NUKLEUS. 1) STRUKTURA (hromozomske teritorije, nukleusne organele) 2) FUNKCIJA (formiranje nukleusnih prekursora za sintezu proteina u citoplazmi)

Σχετικά έγγραφα
3.1 Granična vrednost funkcije u tački

UNIVERZITET U NIŠU ELEKTRONSKI FAKULTET SIGNALI I SISTEMI. Zbirka zadataka

Iskazna logika 3. Matematička logika u računarstvu. novembar 2012

DISKRETNA MATEMATIKA - PREDAVANJE 7 - Jovanka Pantović

Osnovni primer. (Z, +,,, 0, 1) je komutativan prsten sa jedinicom: množenje je distributivno prema sabiranju

PRAVA. Prava je u prostoru određena jednom svojom tačkom i vektorom paralelnim sa tom pravom ( vektor paralelnosti).

Ispitivanje toka i skiciranje grafika funkcija

Teorijske osnove informatike 1

M086 LA 1 M106 GRP. Tema: Baza vektorskog prostora. Koordinatni sustav. Norma. CSB nejednakost

ELEKTROTEHNIČKI ODJEL

SISTEMI NELINEARNIH JEDNAČINA

Kontrolni zadatak (Tačka, prava, ravan, diedar, poliedar, ortogonalna projekcija), grupa A

IspitivaƬe funkcija: 1. Oblast definisanosti funkcije (ili domen funkcije) D f

Cauchyjev teorem. Postoji više dokaza ovog teorema, a najjednostvniji je uz pomoć Greenove formule: dxdy. int C i Cauchy Riemannovih uvjeta.

numeričkih deskriptivnih mera.

18. listopada listopada / 13

Elementi spektralne teorije matrica

Pismeni ispit iz matematike Riješiti sistem jednačina i diskutovati rješenja sistema u zavisnosti od parametra: ( ) + 1.

2 tg x ctg x 1 = =, cos 2x Zbog četvrtog kvadranta rješenje je: 2 ctg x

Operacije s matricama

KVADRATNA FUNKCIJA. Kvadratna funkcija je oblika: Kriva u ravni koja predstavlja grafik funkcije y = ax + bx + c. je parabola.

IZRAČUNAVANJE POKAZATELJA NAČINA RADA NAČINA RADA (ISKORIŠĆENOSTI KAPACITETA, STEPENA OTVORENOSTI RADNIH MESTA I NIVOA ORGANIZOVANOSTI)

Zavrxni ispit iz Matematiqke analize 1

Računarska grafika. Rasterizacija linije

Pismeni ispit iz matematike GRUPA A 1. Napisati u trigonometrijskom i eksponencijalnom obliku kompleksni broj, zatim naći 4 z.

RIJEŠENI ZADACI I TEORIJA IZ

Apsolutno neprekidne raspodele Raspodele apsolutno neprekidnih sluqajnih promenljivih nazivaju se apsolutno neprekidnim raspodelama.

INTEGRALNI RAČUN. Teorije, metodike i povijest infinitezimalnih računa. Lucija Mijić 17. veljače 2011.

MATRICE I DETERMINANTE - formule i zadaci - (Matrice i determinante) 1 / 15

Matematička analiza 1 dodatni zadaci

PARCIJALNI IZVODI I DIFERENCIJALI. Sama definicija parcijalnog izvoda i diferencijala je malo teža, mi se njome ovde nećemo baviti a vi ćete je,

5 Ispitivanje funkcija

Kaskadna kompenzacija SAU

IZVODI ZADACI ( IV deo) Rešenje: Najpre ćemo logaritmovati ovu jednakost sa ln ( to beše prirodni logaritam za osnovu e) a zatim ćemo

7 Algebarske jednadžbe

21. ŠKOLSKO/OPĆINSKO/GRADSKO NATJECANJE IZ GEOGRAFIJE GODINE 8. RAZRED TOČNI ODGOVORI

41. Jednačine koje se svode na kvadratne

HEMIJSKA VEZA TEORIJA VALENTNE VEZE

I.13. Koliki je napon između neke tačke A čiji je potencijal 5 V i referentne tačke u odnosu na koju se taj potencijal računa?

Inženjerska grafika geometrijskih oblika (5. predavanje, tema1)

Dvanaesti praktikum iz Analize 1

Trigonometrija 2. Adicijske formule. Formule dvostrukog kuta Formule polovičnog kuta Pretvaranje sume(razlike u produkt i obrnuto

( ) ( ) 2 UNIVERZITET U ZENICI POLITEHNIČKI FAKULTET. Zadaci za pripremu polaganja kvalifikacionog ispita iz Matematike. 1. Riješiti jednačine: 4

PID: Domen P je glavnoidealski [PID] akko svaki ideal u P je glavni (generisan jednim elementom; oblika ap := {ab b P }, za neko a P ).

radni nerecenzirani materijal za predavanja R(f) = {f(x) x D}

IZVODI ZADACI (I deo)

5. Karakteristične funkcije

APROKSIMACIJA FUNKCIJA

a M a A. Može se pokazati da je supremum (ako postoji) jedinstven pa uvodimo oznaku sup A.

ASIMPTOTE FUNKCIJA. Dakle: Asimptota je prava kojoj se funkcija približava u beskonačno dalekoj tački. Postoje tri vrste asimptota:

FTN Novi Sad Katedra za motore i vozila. Teorija kretanja drumskih vozila Vučno-dinamičke performanse vozila: MAKSIMALNA BRZINA

Eliminacijski zadatak iz Matematike 1 za kemičare

1 Afina geometrija. 1.1 Afini prostor. Definicija 1.1. Pod afinim prostorom nad poljem K podrazumevamo. A - skup taqaka

Organele života i smrti

Zadaci sa prethodnih prijemnih ispita iz matematike na Beogradskom univerzitetu

REGULACIJA EKSPRESIJE GENA KOD EUKARIOTA TRANSKRIPCIONI FAKTORI. Doc. dr Snežana Marković

Ĉetverokut - DOMAĆA ZADAĆA. Nakon odgledanih videa trebali biste biti u stanju samostalno riješiti sljedeće zadatke.

XI dvoqas veжbi dr Vladimir Balti. 4. Stabla

Sume kvadrata. mn = (ax + by) 2 + (ay bx) 2.

10. STABILNOST KOSINA

III VEŽBA: FURIJEOVI REDOVI

TRIGONOMETRIJA TROKUTA

radni nerecenzirani materijal za predavanja

NIVOI ORGANIZACIJE I EKSPRESIJE GENOMA

Osnovne teoreme diferencijalnog računa

Linearna algebra 2 prvi kolokvij,

METABOLIZAM I REGULACIJA HISTONSKIH IRNK "ŽIVOT

S t r a n a 1. 1.Povezati jonsku jačinu rastvora: a) MgCl 2 b) Al 2 (SO 4 ) 3 sa njihovim molalitetima, m. za so tipa: M p X q. pa je jonska jačina:

Računarska grafika. Rasterizacija linije

Prvi kolokvijum. y 4 dy = 0. Drugi kolokvijum. Treći kolokvijum

Verovatnoća i Statistika I deo Teorija verovatnoće (zadaci) Beleške dr Bobana Marinkovića

NOMENKLATURA ORGANSKIH SPOJEVA. Imenovanje aromatskih ugljikovodika

Elektrotehnički fakultet univerziteta u Beogradu 17.maj Odsek za Softversko inžinjerstvo

KVADRATNA FUNKCIJA. Kvadratna funkcija je oblika: Kriva u ravni koja predstavlja grafik funkcije y = ax + bx + c. je parabola.

transkripcija Matrica i enzimi Transkripcija Sličnosti između replikacije i transkripcije Razlike između replikacije i transkripcije

Veleučilište u Rijeci Stručni studij sigurnosti na radu Akad. god. 2011/2012. Matematika. Monotonost i ekstremi. Katica Jurasić. Rijeka, 2011.

OBRTNA TELA. Vladimir Marinkov OBRTNA TELA VALJAK

Riješeni zadaci: Nizovi realnih brojeva

Ovo nam govori da funkcija nije ni parna ni neparna, odnosno da nije simetrična ni u odnosu na y osu ni u odnosu na

Klasifikacija blizu Kelerovih mnogostrukosti. konstantne holomorfne sekcione krivine. Kelerove. mnogostrukosti. blizu Kelerove.

Pravilo 1. Svaki tip entiteta ER modela postaje relaciona šema sa istim imenom.

Pošto pretvaramo iz veće u manju mjernu jedinicu broj 2.5 množimo s 1000,

1.4 Tangenta i normala

Funkcije dviju varjabli (zadaci za vježbu)

- pravac n je zadan s točkom T(2,0) i koeficijentom smjera k=2. (30 bodova)

Regulacija ekspresije gena kod prokariota

BANKA PITANJA IZ BIOLOGIJE. proteini. 3. Koji se deo složenog enzima hemijski menja u toku reakcije: 4. Apoenzim i koenzim zajedno čine:

SEKUNDARNE VEZE međumolekulske veze

POTPUNO RIJEŠENIH ZADATAKA PRIRUČNIK ZA SAMOSTALNO UČENJE

MATEMATIKA 2. Grupa 1 Rexea zadataka. Prvi pismeni kolokvijum, Dragan ori

π π ELEKTROTEHNIČKI ODJEL i) f (x) = x 3 x 2 x + 1, a = 1, b = 1;

Novi Sad god Broj 1 / 06 Veljko Milković Bulevar cara Lazara 56 Novi Sad. Izveštaj o merenju

Biohemija nukleinskih kiselina. Genetska informacija

Strukture podataka i algoritmi 1. kolokvij 16. studenog Zadatak 1

ZBIRKA POTPUNO RIJEŠENIH ZADATAKA

Molekularna biologija prokariota

4.7. Zadaci Formalizam diferenciranja (teorija na stranama ) 343. Znajući izvod funkcije x arctg x, odrediti izvod funkcije x arcctg x.

Struktura nukleoida E. coli. a) u izolovanom nespiralizovanom stanju. b) hromozom podeljen u nekoliko petlji povezanih malim RNK molekulima.

Linearna algebra 2 prvi kolokvij,

Betonske konstrukcije 1 - vežbe 3 - Veliki ekscentricitet -Dodatni primeri

Transcript:

NUKLEUS 1) STRUKTURA (hromozomske teritorije, nukleusne organele) 2) FUNKCIJA (formiranje nukleusnih prekursora za sintezu proteina u citoplazmi) Saznanja o ćelijama do kojih se došlo posredstvom novih citoloških metoda i kombinacijom citoloških sa metodima molekularne biologije, biohemije, strukturne biologije bacila su potpuno novo svetlo na organizaciju nukleusa kao ćelijske organele. Dosadašnja saznanja predstavljala su nukleus kao najvažniju, centralnu organelu ćelije, osnovni kriterijum po kome se eukarioti razlikuju od prokariota zaduženu za pakovanje dugačkih molekula DNK koji u okviru svake vrste čine genom. Takođe, nukleus je izdvajan kao kompartment ćelije u kome se odigravaju esencijalni procesi za ćeliju: (1) transkripcija molekula RNK i biogeneza preribozoma u smislu opsluživanja translacione mašinerije (sinteze proteina) u citoplazmi, i (2) replikacije/reparacije molekula DNK u smislu održavanja stabilnosti, umnožavanja i diseminacije genoma tokom života ćelije. Danas se uviđa da je nukleus po značaju za ćeliju potpuno ravnopravan sa ostalim organelama. Ipak, tokom života ćelije (ćelijski ciklus sisarske ćelije) nukleus ima potpuno»podeljenu«organizaciju: interfazni je orjentisan na formiranje prekursora citoplazmatične translacione mašine, a mitotički na pravilnu segregaciju genoma i održanje funkcije ćerki ćelija. Kako je 90 % ćelija adultnog sisarskog organizma u stanju diferenciranosti (Go faza ćelijskog ciklusa) i nema mitotički potencijal (nikada ne prolazi ostale faze ćelijskog ciklusa i mitozu) može se, citološki, razmatrati organizacija interfaznog nukleusa diferencirane ćelije u kontekstu sinteze prekursora potrebnih za translaciju u citoplazmi, tj. sintezu proteina. Interfazna, diferencirana ćelija ima citološke zadatke da nasledni materijal (diploidna garnitura/homologi hromozomi) spakuje u nukleus dijametra do 10 mikrometara, a da pri tome aktivni geni budu pristupačni za transkripciju (irnk, rrnk, trnk), obradi irnk, rrnk, i da obrađen, upakovan materijal irnk, trnk i preribozoma»transportuje«u citoplazmu. 1

Struktura interfaznog nukleusa diferencirane ćelije Kako je to bilo nekad Struktura interfaznog nukleusa proučavana pola veka na elektronskim mikrografijama bila je identična onoj na nivou svetlosnog mikroskopa: unutrašnjost nukleusa je iz hromatina koji se po bojenim karakteristikama»deli«na tamni- heterohromatin i svetli-euhromatin i strukturno uobličenog nukleolusa. Nikakva pravilnost u rasporedu genoma nije bila uočljiva iako se znalo za mitotičke hromozome. Naime, jedina citološki uočljiva organizacija genoma ćelije postojala je u mitozi. U mitozi ćelija sisara (otvorena ortomitoza) nukleus gubi svoju interfaznu organizaciju, nukleusni ovoj vizuelno nestaje i hromatin se transformiše (kondenzacijom) u set strukturno uobličenih mitotičkih hromozoma definisane strukture (označavaju se i kao metafazni hromozomi jer se najbolje vide i proučavaju u metafazi mitoze). Svaka vrsta ima tačno određeni broj mitotičkih hromozoma. Citogenetičke studije metafaznih hromozoma pokazuju stalnost njihove organizacije: na krajevima hromozoma su regioni koji se označavaju kao telomere. Centromera je primarno suženje i u odnosu na njen položaj metafazni hromozomi se klasifikuju kao metacentrični, telocentrični, akrocentrični itd. Telo hromozoma pruža se od centromere ka telomerama, i u odnosu na položaj centromere»deli«se na kraći i duži krak. Neki hromozomi (kod čoveka je pet takvih hromozoma) poseduju i sekundarno suženje. Bojenje Gimsa metafaznih hromozoma»otkrilo«je još jednu stalnu strukturu: tamne (G) i svetle (R) trake (pruge) na telu hromozoma. Biohemijskim i molekularno-biološkim metodima utvrđeno je da su svetle trake regioni bogati G-C parovima (aktivni geni, rano replicirajući geni DNK), dok su tamne trake bogate A-T parovima (heterohromatin,»besmisleno ponavljajuće«sekvence, kasno replicirajući regioni). Sa punim pravom G i R trake mogle su se poistovetiti sa hetero-, tj. eu-hromatinom, respektivno. Ovo otkriće postavilo je centralno citološko pitanje:»da li ovakva organizacija postoji i u interfaznom jedru, odnosno da li postoji interfazni hromozom kao organizacioni kontrapunkt mitotičkog hromozoma«? Kako je to danas: organizacija interfaznog hromozoma Interfazni hromozom zaista poseduje sve organizacione domene mitotičkog, metafaznog hromozoma (telomere, centromere, sekundarna suženja, G i R trake) koji su na specifičan način uobličeni u nukleusu. Njegova organizacija studirana je na modelu hromozoma limfocita i HeLa ćelija (a-g). 2

Svaki od homologih interfaznih hromozoma okupira u nukleusu diskretnu teritoriju koja se naziva hromozomskom teritorijom (najčešće nisu lokalizovani jedan pored drugog). Većina hromozomskih teritorija lokalizovana je uz nukleusni ovoj iako postoje i centralno pozicionirani hromozomi. (a) Interfazni hromozom limfocita broj 18 leži na nukleusnoj lamini, telomerama je vezan za nukleusni ovoj (preko lamine i specifičnih receptora unutrašnje membrane nukleusnog ovoja, vidi *Organizacija nukleusne lamine). Telo hromozoma u vidu hromozomske teritorije radijalno se pruža ka centru nukleusa i»naslanja«na nukleolus. Površina hromozomske teritorije oivičava interhromozomski prostor i nije glatka jer na sebi nosi brojne duboke uvrate i izvrate sa hromatinsime petljama (aktivni geni su na površini hromozomske teritorije). Celokupni interfazni hromozom upakovan je u tu strukturuhromozomsku teritoriju- pomoću nukleoskeleta. Sekvence DNK hromozoma kojima se vezuje za nukleoskelet specifične su po broju i rasporedu za svaki od hromozoma. (b) Centromera je u slučaju hromozoma 18 humanog limfocita prikačena za nukleusnu laminu. To je transkripciono inaktivan domen. Centromera (a kod kvasca i telomere) ima sposobnost gašenja gena: aktivacijom geni se udaljuju od centromere, a gašenjem joj se približavaju. (c) Stupanj kondenzacije je različit u okviru jedne hromozomske teritorije. Konstitutivni heterohromatin se nalazi uz nukleusnu laminu, delimično u unutrašnjosti hromozomske teritorije (srž) i kao nukleolusni heterohromatin (na vrhu). Konstitutivni euhromatin je lokalizovan na površini hromozomske teritorije. Ostali, veći deo hromozoma u stanju je dinamičke izmene između fakultativnog hetero- i euhromatina (ako je potrebna transkripcija napr. gena 23 koji je u unutrašnjosti hromozomske teritorije i visoko kondenzovan, heterohromatičan doći će do njegove aktivacije i on će rasplitanjem preći u euhromatin i pomeriti se ka površini teritorije, i obrnuto). (d) Raspored regiona interfaznog hromozoma bogatih A-T i G-C parovima, odnosno regiona siromašnih genima/bogatih genima je relativno stalan unutar hromozomske teritorije. Genima-siromašni hromatin lociran je na periferiji, u bliskom kontaktu sa nukleusnom laminom u nivou nukleusnog ovoja i infoldacijom lamine u srž teritorije kao i oko nukleolusa. Genima-bogati hromatin lociran je između. (e) Funkcioni domeni interfaznog hromozoma su petljaste strukture sa kojih se aktivno transkribuje. Interhromozomski kompartment nukleusa (interhromozomski kanali)»prihvata«transkripte, obrađuje ih i transportuje u formi multimernih kompleksa splajsozoma. 3

Dakle, osim petlje kao strukturne forme u nukleusu se susreću fibrili i globule, odnosno granule. Njihovo formiranje, pozicija i pokretljivost duboko reflektuju funkciju nukleusa. Specifično organizovane hromozomske teritorije Ćelije ženki sisara poseduju u genomskoj garnituri dva X-hromozoma od koji je samo jedan aktivan i organizovan u opisanu hromozomsku teritoriju. Drugi X-hromozom inaktiviran je, heterohromatizovan i formira tzv. Barovo telo (bukalna sluzokoža) ili»bubanjski štapić«(heterofilni granulocit). Nukleusne organele Hromatin nije jedina strukturno uočljiva komponenta nukleusa. Postoji čitav niz strukturno uobličenih domena, nukleusnih tela koja se sa pravom mogu označiti kao nukleusne organele. Iako organele nisu uspostavljene membranom specifična organizacija nukleoskeleta i pridruženih proteina»odvaja«ih funkciono od ostatka nukleusa. Nukleolus je najranije uočena i najbolje studirana organela nukleusa.»nastaje«iz oblasti sekundarnog suženja (citološki se označava kao organizator nukleolusa, B. McClintock, 1934) metafaznih hromozoma u telofazi uporedo sa restauracijom interfaznog nukleusa. Može biti pozicioniran i centralno i periferno, uz nukleusni ovoj. Broj nukleolusa varira (1-5), ali je njihova površina u odnosu na nukleus konstantna (veći broj sitnijih nukleolusa ili manji broj krupnijih). Odlikuje se bazofilijom na nivou svetlosne mikroskopije uočava se kao plava granula. Pod elektronskim mikroskopom uočavaju se tri domena, organizovana i obojena na specifičan način. Bledi,»prazni«ili fibrilarni kružni regioni u centru označeni su kao pars chromosoma. To je region hromozoma u kome su smešteni višestruko ponovljeni ribozomalni geni. Oko njih se koncentrično raspoređuju tamne, guste oblasti od tankih fibrila (koji dominiraju) i sitnih granula pars fibrosa. A oko njih se lepezasto, zrakasto pruža pars granulosa, koju čine mnogobrojne krupne granule. U zavisnosti od broja i pozicije hromozoma koji poseduju sekundarno suženje u interfaznom nukleusu mogu se formirati različite morfološke forme nukleolusa: prstenasti ili mrežasti nukleolusi. Ne radi se o različitim tipovima nukleolusa već o razlici u broju i rasporedu ribozomalnih gena u pars chromosoma koji formiraju jednu ili više transkripciono aktivnih petlji. U slučaju jedne petlje, vizuelno će se formirati prstenasti, a u slučaju više petlji mrežasti nukleolus. Strukturnu»podršku«organizaciji nukleolusa daje specifičan nukleoskelet i protein nukleolin. 4

Nukleolusu su pridružene dve nukleusne organele: perinukleolarni (perinukleolusni) kompartment, koji je»prilepljen«uz nukleolus i SAM68. Ima ih od 1-10, i varijabilne su veličine (0.25-1μm). Kahalovo (Kajalovo) telo ima ih od 1-10, loptastog su oblika (0.1-1μm). Njima se najčešće pridružuju tzv. blizanac telo (gemini) i seckajuće telo. Broj im je isti kao i broj Kahalovih tela (blizanci) ili je upola manji od njih (seckajuće telo). U nekim ćelijama uz nukleusnu laminu uočava se specifično loptasto telo-pcg telo (to je region gde je centromera prikačena za nukleusni ovoj-pericentromerni heterohromatin). Ima ih 2-100, veličine 0.2-1.5μm. PML telo se uočava u ćelijama obolelih od promijeloidne leukemije. Ima ih od 10-30, veličine od 0.3-1μm. Pored loptastih, u nukleusu postoje i kompartmenti koju su nukleusne pege (tačke, mrlje, eng. speckles), perihromatinske fibrile, perihromatinske granule i interhromatinske granule. Nukleusne pege su brojne, ima ih 25-50, citološki se javljaju u dve forme: klaster (0.8-1.8μm) i granule (20-25nm). Perihromatinski fibrili i perihromatinske granule, kako im ime kaže, nalaze se na periferiji hromatina, odnosno hromozomskih teritorija i to: fibrili svuda oko hromozomske teritorije, a granule su uglavnom pojedinačne i uz nukleusne pore. Fibrili su različitih dužina i debljina, a granule su dijametra 25-30nm sa»praznim«oreolom. Interhromatinske granule lokalizovane su u interhromozomskim prostorima, veličine oko 20nm, najčešće su u klasterima koji»odgovaraju«mestima lokalizacije nukleusnih pega. Zapravo, kada se posmatra pod svetlosnim mikroskopom vide se pega, a pod elektronskim mikroskopom su interhromatinske granule. Funkcija nukleusnih organela Nukleus interfazne diferencirane ćelije sintetiše, obrađuje i transportuje u citoplazmu irnk, trnk, preribozome i male ribonukleoproteinske komplekse kao SRP (vidi ***Poliribozomicitoplazmatični i granuliranog retikuluma). Nukleusne organele su zapravo dinamične oblasti nukleusa koji učestvuju i kompartmentalizuju ove procese. Kako? Transkripcija rrnk, trnk i biogeneza ribozoma Da je nukleolus vitalan za život ćelije uočio je još Kasperson 1940. god. U nukleolusu se odigrava sinteza rrnk i trnk kao i asambliranje preribozoma. U pars chromosoma nalaze se mnogo puta ponovljeni geni za rrnk, koji se prepisuju policistronski u jedan dugačak 5

primarni transkript- 45 S rrnk. Kako se sintetiše, 45 S (forma fibrila) se istovremeno udaljava od pars chromosoma ka pars fibrosa. U pars fibrosa on će biti iseckan na tri rrnk koje ulaze u sastav ribozomalnih subjedinica (18 S, 28 S i 5.8 S rrnk), savijen u prostoru i udružen sa proteinima, dajući sukcesivno preribozom. Njima će se pridružiti 5 S rrnk koja se sintetiše u oblasti euhromatina. Zato se u pars fibrosa vide fibrile (međustupnjevi seckanja, 18 S, 28 S i 5.8 S rrnk) i sitne granule (splajsozomi i asamblirajući preribozomi). U pars granulosa dospevaju gotovo formirani preribozomi na finalnu doradu (kompletiranje ribozomalnih proteina). Zato su regioni nukleolusa zapravo»proces praćen na putu«. Transkripcija i obrada irnk Transkripcija irnk odigrava se na petljastim domenima hromozomskih teritorija. Nasintetisanim irnk molekulima pridružuju se proteini koji će ih štititi i obrađivati tokom vođenja do nukleusnih pora kroz interhromozmske hodnike. Obrađivanje primarnog transkripta irnk prilično je složen proces koji uključuje isecanje introna, povezivanje egzona, formiranje specifičnih krajeva itd. Zatim se obrađene irnk kompleksovane sa proteinima transportuju kroz kompleks nukleusne pore. Nukleusne organele su vizuelni «dokaz«kompartmentalizacije transkripcije, obrade irnk i preribozoma u nukleusu i transporta do kompleksa nukleusnih pora Sa citološkog gledišta opisana priča izgleda ovako: perihromatinski fibrili (primarni transkripti irnk) pomeraju se iz oblasti periferije hromozomskih teritorija u unutrašnjost interhromatinskih prostora i postupno obrađuju (interhromatinske granule u nukleusnim pegama- splajsozomalna ostrvca) i»postaju«perihromatinske granule koje su pristigle u oblast nukleusnih pora. A šta sa ostalim, brojnim nukleusnim organelama? One su depoi svih proteina, enzima (pol I, II i III), transkripcionih faktora, splajsozomalnih faktora i dr., koji su neophodni za odigravanje gore opisanih procesa. Tako se Kahalovo telo smatra najvećim depoom pobrojanih faktora koji se u njemu asambliraju u komplekse- transkrptozome ili splajsozome i kao preformatirani kompleksi»prilaze«mestima delovanja. Nepostojanje membrana oko nukleusnih organela može se objasniti upravo zahtevom za brzom izmenom molekularnih kompleksa i molekula između domena. Jedino što se citološki u interfaznom nukleusu ne može uočiti u opisanom putu jeste transkripcija (najverovatnije usled brzine procesa, i maskiranosti transkriptozomima i pratećim proteinima). Ovaj proces moguće je citološki studirati in vitro, tako na elektronmikrografijama uočavamo strukturu»božićno drvce«- citološki dokaz sinteze i obrade 6

primarnih transkripata irnk (odn. rrnk): RNK-polimeraza kao niz granula na niti DNK, niz rastućih fibrila u jednom smeru (rastući primarni transkript), a na njihovim vrhovima granulesplajsozomi. Ipak, u živom svetu postoje ćelije koje poseduju posebne, specijalizovane hromozome koji su usled svoje»preuveličane«funkcije sami strukturno»preuveličani«tako da je moguće uočiti procese transkripcije i in vivo. Specijalizovani hromozomi Četkasti (petljasti) hromozomi su mejotički spareni hromozomi u oocitama, spojeni hijazmama (4 molekula DNK). To su džinovski hromozomi, dobro se vide pod svetlosnim mikroskopom, poseduju džinovske petlje i ekstremno su aktivni u transkripciji (oocite imaju veliku potražnju za preribozomima). Politeni, višenitni, paf-hromozomi (puff) nalaze se u nukleusima pljuvačnih žlezdi Drosophila. Jako su zadebljali i na njima se uočavaju svetle i tamne trake (potpuno liče na zadebljale metafazne hromozome) i balončići odn. pafovi sa leve i desne strane u nivoima pojedinih gena. Izgled i višenitnost hromozoma potiču od mnogostruke duplikacije DNK, (funkciona poliploidija). Interesantno je da replikacija DNK duž hromozoma nije homogena, odnosno telo hromozoma je višenitno, dok je nukleolus loptast, sa mnogo manje niti. Naime, strukturni geni nalaze se u jednoj kopiji u telu hromozoma, a u nukleolusu ribozomalni geni su višestruko ponovljeni, tako da se različitim stepenom replikacije nukleolusa i tela hromozoma kompenzuje razlika u»dozi«gena. U nivou pafova dominantne su petlje (mesta aktivne transkripcije) Balbijanijevi prstenovi, sa kojih se transkripcijom formiraju Balbijanijeva telašca (irnk) sa proteinima. Transport translacione mašine u citoplazmu kroz kompleks pore Kompleks nukleusne pore je dijametra 9nm. Sve što je veće od toga transportuje se aktivnim transportom pomoću regulatornih faktora. Regulatorni faktori prepoznaju s jedne strane to što želimo da transportujemo, i sa druge strane- kompleks pore. (Citološki je ispravnije reći transport kroz kompleks nukleusne pore, a ne nukleo-citoplazmatski transport). Da li se produkti transkripcije- irnk i rrnk transportuju odvojeno ili zajedno kroz kompleks pore? Stara citološka teorija informozoma postulira da irnk iz nivoa euhromatina prolazi kroz nukleolus gde vezuje»svoje«preribozome i trnk čineći funkcioni paket. Citološki, u kontekstu strukture nukleusa, deluje»rasipnički«da ćelija sintetiše irnk, rrnk i trnk na 7

različitim mestima, da one izlaze kroz različite komplekse pora, a onda u citoplazmi nasumično formiraju poliribozome. Balbijanijevi prstenovi, tj. Balbijanijeva telašca su citološki dokaz da kroz kompleks nukleusne pore prolaze informozomi (raspliće se Balbijani telašce, prateći proteini ostaju u nukleusu, pora se širi, irnk prelazi u citoplazmu, pri čemu se odmah asamblira sa već prisutnim ribozomima u poliribozome i translacija odmah započinje). Signali za smer transporta kroz kompleks nukleusne pore- nukleus-lokalizujuša sekvenca (NLS) i nukleus eksportna sekvenca (NES) Šta određuje u kom smeru će se dešavati transport kroz poru? (nukleus i citoplazma aktivno komuniciraju). Smer određuju regulatorni proteini: importini (unose u nukleus) i eksportini (iznose iz nukleusa). Najpoznatije klase su a i ß importin, i eksportin1. Sistem prepoznavanja određeni domeni proteina koji se transportuje kroz kompleks pore od 1-8 aminokiselinasu- nukleus lokalizujući signal, (NLS sekvenca) i nukleus eksportna sekvenca (NES). Importin se vezuje za NLS, dok eksportin prepoznaje NES. Citoplazmatični i nukleusni domeni kompleksa pore prihvataju transportne komplekse, pora se širi i omogućava transport. Širenje pore omogućava vezivanje importina ili eksportina za nukleoporine kompleksa pore, jer dovodi do»otpuštanja«određenog broja nukleoporina. Kako se importini i eksportini transportuju zajedno sa molekulima neophodno je njihovo vraćanje u matični kompartment (nukleus ili citoplazma). Ran-GTP azni sistem vrši vraćanje importina/eksportina tako što postoji u dve forme Ran-GTP i Ran-GDP koji predominantno imaju različitu distribuciju u nukleusu, odnosno citoplazmi i to je»sila«koja ih tera da se vraćaju u matični kompartment, noseći pri tome i importine/eksportine. Prstenaste lamele Poseban način transporta translacionih mašina u citoplazmu jesu prstenaste lamele. To su paketi paralelno poređanih membrana organizovanih kao nukleusni ovoj sa dvema membranama, cisternom i porama, jer i potiču od njih. Naime, u slučaju kada ćelija ima izrazitu potrebu za sintezom proteina i to na granulisanom retiklulumu, nukleus je prinuđen da osim informozoma citoplazmi transportuje i membrane. Ti paketi membranskih lamela sukcesivno sazrevaju u granulirani endoplazmin retikulum. Sadržaj nukleusnih pora transformiše se u poliribozome, membrane fuzionišu i formira se sistem endomembrana za sintezu proteina. 8

Sinteza proteina odigrava se u različitim kompartmentima ćelije Iako se sinteza proteina na modelu poliribozma školski studira u citoplazmi ili na membranama endoplazminog retikuluma (granulirani endoplazmin retikulum), u ćeliji postoje i drugi kompartmenti na i u kojima se odigrava translacija. Tako, mitohondrije poseduju sopstvene ribozome i vrše translaciju u matriksu, poliribozomi se mogu prikačiti i za spoljašnju membranu nukleusnog ovoja, ali i sam nukleus može vršiti sintezu proteina (procenjuje se na 10-15% ukupne sinteze proteina u ćeliji). 9