání. - Garland Science, 2002.  - Kapitola 4, s. 191–234.
  8. ↑ Clegg J. S.  Vlastnosti a metabolismus vodní cytoplazmy a její hranice  // The American Journal of Physiology. - 1984. - Sv. 246, č.p. 2 (Pt. 2). - S. 133-151. — PMID 6364846 .
  9. ↑ Paine P. L., Moore L. C., Horowitz S. B.  Nuclear Envelope Permeability  // Nature . - 1975. - Sv. 254, č.p. 5496. - S. 109-114. - doi : 10.1038/254109a0 . — PMID 1117994 .
  10. ↑ Cassimeris, Lingappa, Plopper, 2016 , str. 418.
  11. ↑ Rhoades R., Pflanzer R. G. . fyziologie člověka. 3. vydání . - Fort Worth: Saunders College Publishing, 1996. - xxx + 978 s. — ISBN 0-030-05159-2 .
  12. ↑ Shulga N., Mosammaparast N., Wozniak R., Goldfarb D. S.  Kvasinkové nukleoporiny zapojené do pasivní propustnosti jaderné obálky  // The Journal of Cell Biology. - 2000. - Sv. 149, č.p. 5. - S. 1027-1038. — PMID 10831607 .
  13. ↑ 1 2 3 Pemberton L. F., Paschal B. M.  Mechanismy receptorem zprostředkovaného jaderného importu a jaderného exportu  // Doprava (Kodaň, Dánsko). - 2005. - Sv. 6, č. 3. - S. 187-198. - doi : 10.1111/j.1600-0854.2005.00270.x . — PMID 15702987 .
  14. ↑ Stuurman N., Heins S., Aebi U.  Nuclear Lamins: their Structure, Assembly, and Interactions  // Journal of Structural Biology. - 1998. - Sv. 122, č.p. 1-2. - S. 42-66. - doi : 10.1006/jsbi.1998.3987 . — PMID 9724605 .
  15. ↑ Goldman A. E., Moir R. D., Montag-Lowy M., Stewart M., Goldman R. D.  Pathway of Incorporation of Microinjected Lamin A into the Nuclear Envelope  // The Journal of Cell Biology. - 1992. - Sv. 119, č.p. 4. - S. 725-735. — PMID 1429833 .
  16. ↑ 1 2 3 Goldman R. D., Gruenbaum Y., Moir R. D., Shumaker D. K., Spann T. P.  Nuclear Lamins: Building Blocks of Nuclear Architecture  // Genes & Development. - 2002. - Sv. 16, č. 5. - S. 533-547. - doi : 10.1101/gad.960502 . — PMID 11877373 .
  17. ↑ Moir R. D., Yoon M., Khuon S., Goldman R. D.  Nuclear Lamins A and B1: Different Pathways of Assembly during Nuclear Envelope Formation in Living Cells  // The Journal of Cell Biology. - 2000. - Sv. 151, č.p. 6. - S. 1155-1168. — PMID 11121432 .
  18. ↑ Spann T. P., Goldman A. E., Wang Chen, Huang Sui, Goldman R. D.  Alteration of Nuclear Lamin Organization inhibuje RNA Polymerase II-Dependent Transscription  // The Journal of Cell Biology. - 2002. - Sv. 156, č.p. 4. - S. 603-608. - doi : 10.1083/jcb.200112047 . — PMID 11854306 .
  19. ↑ 1 2 Ehrenhofer-Murray A. E.  Chromatin Dynamics at DNA Replication, Transscription and Repair  // European Journal of Biochemistry. - 2004. - Sv. 271, č.p. 12. - S. 2335-2349. - doi : 10.1111/j.1432-1033.2004.04162.x . — PMID 15182349 .
  20. ↑ Grigoryev S. A., Bulynko Y. A., Popova E. Y.  The End Adjusts the Means: Heterochromatin Remodeling during Terminal Cell Differentiation  // Chromosome Research. - 2006. - Sv. 14, č. 1. - S. 53-69. - doi : 10.1007/s10577-005-1021-6 . — PMID 16506096 .
  21. ↑ Schardin M., Cremer T., Hager H. D., Lang M.  Specifické barvení lidských chromozomů u hybridních buněčných linií čínského křečka x člověka ukazuje mezifázová chromozomová území  // Lidská genetika. - 1985. - Sv. 71, č.p. 4. - S. 281-287. — PMID 2416668 .
  22. ↑ Lamond A. I., Earnshaw W. C.  Structure and Function in the Nucleus  // Science . - 1998. - Sv. 280, č.p. 5363, str. 547-553. — PMID 9554838 .
  23. ↑ Kurz A., Lampel S., Nickolenko J. E., Bradl J., Benner A., ​​​​Zirbel R. M., Cremer T., Lichter P.  Aktivní a neaktivní geny lokalizují přednostně na periferii chromozomových území  // The Journal of Cell Biologie. - 1996. - Sv. 135, č.p. 5. - S. 1195-1205. — PMID 8947544 .
  24. ↑ Cassimeris, Lingappa, Plopper, 2016 , str. 410.
  25. ↑ The Nucleus, 2011 , str. 311, 313.
  26. ↑ Hernandez-Verdun D.  Nucleolus: od struktury k dynamice  // Histochemie a buněčná biologie. - 2006. - Sv. 125, č.p. 1-2. - S. 127-137. - doi : 10.1007/s00418-005-0046-4 . — PMID 16328431 .
  27. ↑ 1 2 Lamond A. I., Sleeman J. E.  Nuclear Substructure and Dynamics  // Současná biologie. - 2003. - Sv. 13, č. 21. - S. 825-828. — PMID 14588256 .
  28. ↑ 1 2 The Nucleus, 2011 , str. 235.
  29. ↑ The Nucleus, 2011 , str. 239.
  30. ↑ Dundr M., Misteli T.  Funkční architektura v buněčném jádře  // The Biochemical Journal. - 2001. - Sv. 356, Pt. 2. - S. 297-310. — PMID 11368755 .
  31. ↑ 1 2 Lallemand-Breitenbach V., de Thé H.  PML Nuclear Bodies  // Cold Spring Harbor Perspectives in Biology. - 2010. - Sv. 2, č. 5. - P. a000661. - doi : 10.1101/cshperspect.a000661 . — PMID 20452955 .
  32. ↑ 1 2 Lamond A. I., Spector D. L.  Nuclear Speckles: a Model for Nuclear Organelles  // Nature Reviews. Molekulární buněčná biologie. - 2003. - Sv. 4, č. 8. - S. 605-612. - doi : 10.1038/nrm1172 . — PMID 12923522 .
  33. ↑ Tripathi K., Parnaik V. K.  Diferenciální dynamika sestřihového faktoru SC35 během buněčného cyklu  // Journal of Biosciences. - 2008. - Sv. 33, č. 3. - S. 345-354. — PMID 19005234 .
  34. ↑ Tripathi K., Parnaik V. K.  Diferenciální dynamika sestřihového faktoru SC35 během buněčného cyklu  // Journal of Biosciences. - 2008. - Sv. 33, č. 3. - S. 345-354. — PMID 19005234 .
  35. ↑ Handwerger K. E., Gall J. G.  Subnuclear Organelles: New Insights into Form and Function  // Trends in Cell Biology. - 2006. - Sv. 16, č. 1. - S. 19-26. - doi : 10.1016/j.tcb.2005.11.005 . — PMID 16325406 .
  36. ↑ Buněčná složka - Nucleus speckle . // UniProt: UniProtKB. Získáno 30. srpna 2013. Archivováno z originálu 13. listopadu 2012.
  37. ↑ Gall J. G., Bellini M., Wu Zheng'an, Murphy C.  Assembly of the Nuclear Transscription and Processing Machinery: Cajal Bodies (Coiled Bodies) and Transcriptosoms  // Molecular Biology of the Cell. - 1999. - Sv. 10, č. 12. - S. 4385-4402. — PMID 10588665 .
  38. ↑ Matera A. G., Terns R. M., Terns M. P.  Non-coding RNAs: Lessons from the Small Nuclear and Small Nucleolar RNAs  // Nature Reviews. Molekulární buněčná biologie. - 2007. - Sv. 8, č. 3. - S. 209-220. - doi : 10.1038/nrm2124 . — PMID 17318225 .
  39. ↑ 1 2 3 Fox A. H., Lam Yun Wah, Leung A. K. L., Lyon C. E., Andersen J., Mann M., Lamond A. I.  Paraspeckles: a Novel Nuclear Domain  // Současná biologie. - 2002. - Sv. 12, č. 1. - S. 13-25. — PMID 11790299 .
  40. ↑ 1 2 Fox A. H., Bond C. S., Lamond A. I.  P54nrb tvoří heterodimer s PSP1, který se lokalizuje do paraspecklů způsobem závislým na RNA  // Molekulární biologie buňky. - 2005. - Sv. 16, č. 11. - S. 5304-5315. - doi : 10.1091/mbc.E05-06-0587 . — PMID 16148043 .
  41. ↑ The Nucleus, 2011 , str. 274.
  42. ↑ Pollock C., Huang Sui.  The Perinucleolar Compartment  // Journal of Cellular Biochemistry. - 2009. - Sv. 107, č.p. 2. - S. 189-193. - doi : 10.1002/jcb.22107 . — PMID 19288520 .
  43. ↑ The Nucleus, 2011 , str. 264.
  44. ↑ The Nucleus, 2011 , str. 288.
  45. ↑ The Nucleus, 2011 , str. 300.
  46. ↑ The Nucleus, 2011 , str. 301.
  47. ↑ Cassimeris L., Lingappa V. R., Plopper D. . Buňky podle Lewina. - M . : Knowledge Laboratory, 2016. - S. 407. - 1056 s. - ISBN 978-5-906828-23-1 .
  48. ↑ Lehninger A. L., Nelson D. L., Cox M. M. . Lehningerovy principy biochemie. 3. vydání. - New York: Worth Publishers, 2000. - xxix + 1152 s.
  49. ↑ Moreno F., Ahuatzi D., Riera A., Palomino C. A., Herrero P.  Glucose Sensing through the Hxk2-dependent Signaling Pathway  // Transactions Biochemical Society. - 2005. - Sv. 33, Pt. 1. - S. 265-268. - doi : 10.1042/BST0330265 . — PMID 15667322 .
  50. ↑ 1 2 Görlich D., Kutay U.  Transport mezi buněčným jádrem a cytoplazmou  // Annual Review of Cell and Developmental Biology. - 1999. - Sv. 15. - S. 607-660. - doi : 10.1146/annurev.cellbio.15.1.607 . — PMID 10611974 .
  51. ↑ Nicolini C.A. Struktura a funkce genomu: od charakterizace chromozomů po genovou technologii. - Springer, 1997. - ISBN 0-7923-4565-7 .
  52. ↑ Izaurralde E., Adam S.  Transport makromolekul mezi jádrem a cytoplazmou  // RNA (New York, NY). - 1998. - Sv. 4, č. 4. - S. 351-364. — PMID 9630243 .
  53. ↑ Cole C. N., Scarcelli J. J. Transport mediátorové RNA z jádra do cytoplazmy  // Aktuální názor v buněčné biologii. - 2006. - Sv. 18, č. 3. - S. 299-306. - doi : 10.1016/j.ceb.2006.04.006 . — PMID 16682182 .
  54. ↑ Boulikas T.  Fosforylace transkripčních faktorů a kontrola buněčného cyklu  // Kritické recenze v eukaryotické genové expresi. - 1995. - Sv. 5, č. 1. - S. 1-77. — PMID 7549180 .
  55. ↑ Steen R. L., Collas P.  Mistargeting of B-type Lamins at the End of Mitosis: Implications on Cell Survival and Regulation of Lamins A/C Expression  // The Journal of Cell Biology. - 2001. - Sv. 153, č.p. 3. - S. 621-626. — PMID 11331311 .
  56. ↑ Protistové: průvodce zoologií. Část 1 / Ch. vyd. A. F. Alimov . - Petrohrad. : Nauka , 2000. - 679 s. — ISBN 5-02-025864-4 .  - S. 157.
  57. ↑ 1 2 Belyakova G. A., Dyakov Yu. T., Tarasov K. L. . Botanika: ve 4 svazcích T. 2. - M . : Nakladatelství. Centrum "Akademie", 2006. - 320 s. - ISBN 978-5-7695-2750-1 .  - S. 145-146.
  58. ↑ Houseman a kol., 2010 , s. 121.
  59. ↑ Houseman a kol., 2010 , s. 34.
  60. ↑ Skutelsky E., Danon D.  Srovnávací studie vypuzení jádra z pozdního erytroblastu a cytokineze  // Experimental Cell Research. - 1970. - Sv. 60, č. 3. - S. 427-436. — PMID 5422968 .
  61. ↑ Torous D. K., Dertinger S. D., Hall N. E., Tometsko C. R.  Enumeration of micronucleated reticulocytes in rat periferní krve: a flow cytometric study  // Mutation Research. - 2000. - Sv. 465, č.p. 1-2. - S. 91-99. — PMID 10708974 .
  62. ↑ Hutter K. J., Stöhr M.  Rychlá detekce mutagenem indukovaných mikronukleárních erytrocytů průtokovou cytometrií  // Histochemistry. - 1982. - Sv. 75, č.p. 3. - S. 353-362. — PMID 7141888 .
  63. ↑ 1 2 Houseman a kol., 2010 , str. 336.
  64. ↑ Houseman a kol., 2010 , s. 34, 42.
  65. ↑ Adam R. D.  Biologie Giardia spp.  // Mikrobiologické recenze. - 1991. - Sv. 55, č.p. 4. - S. 706-732. — PMID 1779932 .
  66. ↑ Poxleitner M. K., Carpenter M. L., Mancuso J. J., Wang C. J., Dawson S. C., Cande W. Z.  Důkazy pro karyogamii a výměnu genetického materiálu u dvoujaderného střevního parazita Giardia intestinalis  // Science . - 2008. - Sv. 319, č.p. 5869. - S. 1530-1533. - doi : 10.1126/science.1153752 . — PMID 18339940 .
  67. ↑ Cavalier-Smith T.  Vykopaný prvokový kmen Metamonada Grassé emend. (Anaeromonadea, Parabasalia, Carpediemonas, Eopharyngia) a Loukozoa emend. (Jakobea, Malawimonas ): jejich evoluční afinity a nové vyšší taxony  // International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. - 2003. - Sv. 53, č.p. 6. - S. 1741-1758. - doi : 10.1099/ijs.0.02548-0 . — PMID 14657102 .
  68. ↑ Houseman a kol., 2010 , s. 70, 91, 97-100.
  69. ↑ Houseman a kol., 2010 , s. 95, 181.
  70. ↑ Houseman a kol., 2010 , s. 34, 183, 336.
  71. ↑ Houseman a kol., 2010 , s. 150-151, 155, 345.
  72. ↑ Zettler L. A., Sogin M. L., Caron D. A.  Fylogenetické vztahy mezi Acantharea a Polycystinea: molekulární pohled na Haeckel's Radiolaria  // Proc. Nat. Akad. sci. USA . - 1997. - Sv. 94, č.p. 21. - S. 11411-11416. — PMID 9326623 .
  73. ↑ Karpov S. A. . Struktura protistové buňky. - Petrohrad. : TESSA, 2001. - 384 s. - ISBN 5-94086-010-9 .  - S. 257.
  74. ↑ Horton T. R.  Počet jader v bazidiosporách 63 druhů ektomykorhizních Homobasidiomycetes  // Mykologie. - 2006. - Sv. 98, č.p. 2. - S. 233-238. - doi : 10.3852/mykologie.98.2.233 . — PMID 16894968 .
  75. ↑ Houseman a kol., 2010 , s. 34, 216.
  76. ↑ Maheshwari R.  Jaderné chování v houbových hyfách  // FEMS mikrobiologická písmena. - 2005. - Sv. 249, č.p. 1. - S. 7-14. - doi : 10.1016/j.femsle.2005.06.031 . — PMID 16002240 .
  77. ↑ Aderkas P. von, Rouault G., Wagner R., Chiwocha S., Roques A.  Multinucleate storage cells in Douglas-fir ( Pseudotsuga menziesii (Mirbel) Franco) and the effect of seed parasitism by chalcid Megastigmus spermotrophus Wachtl  // Dědičnost. - 2005. - Sv. 94, č.p. 6. - S. 616-622. - doi : 10.1038/sj.hdy.6800670 . — PMID 15829985 .
  78. ↑ Furness C. A., Rudall P. J.  Pollen a znaky prašníku v systematice jednoděložných  // Grana. - 2001. - Sv. 40, č. 1-2. - S. 17-25. — ISSN 0017-3134 . - doi : 10.1080/00173130152591840 .
  79. ↑ Rita L. Lees R. L., Heersche J. N. M.  Rozdíly v regulaci pH i ve velkých (≥ 10 jádrech) a malých (≤ 5 jádrech) osteoklastech  // American Journal of Physiology - Cell Physiology. - 2000. - Sv. 279, č.p. 3. - P. C751-C761.
  80. ↑ McInnes A., Rennick D. M. Interleukin 4 indukuje kultivované monocyty/makrofágy k vytvoření obřích mnohojaderných buněk  // The Journal of Experimental Medicine. - 1988. - Sv. 167, č.p. 2. - S. 598-611. — PMID 3258008 .
  81. ↑ Goldring S. R., Roelke M. S., Petrison K. K., Bhan A. K.  Lidské obří buněčné nádory kostní identifikace a charakterizace buněčných typů  // The Journal of Clinical Investigation. - 1987. - Sv. 79, č.p. 2. - S. 483-491. - doi : 10.1172/JCI112838 . — PMID 3027126 .
  82. ↑ Pennisi E.  Evoluční biologie. Zrození jádra  // Věda . - 2004. - Sv. 305, č.p. 5685, str. 766-768. - doi : 10.1126/science.305.5685.766 . — PMID 15297641 .
  83. ↑ Margulis L.  . Symbióza v buněčné evoluci. - San Francisco: W. H. Freeman & Company, 1981. - 419 s. — ISBN 0-7167-1256-3 .  - S. 206-227.
  84. ↑ López-García P., Moreira D.  Selective Forces for the Origin of the Eukaryotic Nucleus  // BioEssays: News and Reviews in Molecular, Cellular and Developmental Biology. - 2006. - Sv. 28, č. 5. - S. 525-533. doi : 10.1002 / bies.20413 . — PMID 16615090 .
  85. ↑ Fuerst J. A.  Intracellular Compartmentation in Planctomycetes  // Annual Review of Microbiology. - 2005. - Sv. 59. - S. 299-328. - doi : 10.1146/annurev.micro.59.030804.121258 . — PMID 15910279 .
  86. ↑ Bell P. J.  Virová eukaryogeneze: Byl předchůdce jádra komplexním DNA virem?  // Journal of Molecular Evolution. - 2001. - Sv. 53, č.p. 3. - S. 251-256. - doi : 10.1007/s002390010215 . — PMID 11523012 .
  87. ↑ Takemura M.  Poxviruses and the Origin of the Eukaryotic Nucleus  // Journal of Molecular Evolution. - 2001. - Sv. 52, č.p. 5. - S. 419-425. - doi : 10.1007/s002390010171 . — PMID 11443345 .
  88. ↑ Villarreal L. P., DeFilippis V. R.  A Hypothesis for DNA Viruses as the Origin of Eukaryotic Replication Proteins  // Journal of Virology. - 2000. - Sv. 74, č.p. 15. - S. 7079-7084. — PMID 10888648 .
  89. ↑ Bell P. J.  Sex a eukaryotický buněčný cyklus je v souladu s virovým původem eukaryotického jádra  // Journal of Theoretical Biology. - 2006. - Sv. 243, č.p. 1. - S. 54-63. - doi : 10.1016/j.jtbi.2006.05.015 . — PMID 16846615 .
  90. ↑ de Roos A. D. Původ eukaryotické buňky na základě zachování existujících rozhraní  // Umělý život. - 2006. - Sv. 12, č. 4. - S. 513-523. - doi : 10.1162/artl.2006.12.4.513 . — PMID 16953783 .
  91. ↑ Paradisi M., McClintock D., Boguslavsky R. L., Pedicelli C., Worman H. J., Djabali K.  Dermální fibroblasty u Hutchinson-Gilfordova syndromu progerie s mutací Lamin A G608G mají dysmorfní buněčná jádra a jsou hypersenzitivní na stres z  biologie BMC . - 2005. - Sv. 6. - S. 27. - doi : 10.1186/1471-2121-6-27 . — PMID 15982412 .
  92. ↑ Mounkes L. C., Stewart C. L.  Stárnutí a jaderná organizace: Lamins a progerie  // Aktuální názor v buněčné biologii. - 2004. - Sv. 16, č. 3. - S. 322-327. - doi : 10.1016/j.ceb.2004.03.009 . — PMID 15145358 .
  93. ↑ Rothfield N. F., Stollar B. D.  Vztah třídy imunoglobulinů, vzor anti-nukleární protilátky a protilátky fixující komplement k DNA v séru pacientů se systémovým lupus erythematodes  // The Journal of Clinical Investigation. - 1967. - Sv. 46, č. 11. - S. 1785-1794. - doi : 10.1172/JCI105669 . — PMID 4168731 .
  94. ↑ Barned S., Goodman A. D., Mattson D. H.  Frekvence antinukleárních protilátek u roztroušené sklerózy  // Neurologie. - 1995. - Sv. 45, č.p. 2. - S. 384-385. — PMID 7854544 .
  95. ↑ Proteins of the Nucleolus, 2013 , str. 292.
  96. ↑ The Nucleolus, 2011 , str. 168.
  97. ↑ Goebel H. H., Warlo I.  Nemaline myopatie s intranukleárními tyčinkami — intranukleární tyčinková myopatie  // Neuromuskulární poruchy. - 1997. - Sv. 7, č. 1. - S. 13-19. - doi : 10.1016/S0960-8966(96)00404-X . — PMID 9132135 .

Literatura

  Přejděte na položku Wikidata  Tematické stránky
Slovníky a encyklopedie
V bibliografických katalozích
 buněčné jádro.svg buněčného jádra
Nukleární membrána /
Nuclear lamina
  • Jaderné póry : Nukleoporiny ( NUP35
  • NUP37
  • NUP43
  • NUP50
  • NUP54
  • NUP62
  • NUP85
  • NUP88
  • NUP93
  • NUP98
  • NUP107
  • NUP133
  • NUP153
  • NUP155
  • 160 NUP
  • NUP188
  • NUP205
  • NUP210
  • NUP214 )
  • AAAS
jadérko
jiný
těla PML
SMC proteiny
Přechodné
jaderné proteiny
 organely eukaryotických buněk
endomembránový systém
cytoskelet
Endosymbionti
Jiné vnitřní organely
Vnější organely