WikiDer > Ядерный диморфизм - Википедия

Nuclear dimorphism - Wikipedia

Ядерный диморфизм это термин, относящийся к особой характеристике наличия двух разных видов ядра в камере. Между типами ядер существует много различий. Эта особенность наблюдается в простейшие инфузории, подобно Тетрахимена, и немного фораминиферы. Инфузории содержат два типа ядер: макронуклеус который в основном используется для управления метаболизм, а микронуклеус который выполняет репродуктивный функции и генерирует макронуклеус. Составы ядерные поровые комплексы помогают определить свойства макронуклеуса и микронуклеуса.[1] Ядерный диморфизм подвержен сложным эпигенетический контроль. Ядерный диморфизм постоянно изучается, чтобы понять, как именно работает этот механизм и как он полезен для клеток. Изучение ядерного диморфизма полезно для понимания старых эукариотических механизмов, которые сохранились в этих одноклеточных организмах, но не эволюционировали в многоклеточных эукариот.[2]

Инфузории - это одноклеточные эукариоты, которые демонстрируют ядерный диморфизм с участием макронуклеуса и микронуклеуса.


Ключевые компоненты

Ресничные простейшие Тетрахимена полезная исследовательская модель для изучения ядерного диморфизма; он поддерживает два различных ядерных геномы, микронуклеус и макронуклеус. Макронуклеус и микронуклеус расположены в одной цитоплазме, однако они очень разные.[1] Геном микронуклеуса содержит пять хромосомы которые проходят митоз во время микроядерного деления и мейоз в течение спряжение, какой половое разделение микронуклеуса. Макроядерный геном разрушен и катаболизированный один раз на жизненный цикл во время конъюгации, что позволяет ему быть сайт-специфичным, и новый макронуклеус дифференцируется от митотического потомка конъюгированного микроядра.[3] Различия в делении и общих процессах показывают, насколько разные молекулы функционально и структурно различны. Эти различия играют активную роль в деятельности и функциях клеток, в которых они расположены.

Макро против микроядер

Макронуклеусы и микроядра различаются по своим функциям, даже если они расположены в одной и той же клетке. Микронуклеус глобально подавляется во время вегетативное состояние, и служит диплоид зародышевый ядро, тогда как экспрессия всех известных вегетативных генов происходит в макронуклеусе, который является полиплоид соматический ядро.[3] Микронуклеус делится раньше микронуклеуса в состоянии вегетативного роста. Макронуклеус активен в транскрипции. Он также помогает в активности и контроле цитоплазмы наряду с ядерными событиями, которые происходят внутри клетки. Микроядро имеет плотно упакованный хроматин, а также отсутствие ядрышки.[4] Микроядро образует зиготические ядра во время мейоза во время конъюгации. Эти зиготические ядра могут следовать процессу и дифференцироваться в клетки макронуклеуса или микроядра. Клетки макронуклеуса, с другой стороны, дифференцируются путем изменения ДНК. Это приводит к тому, что макроядерные клетки становятся огромными по сравнению с микроядерными клетками, отсюда и их названия макро и микро.[1]

Роль ядерного порового комплекса

Недавние исследования показали, что ядерные поровые комплексы у двуядерных инфузорий могут различаться по своему составу. Это приводит к различиям, наблюдаемым в микроядре и макронуклеусе. Комплекс ядерных пор состоит из нуклеопорины, которые являются белками. Эти нуклеопорины, Nups, специфичны для каждого типа ядра. Это приводит к структурным различиям между двумя типами. Поскольку оба ядра состоят из одних и тех же компонентов, добавляются разные количества компонентов, чтобы обеспечить структурные различия, необходимые для функций. Комплекс ядерной поры участвует в движении молекул через ядерная оболочка при попытке достичь ядра или цитоплазмы в процессе, называемом ядерно-цитоплазматический перенос.[5] Было обнаружено, что комплексы ядерных пор играют важную роль в транспорте к макронуклеусам и микронуклеусам, поскольку в двух очень разных ядрах в разное время происходят разные процессы. Эти различия в транспортных аппаратах между двумя ядрами приводят к огромным различиям между микроядром и макронуклеусом.[1]

Исследование

Тетрахимена приведите пример клетки, которая демонстрирует ядерный диморфизм. Он включает микронуклеус и макронуклеус, и он очень помог в различных исследованиях.

Как упоминалось ранее, были проведены исследования с участием Тетрахимена, одноклеточный эукариот. У этого эукариота есть очень интересные механизмы, влияющие на их функцию. Исследования, проведенные для изучения этих механизмов, привели к новым открытиям свойств этого эукариота и общих свойств ядерного диморфизма.

Тетрахимена имеют две основные части своего жизненного цикла. есть стадия бесполого размножения, включающая двойное деление а также нерепродуктивный половой этап, называемый конъюгацией. Во время этой стадии конъюгации клетка микроядра подвергается мейозу. Во время бинарного деления макронуклеус делится амитотически, а клетка микроядра делится митотически. Эти различия играют роль в различиях между макронуклеусами и микроядерными клетками, а также обеспечивают различие между их вегетативными геномами. Во время конъюгации отбираются некоторые ядра. Эти ядра разрушаются с помощью механизма, называемого запрограммированная ядерная смерть.[2] Поскольку конъюгация различна для обоих этапов, это приводит к различиям в микроядрах и макронуклеусах к концу конъюгации. Изменения сохраняются на протяжении всего цикла.[1]

Есть и другие уникальные биологические и биохимические различия между микронуклеусом и макронуклеусом. Есть три способа распространения генетической информации во время деления ядра. К ним относятся мейоз в клетках микроядра, амитоз в клетках микроядра и митоз в микроядерных клетках. Мейоз микроядерных клеток включает вытягивание генома за пределы клетки, в то время как амитоз макроядерных клеток включает случайное распределение генома.[2]

Недавний

Недавние исследования были сосредоточены на причинах различий между микроядром и макронуклеусом. Функциональные различия между микроядром и макронуклеусом были приписаны селективности транспорта через ядерная мембрана в течение некоторого времени, и он продолжает оставаться темой для исследований наряду с другими продолжающимися исследованиями. Какие молекулы могут проходить, зависит от ядерные поры макронуклеуса и микронуклеуса. Поры макронуклеуса позволяют проникать молекулам большего размера по сравнению с порами микроядер. Считается, что это различие связано с составом белков и комплексом ядерных пор между двумя типами ядер.[5]

Еще одно недавно экспериментально проверенное различие между микроядром и макронуклеусом - это специфичность каждого из белков. Разные нуклеопорины в каждом способствует структурным различиям между двумя ядрами, что, в свою очередь, вызывает функциональные различия.[5]

Тетрахимена продолжают изучаться и исследоваться, чтобы понять, как они работают и как они управляют своими сложными биологическими процессами. Инфузории и похожие на них эукариоты помогают объяснить старые эукариотические механизмы, которые были сохранены вместе с ними. Поскольку одноклеточные инфузории представляют собой последних общих предков эукариот, это также помогает объяснить механизмы и вызывает интерес к тому, почему эти механизмы сохранились, а затем исчезли в процессе эволюции.[2] Несмотря на то, что многое было исследовано и открыто о ядерном диморфизме, все еще есть возможности для дополнительных исследований, чтобы расширить текущие знания за счет улучшения предыдущих исследований.


Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d е Гольдфарб Д.С., Горовский М.А. (июнь 2009 г.). «Ядерный диморфизм: две горошины в стручке». Текущая биология. 19 (11): R449-52. Дои:10.1016 / j.cub.2009.04.023. PMID 19515351.
  2. ^ а б c d Ориас Э., Сервантес MD, Гамильтон EP (2011). «Tetrahymena thermophila, одноклеточный эукариот с отдельными зародышевыми и соматическими геномами». Исследования в области микробиологии. 162 (6): 578–86. Дои:10.1016 / j.resmic.2011.05.001. ЧВК 3132220. PMID 21624459.
  3. ^ а б Ориас Э (2000). «На пути к секвенированию генома Tetrahymena: используя дар ядерного диморфизма». Журнал эукариотической микробиологии. Журнал эукариотической микробиологии. 47 (4): 328–33. Дои:10.1111 / j.1550-7408.2000.tb00057.x. PMID 11140445.
  4. ^ Гёрц Х (1988). Парамеций. Берлин, Гейдельберг: Springer Berlin Heidelberg. ISBN 9783642730863. OCLC 851763096.
  5. ^ а б c Ивамото М., Осакада Х., Мори С., Фукуда Й., Нагао К., Обусе С., Хираока Ю., Харагути Т. (май 2017 г.). «Тетрахимена». Журнал клеточной науки. 130 (10): 1822–1834. Дои:10.1242 / jcs.199398. ЧВК 5450191. PMID 28386019.