Fitur, Fungsi, Struktur dan Komposisi Inti Seluler



itu inti sel itu adalah kompartemen mendasar dari sel eukariotik. Ini adalah struktur yang paling mencolok dari tipe sel ini dan memiliki bahan genetik. Ini mengarahkan semua proses seluler: mengandung semua instruksi yang dikodekan dalam DNA untuk melakukan reaksi yang diperlukan. Ini terlibat dalam proses pembelahan sel.

Semua sel eukariotik memiliki nukleus, dengan pengecualian beberapa contoh spesifik seperti sel darah merah dewasa (eritrosit) pada mamalia dan sel floem pada tumbuhan. Demikian juga, ada sel dengan lebih dari satu nukleus, seperti beberapa sel otot, hepatosit dan neuron.

Inti ditemukan pada tahun 1802 oleh Franz Bauer; Namun, pada tahun 1830 ilmuwan Robert Brown juga mengamati struktur ini dan menjadi populer sebagai penemu utamanya. Karena ukurannya yang besar, dapat diamati dengan jelas di bawah mikroskop. Selain itu, ini adalah struktur pewarnaan yang mudah.

Nukleus bukanlah entitas bola homogen dan statis dengan DNA terdispersi. Ini adalah struktur yang kompleks dan rumit dengan berbagai komponen dan bagian di dalamnya. Selain itu, ini dinamis dan terus berubah sepanjang siklus sel.

Indeks

  • 1 Karakteristik
  • 2 fungsi
    • 2.1 Regulasi gen
    • 2.2 Memotong dan menyambung
  • 3 Struktur dan komposisi
    • 3.1 Amplop nuklir
    • 3.2 Kompleks pori nuklir
    • 3.3 Chromatin
    • 3.4 Nucleolus
    • 3,5 Korps Cajal
    • 3,6 badan PML
  • 4 Referensi

Fitur

Nukleus adalah struktur utama yang memungkinkan diferensiasi antara sel eukariotik dan prokariotik. Ini adalah kompartemen sel terbesar. Secara umum, nukleus dekat dengan pusat sel, tetapi ada pengecualian, seperti sel plasma dan sel epitel.

Ini adalah organel berbentuk bola dengan diameter rata-rata 5 μm, tetapi dapat mencapai 12 μm, tergantung pada jenis sel. Saya dapat menempati sekitar 10% dari total volume sel.

Ia memiliki amplop nuklir yang dibentuk oleh dua membran yang memisahkannya dari sitoplasma. Materi genetik diatur bersama dengan protein di dalamnya.

Terlepas dari kenyataan bahwa di dalam nukleus tidak ada subkompartemen membran lain, jika seseorang dapat membedakan serangkaian komponen atau wilayah dalam struktur yang memiliki fungsi spesifik..

Fungsi

Nukleus dikaitkan dengan sejumlah fungsi yang luar biasa, karena mengandung kumpulan semua informasi genetik sel (tidak termasuk DNA mitokondria dan DNA kloroplas) dan mengarahkan proses pembelahan sel. Singkatnya, fungsi utama inti adalah sebagai berikut:

Peraturan gen

Adanya penghalang lipid antara bahan genetik dan komponen sitoplasma lainnya membantu mengurangi gangguan komponen lain dalam fungsi DNA. Ini merupakan inovasi evolusi yang sangat penting bagi kelompok eukariota.

Memotong dan menyambung

Proses splicing messenger RNA terjadi pada nukleus, sebelum molekul bergerak ke sitoplasma.

Tujuan dari proses ini adalah penghapusan intron ("potongan" materi genetik yang tidak mengkode dan yang mengganggu ekson, area yang mengkode) RNA. Selanjutnya RNA meninggalkan nukleus, di mana ia diterjemahkan menjadi protein.

Ada fungsi lain yang lebih spesifik dari masing-masing struktur inti yang akan dibahas nanti.

Struktur dan komposisi

Nukleus terdiri dari tiga bagian yang ditentukan: amplop nuklir, kromatin dan nukleolus. Selanjutnya kita akan menjelaskan secara rinci setiap struktur:

Amplop nuklir

Amplop nuklir terdiri dari membran yang bersifat lipid dan memisahkan nukleus dari komponen seluler lainnya. Membran ini ganda dan di antaranya adalah ruang kecil yang disebut ruang perinuklear.

Sistem membran internal dan eksternal membentuk struktur kontinu dengan retikulum endoplasma

Sistem membran ini terganggu oleh serangkaian pori-pori. Saluran nuklir ini memungkinkan pertukaran bahan dengan sitoplasma karena nukleus tidak sepenuhnya terisolasi dari komponen lainnya.

Kompleks pori nuklir

Melalui pori-pori ini, pertukaran zat terjadi dalam dua cara: pasif, tanpa perlu pengeluaran energi; atau aktif, dengan pengeluaran energi. Pasif dapat masuk dan keluar molekul kecil seperti air atau garam, kurang dari 9 nm atau 30-40 kDa.

Ini terjadi berbeda dengan molekul dengan berat molekul tinggi, yang membutuhkan ATP (energi-adenosin trifosfat) untuk bergerak melalui kompartemen ini. Molekul besar termasuk potongan RNA (asam ribonukleat) atau biomolekul lain yang bersifat protein.

Pori-pori bukan sekadar lubang yang dilewati molekul. Protein dengan ukuran penting adalah struktur, yang dapat mengandung 100 atau 200 protein dan disebut "kompleks pori nuklir". Secara struktural, ini hampir menyerupai keranjang bola basket. Protein ini disebut nukleoporin.

Kompleks ini telah ditemukan di sejumlah besar organisme: dari ragi hingga manusia. Selain fungsi transportasi sel, ia juga terlibat dalam regulasi ekspresi gen. Mereka adalah struktur yang sangat diperlukan untuk eukariota.

Dalam hal ukuran dan jumlah, kompleks ini dapat membawa ukuran 125 MDa dalam vertebrata, dan inti pada kelompok hewan ini dapat menampung sekitar 2000 pori. Karakteristik ini bervariasi sesuai dengan takson yang diteliti.

Chromatin

Kromatin ditemukan dalam nukleus, tetapi kita tidak dapat menganggapnya sebagai kompartemen nukleus. Ini menerima nama ini untuk kemampuan warna yang luar biasa dan diamati di bawah mikroskop.

DNA adalah molekul linear yang sangat panjang dalam eukariota. Pemadatannya adalah proses utama. Materi genetik dikaitkan dengan serangkaian protein yang disebut histones, yang memiliki afinitas tinggi terhadap DNA. Ada juga jenis protein lain yang dapat berinteraksi dengan DNA dan bukan histones.

Di histones, DNA melilit dan membentuk kromosom. Ini adalah struktur yang dinamis dan tidak selalu ditemukan dalam bentuk tipikal (Xs dan Ys yang biasa kita amati dalam ilustrasi buku-buku). Susunan ini hanya muncul selama proses pembelahan sel.

Di sisa tahapan (ketika sel tidak dalam proses pembelahan), kromosom individu tidak dapat dibedakan. Fakta ini tidak menunjukkan bahwa kromosom tersebar secara homogen atau tidak teratur oleh nukleus.

Pada antarmuka, kromosom disusun dalam domain tertentu. Dalam sel mamalia, setiap kromosom menempati "wilayah" tertentu.

Jenis kromatin

Dua jenis kromatin dapat dibedakan: heterochromatin dan euchromatin. Yang pertama sangat padat dan terletak di pinggiran nukleus, sehingga mesin transkripsi tidak memiliki akses ke gen-gen ini. Eucromatin diatur lebih longgar.

Heterochromatin dibagi menjadi dua jenis: heterokromatin konstitutif, yang tidak pernah diungkapkan; dan heterokromatin fakultatif, yang tidak ditranskripsi dalam beberapa sel dan pada yang lain.

Contoh paling terkenal dari heterochromatin sebagai pengatur ekspresi gen adalah kondensasi dan inaktivasi kromosom X. Pada mamalia, wanita memiliki XX kromosom seks, sedangkan pria adalah XY.

Untuk alasan dosis gen, wanita tidak dapat memiliki dua kali lebih banyak gen dalam X daripada pria. Untuk menghindari konflik ini, kromosom X tidak aktif (menjadi heterokromatin) secara acak di setiap sel.

Nukleolus

Nukleolus adalah struktur inti dalam yang sangat relevan. Ini bukan kompartemen yang dibatasi oleh struktur membran, ini adalah area yang lebih gelap dari nukleus dengan fungsi spesifik.

Di area ini, gen yang mengkode RNA ribosom, yang ditranskripsi oleh RNA polimerase I, dikelompokkan. Dalam DNA manusia, gen ini ditemukan di satelit kromosom berikut: 13, 14, 15, 21 dan 22. Ini adalah pengatur nukleolus.

Pada gilirannya, nukleolus dipisahkan menjadi tiga daerah terpisah: pusat fibrilar, komponen fibrilar dan komponen granular.

Studi terbaru telah mengumpulkan semakin banyak bukti tentang kemungkinan fungsi tambahan nukleolus, tidak hanya terbatas pada sintesis dan perakitan RNA ribosom..

Saat ini diyakini bahwa nukleolus dapat terlibat dalam perakitan dan sintesis protein yang berbeda. Modifikasi pasca transkripsional juga telah dibuktikan di zona nuklir ini.

Nukleolus juga terlibat dalam fungsi pengaturan. Satu studi menunjukkan bagaimana itu terkait dengan protein penekan tumor.

Korps Cajal

Mayat Cajal (juga disebut tubuh melingkar) dinamai untuk menghormati penemunya, Santiago Ramón y Cajal. Peneliti ini mengamati sel-sel ini dalam neuron pada tahun 1903.

Mereka adalah struktur kecil dalam bentuk bola dan ada 1 hingga 5 salinan per nukleus. Badan-badan ini sangat kompleks dengan jumlah komponen yang cukup tinggi, di antara faktor-faktor transkripsi dan mesin yang terkait dengan penyambungan.

Struktur bola ini telah ditemukan di berbagai bagian inti, karena mereka adalah struktur bergerak. Mereka biasanya ditemukan di nukleoplasma, meskipun sel kanker telah ditemukan di nukleolus.

Ada dua jenis badan kotak di inti, diklasifikasikan menurut ukurannya: besar dan kecil.

Badan PML

Badan PML (untuk akronimnya dalam bahasa Inggris, leukemia promyelocytic) adalah zona bola subnuklear kecil dengan kepentingan klinis, karena telah dikaitkan dengan infeksi virus dan onkogenesis.

Dalam literatur mereka dikenal dengan berbagai nama, seperti domain nuklir 10, badan Kremer dan domain PML onkogenik.

Inti memiliki 10 hingga 30 domain ini dan memiliki diameter 0,2 hingga 1,0 μm. Fungsinya termasuk regulasi gen dan sintesis RNA.

Referensi

  1. Adam, S. A. (2001). Kompleks pori nuklir. Biologi genom, 2(9), ulasan0007.1-ulasan0007,6.
  2. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, B. E. (2003). Biologi: kehidupan di bumi. Pendidikan Pearson.
  3. Boisvert, F.M., Hendzel, M.J., & Bazett-Jones, D.P. (2000). Leukemia Promyelocytic leukemia (PML) adalah struktur protein yang tidak mengakumulasi RNA. Jurnal biologi sel, 148(2), 283-292.
  4. Busch, H. (2012). Inti sel. Elsevier.
  5. Cooper, G. M., & Hausman, R. E. (2000). Sel: pendekatan molekuler. Sunderland, MA: Rekan Sinauer.
  6. Curtis, H., & Schnek, A. (2008). Curtis. Biologi. Ed. Panamericana Medical.
  7. Dundr, M., & Misteli, T. (2001). Arsitektur fungsional dalam inti sel. Jurnal Biokimia, 356(2), 297-310.
  8. Eynard, A.R., Valentich, M.A., & Rovasio, R.A. (2008). Histologi dan embriologi manusia: basis seluler dan molekul. Ed. Panamericana Medical.
  9. Hetzer, M. W. (2010). Amplop nuklir. Perspektif Cold Spring Harbor dalam biologi, 2(3), a000539.
  10. Kabachinski, G., & Schwartz, T. U. (2015). Sekilas tentang struktur dan fungsi pori nuklir kompleks. Jurnal Ilmu Sel, 128(3), 423-429.
  11. Montaner, A. T. (2002). Tubuh aksesori Cajal. Rev Esp Patol, 35, (4), 529-532.
  12. Newport, J. W., & Forbes, D. J. (1987). Inti: struktur, fungsi, dan dinamika. Ulasan tahunan biokimia, 56(1), 535-565.