ظرف نووي
الغلاف النووي ، المعروف أيضًا باسم الغشاء النووي ، [ 1 ] [ أ ] يتكون من غشائين من طبقتين من الدهون تحيط بالنواة في الخلايا حقيقية النواة ، والتي تحتوي على المادة الوراثية .
يتكون الغلاف النووي من غشائين ثنائيي الطبقة من الدهون: غشاء نووي داخلي وغشاء نووي خارجي. [ 4 ] تُسمى المساحة بين الغشائين بالفراغ المحيط بالنواة، ويبلغ عرضها عادةً حوالي 10-50 نانومتر. [ 5 ] [ 6 ] يتصل الغشاء النووي الخارجي بغشاء الشبكة الإندوبلازمية . [ 4 ] يحتوي الغلاف النووي على العديد من المسام النووية التي تسمح بانتقال المواد بين السيتوبلازم والنواة. [ 4 ] تُشكل بروتينات الخيوط المتوسطة، التي تُسمى اللامينات، بنية تُسمى الصفيحة النووية على السطح الداخلي للغشاء النووي الداخلي، وتُوفر الدعم الهيكلي للنواة. [ 4 ]
بناء
يتكون الغلاف النووي من غشائين ثنائيي الطبقة من الدهون، غشاء نووي داخلي وغشاء نووي خارجي. ويرتبط هذان الغشائان ببعضهما البعض عبر المسام النووية. وتوفر مجموعتان من الخيوط المتوسطة الدعم للغلاف النووي. وتشكل شبكة داخلية الصفيحة النووية على الغشاء النووي الداخلي. [ 7 ] بينما تتشكل شبكة خارجية أقل تماسكًا لتوفير الدعم الخارجي. [ 4 ] ويكون شكل الغلاف النووي غير منتظم، إذ يحتوي على انغمادات وبروزات، ويمكن ملاحظته باستخدام المجهر الإلكتروني .

الغشاء الخارجي
يشترك الغشاء النووي الخارجي أيضًا في حدود مشتركة مع الشبكة الإندوبلازمية . [ 8 ] ورغم ارتباطهما الفيزيائي، يحتوي الغشاء النووي الخارجي على بروتينات بتركيزات أعلى بكثير من تلك الموجودة في الشبكة الإندوبلازمية. [ 9 ] تُعبَّر جميع بروتينات النيسبرين الأربعة ( بروتينات تكرار السبيكترين في الغلاف النووي) الموجودة في الثدييات في الغشاء النووي الخارجي. [ 10 ] تربط بروتينات النيسبرين خيوط الهيكل الخلوي بالهيكل النووي. [ 11 ] تساهم الروابط التي تتوسطها بروتينات النيسبرين مع الهيكل الخلوي في تحديد موقع النواة ووظيفة الاستشعار الميكانيكي للخلية. [ 12 ] تُعد بروتينات نطاق KASH الخاصة بالنيسبرين-1 و-2 جزءًا من مُركَّب LINC (رابط الهيكل النووي والهيكل الخلوي) ويمكنها الارتباط مباشرةً بمكونات الهيكل الخلوي، مثل خيوط الأكتين ، أو الارتباط بالبروتينات الموجودة في الحيز المحيط بالنواة. [ 13 ] [ 14 ] قد يلعب بروتينا نيسبيرين-3 و-4 دورًا في نقل كميات هائلة من الحمولة؛ إذ يرتبط بروتين نيسبيرين-3 بالبليكتين ويربط الغلاف النووي بالخيوط المتوسطة السيتوبلازمية. [ 15 ] ويرتبط بروتين نيسبيرين-4 بالمحرك كينيسين-1 الموجه نحو الطرف الموجب. [ 16 ] كما يشارك الغشاء النووي الخارجي في النمو، حيث يندمج مع الغشاء النووي الداخلي لتكوين المسام النووية. [ 17 ]
الغشاء الداخلي
يُحيط الغشاء النووي الداخلي بالبلازما النووية ، ويُغطى بالصفيحة النووية ، وهي شبكة من الخيوط المتوسطة التي تُثبّت الغشاء النووي وتُشارك في وظيفة الكروماتين . [ 9 ] ويرتبط هذا الغشاء بالغشاء الخارجي عبر ثقوب نووية تخترق الأغشية. وعلى الرغم من ارتباط الغشائين والشبكة الإندوبلازمية، فإن البروتينات المُدمجة في الأغشية تميل إلى البقاء في مكانها بدلًا من الانتشار عبرها. [ 18 ] ويُبطّن هذا الغشاء بشبكة ليفية تُسمى الصفيحة النووية، يتراوح سمكها بين 10 و40 نانومترًا، وتُضفي عليه المتانة.
يمكن أن تسبب الطفرات في الجينات التي تشفر بروتينات الغشاء النووي الداخلي العديد من اعتلالات اللامين .
المسامات العصبية

يحتوي الغلاف النووي على حوالي ألف معقد مسام نووية ، يبلغ قطرها حوالي 100 نانومتر، مع قناة داخلية يبلغ عرضها حوالي 40 نانومتر. [ 9 ] تحتوي هذه المعقدات على عدد من البروتينات النووية ، وهي بروتينات تربط الغشائين النوويين الداخلي والخارجي.
انقسام الخلية
خلال المرحلة G2 من الطور البيني ، تزداد مساحة سطح الغشاء النووي ويتضاعف عدد معقدات المسام النووية فيه. [ 9 ] في حقيقيات النوى ، مثل الخميرة التي تخضع لانقسام خلوي مغلق ، يبقى الغشاء النووي سليمًا أثناء انقسام الخلية. تتشكل خيوط المغزل إما داخل الغشاء، أو تخترقه دون تمزيقه. [ 9 ] في حقيقيات النوى الأخرى (الحيوانات والنباتات)، يجب أن يتحلل الغشاء النووي خلال المرحلة التمهيدية من الانقسام الخلوي للسماح لخيوط المغزل بالوصول إلى الكروموسومات في الداخل. ولا تزال عمليات التحلل وإعادة التكوين غير مفهومة تمامًا.
انفصال

في الثدييات، يمكن أن يتحلل الغشاء النووي في غضون دقائق، باتباع سلسلة من الخطوات خلال المراحل المبكرة من الانقسام المتساوي . أولًا، تقوم إنزيمات M-Cdk بفسفرة عديدات ببتيد النيوكليوبورين ، فتُزال بشكل انتقائي من معقدات المسام النووية. بعد ذلك، تتفكك بقية معقدات المسام النووية في وقت واحد. تشير الأدلة البيوكيميائية إلى أن معقدات المسام النووية تتفكك إلى أجزاء مستقرة بدلًا من أن تتفكك إلى شظايا ببتيدية صغيرة. [ 9 ] كما تقوم إنزيمات M-Cdk بفسفرة عناصر الصفيحة النووية (الإطار الذي يدعم الغلاف النووي)، مما يؤدي إلى تفكك الصفيحة، وبالتالي أغشية الغلاف النووي، إلى حويصلات صغيرة. [ 19 ] وقد قدم المجهر الإلكتروني والمجهر الفلوري أدلة قوية على أن الغشاء النووي يُمتص بواسطة الشبكة الإندوبلازمية، حيث تظهر بروتينات نووية لا توجد عادةً في الشبكة الإندوبلازمية أثناء الانقسام المتساوي. [ 9 ]
بالإضافة إلى تمزق الغشاء النووي خلال مرحلة ما قبل الطور الاستوائي من الانقسام المتساوي ، يتمزق الغشاء النووي أيضًا في خلايا الثدييات المهاجرة خلال مرحلة الطور البيني من دورة الخلية. [ 20 ] يُرجح أن يكون سبب هذا التمزق المؤقت هو تشوه النواة. ويتم إصلاح التمزق بسرعة من خلال عملية تعتمد على "مجمعات فرز الإندوسومات اللازمة للنقل" ( ESCRT ) المكونة من مجمعات بروتينية سيتوبلازمية . [ 20 ] أثناء أحداث تمزق الغشاء النووي، تحدث كسور في سلسلتي الحمض النووي. وبالتالي، يبدو أن بقاء الخلايا المهاجرة عبر بيئات محصورة يعتمد على كفاءة الغلاف النووي وآليات إصلاح الحمض النووي .
لوحظ أيضاً خلل في غلاف النواة في اعتلالات اللامين وفي الخلايا السرطانية، مما يؤدي إلى سوء تموضع البروتينات الخلوية، وتكوين النوى الصغيرة، وعدم استقرار الجينوم. [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]
الإصلاح الديني
لا يزال الجدل قائماً حول كيفية إعادة تشكيل الغشاء النووي خلال الطور النهائي من الانقسام المتساوي. توجد نظريتان في هذا الشأن [ 9 ] —
- اندماج الحويصلات - حيث تندمج حويصلات الغشاء النووي معًا لإعادة بناء الغشاء النووي
- إعادة تشكيل الشبكة الإندوبلازمية - حيث تقوم أجزاء الشبكة الإندوبلازمية التي تحتوي على الغشاء النووي الممتص بتغليف الفضاء النووي، مما يؤدي إلى إعادة تشكيل غشاء مغلق.
أصل الغشاء النووي
أدت دراسة علم الجينوم المقارن وتطور وأصول الغشاء النووي إلى اقتراح مفاده أن النواة نشأت في السلف حقيقي النواة البدائي (ما قبل النواة)، وأن التكافل بين العتائق والبكتيريا كان محفزًا لها . [ 24 ] وقد طُرحت عدة أفكار حول الأصل التطوري للغشاء النووي. [ 25 ] تشمل هذه الأفكار انغماد الغشاء البلازمي في سلف بدائي النواة، أو تكوين نظام غشائي جديد حقيقي بعد استقرار الميتوكوندريا الأولية في المضيف العتائقي. ربما كانت الوظيفة التكيفية للغشاء النووي هي العمل كحاجز لحماية الجينوم من أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) التي تنتجها الميتوكوندريا الأولية للخلايا. [ 26 ] [ 27 ]
ملحوظات
مراجع
- ↑ جامعة ولاية جورجيا . "نواة الخلية والغلاف النووي" . gsu.edu. مؤرشف من الأصل بتاريخ 18-06-2018 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 21-01-2014 .
- ↑ "الغشاء النووي" . قاموس علم الأحياء . علم الأحياء على الإنترنت . تم الاطلاع عليه في 7 ديسمبر 2012 .
- ↑ "الغشاء النووي" . قاموس ميريام ويبستر . تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 ديسمبر 2012 .
- 1 2 3 4 5 ألبرتس، بروس (2002). البيولوجيا الجزيئية للخلية ( الطبعة الرابعة). نيويورك [وا]: جارلاند. ص. 197. ردمك 978-0-8153-4072-0.
- ↑ "الفضاء المحيط بالنواة" . قاموس . علم الأحياء على الإنترنت . تم الاسترجاع في 7 ديسمبر 2012 .
- ↑ بيريوس ، ميغيل، محرر. (1998). بنية ووظيفة النواة . سان دييغو: أكاديميك برس. ص 4. ISBN 978-0-12-564155-5.
- ^ كوتينيو، هنريكي دوجلاس م. فالكاو سيلفا ، فيفيان إس . غونسالفيس، جريجوريو فرنانديز؛ دا نوبريجا ، رافائيل باتيستا (20 أبريل 2009). "الشيخوخة الجزيئية في متلازمات البروجيرويد: متلازمة هاتشينسون-جيلفورد بروجيريا كنموذج" . المناعة والشيخوخة . 6 : 4. دوى : 10.1186/1742-4933-6-4 . بمك 2674425 . بميد 19379495 .
- ↑ "قنوات الكلوريد في الغشاء النووي" (ملف PDF) . Harvard.edu. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 2 أغسطس 2010. تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 ديسمبر 2012 .
- 1 2 3 4 5 6 7 8 هيتزر، ميرتين (3 فبراير 2010). " الغلاف النووي" . وجهات نظر كولد سبرينغ هاربور في علم الأحياء . 2 (3) a000539. doi : 10.1101/cshperspect.a000539 . PMC 2829960. PMID 20300205 .
- ↑ ويلسون، كاثرين ل.؛ بيرك، جيسون م. (15 يونيو 2010). "نظرة سريعة على الغلاف النووي" . مجلة علوم الخلية . 123 (12): 1973-1978 . doi : 10.1242/jcs.019042 . ISSN 0021-9533 . PMC 2880010. PMID 20519579 .
- ↑ بيرك، برايان؛ رو، كايل جيه. (1 نوفمبر 2009). "النوى تتخذ موقعًا: إدارة الموقع النووي" . خلية النمو . 17 (5): 587-597 . doi : 10.1016/j.devcel.2009.10.018 . ISSN 1878-1551 . PMID 19922864 .
- ↑ أوزر، جونيس؛ طومسون، ويليام ر.؛ سين، بوير؛ شي، زيهوي؛ ين، شيروين س.؛ ميلر، شون؛ باس، جونيز؛ ستاينر، مايا؛ روبين، كلينتون ت. (2015-06-01). "تفعيل حساسية الخلايا الميكانيكية للإشارات منخفضة الشدة للغاية بواسطة نواة مرتبطة بـ LINC" . الخلايا الجذعية . 33 (6): 2063-2076 . doi : 10.1002/stem.2004 . ISSN 1066-5099 . PMC 4458857. PMID 25787126 .
- ↑ كريسب، ميليسا؛ ليو، تشيان؛ رو، كايل؛ راتنر، جيه بي؛ شاناهان، كاثرين؛ بيرك، برايان؛ ستال، فيليب دي؛ هودزيك، ديدييه (2006-01-02). "اقتران النواة والسيتوبلازم: دور مُركَّب LINC" . مجلة بيولوجيا الخلية . 172 (1): 41-53 . doi : 10.1083/jcb.200509124 . ISSN 0021-9525 . PMC 2063530. PMID 16380439 .
- ↑ زينغ، إكس؛ وآخرون (2018). "ديناميكيات الكروموسومات المرتبطة بالغلاف النووي خلال الطور التمهيدي الأول للانقسام الاختزالي". مجلة فرونتيرز في بيولوجيا الخلية والتطور . 5 : 121. doi : 10.3389/fcell.2017.00121 . PMC 5767173. PMID 29376050 .
- ↑ ويلهلمسن، كيفن؛ ليتجينز، ساندي إتش إم؛ كويكمان، إنغريد؛ تشيمبالانغا، نتامبوا؛ جانسن، هانز؛ فان دن بوت، إيمان؛ ريموند، كارين؛ سوننبرغ، أرنود (5 ديسمبر 2005). "نيسبرين-3، بروتين جديد في الغشاء النووي الخارجي، يرتبط ببروتين بليكتين الرابط للهيكل الخلوي" . مجلة بيولوجيا الخلية . 171 (5): 799-810 . doi : 10.1083/jcb.200506083 . ISSN 0021-9525 . PMC 2171291. PMID 16330710 .
- ↑ رو، كايل جيه؛ كريسب، ميليسا إل؛ ليو، تشيان؛ كيم، داين؛ كوزلوف، سيرغي؛ ستيوارت، كولين إل؛ بيرك، برايان (17 فبراير 2009). "نيسبرين 4 هو بروتين غشائي نووي خارجي قادر على تحفيز استقطاب الخلية بوساطة الكينيسين" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 106 (7): 2194-2199 . Bibcode : 2009PNAS..106.2194R . doi : 10.1073/pnas.0808602106 . ISSN 1091-6490 . PMC 2650131. PMID 19164528 .
- ↑ فيشتمان، بوريس؛ راموس، كورين؛ راسالا، بيث؛ هاريل، أمنون؛ فوربس، دوغلاس ج. (2010-12-01). " اندماج الغشاء النووي الداخلي/الخارجي في تكوين المسام النووية" . علم الأحياء الجزيئي للخلية . 21 (23): 4197-4211 . doi : 10.1091/mbc.E10-04-0309 . ISSN 1059-1524 . PMC 2993748. PMID 20926687 .
- ↑ جورجاتوس، إس دي (19 أبريل 2001). "الغشاء النووي الداخلي: بسيط أم معقد للغاية؟" . مجلة EMBO . 20 (12): 2989-2994 . doi : 10.1093/ emboj /20.12.2989 . PMC 150211. PMID 11406575 .
- ↑ ألبرتس وآخرون (2008). "الفصل 17: دورة الخلية". البيولوجيا الجزيئية للخلية ( الطبعة الخامسة). نيويورك: جارلاند ساينس. الصفحات 1079-1080 . ISBN 978-0-8153-4106-2.
- 1 2 راب م، جنتيلي م، دي بيلي هـ، ثيام هـ ر، فارغاس ب، خيمينيز أ ج، لاوتنشلايغر ف، فويتوريز ر، لينون-دومينيل أ م، مانيل ن، بيل م (2016). "يُصلح ESCRT III تمزقات الغلاف النووي أثناء هجرة الخلايا للحد من تلف الحمض النووي وموت الخلايا". مجلة ساينس . 352 (6283): 359-362 . Bibcode : 2016Sci...352..359R . doi : 10.1126/science.aad7611 . PMID 27013426. S2CID 28544308 .
- ↑ فارغاس وآخرون (2012). "تمزق الغلاف النووي العابر أثناء الطور البيني في خلايا السرطان البشري" . نواة (أوستن، تكساس) . 3 ( 1). نواة: 88-100 . doi : 10.4161/nucl.18954 . PMC 3342953. PMID 22567193 .
- ↑ ليم وآخرون (2016). "تمزق الغلاف النووي يُحفز عدم استقرار الجينوم في السرطان" . بيولوجيا الخلية الجزيئية . 27 (21). MBoC: 3210–3213 . doi : 10.1091/mbc.E16-02-0098 . PMC 5170854. PMID 27799497 .
- ↑ هاتش وآخرون (2016). " يُحفز تمزق الغلاف النووي عن طريق حصر النواة بواسطة الأكتين" . مجلة بيولوجيا الخلية . 215 (1). JCB: 27-36 . doi : 10.1083/jcb.201603053 . PMC 5057282. PMID 27697922. تاريخ الاسترجاع: 24 مارس 2019 .
- ↑ مانس بي جيه، أنانثارامان في، أرافيند إل، كونين إي في (2004). "علم الجينوم المقارن، وتطور وأصول الغلاف النووي ومركب المسام النووية" . دورة الخلية . 3 (12): 1612-37 . doi : 10.4161/cc.3.12.1316 . PMID 15611647 .
- ↑ مارتن و (2005). "البكتيريا القديمة (العتائق) وأصل نواة حقيقيات النوى". الرأي الحالي في علم الأحياء الدقيقة . 8 (6): 630-7 . doi : 10.1016/j.mib.2005.10.004 . PMID 16242992 .
- ↑ سبيجر د (2015). "نشأة حقيقيات النوى من خلال مجموعة من الابتكارات التفاعلية: رؤى جديدة تجبرنا على التخلي عن النماذج التدريجية". مقالات بيولوجية . 37 (12): 1268-1276 . doi : 10.1002/bies.201500107 . PMID 26577075. S2CID 20068849 .
- ↑ بيرنشتاين هـ، بيرنشتاين ج. التواصل الجنسي في العتائق، مقدمة الانقسام الاختزالي. الصفحات 103-117 في التواصل الحيوي للعتائق (تحرير غونتر ويتزاني). 2017. دار نشر سبرينغر الدولية. رقم ISBN 978-3-319-65535-2 DOI 10.1007/978-3-319-65536-9
روابط خارجية
- صورة علم الأنسجة: 20102loa – نظام تعليم علم الأنسجة في جامعة بوسطن
- رسوم متحركة للمسام النووية وانتقال المواد عبر الغلاف النووي. مؤرشفة بتاريخ 7 فبراير 2009 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine).
- رسومات توضيحية للمسام النووية والنقل عبر الغشاء النووي. مؤرشفة بتاريخ 7 فبراير 2009 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine).
- النواة + الغشاء في رؤوس الموضوعات الطبية (MeSH) التابعة للمكتبة الوطنية الأمريكية للطب
- بيولوجيا الأغشية
- البنى الفرعية النووية
