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Nucleolo contenido dentro del núcleo celular.
Biología Celular
Diagrama de células animales
Animal Cell.svg
Componentes de una célula animal típica:
  1. Nucleolo
  2. Núcleo
  3. Ribosoma (puntos como parte de 5)
  4. Vesícula
  5. Retículo endoplasmático rugoso
  6. Aparato de Golgi (o cuerpo de Golgi)
  7. Citoesqueleto
  8. Retículo endoplasmático liso
  9. Mitocondria
  10. Vacuola
  11. Citosol (líquido que contiene orgánulos ; con el cual, comprende el citoplasma )
  12. Lisosoma
  13. Centrosoma
  14. Membrana celular

El nucleolo ( / n U -, nj U k l i ə l ə s , - k l i oʊ l ə s / , plural: nucleolos / - l aɪ / ) es la estructura más grande en el núcleo de eucariotas células . [1] Es mejor conocido como el sitio de biogénesis de ribosomas . Los nucleolos también participan en la formación de partículas de reconocimiento de señales.y juegan un papel en la respuesta de la célula al estrés. [2] Los nucleolos están hechos de proteínas , ADN y ARN y se forman alrededor de regiones cromosómicas específicas llamadas regiones organizadoras de nucleolos . El mal funcionamiento de los nucléolos puede ser la causa de varias afecciones humanas llamadas "nucleolopatías" [3] y el nucléolo se está investigando como un objetivo para la quimioterapia del cáncer . [4] [5]

Historia [ editar ]

El nucleolo fue identificado por microscopía de campo brillante durante la década de 1830. [6] Poco se sabía sobre la función del nucléolo hasta 1964, cuando un estudio [7] de los nucléolos por John Gurdon y Donald Brown en la rana de garras africana Xenopus laevis generó un interés creciente en la función y estructura detallada del nucléolo. Descubrieron que el 25% de los huevos de rana no tenían nucléolo y que tales huevos no eran capaces de vivir. La mitad de los huevos tenía un nucléolo y el 25% dos. Concluyeron que el nucleolo tenía una función necesaria para la vida. En 1966 Max L. Birnstiel y colaboradores mostraron mediante hibridación de ácidos nucleicosExperimenta que el ADN dentro de los nucleolos codifica el ARN ribosómico . [8] [9]

Estructura [ editar ]

Se reconocen tres componentes principales del nucleolo: el centro fibrilar (FC), el componente fibrilar denso (DFC) y el componente granular (GC). [1] La transcripción del rDNA ocurre en el FC. [10] El DFC contiene la proteína fibrillarina , [10] que es importante en el procesamiento del ARNr. El GC contiene la proteína nucleofosmina , [10] (B23 en la imagen externa) que también participa en la biogénesis de los ribosomas .

Sin embargo, se ha propuesto que esta organización en particular solo se observa en eucariotas superiores y que evolucionó de una organización bipartita con la transición de anamniotes a amniotes . Reflejando el aumento sustancial en la región intergénica del ADN , un componente fibrilar original se habría separado en FC y DFC. [11]

Reproducir medios
Núcleo de una línea celular. Fibrillarina en rojo. Proteína reguladora de la transcripción CTCFL en verde. ADN nuclear en azul.

Otra estructura identificada dentro de muchos nucléolos (particularmente en plantas) es un área clara en el centro de la estructura denominada vacuola nucleolar. [12] Se ha demostrado que los nucleolos de varias especies de plantas tienen concentraciones muy altas de hierro [13] en contraste con los nucleolos de células humanas y animales.

La ultraestructura del nucleolo se puede ver a través de un microscopio electrónico , mientras que la organización y la dinámica se pueden estudiar a través del etiquetado de proteínas fluorescentes y la recuperación fluorescente después del fotoblanqueo ( FRAP ). También pueden usarse anticuerpos contra la proteína PAF49 como marcador del nucleolo en experimentos de inmunofluorescencia. [14]

Aunque generalmente solo se pueden ver uno o dos nucleolos, una célula humana diploide tiene diez regiones organizadoras de nucleolos (NOR) y podría tener más nucleolos. La mayoría de las veces, múltiples NOR participan en cada nucleolo. [15]

Función y ensamblaje de ribosomas [ editar ]

Artículo principal: Biogénesis del ribosoma
Micrografía electrónica de parte de una celda HeLa . La imagen es una captura de pantalla de esta película , que muestra una pila en Z de la celda.

En la biogénesis del ribosoma, se requieren dos de las tres ARN polimerasas eucariotas (pol I y III), y estas funcionan de manera coordinada. En una etapa inicial, los rRNA genes se transcriben como una sola unidad dentro del nucleolo por la ARN polimerasa I . Para que se produzca esta transcripción, se requieren varios factores asociados a pol I y factores de acción en trans específicos del ADN. En la levadura , los más importantes son: UAF ( factor de activación aguas arriba ), TBP (proteína de unión a caja TATA) y factor de unión al núcleo (CBF), que se unen a los elementos promotores y forman el complejo de preiniciación.(PIC), que a su vez es reconocido por RNA pol. En los seres humanos, un PIC similar se ensambla con SL1 , el factor de selectividad del promotor (compuesto por TBP y factores asociados a TBP , o TAF), factores de inicio de la transcripción y UBF (factor de unión aguas arriba). La ARN polimerasa I transcribe la mayoría de las transcripciones de ARNr (28S, 18S y 5.8S), pero la subunidad de ARNr 5S (componente de la subunidad ribosómica 60S) es transcrita por la ARN polimerasa III. [dieciséis]

La transcripción de rRNA produce una molécula precursora larga (45S pre-rRNA) que todavía contiene ITS y ETS. Se necesita un procesamiento adicional para generar las moléculas de ARN 18S, ARN 5.8S y 28S. En eucariotas, las enzimas modificadoras de ARN se llevan a sus respectivos sitios de reconocimiento mediante la interacción con los ARN guía, que se unen a estas secuencias específicas. Estos RNA guía pertenecen a la clase de RNA nucleolares pequeños ( snoRNA ) que forman complejos con proteínas y existen como ribonucleoproteínas nucleolares pequeñas ( snoRNP).). Una vez que se procesan las subunidades de ARNr, están listas para ensamblarse en subunidades ribosómicas más grandes. Sin embargo, también es necesaria una molécula de ARNr adicional, el ARNr 5S. En la levadura, la secuencia de ADNr de 5S se localiza en el espaciador intergénico y se transcribe en el nucleolo mediante ARN pol.

En eucariotas superiores y plantas, la situación es más compleja, ya que la secuencia de ADN 5S se encuentra fuera de la Región Organizadora del Nucleolo (NOR) y es transcrita por el ARN pol III en el nucleoplasma., después de lo cual encuentra su camino hacia el nucleolo para participar en el ensamblaje del ribosoma. Este ensamblaje no solo involucra al ARNr, sino también a las proteínas ribosómicas. Los genes que codifican estas proteínas r son transcritos por pol II en el nucleoplasma mediante una ruta "convencional" de síntesis de proteínas (transcripción, procesamiento de pre-ARNm, exportación nuclear de ARNm maduro y traducción en ribosomas citoplásmicos). Las proteínas r maduras se importan luego al núcleo y finalmente al nucleolo. La asociación y maduración del ARNr y las proteínas r dan como resultado la formación de las subunidades 40S (pequeña) y 60S (grande) del ribosoma completo. Estos se exportan a través de los complejos de poros nucleares al citoplasma, donde permanecen libres o se asocian con el retículo endoplásmico , formandoretículo endoplásmico rugoso (RER). [17] [18]

En las células endometriales humanas, a veces se forma una red de canales nucleolares. El origen y la función de esta red aún no se han identificado claramente. [19]

Secuestro de proteínas [ editar ]

Además de su papel en la biogénesis ribosómica, se sabe que el nucleolo captura e inmoviliza proteínas, un proceso conocido como detención nucleolar. Las proteínas que están detenidas en el nucleolo no pueden difundirse ni interactuar con sus compañeros de unión. Los objetivos de este mecanismo regulador postraduccional incluyen VHL , PML , MDM2 , POLD1 , RelA , HAND1 y hTERT , entre muchos otros. Ahora se sabe que los ARN largos no codificantes que se originan en regiones intergénicas del nucleolo son responsables de este fenómeno. [20]

Ver también [ editar ]

  • Microscopía de contraste de interferencia diferencial

Referencias [ editar ]

  1. ↑ a b O'Sullivan JM, Pai DA, Cridge AG, Engelke DR, Ganley AR (junio de 2013). "El nucléolo: ¿una balsa a la deriva en el mar nuclear o la piedra angular de la estructura nuclear?" . Conceptos biomoleculares . 4 (3): 277–86. doi : 10.1515 / bmc-2012-0043 . PMC  5100006 . PMID  25436580 .
  2. ^ Olson MO, Dundr M (16 de febrero de 2015). "Nucleolo: estructura y función". Enciclopedia de Ciencias de la Vida (eLS) . doi : 10.1002 / 9780470015902.a0005975.pub3 . ISBN 978-0-470-01617-6.
  3. ^ Hetman M (junio de 2014). "Papel del nucleolo en las enfermedades humanas. Prefacio" . Biochimica et Biophysica Acta . 1842 (6): 757. doi : 10.1016 / j.bbadis.2014.03.004 . PMID 24631655 . 
  4. ^ Quin JE, Devlin JR, Cameron D, Hannan KM, Pearson RB, Hannan RD (junio de 2014). "Dirigirse al nucleolo para la intervención del cáncer" . Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Bases moleculares de la enfermedad . 1842 (6): 802-16. doi : 10.1016 / j.bbadis.2013.12.009 . PMID 24389329 . 
  5. ^ Woods SJ, Hannan KM, Pearson RB, Hannan RD (julio de 2015). "El nucléolo como regulador fundamental de la respuesta de p53 y una nueva diana para la terapia del cáncer". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Mecanismos reguladores de genes . 1849 (7): 821–9. doi : 10.1016 / j.bbagrm.2014.10.007 . PMID 25464032 . 
  6. ^ Pederson T (marzo de 2011). "El nucléolo" . Perspectivas de Cold Spring Harbor en biología . 3 (3): a000638. doi : 10.1101 / cshperspect.a000638 . PMC 3039934 . PMID 21106648 .  
  7. ^ Brown DD, Gurdon JB (enero de 1964). "Ausencia de síntesis de ARN ribosómico en el mutante anucleolado de xenopus laevis" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 51 (1): 139–46. Código Bibliográfico : 1964PNAS ... 51..139B . doi : 10.1073 / pnas.51.1.139 . PMC 300879 . PMID 14106673 .  
  8. ^ Birnstiel ML, Wallace H, Sirlin JL, Fischberg M (diciembre de 1966). "Localización de los complementos de ADN ribosómico en la región organizadora nucleolar de Xenopus laevis". Monografía del Instituto Nacional del Cáncer . 23 : 431–47. PMID 5963987 . 
  9. ^ Wallace H, Birnstiel ML (febrero de 1966). "Cistrones ribosomales y el organizador nucleolar". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Síntesis de proteínas y ácidos nucleicos . 114 (2): 296–310. doi : 10.1016 / 0005-2787 (66) 90311-x . PMID 5943882 . 
  10. ↑ a b c Sirri V, Urcuqui-Inchima S, Roussel P, Hernandez-Verdun D (enero de 2008). "Nucleolo: el fascinante cuerpo nuclear" . Histoquímica y Biología Celular . 129 (1): 13–31. doi : 10.1007 / s00418-007-0359-6 . PMC 2137947 . PMID 18046571 .  
  11. ^ Thiry M, Lafontaine DL (abril de 2005). "Nacimiento de un nucleolo: la evolución de los compartimentos nucleolares". Tendencias en biología celular . 15 (4): 194–9. doi : 10.1016 / j.tcb.2005.02.007 . PMID 15817375 .  como PDF Archivado el 17 de diciembre de 2008 en Wayback Machine.
  12. ^ Beven AF, Lee R, Razaz M, Leader DJ, Brown JW, Shaw PJ (junio de 1996). "La organización del procesamiento del ARN ribosómico se correlaciona con la distribución de los ARNsn nucleolares" . Revista de ciencia celular . 109 (Parte 6) (6): 1241–51. PMID 8799814 . 
  13. ^ Roschzttardtz H, Grillet L, Isaure MP, Conéjéro G, Ortega R, Curie C, Mari S (agosto de 2011). "Nucleolo de células vegetales como un punto caliente para el hierro" . La Revista de Química Biológica . 286 (32): 27863–6. doi : 10.1074 / jbc.C111.269720 . PMC 3151030 . PMID 21719700 .  
  14. ^ Anticuerpo PAF49 | GeneTex Inc . Genetex.com. Consultado el 18 de julio de 2019.
  15. ↑ von Knebel Doeberitz M, Wentzensen N (2008). "La célula: estructura básica y función". Citopatología integral (tercera ed.).
  16. ^ Champe PC, Harvey RA, Ferrier DR (2005). Reseñas ilustradas de Lippincott: Bioquímica . Lippincott Williams y Wilkins. ISBN 978-0-7817-2265-0.
  17. ^ Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P (2002). Biología molecular de la célula (4ª ed.). Nueva York: Garland Science. págs. 331–3. ISBN 978-0-8153-3218-3.
  18. ^ Cooper GM, Hausman RE (2007). La célula: un enfoque molecular (4ª ed.). Asociados Sinauer. págs. 371–9. ISBN 978-0-87893-220-7.
  19. ^ Wang T, Schneider J (1 de julio de 1992). "Origen y destino del sistema de canales nucleolares del endometrio humano normal" . Investigación celular . 2 (2): 97–102. doi : 10.1038 / cr.1992.10 .
  20. ^ Audas TE, Jacob MD, Lee S (enero de 2012). "Inmovilización de proteínas en el nucleolo por ARN no codificante del espaciador intergénico ribosómico" . Célula molecular . 45 (2): 147–57. doi : 10.1016 / j.molcel.2011.12.012 . PMID 22284675 . 

Lectura adicional [ editar ]

  • Cooper GM (2000). "El Nucleolo" . La célula: un enfoque molecular (2ª ed.). Sunderland MA: Sinauer Associates. ISBN 978-0-87893-106-4.
  • Tiku V, Antebi A (agosto de 2018). "Función nucleolar en la regulación de la vida útil". Tendencias en biología celular . 28 (8): 662–672. doi : 10.1016 / j.tcb.2018.03.007 . PMID  29779866 . Resumen de laicos - The New York Times (20 de mayo de 2018).

Enlaces externos [ editar ]

  • Nucleolo bajo microscopio electrónico II en uni-mainz.de
  • Base de datos de proteínas nucleares: búsqueda en el compartimento
  • Cell + Nucleolus en los encabezados de temas médicos (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
  • Imagen de histología: 20104loa  - Sistema de aprendizaje de histología en la Universidad de Boston