न्यूक्लियोलस: विशेषताएँ, संरचना, आकृति विज्ञान और कार्य - जीवविज्ञान - 2025

न्यूक्लियस एक झिल्ली से सीमांकित नहीं, नाभिक की सबसे प्रमुख क्षेत्रों में से एक होने के लिए एक सेल संरचना है। यह नाभिक में एक सघन क्षेत्र के रूप में मनाया जाता है और इसे तीन क्षेत्रों में विभाजित किया जाता है: घने तंतुमय घटक, तंतुमय केंद्र और दानेदार घटक।

यह राइबोसोम के संश्लेषण और संयोजन के लिए मुख्य रूप से जिम्मेदार है; हालाँकि, इस संरचना के अन्य कार्य भी हैं। न्यूक्लियोलस के भीतर 700 से अधिक प्रोटीन पाए गए हैं जो राइबोसोम बायोजेनेसिस प्रक्रियाओं में शामिल नहीं हैं। उसी तरह, न्यूक्लियोलस विभिन्न विकृतियों के विकास में शामिल है।

न्यूक्लियोलस ज़ोन का निरीक्षण करने वाला पहला शोधकर्ता 1781 में एफ। फोंटाना था, जो दो शताब्दियों पहले था। फिर, 1930 के दशक के मध्य में, मैक्लिंटॉक Zea mays के साथ अपने प्रयोगों में इस तरह की संरचना का निरीक्षण करने में सक्षम था। तब से सैकड़ों जांचों ने नाभिक के इस क्षेत्र के कार्यों और गतिशीलता को समझने पर ध्यान केंद्रित किया है।

सामान्य विशेषताएँ

न्यूक्लियोलस यूकेरियोटिक कोशिकाओं के नाभिक के भीतर स्थित एक प्रमुख संरचना है। यह एक गोले के आकार का "क्षेत्र" है, क्योंकि इसमें किसी भी प्रकार का बायोमेम्ब्रेन नहीं है जो इसे बाकी के परमाणु घटकों से अलग करता है।

यह माइक्रोस्कोप के तहत नाभिक के एक उप-भाग के रूप में देखा जा सकता है जब कक्ष इंटरफ़ेस पर होता है।

यह NORs नामक क्षेत्रों में आयोजित किया जाता है (अंग्रेजी में इसके संक्षिप्त रूप के लिए: गुणसूत्र नाभिक आयोजक क्षेत्र), जहां राइबोसोम को एन्कोड करने वाले अनुक्रम पाए जाते हैं।

ये जीन गुणसूत्रों के विशिष्ट क्षेत्रों में हैं। मनुष्यों में वे 13, 14, 15, 21 और 22 गुणसूत्रों के उपग्रह क्षेत्रों में अग्रानुक्रम में व्यवस्थित होते हैं।

न्यूक्लियोलस में, राइबोसोम बनाने वाले सबयूनिट्स का प्रतिलेखन, प्रसंस्करण और संयोजन होता है।

अपने पारंपरिक कार्य के अलावा, न्यूक्लियोलस ट्यूमर शमन प्रोटीन, सेल चक्र नियामकों और यहां तक ​​कि वायरस से प्रोटीन से संबंधित है।

न्यूक्लियोलस प्रोटीन गतिशील हैं, और उनका क्रम पूरे विकास में संरक्षित किया गया प्रतीत होता है। इन प्रोटीनों में से केवल 30% राइबोसोम बायोजेनेसिस से जुड़े हैं।

संरचना और आकारिकी

न्यूक्लियोलस को तीन मुख्य घटकों में विभाजित किया जाता है, जो इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी द्वारा भिन्न होते हैं: घने फाइब्रिलर घटक, फाइब्रिलर केंद्र और दानेदार घटक।

आम तौर पर, यह घनीभूत क्रोमेटिन से घिरा होता है, जिसे हेटरोक्रोमैटिन कहा जाता है। न्यूक्लियोलस में, राइबोसोमल आरएनए के प्रसंस्करण और राइबोसोमल अग्रदूतों के संयोजन की प्रक्रिया होती है।

न्यूक्लियोलस एक गतिशील क्षेत्र है, जहां प्रोटीन जिन घटकों को जल्दी से जोड़ सकते हैं और न्यूक्लियर घटकों से अलग कर सकते हैं, न्यूक्लियोप्लाज्म (नाभिक के आंतरिक आंतरिक पदार्थ) के साथ एक निरंतर आदान-प्रदान करते हैं।

स्तनधारियों में, कोशिका चक्र के चरणों के साथ नाभिक की संरचना भिन्न होती है। प्रोफ़ेज़ में न्यूक्लियोलस का एक अव्यवस्था देखी जाती है और यह माइटोटिक प्रक्रिया के अंत में पुनः मिलता है। नाभिक में अधिकतम ट्रांसक्रिप्शनल गतिविधि एस और जी 2 चरणों में देखी गई है।

आरएनए पोलीमरेज़ I की गतिविधि फॉस्फोराइलेशन के विभिन्न राज्यों से प्रभावित हो सकती है, इस प्रकार कोशिका चक्र के दौरान नाभिक की गतिविधि को संशोधित कर सकती है। माइटोसिस के दौरान मौन एसएल 1 और टीटीएफ -1 जैसे विभिन्न तत्वों के फास्फोराइलेशन के कारण होता है।

हालांकि, यह पैटर्न सभी जीवों में सामान्य नहीं है। उदाहरण के लिए, खमीर में नाभिक मौजूद है - और कोशिका विभाजन की पूरी प्रक्रिया के दौरान - सक्रिय।

तंतु केंद्र

राइबोसोमल आरएनए के लिए कोड वाले जीन फाइब्रिलर केंद्रों में स्थित होते हैं। ये केंद्र स्पष्ट क्षेत्र हैं जो घने फाइब्रिलर घटकों से घिरे हैं। फ़िब्रिलर केंद्र कोशिका प्रकार के आधार पर आकार और संख्या में परिवर्तनशील होते हैं।

फाइब्रिलर केंद्रों की विशेषताओं के संबंध में एक निश्चित पैटर्न का वर्णन किया गया है। उच्च राइबोसोम संश्लेषण वाले कोशिकाओं में फाइब्रिलर केंद्रों की संख्या कम होती है, जबकि कम चयापचय वाले कोशिकाओं (जैसे लिम्फोसाइट्स) में बड़े फाइब्रिलर केंद्र होते हैं।

ऐसे विशिष्ट मामले हैं, जैसे बहुत सक्रिय चयापचय वाले न्यूरॉन्स में, जिनके न्यूक्लियोलस में एक विशाल फाइब्रिलर केंद्र होता है, जिसमें छोटे छोटे केंद्र होते हैं।

घने फाइब्रिलर घटक और दानेदार घटक

घने तंतुमय घटक और तंतुमय केंद्र दानेदार घटक में एम्बेडेड होते हैं, जिनमें से कणिकाओं का व्यास 15 से 20 एनएम होता है। प्रतिलेखन प्रक्रिया (जीन एक्सप्रेशन के लिए डीएनए अणु के पारित होने को जीन अभिव्यक्ति का पहला चरण माना जाता है) फाइब्रिलर केंद्रों की सीमा और घने फाइब्रिलर घटक में होता है।

राइबोसोमल प्री-आरएनए का प्रसंस्करण घने फाइब्रिलर घटक में होता है और प्रक्रिया दानेदार घटक तक फैली हुई है। घने फाइब्रिलर घटक और नाभिकीय प्रोटीन में संचित लिपियां भी घने फाइब्रिलर घटक में स्थित हैं। यह इस क्षेत्र में है जहां राइबोसोम की विधानसभा होती है।

आवश्यक प्रोटीन के साथ राइबोसोमल आरएनए की विधानसभा प्रक्रिया पूरी होने के बाद, इन उत्पादों को साइटोप्लाज्म के लिए निर्यात किया जाता है।

दानेदार घटक प्रतिलेखन कारकों में समृद्ध है (SUMO-1 और Ubc9 कुछ उदाहरण हैं)। आमतौर पर, नाभिक हेटरोक्रोमैटिन से घिरा होता है; यह संकुचित डीएनए राइबोसोमल आरएनए प्रतिलेखन में एक भूमिका निभाने के लिए माना जाता है।

स्तनधारियों में, कोशिकाओं में राइबोसोमल डीएनए को संकुचित या चुप कर दिया जाता है। यह संगठन राइबोसोमल डीएनए के नियमन और जीनोमिक स्थिरता के संरक्षण के लिए महत्वपूर्ण प्रतीत होता है।

न्यूक्लियर आयोजन क्षेत्र

इस क्षेत्र (NOR) में जीन (राइबोसोमल डीएनए) जो राइबोसोमल आरएनए के लिए कोड होते हैं, को समूहीकृत किया जाता है।

इन क्षेत्रों को बनाने वाले गुणसूत्र अध्ययन के तहत प्रजातियों के आधार पर भिन्न होते हैं। मनुष्यों में वे एक्रोकेंट्रिक क्रोमोसोम के उपग्रह क्षेत्रों में पाए जाते हैं (सेंट्रोमियर छोर के एक के पास स्थित है), विशेष रूप से जोड़े 13, 14, 15, 21 और 22 में।

राइबोसोम डीएनए इकाइयाँ जिसमें अनुक्रमित अनुक्रम होते हैं और आरएनए पोलीमरेज़ I द्वारा प्रतिलेखन के लिए आवश्यक एक बाहरी स्पेसर होता है।

राइबोसोमल डीएनए के प्रवर्तकों में, दो तत्वों को प्रतिष्ठित किया जा सकता है: एक केंद्रीय एक और एक तत्व जो ऊपर की ओर (ऊपर की ओर) स्थित होता है।

विशेषताएं

राइबोसोमल आरएनए बनाने की मशीनरी

न्यूक्लियोलस को राइबोसोम अग्रदूतों के जैवसंश्लेषण के लिए आवश्यक सभी घटकों के साथ एक कारखाना माना जा सकता है।

राइबोसोमल या राइबोसोमल आरएनए (राइबोन्यूक्लिक एसिड), जिसे आमतौर पर आरआरएनए के रूप में संक्षिप्त किया जाता है, राइबोसोम का एक घटक है और प्रोटीन के संश्लेषण में भाग लेता है। यह घटक सभी जीवित प्राणियों के लिए महत्वपूर्ण है।

राइबोसोमल आरएनए एक प्रोटीन प्रकृति के अन्य घटकों के साथ जुड़ता है। इस बाध्यकारी परिणाम से राइबोसोमल प्रीबुनिट्स होते हैं। राइबोसोमल आरएनए का वर्गीकरण आम तौर पर एक पत्र "एस" के साथ दिया जाता है, जो स्वेडबर्ग इकाइयों या अवसादन गुणांक को इंगित करता है।

राइबोसोम का संगठन

राइबोसोम दो सबयूनिट्स से बने होते हैं: प्रमुख या बड़े और छोटे या छोटे।

प्रोकैरियोट्स और यूकेरियोट्स के राइबोसोमल आरएनए अलग-अलग हैं। प्रोकैरियोट्स में, बड़ा सबयूनिट 50S है और 5S और 23S राइबोसोमल आरएनए से बना है, इसी तरह छोटा सबयूनिट 30 एस है और यह केवल 16 एस राइबोसोमल आरएनए से बना है।

इसके विपरीत, प्रमुख सबयूनिट (60 एस) 5 एस, 5.8 एस और 28 एस राइबोसोमल आरएनए से बना है। छोटा सबयूनिट (40 एस) विशेष रूप से 18 एस राइबोसोमल आरएनए से बना है।

न्यूक्लियोलस में वे जीन होते हैं जो राइबोसोमल आरएनएएस 5.8 एस, 18 एस और 28 एस के लिए कोड होते हैं। इन राइबोसोमल आरएनए को आरएनए पोलीमरेज़ I द्वारा न्यूक्लियोलस के भीतर एक एकल इकाई के रूप में स्थानांतरित किया जाता है। इस प्रक्रिया के परिणामस्वरूप 45S RNA अग्रदूत साबित होता है।

कहा जाता है राइबोसोमल आरएनए अग्रदूत (45S) को इसके 18S घटकों में विभाजित किया जाना चाहिए, जो छोटे सबयूनिट (40S) और 5.8S और बड़े सबयूनिट (60S) के 28S से संबंधित है।

लापता राइबोसोमल आरएनए, 5 एस, न्यूक्लियोलस के बाहर संश्लेषित होता है; अपने समकक्षों के विपरीत, प्रक्रिया आरएनए पोलीमरेज़ III द्वारा उत्प्रेरित है।

राइबोसोमल आरएनए प्रतिलेखन

सेल को राइबोसोमल आरएनए अणुओं की एक उच्च संख्या की आवश्यकता होती है। जीन की कई प्रतियां हैं जो इन उच्च आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए इस प्रकार के आरएनए के लिए कोड करते हैं।

उदाहरण के लिए, मानव जीनोम में पाए गए आंकड़ों के आधार पर, 5.8S, 18S और 28S राइबोसोमल RNA के लिए 200 प्रतियां हैं। 5S राइबोसोमल आरएनए के लिए 2000 प्रतियां हैं।

प्रक्रिया 45S राइबोसोमल आरएनए से शुरू होती है। यह 5 with छोर के पास स्पेसर को हटाने के साथ शुरू होता है। जब प्रतिलेखन प्रक्रिया पूरी हो जाती है, तो 3 removed छोर पर स्थित शेष स्पेसर को हटा दिया जाता है। बाद के विलोपन के बाद, परिपक्व राइबोसोमल आरएनए प्राप्त होता है।

इसके अलावा, राइबोसोमल आरएनए के प्रसंस्करण को इसके अड्डों में महत्वपूर्ण संशोधनों की एक श्रृंखला की आवश्यकता होती है, जैसे कि मिथाइलेशन की प्रक्रिया और यूरिडीन से स्यूड्यूरिडाइन के रूपांतरण।

इसके बाद, न्यूक्लियोलस में स्थित प्रोटीन और आरएनए के अलावा होता है। इनमें छोटे न्यूक्लियर आरएनए (पीआरएनए) हैं, जो 18 एस, 5.8 एस और 28 एस उत्पादों में राइबोसोमल आरएनए के अलगाव में भाग लेते हैं।

PRNAs में 18S और 28S राइबोसोमल RNAs के पूरक हैं। इसलिए, वे पूर्ववर्ती आरएनए के ठिकानों को संशोधित कर सकते हैं, कुछ क्षेत्रों में मिथाइलिंग कर सकते हैं और स्यूसिडॉरिडीन के गठन में भाग ले सकते हैं।

राइबोसोम विधानसभा

राइबोसोम के गठन में राइबोसोमल प्रोटीन और 5 एस के साथ माता-पिता राइबोसोमल आरएनए के बंधन शामिल हैं। इस प्रक्रिया में शामिल प्रोटीन साइटोप्लाज्म में आरएनए पोलीमरेज़ II द्वारा संचरित होते हैं और इन्हें न्यूक्लियोलस में ले जाना चाहिए।

राइबोसोमल प्रोटीन 45S राइबोसोमल आरएनए के दरार होने से पहले राइबोसोमल आरएनए के साथ जुड़ना शुरू करते हैं। अलग होने के बाद, शेष राइबोसोमल प्रोटीन और 5 एस राइबोसोमल आरएनए को जोड़ा जाता है।

18 एस राइबोसोमल आरएनए परिपक्वता तेजी से होती है। अंत में, "प्रीरिबोसोमल कण" साइटोप्लाज्म को निर्यात किया जाता है।

अन्य कार्य

राइबोसोम के जैवजनन के अलावा, हाल के शोध में पाया गया है कि न्यूक्लियोलस एक बहुक्रियाशील इकाई है।

न्यूक्लियोलस अन्य प्रकार के आरएनए के प्रसंस्करण और परिपक्वता में भी शामिल है, जैसे कि स्नआरएनपी (प्रोटीन-आरएनए कॉम्प्लेक्स जो पूर्व-दूत आरएनए के साथ मिलकर शानदार या स्प्लिसिंग कॉम्प्लेक्स बनाते हैं) और निश्चित हस्तांतरण आरएनए।, microRNAs, और अन्य राइबोन्यूक्लियोप्रोटीन परिसरों।

न्यूक्लियोलस प्रोटिओम के विश्लेषण के माध्यम से, कोशिका चक्र के नियंत्रण के साथ डीएनए प्रतिकृति और मरम्मत के साथ पूर्व-दूत आरएनए के प्रसंस्करण से जुड़े प्रोटीन पाए गए हैं। न्यूक्लियोलस का प्रोटीन संविधान गतिशील है और विभिन्न पर्यावरणीय परिस्थितियों और कोशिका तनाव के तहत बदलता है।

इसी तरह, न्यूक्लियोलस के गलत कामकाज से जुड़े विकृति विज्ञान की एक श्रृंखला है। इनमें डायमंड - ब्लैकफैन एनीमिया और अल्जाइमर और हंटिंगटन रोग जैसे न्यूरोडीजेनेरेटिव विकार शामिल हैं।

स्वस्थ रोगियों की तुलना में अल्जाइमर रोगियों में न्यूक्लियोलस की अभिव्यक्ति के स्तर में बदलाव होता है।

नाभिक और कैंसर

5000 से अधिक अध्ययनों ने घातक सेल प्रसार और न्यूक्लियोलस गतिविधि के बीच संबंध दिखाया है।

कुछ जांच का लक्ष्य नैदानिक ​​निदान उद्देश्यों के लिए न्यूक्लियोलस प्रोटीन की मात्रा निर्धारित करना है। दूसरे शब्दों में, इसका उद्देश्य इन प्रोटीनों को एक मार्कर के रूप में उपयोग करके कैंसर प्रसार का मूल्यांकन करना है, विशेष रूप से B23, न्यूक्लियोलिन, यूबीएफ और आरएनए पोलीमरेज़ I सबयूनिट्स।

दूसरी ओर, यह पाया गया है कि B23 प्रोटीन सीधे कैंसर के विकास से संबंधित है। इसी तरह, अन्य न्यूक्लियर कंपोनेंट पैथोलॉजी के विकास में शामिल हैं जैसे कि तीव्र प्रोमायलोसाइटिक ल्यूकेमिया।

नाभिक और वायरस

यह बताने के लिए पर्याप्त सबूत हैं कि वायरस, पौधों और जानवरों दोनों से, प्रतिकृति प्रक्रिया को प्राप्त करने के लिए न्यूक्लियोलस प्रोटीन की आवश्यकता होती है। न्यूक्लियोलस में परिवर्तन होते हैं, इसकी आकृति विज्ञान और इसकी प्रोटीन संरचना के संदर्भ में, जब कोशिका एक वायरल संक्रमण का अनुभव करती है।

एक महत्वपूर्ण संख्या में प्रोटीन पाए गए हैं जो डीएनए और आरएनए दृश्यों से आते हैं जिनमें वायरस होते हैं और न्यूक्लियोलस में स्थित होते हैं।

वायरस की अलग-अलग रणनीतियाँ हैं जो उन्हें इस उप-परमाणु क्षेत्र में पता लगाने की अनुमति देती हैं, जैसे कि वायरल प्रोटीन जिसमें "सिग्नल" होते हैं जो उन्हें न्यूक्लियस में ले जाते हैं। ये टैग अमीनो एसिड arginine और लाइसिन में समृद्ध हैं।

नाभिक में वायरस का स्थान उनकी प्रतिकृति की सुविधा प्रदान करता है और, इसके अलावा, यह उनकी रोगजनकता के लिए एक आवश्यकता प्रतीत होती है।

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