Kärnkraftskroppar

Kärnkroppar är underavdelningar inom kärnan  som inte omges av membran [1] , utan är separata, morfologiskt distinkta komplex av proteiner och RNA . Kärnkroppar inkluderar nucleolus , Cajal-kroppen och andra icke-membranstrukturer. Kärnkroppsbiogenes är baserad på samma allmänna principer, såsom förmågan att bilda de novo (från grunden), självorganisering och RNA:s roll som ett strukturellt element. Kontrollen av kärnkroppens biogenes är nödvändig för korrekt förändring av kärnans arkitektur under cellcykeln och ligger till grund för cellens svar på intra- och extracellulära stimuli. Många kärnkroppar utför specifika funktioner, såsom syntes och bearbetning av pre-ribosomalt RNA i kärnan, ackumulering och sammansättning av spliceosomkomponenter i nukleära prickar eller ackumulering av RNA-molekyler i paraprickar . Mekanismerna som säkerställer att dessa funktioner utförs av kärnkraftskroppar är mycket olika. I vissa fall kan kärnkroppen fungera som en plats för vissa processer, såsom transkription . I andra fall verkar kärnkroppar indirekt reglera de lokala koncentrationerna av deras komponenter i nukleoplasman . Även om de flesta kärnkroppar är sfäriska till formen, kan de flesta av dem identifieras genom deras unika morfologi, som avslöjas med elektronmikroskopi , och genom deras placering i kärnan. Liksom cytoplasmatiska organeller innehåller kärnkroppar en specifik uppsättning proteiner som bestämmer deras struktur på molekylär nivå [2] .

Fysiska egenskaper

Många kärnkraftskroppar beter sig som en droppe av en trögflytande vätska . Till exempel, i Xenopus groda oocyter , är nukleolerna nästan perfekt sfäriska. När två nukleoler möts smälter de samman och bildar en större kärna. Liknande fusion har beskrivits för Cajal-kroppar, histonloci - kroppar , kärnfläckar och andra kroppar. Vissa kärnkroppar, såsom nukleolen, består emellertid av flera strukturella komponenter, vilket framgår av elektronmikroskopidata. Vid första anblicken motsäger detta idén om kärnkroppar som droppar av en trögflytande vätska. I Xenopus oocyter kan både den granulära komponenten och den täta fibrillära komponenten av nukleolerna genomgå fusion och utbyta proteiner, men den granulära komponenten gör detta snabbare. Nyckelproteinerna i de granulära och täta fibrillära komponenterna, nukleofosmin respektive fibrillarin , kan bilda droppar i närvaro av RNA när de renas, men nukleofosmindroppar smälter samman och utbyter proteiner snabbare än fibrillarinproteiner. Fysiskt är nukleofosmindroppar en viskös vätska, medan fibrillarindroppar är viskoelastiska , vilket förklarar deras långsamma dynamik. När renat nukleofosmin och fibrillarin kombineras till en enda droppe, bildar de oblandbara nukleolarliknande faser: små fibrillarindroppar sitter inuti större nukleofosmindroppar. Fasernas oblandbarhet tillhandahålls av skillnaden i ytspänning , eftersom fibrillarindroppar i vattenlösning är mer hydrofoba än nukleofosmindroppar. Kanske förklaras på liknande sätt olika kärnkraftskroppars oförmåga att smälta samman med varandra. Till exempel är nukleolerna och Cajalkropparna ofta i nära kontakt men smälter aldrig samman, möjligen på grund av en hög gränsytenergibarriär [3] .

Dynamics

En gemensam egenskap för alla kärnkraftskroppar är deras strukturella stabilitet. Separata kärnkraftskroppar är urskiljbara under hela interfasen - från början av G1-fasen till utgången från G2-fasen . Under interfasen genomgår kärnkroppar dynamiska rörelser inom kärnan, och ju större kroppen är, desto mindre rör sig den. Stora kroppar, såsom nukleoler och prickar, som når 2–3 µm i diameter, är praktiskt taget orörliga och kan endast begränsa lokal rörelse. Mindre kroppar, såsom Cajal-kroppar och PML-kroppar , som sträcker sig i storlek från 500  nm till 1 µm , rör sig snabbt genom kärnan och genomgår frekventa sammanslagningar och separationer [4] .

Trots den allmänna strukturella stabiliteten kännetecknas kärnkraftskroppar av betydande inre dynamik. Huvudkomponenten i kärnkroppar är speciella proteiner som också finns i nukleoplasman, men i mycket lägre koncentration. Fotoblekningsexperiment har visat att kärnkroppar intensivt utbyter sina huvudkomponenter med nukleoplasman. Inom några minuter är kärnkropparnas molekylära sammansättning helt utbytt mot tidigare nukleoplasmatiska molekyler [4] .

På grund av frånvaron av omgivande membran bestäms formen och storleken på kärnkroppar av summan av interaktionerna mellan molekylerna som utgör dem. Bland sådana interaktioner har kovalenta interaktioner inte identifierats , därför interagerar molekylerna inuti kropparna med varandra genom icke-kovalenta svaga bindningar. Den avgörande faktorn är balansen mellan inkommande och utgående molekyler: med ett ökat flöde av inkommande molekyler ökar kroppens storlek, och en minskning av dess storlek eller en ökning av flödet av utgående molekyler leder till en minskning av kroppen. De molekylära mekanismerna som bestämmer denna balans är dåligt förstådda, men de inkluderar post-translationella modifieringar av proteiner som utgör kärnkroppar. Kontrollen av antalet kärnvapenkroppar är också dåligt förstådd. Till och med antalet nukleoler, som bara bildas runt ett bestämt antal regioner av kromosomer , de nukleolära organisatörerna , varierar mellan olika vävnader och celltyper. Antalet Cajal-kroppar är känt för att regleras av markörproteinet coilin : om flera viktiga fosforyleringsställen för detta protein är muterade , reduceras antalet Cajal-kroppar. Dessutom beror storleken och antalet kärnkroppar på fysiologiska förhållanden. Således ökar antalet nukleoler i aktivt prolifererande celler. I lymfocyter , som aktivt syntetiserar proteiner och därför kräver stora mängder rRNA , ökar nukleolerna i storlek. Antalet PML-kroppar är positivt associerat med stresstillstånd [5] .

Stora kärnkraftskroppar är vanligtvis i stort sett orörliga, även om de kan röra sig lätt och smälta samman med varandra. Som experiment med experimentellt inducerade interfasnukleoler har visat, spelar heterokromatin en ledande roll för att begränsa rörligheten hos kärnkroppar . Nukleolernas rörelse var oberoende av aktin , och deras sammansmältningar skedde i slumpmässiga kollisioner. Varje kropp ockuperade ett separat fack begränsat av heterokromatin. Konstgjord superkondensering av kromatin har lett till en signifikant minskning av frekvensen av sammansmältning av kroppar och följaktligen begränsat deras rörlighet [6] . Kärnkropparnas rörlighet har också en funktionell betydelse, vilket påverkar olika aspekter av genomets funktion [7] .

Formation

Enligt bildningsmetoden kan kärnkroppar delas in i två klasser: aktivitetsberoende och aktivitetsoberoende. Den första klassen inkluderar kroppar som bildas på platserna för vissa nukleära processer, såsom transkription, och deras morfologi beror strikt på intensiteten i processen. Dessa kroppar inkluderar nukleolus, som bildas vid transkribering av rRNA -genkluster (nukleolära organisatörer). När rDNA-transkription undertrycks genomgår nukleolen snabb strukturell omorganisation, och leveransen av ytterligare rRNA-gener på plasmider till kärnan leder till uppkomsten av ytterligare nukleoler. Histonloci-kroppar bildas runt histongener när transkription av dessa gener aktiveras i början av DNA-replikationen under S-fasen . Spänningskärnkroppar och kärnprickar tillhör också denna klass. Den andra klassen inkluderar kroppar, för vilka det inte finns något behov av någon kärnteknisk process. Sådana kärnkroppar bildas i nukleoplasman och kan därefter associeras med en specifik plats i kärnan. Dessa är Cajal-kroppar och PML-kroppar. Ibland finns de på vissa ställen i kärnan och är till och med förknippade med specifika loci, men de bildas i nukleoplasman och får ett sådant samband senare. Till exempel, vid aktivering av U2 små nukleära RNA- gener genomgår de riktade, aktinberoende rörelser till tidigare bildade Cajal-kroppar [8] .

Bildandet av en kärnkropp börjar med kärnbildningshändelsen. Under kärnbildning blir viktiga kroppskomponenter orörliga, samlas ihop och attraherar andra byggstenar. I aktivitetsberoende kroppar utlöses kärnbildning av de processer som är nödvändiga för bildandet av kroppar. När det gäller nukleolen uppstår nukleolus vid ackumulering av nukleolära proteiner på rDNA och pre-rRNA, och i fallet med histon loci kroppar, vid ackumulering av bearbetningsfaktorer vid 3'-änden av histon pre-mRNA. I aktivitetsoberoende kroppar är kärnbildare troligen strukturella proteiner eller RNA, men inga sådana kärnbildare har hittills identifierats [9] .

Vissa nukleära kroppar kan bildas de novo (från grunden) under fysiologiska eller experimentella förhållanden. Till exempel är bildningen av nukleoli de novo möjlig när rRNA-minigener introduceras i celler som en del av plasmider. Ett liknande fenomen har beskrivits för oogenes i Xenopus- grodan , i vars oocyter tusentals extrakromosomala rRNA-gener amplifieras under denna process och många små nukleoler bildas längs vägen. Nukleära prickar kan också bildas de novo vid aktivering av transkriptionsprocesser i cellen efter global suppression. Under virusinfektioner sker snabb bildning av PML-kroppar: viktiga PML-kroppsproteiner omger det virala genomet för att bilda en komplett kropp. Denna reaktion verkar fungera som ett medfött immunsvar mot virus. De novo- bildning visas dock tydligast för Cajal-kroppar. Om, i celler som normalt inte har Cajal-kroppar, överuttryck av komponenterna i dessa kroppar tillfälligt orsakas, kommer Cajal-kroppar faktiskt att bildas. Dessutom, om komponenter i Cajal-kroppar är artificiellt immobiliserade på kromatin på slumpmässiga platser, kommer de att bildas på dessa platser [10] .

Många kärnkroppar innehåller RNA-molekyler, som ofta spelar en viktig roll i sammansättningen av dessa kroppar. RNA kan delta i biogenes av kärnkroppar på två sätt. För det första kan RNA fungera som mallar för sammansättning av kroppar, till exempel i fallet med de flesta aktivitetsberoende kroppar som bildas runt platser med aktiv transkription. Sådana RNA attraherar de RNA-bindande proteinerna som är en del av kärnkroppar , vilket utlöser bildandet av kroppar. För det andra kan RNA fungera som ett arkitektoniskt element i kärnkroppar. Till exempel kräver paraspeckle - bildning NEAT1 (även känd som MEN-ε/β), en lång, stabil , polyadenylerad RNA-molekyl belägen i kärnan. Nedbrytning av detta RNA genom RNA-interferens leder till förstörelse av paraprickles. Dessutom detekteras inte paraprickles i kärnorna hos mänskliga embryonala stamceller som inte uttrycker NEAT1 [11] .

Teoretiskt finns det två huvudmekanismer för sammansättning av kärnkraftskroppar:

• sammansättning kan innefatta en serie hårt kontrollerade sekventiella steg;
• montering kan ske som ett resultat av slumpmässiga interaktioner mellan komponenterna i kärnkraftskroppar utan en tydlig ordning.

Experimentet som beskrivs ovan på sammansättningen av Cajal-kroppar vid platserna för immobilisering på kromatinet av nyckelkomponenterna i dessa kroppar vittnar till förmån för den senare vägen. Frågan om vad som händer under sammansättningen av verksamhetsberoende organ förblir dock öppen [12] .

Bildandet av kärnkroppar kan baseras inte bara på protein-protein- och protein-RNA-interaktioner, utan också på vätske-vätskefasövergångar [ ( LLPS  ), som tillhandahålls av aggregeringsfrämjande domäner av kärnkroppsproteiner. Fasövergångsmodellen kan förklara de vätskeliknande egenskaperna hos kärnkroppar, såsom deras förmåga att smälta och separera, såväl som deras snabba intranukleära dynamik. Det är möjligt att heterokromatin i sig har egenskaperna hos vätskedroppar [13] . Det har experimentellt visats att proteinerna hnRNPA1 och FUS , som är en del av cytoplasmatiska stressgranuler och paraspäckar, kan ge vätske -vätskefasseparation (LLPS ) i närvaro av RNA. Vissa proteindomäner har visat sig genomgå LLPS endast när de kombineras i specifika koncentrationer. Varje kärnkropp kan ha sin egen andel av proteiner som ger LLPS. Proteindomäner associerade med aggregation, såsom prionliknande domäner, såväl som domäner som främjar polymerisation (till exempel coiled-coil- domän ), och regioner med låg komplexitet , exponeras för LLPS [14] . En mängd olika kärnstrukturer som bildas på grund av fasseparation är involverade i olika stadier av genuttryck , såsom transkription och RNA-bearbetning , påverkar geners epigenetiska status och spelar en roll i utvecklingen av många sjukdomar [15] . Fosfoinositider kan delta i bildandet av kärnkroppar på grund av fasseparation. Under 2018 hittades kroppar innehållande fosfatidylinositol-4,5-bisfosfat i cellkärnor hos en mängd olika organismer ; dessa är kända som Nuclear Lipid Islets (NLIs ) . Förmodligen spelar nukleära lipidöar en viktig roll i regleringen av genuttryck, och fungerar som plattformar för bindning av olika proteiner och underlättar bildandet av transkriptionsfabriker [16] .     

Nukleära kroppar och mitos

Montering och demontering av kärnkroppar spelar en viktig roll i deras nedärvning av dotterceller under delning . Vissa kärnkroppar, som finns i celler i ett stort antal kopior, demonteras inte under mitos , utan delas ungefär lika mellan dotterceller på grund av deras slumpmässiga fördelning över cellens volym. Andra kärnkroppar, tvärtom, demonteras under celldelning och sätts ihop igen när dotterceller går in i G1-fasen [17] .

Således demonteras kärnan under mitos, eftersom rRNA-transkription avbryts på grund av fosforylering av transkriptionsfaktorer av RNA-polymeras I , såväl som rRNA-bearbetningsfaktorer. I början av profasen ackumuleras obearbetade eller delvis bearbetade pre-rRNAs i periferin av kondenserade kromosomer tillsammans med många bearbetningsfaktorer. Efter förstörelsen av kärnmembranet kommer de in i cytoplasman och bildar många mycket rörliga små kroppar i anafas . I början av telofas , när transkriptionen av rRNA-gener återställs, demonteras dessa små kroppar, och sedan bildar pre-rRNA och bearbetningsfaktorer pronukleolära kroppar i nukleoplasman  i de nybildade kärnorna av dotterceller. I slutet av telofas dekondenserar kromosomerna och pre-rRNA och bearbetningsfaktorer lämnar de pronukleolära kropparna och bildar en nukleolus runt de nukleolära organisatörerna. Bildandet av nukleolus efter mitos kräver också aktiviteten av RNA-polymeras I och återupptagande av pre-rRNA-bearbetning [18] .

Vid början av mitos demonteras nukleära prickar och deras komponenter fördelas slumpmässigt i hela cytoplasman. Speckle montering börjar i telofas. Paraspäckar förblir stabila under hela cellcykeln fram till anafas, då de blir slumpmässigt utspridda i hela cellen (cytoplasmatiska paraspäckar). Cytoplasmatiska paraspäckar försvinner i början av telofasen, och bildandet av nukleära paraspäcklar börjar efter fullbordandet av celldelningen. Kroppen av histonloci existerar fram till tidig prometaphase och demonteras slutligen i metafas och omformas i telofas. Cajalkroppar i början av mitos demonteras inte, utan går in i cytoplasman, där de inte är i fysisk kontakt med kondenserade kromosomer. Antalet och storleken på Cajal-kroppar ändras knappast från metafas till telofas. När kärnhöljet bildas i telofas, demonteras de cytoplasmatiska Cajal-kropparna och deras nyckelkomponent, coilinprotein, kommer snabbt in i kärnan, där det till en början är slumpmässigt lokaliserat, men i G1-fasen bildas normala nukleära Cajal-kroppar i dotterceller. Antalet PML-kroppar minskar i början av mitos, eftersom deras huvudkomponent, PML -proteinet , bildar karakteristiska mitotiska kluster och tappar kontakten med andra PML-kroppsproteiner. Bildandet av PML-kroppar i kärnan börjar i G1-fasen, men även under G1-fasen finns fortfarande stora ansamlingar av PML-proteinet i cytoplasman, som sedan sakta minskar [19] .

Mångfald

Tabellen nedan listar de viktigaste kärnkraftskropparna, deras egenskaper och funktioner [2] .

Nucleolus

Nukleolen är en separat tät struktur i kärnan. Det är inte omgivet av ett membran och bildas i området där rDNA finns - tandemupprepningar av ribosomala RNA (rRNA) gener som kallas nukleolära organisatörer . Nukleolens huvudsakliga funktioner är syntesen av rRNA och bildandet av ribosomer . Nukleolens strukturella integritet beror på dess aktivitet, och inaktivering av rRNA-gener leder till en blandning av nukleolära strukturer [20] .

I det första steget av ribosombildningen transkriberar enzymet RNA-polymeras I rDNA och bildar pre-rRNA, som skärs ytterligare i 5.8S, 18S och 28S rRNA [21] . Transkription och post-transkriptionell bearbetning av rRNA sker i nukleolus med deltagande av små nukleolära RNA (snoRNA), av vilka några härstammar från splitsade mRNA -introner av gener som kodar för proteiner associerade med ribosomfunktion. De sammansatta ribosomala subenheterna är de största strukturerna som passerar genom kärnporerna [22] .

När de ses under ett elektronmikroskop kan tre komponenter urskiljas i kärnan: fibrillära centra (FC), den täta fibrillära komponenten (CFC) som omger dem och den granulära komponenten (GC), som i sin tur omger CFC. rRNA-transkription sker i FC och vid gränsen mellan FC och PFC; därför, när bildandet av ribosomer aktiveras, blir FC tydligt urskiljbar. Klippning och modifiering av rRNA sker i PFC, och de efterföljande stegen i bildandet av ribosomala subenheter, inklusive laddning av ribosomala proteiner, förekommer i GA [21] .

Cajal body

Cajal-kroppen (TC) är kärnkroppen som finns i alla eukaryoter . Det identifieras av närvaron av signaturcoilinproteinet och specifika RNA (scaRNA) . TK innehåller också SMN-proteinet ( överlevnad  av motorneuroner ). MA har en hög koncentration av splitsande små nukleära ribonukleoproteiner (snRNPs) och andra RNA-bearbetningsfaktorer, så man tror att MA fungerar som ställen för sammansättning och/eller post-transkriptionell modifiering av splitsningsfaktorer. TK finns i kärnan under interfas men försvinner under mitos. I biogenesen av TC spåras egenskaperna hos en självorganiserande struktur [23] .

När den intracellulära lokaliseringen av SMN först studerades genom immunfluorescens , hittades proteinet i hela cytoplasman, såväl som i nukleolarkroppen, liknande storleken på MC och ofta belägen bredvid den. Av denna anledning kallades denna kropp "tvillingen av TK" ( eng.  gemini av CB ) eller helt enkelt ädelsten. Det visade sig dock att HeLa -cellinjen där den nya kroppen upptäcktes var ovanlig: i andra mänskliga cellinjer, såväl som i fruktflugan Drosophila melanogaster , samlokaliserades SMN med coilin i TK. Därför, i det allmänna fallet, kan SMN betraktas som en viktig komponent i TC, och inte som en markör för en enskild kärnkraftskropp [24] .

Kropp av histon loci

Kroppen av histon loci ( eng.  histon locus body, HLB ) innehåller de faktorer som är nödvändiga för bearbetningen av histon pre-mRNA. Som namnet antyder är kropparna av histonloci associerade med gener som kodar för histoner; därför antas det att splitsningsfaktorer är koncentrerade i kropparna av histonloci. Kroppen av histonloci är närvarande i cellen under interfas och försvinner med början av mitos. Kroppen av histonloci anses ofta tillsammans med Cajal-kroppen av flera skäl. För det första innehåller vissa kroppar av histonloci markören för Cajal-kroppar, coilin. För det andra är dessa små kroppar ofta fysiskt i närheten, så det finns en viss interaktion mellan dem. Slutligen har de mycket stora Cajal-kropparna av amfibieoocyter egenskaperna hos båda kropparna [23] .

PML-kroppar

Promyelocytiska leukemikroppar , eller PML- kroppar , är sfäriska kroppar utspridda i hela nukleoplasman och når cirka 0,1–1,0 µm i diameter .  De är också kända under sådana namn som nuclear domän 10 ( engelsk nuclear domän 10 (ND10) ), Kremer kroppar ( engelska Kremer kroppar ) och onkogena domäner PML ( engelska PML onkogena domäner ). PML-kroppar är uppkallade efter en av deras nyckelkomponenter, proteinet promyelocytisk leukemi (PML). De observeras ofta i samband med Cajal-kroppar och klyvningskroppar [ 25 ] . PML-kroppar tillhör kärnmatrisen och kan vara involverade i processer som DNA-replikation , transkription och epigenetisk gentystnad [26] . Nyckelfaktorn i organiseringen av dessa kroppar är PML-proteinet, som attraherar andra proteiner; de senare, enligt 2000-talets begrepp, förenas endast av det faktum att de är SUMOylerade . Möss där PML-genen är raderad saknar PML-kroppar, men utvecklas och lever normalt, vilket innebär att PML-kroppar inte utför väsentliga biologiska funktioner [26] .     

Speckles

Speckles ( engelska  speckle ) är kärnkroppar som innehåller pre-mRNA splitsningsfaktorer och är belägna i interkromatinregionerna i nukleoplasman hos däggdjursceller . Under fluorescensmikroskopi ser fläckar ut som oregelbundet formade prickiga kroppar av olika storlekar, och under elektronmikroskopi ser de ut som kluster av interkromatingranulat. Speckles är dynamiska strukturer, och proteinerna och RNA de innehåller kan röra sig mellan speckles och andra nukleära kroppar, inklusive platser för aktiv transkription. Baserat på studier av prickarnas sammansättning, struktur och beteende skapades en modell för att förklara den funktionella uppdelningen av kärnan och organisationen av uttrycksmekanismen för gener [27] som splitsar små nukleära ribonukleoproteiner [28] och andra proteiner som krävs för pre-mRNA splitsning [27] . På grund av cellens förändrade behov förändras prickarnas sammansättning och arrangemang enligt mRNA-transkription och genom reglering av fosforylering av specifika proteiner [29] . Splitsfläckar är också kända som kärnfläckar, splitsningsfaktorkompartment, interkromatingranulatkluster och B -snurposomer [ 30 ] .  B-snurposomer har hittats i amfibieoocytkärnor och embryon från fruktflugan Drosophila melanogaster [31] . I elektronmikrofotografier verkar B-snurusomer vara fästa vid Cajal-kroppar eller separerade från dem. Kluster av interkromatingranuler fungerar som platser för ackumulering av splitsningsfaktorer [32] .

Paraspeckles

Paraspäckar är oregelbundet formade kärnkroppar belägna i kärnans interkromatiska utrymme [33] . De beskrevs först i HeLa-celler, som har 10–30 paraprickar per kärna, men paraspäckar har nu hittats i alla primära mänskliga celler, i celler av transformerade linjer och på vävnadssnitt [34] . De fick sitt namn på grund av sin plats i kärnan - nära fläckarna [33] .

Paraspäckar är dynamiska strukturer som förändras som svar på förändringar i cellens metaboliska aktivitet. De är beroende av transkription [33] , och i frånvaro av transkription av RNA-polymeras II , försvinner paraspäckar, och alla deras ingående proteiner (PSP1, p54nrb, PSP2, CFI(m)68 och PSF) bildar en halvmåneformad perinukleolär cap . . Detta fenomen observeras under cellcykeln: paraspäckar är närvarande i interfas och alla faser av mitos utom telofas . Under telofas bildas dotterkärnor och RNA-polymeras II transkriberar ingenting, så paraspeckle-proteiner bildar ett perinukleolärt lock [34] . Paraspäcklar är involverade i regleringen av genuttryck genom att ackumulera de RNA där det finns dubbelsträngade regioner som är föremål för redigering, nämligen omvandlingen av adenosin till inosin . På grund av denna mekanism är paraspäckar involverade i kontrollen av genuttryck under differentiering , virusinfektion och stress [35] .

Perinukleolärt fack

Det perinukleolära utrymmet (OK) är en oregelbundet formad kärnkropp som kännetecknas av att den är belägen på kärnans periferi. Trots att de är fysiskt relaterade är de två avdelningarna strukturellt distinkta. TCs finns vanligtvis i maligna tumörceller [36] . OK är en dynamisk struktur och innehåller mycket RNA-bindande proteiner och RNA-polymeras III. Strukturell stabilitet hos OK säkerställs genom transkription utförd av RNA-polymeras III och närvaron av nyckelproteiner. Eftersom närvaron av TC vanligtvis är associerad med malignitet och med förmågan att metastasera , anses de vara potentiella markörer för cancer och andra maligna tumörer. Associationen av TC med specifika DNA- loci har visats [37] .

Stressa kärnkraftskroppar

Stress kärnkroppar bildas i kärnan under värmechock. De bildas genom direkt interaktion mellan värmechocktranskriptionsfaktor 1 ( HSF1 ) och pericentriska tandemupprepningar i satellit III-sekvensen, som motsvarar platser för aktiv transkription av icke-kodande satellit III-transkript. Det anses allmänt att sådana kroppar motsvarar mycket tätt packade former av ribonukleoproteinkomplex. I stressade celler tros de vara involverade i snabba, övergående och globala förändringar i genuttryck genom olika mekanismer, såsom kromatinomformning och upptag av transkriptions- och splitsningsfaktorer. I celler under normala (inte stressiga) förhållanden hittas stressade kärnkroppar sällan, men deras antal ökar kraftigt under påverkan av värmechock. Stress kärnkroppar finns endast i mänskliga och andra primatceller [38] .

Föräldralösa kärnkraftskroppar

Föräldralösa nukleära kroppar är icke-kromatin-kärnkomponenter som har studerats mycket mindre väl än andra välkarakteriserade kärnstrukturer .  Vissa av dem fungerar som platser där proteiner modifieras av SUMO-proteiner och/eller proteasomal nedbrytning av ubiquitin -märkta proteiner sker [39] . Tabellen nedan visar egenskaperna hos kända föräldralösa nukleära kroppar [40] .

Anteckningar

1. ↑ Cassimeris L., Lingappa V. R., Plopper D. . Celler enligt Lewin. - M. : Kunskapslaboratoriet, 2016. - 1056 sid. - ISBN 978-5-906828-23-1 .  - S. 410.
2. ↑ 1 2 The Nucleus, 2011 , sid. 311, 313.
3. ↑ Weber SC Sekvenskodade materialegenskaper dikterar kärnkropparnas struktur och funktion.  (engelska)  // Aktuell åsikt inom cellbiologi. - 2017. - Vol. 46. ​​- S. 62-71. - doi : 10.1016/j.ceb.2017.03.003 . — PMID 28343140 .
4. ↑ 1 2 The Nucleus, 2011 , sid. 312.
5. ↑ The Nucleus, 2011 , sid. 312-315.
6. ↑ Arifulin EA , Sorokin DV , Tvorogova AV , Kurnaeva MA , Musinova YR , Zhironkina OA , Golyshev SA , Abramchuk SS , Vassetzky YS , Sheval EV Heterochromatin begränsar rörligheten för kärnkroppar.  (engelska)  // Kromosom. - 2018. - 5 oktober. - doi : 10.1007/s00412-018-0683-8 . — PMID 30291421 .
7. ↑ Arifulin EA , Musinova YR , Vassetzky YS , Sheval EV Mobility of Nuclear Components and Genome Functioning.  (engelska)  // Biokemi. Biokemi. - 2018. - Juni ( vol. 83 , nr 6 ). - P. 690-700 . - doi : 10.1134/S0006297918060068 . — PMID 30195325 .
8. ↑ The Nucleus, 2011 , sid. 315-316.
9. ↑ The Nucleus, 2011 , sid. 316.
10. ↑ The Nucleus, 2011 , sid. 316-317.
11. ↑ The Nucleus, 2011 , sid. 317-318.
12. ↑ The Nucleus, 2011 , sid. 318.
13. ↑ Larson AG , Narlikar GJ Rollen av fasseparation i heterochromatinbildning, funktion och reglering.  (engelska)  // Biokemi. - 2018. - 1 maj ( vol. 57 , nr 17 ). - P. 2540-2548 . - doi : 10.1021/acs.biochem.8b00401 . — PMID 29644850 .
14. ↑ Staněk D. , Fox AH Nuclear bodies: nyhetsinsikter om struktur och funktion.  (engelska)  // Aktuell åsikt inom cellbiologi. - 2017. - Vol. 46. ​​- S. 94-101. - doi : 10.1016/j.ceb.2017.05.001 . — PMID 28577509 .
15. ↑ Sawyer IA , Bartek J. , Dundr M. Fasseparerade mikromiljöer inuti cellkärnan är kopplade till sjukdomar och reglerar epigenetiskt tillstånd, transkription och RNA-bearbetning.  (engelska)  // Seminars In Cell & Developmental Biology. - 2018. - 25 juli. - doi : 10.1016/j.semcdb.2018.07.001 . — PMID 30017905 .
16. ↑ Sztacho M. , Sobol M. , Balaban C. , Escudeiro Lopes SE , Hozák P. Nuclear phosphoinosites and phase separation: Viktiga spelare i nuclear compartmentalization.  (engelska)  // Advances In Biological Regulation. - 2018. - 17 september. - doi : 10.1016/j.jbior.2018.09.009 . — PMID 30249540 .
17. ↑ The Nucleus, 2011 , sid. 319.
18. ↑ The Nucleus, 2011 , sid. 319-320.
19. ↑ The Nucleus, 2011 , sid. 320-322.
20. ↑ Hernandez-Verdun D.  Nucleolus: från struktur till dynamik  // Histokemi och cellbiologi. - 2006. - Vol. 125, nr. 1-2. - S. 127-137. - doi : 10.1007/s00418-005-0046-4 . — PMID 16328431 .
21. ↑ 1 2 Lamond A. I., Sleeman J. E.  Nuclear Substructure and Dynamics  // Current Biology. - 2003. - Vol. 13, nr. 21. - P. 825-828. — PMID 14588256 .
22. ↑ Lodish H., Berk A., Matsudaira P., Kaiser C. A., Krieger M., Scott M. P., Zipursky S. L., Darnell J. . Molekylär cellbiologi. 5:e upplagan. - N. Y. : W. H. Freeman, 2004. - ISBN 0-7167-2672-6 .
23. ↑ 1 2 The Nucleus, 2011 , sid. 235.
24. ↑ The Nucleus, 2011 , sid. 239.
25. ↑ Dundr M., Misteli T.  Functional Architecture in the Cell Nucleus  // The Biochemical Journal. - 2001. - Vol. 356, Pt. 2. - P. 297-310. — PMID 11368755 .
26. ↑ 1 2 Lallemand-Breitenbach V., de Thé H.  PML Nuclear Bodies  // Cold Spring Harbor Perspectives in Biology. - 2010. - Vol. 2, nr. 5. - P. a000661. - doi : 10.1101/cshperspect.a000661 . — PMID 20452955 .
27. ↑ 1 2 Lamond A. I., Spector D. L.  Nuclear Speckles: a Model for Nuclear Organelles  // Nature Reviews. Molekylär cellbiologi. - 2003. - Vol. 4, nr. 8. - P. 605-612. - doi : 10.1038/nrm1172 . — PMID 12923522 .
28. ↑ Tripathi K., Parnaik V. K.  Differential Dynamics of Splicing Factor SC35 Under the Cell Cycle  // Journal of Biosciences. - 2008. - Vol. 33, nr. 3. - s. 345-354. — PMID 19005234 .
29. ↑ Handwerger K. E., Gall J. G.  Subnuclear Organelles: New Insights into Form and Function  // Trends in Cell Biology. - 2006. - Vol. 16, nr. 1. - P. 19-26. - doi : 10.1016/j.tcb.2005.11.005 . — PMID 16325406 .
30. ↑ Cellulär komponent - Nucleus speckle . // UniProt: UniProtKB. Hämtad: 30 augusti 2013. (obestämd)
31. ↑ Gall J. G., Bellini M., Wu Zheng'an, Murphy C.  Assembly of the Nuclear Transcription and Processing Machinery: Cajal Bodies (coiled Bodies) and Transcriptosomes  // Molecular Biology of the Cell. - 1999. - Vol. 10, nr. 12. - P. 4385-4402. — PMID 10588665 .
32. ↑ Matera A. G., Terns R. M., Terns M. P.  Non-coding RNAs: Lessons from the Small Nuclear and Small Nucleolar RNAs  // Nature Reviews. Molekylär cellbiologi. - 2007. - Vol. 8, nr. 3. - P. 209-220. - doi : 10.1038/nrm2124 . — PMID 17318225 .
33. ↑ 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  // Current Biology. - 2002. - Vol. 12, nr. 1. - S. 13-25. — PMID 11790299 .
34. ↑ 1 2 Fox A. H., Bond C. S., Lamond A. I.  P54nrb bildar en heterodimer med PSP1 som lokaliseras till paraprickar på ett RNA-beroende sätt  // Molecular Biology of the Cell. - 2005. - Vol. 16, nr. 11. - P. 5304-5315. - doi : 10.1091/mbc.E05-06-0587 . — PMID 16148043 .
35. ↑ The Nucleus, 2011 , sid. 274.
36. ↑ Pollock C., Huang Sui.  The Perinucleolar Compartment  // Journal of Cellular Biochemistry. - 2009. - Vol. 107, nr. 2. - S. 189-193. - doi : 10.1002/jcb.22107 . — PMID 19288520 .
37. ↑ The Nucleus, 2011 , sid. 264.
38. ↑ The Nucleus, 2011 , sid. 288.
39. ↑ The Nucleus, 2011 , sid. 300.
40. ↑ The Nucleus, 2011 , sid. 301.

Litteratur

• Kärnan / Tom Misteli, David L. Spector. - New York: Cold Spring Harbor Perspectives in Biology, 2011. - 463 sid. — ISBN 978-0-87969-894-2 .