핵소체

Nucleoplasm
핵소체로 표시된 핵소체를 포함하는 핵소체의 원형질 물질.

핵소체라고도 알려진 [1]핵소체는 진핵세포의 가장 두드러진 기관인 세포핵을 구성하는 원형질의 한 종류입니다.그것은 [2]핵막으로도 알려진 핵 외피에 둘러싸여 있습니다.핵질은 핵의 공간을 채우고 고유의 고유한 기능을 가지고 있지만, 막 안에서 발견되는 젤과 같은 물질이라는 점에서 진핵세포의 세포질과 유사합니다.핵질은 막에 결합되지 않고 [2]핵의 모양을 유지하는 역할을 하는 핵 내의 구조를 부유시킵니다.핵소체에 매달려 있는 구조는 염색체, 다양한 단백질, 핵체, 핵소체, 핵포린, 뉴클레오티드, [2]핵스펙을 포함합니다.

핵소체의 가용성 액체 부분은 핵소체[3] [4]또는 핵히알로플라스마라고 불립니다.

역사

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폴란드계 독일인 식물학자이자 핵생물학자 에두아르트 스트라스부르거.

핵질을 포함한 핵의 존재는 1682년 네덜란드의 현미경학자 Leeuwenhoek에 의해 처음 기록되었고 나중에 Franz Bauer에 [5]의해 묘사되고 그려졌습니다.하지만, 세포핵은 1831년 [6]로버트 브라운이 린네 학회에 발표하기 전까지 이름이 붙지 않았고 자세히 설명되지 않았습니다.바우어와 브라운에 의해 묘사되었지만, 핵소체는 19세기의 가장 유명한 식물학자 중 한 명이자 [7]식물에서 유사분열을 발견한 최초의 사람인 폴란드-독일 과학자 에두아르트 스트라스부르거에 의해 1882년에 명명될 때까지 별도의 실체로 특별히 분리되지 않았습니다.

역할.

많은 중요한 세포 기능들은 핵에서 일어나는데, 더 구체적으로 말하면 핵질에서 일어납니다.핵소체의 주요 기능은 핵에서 일어나는 필수적인 과정들을 위한 적절한 환경을 제공하는 것이고, 핵 내부의 모든 오가넬들을 위한 현탁 물질의 역할을 하고, 이러한 [2]과정들에 사용되는 구조들을 저장하는 것입니다.인간 게놈에 암호화된 단백질의 34%는 [2]핵질에 국한된 단백질입니다.이 단백질들은 [2]핵질에서 RNA 전사와 유전자 조절에 관여합니다.핵질에 위치한 단백질은 세포 [8]주기에 사용되는 유전자의 활성화에 관여합니다.전형적으로 핵 기공을 구성하는 일부 핵 포린은 이동할 수 있고 핵질에서 [8][9]유전자 발현 조절에 참여할 수 있습니다.핵 기공은 분자들이 핵질 내부에서 세포질로 그리고 그 [9]반대로 이동하는 곳입니다.핵질은 또한 많은 분자들이 통과하는 [9]경로입니다.더 작은 분자들은 핵 세포질을 드나들기 위해 핵 구멍을 자유롭게 통과할 수 있는 반면, 더 큰 단백질들은 핵 [9]외피의 표면에 있는 수용체의 도움을 필요로 합니다.핵 매트릭스는 또한 [10]세포질에서 발견되는 세포골격과 유사한 역할로 핵의 크기와 모양을 유지하는 기능을 하는 핵질에 포함되어 있다고 믿어집니다.그러나 핵 매트릭스의 존재와 정확한 기능은 여전히 불분명하고 논란이 많습니다.

구성.

핵소체는 핵막에 싸여 있는 매우 점성이 높은 액체이며 주로 물, 단백질, 용해된 이온, 그리고 핵산과 미네랄을 포함한 다양한 다른 물질들로 구성되어 있습니다.

단백질

인간 단백질 코딩 유전자(6784개 유전자)[2]의 거의 3분의 1이 핵 국재 서열(NLS)에 의한 표적화를 통해 핵질에 국재화하는 것으로 밝혀졌습니다.임포린으로 알려진 세포질 단백질은 NLS의 수용체로 작용하며, 단백질을 핵포어 복합체로 호송하여 [11]핵질로 운반합니다.핵질의 단백질은 주로 전사, RNA 스플라이싱, DNA 복구, DNA 복제 및 다양한 대사 [2]과정을 포함하여 DNA 의존적인 세포 기능에 참여하고 조절하는 임무를 수행합니다.이 단백질들은 히스톤 단백질, DNA에 결합하여 염색체에 모양을 주고 유전자 [12]활동을 조절하는 단백질의 한 종류, 그리고 비히스톤 단백질로 나뉩니다.

핵질은 DNA 복제와 RNA 전사에서 각각 기능하는 DNA 중합효소와 RNA 중합효소를 포함하여 DNA와 RNA의 합성에 중요한 많은 효소를 포함합니다.추가적으로, 핵질은 세포 대사에서 필수적인 역할을 하는 많은 효소들을 보유하고 있습니다.NAD+ 합성효소는 핵질에 저장되고 전자전달계와 아데노신 삼인산(ATP)[13]의 합성과 관련된 전자전달 및 산화환원반응에서 기능합니다.피루브산 키네이스는 해당과정의 마지막 단계에 관여하여 아데노신 이인산(ADP)[14]의 ATP로의 인산화와 함께 포스포에놀피루브산(PEP)의 피루브산으로의 전환을 촉매합니다.중요한 것은, 핵질은 시트르산 [15]회로에서 중요한 역할을 하는 아세틸-CoA와 에너지 저장 및 전달에 관여하는 ATP를 포함한 보조 인자와 보조 효소를 포함하고 있다는 것입니다.

이온

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나트륨-칼륨 펌프의 예는 P형 ATPase로, 나트륨과 칼륨 이온의 선택적 펌핑을 통해 세포막과 핵 외피를 가로지르는 이온 구배뿐만 아니라 핵소체의 이온 구성을 제어합니다.

핵질의 이온 구성은 세포와 유기체 전체 내에서 항상성을 유지하는 데 결정적입니다.핵질에서 기록된 이온에는 나트륨, 칼륨, 칼슘, 인, 마그네슘이 포함됩니다.이 이온들은 다양한 생물학적 기능에서 핵심적인 역할을 합니다.나트륨과 칼륨은 나트륨-칼륨 펌프에서 핵심적인 역할을 하는데, 이는 막관통 ATPase로, 칼륨 이온 2개를 세포로 펌프질할 때마다 세 개의 나트륨 이온을 세포 밖으로 펌핑하여 이온 [16]구배를 만듭니다.이 펌프는 일반적으로 혈장 막 단백질로 간주되지만, 세포의 세포질과 핵질 사이의 이온 기울기를 조절하고 [17]세포 내 칼슘의 항상성에 기여하면서, 그것의 존재가 핵 외피에 기록되었습니다.이 이온들은 또한 세포질과 핵질 사이에 존재하는 농도 구배를 결정하여 핵 [18]외피를 가로지르는 이온의 흐름을 제어하는 역할을 합니다.그것들은 밀도가 높은 핵질에 부유하는 오가넬뿐만 아니라 핵 외피에 구조적 무결성을 제공하는 핵질의 삼투압을 유지하는 데 중요합니다.

세포질과의 유사성

핵질은 세포질과 상당히 유사한데, 주요 차이점은 핵질이 핵 안에서 발견되는 반면 세포질은 세포 안, 핵 밖에 위치한다는 것입니다.이온 펌프와 핵 포락선의 투과성 때문에 그들의 이온 구성은 거의 동일하지만, 이 두 유체의 단백질은 크게 다릅니다.세포질의 단백질은 유리 리보솜에 의해 생산되는 세포질 단백질이라고 불리는 반면, 핵질에 국한된 단백질은 분비 경로의 일부로 핵질로 전달되기 전에 소포체와 골지 장치에서 처리를 거쳐야 합니다.이 단백질들은 또한 세포 분열과 유전자 조절을 포함한 DNA 의존적인 과정에 주로 관여하는 반면, 세포질 단백질은 단백질 변형, mRNA 분해, 대사 과정, 신호 전달 및 세포 사망에 [19]주로 관여하기 때문에 기능이 다릅니다.

세포질과 핵질은 각각 세포막과 핵 외피와 같은 막 구조에 의해 둘러싸인 고도로 겔화된 구조입니다.하지만, 세포질이 단일 지질 이중층에 의해 포함되는 반면, 핵질을 구획하는 핵 외피는 두 개의 별개의 지질 이중층, 즉 외피와 [20]내피로 구성됩니다.원핵 세포에는 잘 정의된 핵과 막 결합된 세포가 없기 때문에, 세포질은 알려진 모든 세포에서 발견되는 반면, 핵질은 진핵 세포에서만 발견됩니다.또한 세포 분열 동안 세포질은 사이토키네시스 동안 분열되는 반면, 핵질은 핵 외피의 용해와 함께 방출되어 핵 외피 개혁 후에만 다시 채워집니다.

세포질과 핵질 내의 오가넬과 다른 구조들은 각각의 구획 내의 단백질 필라멘트에 의해 구성됩니다.세포질은 모든 세포에서 발견되는 단백질 필라멘트 네트워크인 세포골격을 포함하는 반면, 핵질은 핵 내에서 오가넬과 유전 정보를 구성하는 가상의 유사한 필라멘트 네트워크인 핵 매트릭스를 포함하는 것으로 믿어집니다.세포골격의 구조와 기능은 잘 문서화되었지만, 핵 매트릭스의 정확한 기능과 존재 여부는 [21]논란의 여지가 있습니다.핵 매트릭스의 정확한 구성이 확인되지 않았지만, 핵 라민으로 알려진 V형 중간 필라멘트는 핵 플라스마에서 문서화되어 DNA 복제, 전사 및 염색질 [22]조직의 조절뿐만 아니라 핵의 구조적 지지에 기능합니다.세포골격에 의해 구동되는 세포질의 원형 흐름인 세포질 스트리밍은 세포질에서 잘 문서화되어 세포 내 이동을 돕고 있지만, 이 과정은 핵질에서 문서화되지 않았습니다.

레퍼런스

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