Nukleus dan Selubung Nukleus

Nukleus adalah kompartemen terikat membran yang menampung genom sel dan merupakan ciri khas sel eukariotik. Nukleus diselubungi oleh selubung nukleus, yaitu membran ganda yang berlubang-lubang oleh kompleks pori nukleus yang mengatur lalu lintas molekul secara selektif antara nukleus dan sitoplasma, serta mengatur kromatin secara spasial dengan cara yang memengaruhi ekspresi gen.

Definition

Nukleus adalah organel eukariotik yang mengandung DNA kromosom sel, dibatasi oleh selubung nukleus, yaitu membran ganda yang berkelanjutan dengan retikulum endoplasma dan ditembus oleh kompleks pori nukleus yang memediasi transpor nukleositoplasma.

Scope

Entri ini mencakup struktur nukleus dan selubungnya, termasuk membran ganda, lamina nukleus, kompleks pori nukleus, dan organisasi spasial kromatin serta nukleolus. Entri ini memperlakukan nukleus sebagai topik struktural dan referensi dalam biologi sel; detail molekuler transkripsi dan replikasi dibahas dalam entri terkait, dan tidak ada penanganan klinis yang disediakan.

Core questions

• Bagaimana selubung nukleus memisahkan genom dari sitoplasma?
• Bagaimana kompleks pori nukleus memilih apa yang melintasi antara nukleus dan sitoplasma?
• Bagaimana kromatin diorganisasikan dalam tiga dimensi di dalam nukleus?
• Bagaimana sinyal mekanis mencapai genom melalui selubung nukleus?

Key concepts

• Selubung nukleus (membran ganda)
• Kompleks pori nukleus
• Lamina nukleus dan lamin
• Kromatin dan teritori kromosom
• Nukleolus dan biogenesis ribosom
• Transpor nukleositoplasma
• Heterokromatin dan eukromatin

Key theories

Mekanotransduksi nukleus

Uhler dan Shivashankar menjelaskan bagaimana gaya mekanis yang ditransmisikan melalui sitoskeleton dan selubung nukleus (melalui kompleks LINC dan lamina) mengubah organisasi kromatin dan ekspresi gen, menghubungkan bentuk sel dan lingkungan fisik dengan genom.

Mechanisms

Selubung nukleus terdiri dari membran dalam dan luar yang dipisahkan oleh ruang perinukleus yang berkelanjutan dengan lumen retikulum endoplasma; membran dalam dilapisi oleh lamina nukleus, yaitu jaring filamen intermediet lamin yang mendukung selubung dan menambatkan kromatin. Kompleks pori nukleus membentang di kedua membran dan bertindak sebagai gerbang selektif, memungkinkan molekul kecil lewat secara bebas sambil mengontrol transpor protein dan RNA melalui interaksi dengan reseptor transpor. Di bagian dalam, kromatin diorganisasikan secara tidak acak menjadi teritori kromosom dan menjadi domain yang aktif dan tidak aktif secara transkripsi, dan pengaturan spasial ini, bersama dengan perakitan ribosom nukleolus, digabungkan dengan regulasi gen dan dapat dipengaruhi oleh masukan mekanis yang ditransmisikan melintasi selubung.

Clinical relevance

Arsitektur nukleus relevan dengan histopatologi, di mana ukuran, bentuk, dan pola kromatin nukleus memberikan informasi penilaian jaringan, dan kelainan protein selubung nukleus dikaitkan dengan kelainan bawaan. Entri ini menjelaskan struktur nukleus normal untuk tujuan referensi dan pendidikan dan bukan merupakan dasar untuk diagnosis atau pengobatan.

Evidence & guidelines

Penjelasan struktural dan fungsional di sini diambil dari tinjauan kompleks pori nukleus dan mekanotransduksi nukleus, studi primer tentang organisasi nukleus, dan buku teks standar. Ini adalah biologi sel deskriptif daripada materi pedoman klinis.

History

Nukleus adalah salah satu organel pertama yang dijelaskan oleh mikroskopis awal dan diakui sebagai pembawa hereditas pada akhir abad kesembilan belas. Mikroskopi elektron kemudian memecahkan selubung membran ganda dan kompleks pori nukleus, dan biokimia mengidentifikasi lamin dari lamina nukleus. Pekerjaan yang lebih baru telah memetakan organisasi tiga dimensi kromatin ke dalam teritori dan menghubungkan mekanika nukleus dengan regulasi gen, seperti dalam studi tentang bagaimana nukleus fotoreseptor batang mengatur ulang kromatin dan dalam tinjauan mekanotransduksi nukleus.

Debates

Seberapa deterministik organisasi spasial genom?

Apakah penentuan posisi kromatin secara aktif mendorong ekspresi gen atau sebagian besar mencerminkannya masih diperdebatkan; pengamatan seperti arsitektur nukleus terbalik sel batang nokturnal menunjukkan bahwa reorganisasi radikal dimungkinkan dan konsekuensial secara fungsional, tetapi arah kausal masih dipelajari.

Key figures

• Michael P. Rout
• Caterina Strambio-De-Castillia
• G. V. Shivashankar
• Thomas Cremer

Seminal works

• strambio-decastillia-2010
• solovei-2009

Frequently asked questions

Apakah selubung nukleus merupakan membran tunggal?

Tidak. Ini adalah membran ganda, dengan membran luar yang berkelanjutan dengan retikulum endoplasma dan membran dalam yang dilapisi oleh lamina nukleus; keduanya bergabung pada kompleks pori nukleus.

Bagaimana molekul besar masuk dan keluar dari nukleus?

Melalui kompleks pori nukleus, yang memungkinkan molekul kecil berdifusi secara bebas tetapi membutuhkan reseptor transpor untuk membawa protein dan RNA yang lebih besar secara selektif dan teratur.