121. Import do jądra.

Import substancji do jądra odbywa się przez pory jądrowe. Drobne rozpuszczalne cząstki, takie jak glukoza, jony oraz białka do 60kDa swobodnie dyfundują przez nie. Większe białka są importowane przez specyficzne mechanizmy. Odbywa się to za pomocą kilku białek: Ran, importyny alfa i beta, FG-nukleoporyn oraz NTF2 (nuclear transport factor 2). Wolna importyna alfa rozpuszczona w cytozolu wiąże się z zasadowym NLS białka (bimolecular cargo complex), a następnie za pośrednictwem importyny beta z FG-nukleoporynami (inne NLSy są wiązanie bezpośrednio przez homologi beta importyny). FG-nukleoporyny tworzą hydrofilowe pętle wystające do wnętrza por jądrowego i koszyka pora jądrowego. Na tych pętlach znajdują się hydrofobowe powtórzenie bogate w F i G (stąd nazwa tych białek). Hydrofilowe pętle wyściełają wnętrze poru i tworzą siatkę filamentów utrzymywaną przez oddziaływania hydrofobowe powtórzeń FG. To właśnie one odpowiadają za to, ze por ma mniejszą średnicę efektywną niż „dziura” w otoczce jaką robi. Importyna beta łączy się z kolejnymi powtórzeniami FG w procesie nie wymagającym dostarczenia energii, trochę tak, jakby wchodziła po drabinie. W ten sposób rozpycha sieć FG-nukleoporyn na boki i może transportować do jadra białka większe niż 60kDa. W jądrze znajduje się białko Ran, monomeryczna GTP-aza, w stanie związanym z GTP. Wiąże się ono z importyną i zwalnia ją z kompleksu z przenoszonym białkiem. Kompleks importyna - Ran*GTP eksportowany jest do cytozolu. Tam, z pomocą GAP znajdującego się na cytozolowych filamentach poru, Ran hydrolizuje GTP do GDP i kompleks się rozpada. Importyna może zacząć cykl od nowa, a Ran*GDP importowane jest do jądra przez NTF2 (który działa jak importyna), gdzie przy pomocy odpowiedniego GEF wymienia GDP na GTP.

Import jest zgodny z różnicą stężeń, bo kompleks białko transportowane - importyna błyskawicznie rozpada się w jądrze i jego stężenie w cytozolu jest dużo większe. To samo, tylko że na odwrót jest z kompleksem importyna - RanGTP. Tak więc za kierunek transportu odpowiada utrzymywanie Ran w kompleksie z GTP w jądrze i GDP w cytoplazmie. Odbywa się to dzięki efektywnej pracy GEFów i GAPów.

122. Eksportyny i ich rola.

Eksportyny to białka biorące udział w eksporcie białek, tRNA i jednostek rybosomalnych z jądra (duh). Należą do rodziny karioferyn, do której należą też importyny. Działają podobnie do importyn, tylko że w drugą stronę. Tzn. związanie z Ran*GTP w nukleoplazmie powoduje związanie z ładunkiem posiadającym sygnał NES ( nazywa się to całe trimolecular cargo complex, a NES to nuclear export signal) i przejście przez por do cytozolu (mechanizm przechodzenia taki sam jak w imporcie). Hydroliza GTP do GDP powoduje oddysocjowanie Ran i uwolnienie ładunku. Wolna eksportyna wraca do jądra, a Ran*GDP jest transportowane przez NTF2. Tak samo jak przy imporcie proces jest napędzany różnicą stężeń kompleksu eksportyny z ładunkiem, która jest z kolei spowodowana obecnością rożnych form Ran po dwóch stronach otoczki dzięki GAPom i GEFom. Jest kilka różnych eksportyn wiążących różne NES, a t-eksportyna wiąże t-RNA.

123. Sygnał eksportu jądrowego.

NES - nuclear export signal to sekwencja w obrębie struktury pierwszorzędowej białek powodująca ich eksport z jądra do cytozolu. Występuje np. w niektórych hnRNP (heterogenic nuclear ribonucleoproteins), które poruszają się wahadłowo miedzy jądrem i cytoplazmą. Zidentyfikowano 3 różne NESy, każda jest rozpoznawana przez specyficzną eksportynę. Pierwsza z nich to sekwencja bogata w leucynę występująca w PKI (protein kiase inhibitor), druga to 38 aminokwasowa sekwencja występująca w hnRNP A1, a trzecia to sekwencja z hnRNP K. Druga i trzecia nie mają poznanych charakterystycznych cech (tzn. nie mają żadnych powtórzeń, nie są wyraźnie hydrofobowe ani hydrofilowe itp.). NES odpowiadają za wiązanie białka do odpowiedniej eksportyny podczas eksportu z jądra. NES z PKI wiąże się z eksportyną-1. W ten sposób eksportowane są też niektóre mRNA, związane z wahadłowymi hnRNP.

124. Szkielet jądrowy, sekwencje SAR/MAR DNA.

Znalazłem to jedynie w starych zagadnieniach, a tam jest skopiowane z materiałów z ćwiczeń. Tak więc wklejam z niewielkimi modyfikacjami

Macierz jądrowa - to pozachromatynowy zrąb białkowy jądra komórkowego, odporny na działanie buforów o niskiej i wysokiej sile jonowej, detergentów niejonowych i trawienie nukleazami. Białka wchodzące w skład macierzy to filamentarne białka niehistonowe, charakteryzujące się bardzo słabą rozpuszczalnością. Pozostają one w strukturze m.j. nawet po ekstrakcji jąder kom. solami, detergentami, nukleazami.

Struktura:

• blaszka jądrowa z kompleksami porowymi - zbudowana z lamin. Odgrywają one ważną rolę w rozpadzie i odbudowie otoczki jądrowej po mitozie, w reorganizacji kompleksu chromatynowego podczas interfazy, utrzymywaniu prawidłowej architektury j.kom., w zakotwiczaniu filamentów pośrednich do otoczki jądrowej, w replikacji DNA i regulacji ekspresji genów. Pewna ilość lamin znajduje się również w nukleoplazmie.

• resztkowe jąderko - najlepiej poznane białko to fibrylaryna. Odpowiada ona za skracanie produktów transkrypcji pre rRNA oraz w upakowanie rRNA.

• włoknisto-ziarnista (fibrylarno-globularna) sieć niechromatynowa - w strukturze tej znajduje się wiele białek niezbędnych w metabolizmie DNA i RNA.W skład tej sieci wchodzą białka matryny, a także białko rozpoznające sekwencje MAR DNA (białko ARBP)

Macierz jądrowa pośredniczy także w przekazywaniu sygnałów hormonalnych za pomocą miejsc wiążących kompleksy hormon-receptor.

SAR/MAR- scaffold-associated regions/matrix-attachmend regions - odcinki DNA, które łączą się z białkami szkieletu chromosomu w jądrze interfazowym. Ogólnie SAR znajdują się pomiędzy odcinkami ulegającymi transkrypcji. Pętle DNA pomiędzy SAR najczęściej odpowiadają replikonom. W niektórych przypadkach SAR potrzebne są do transkrypcji sąsiadujących genów. U Drosophili niektóre SAR mogą oddzielać odcinki ulegające transkrypcji tak, aby białka regulujące transkrypcje jednego genu nie wpływały na transkrypcje innego.

---