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8.18:

Estruturas Subnucleares Adicionais

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Biologie moléculaire
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Additional Subnuclear Structures

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In a eukaryotic cell, the nucleus is one of the most complex yet highly organized organelles.  It sustains an extremely dynamic environment with the help of many sub-nuclear structures, each of which serves a unique function inside the nucleus.  Besides the nucleolus – which is the most prominent and well-studied organelle of the nucleus, there are several other nuclear domains or nuclear bodies that exist inside the nucleus.  Cajal bodies and Interchromatin granule clusters are two such functionally specialized regions.  These are both membrane-less structures that can change appearance depending on the cellular environment or the cell cycle stage.  Cajal bodies are spherical structures enriched in proteins and RNAs. They can be found freely in the nucleoplasm or physically associated with histones and snRNA genes.  They are the primary sites for the assembly of small nuclear ribonucleoproteins or snRNPs which are responsible for pre-mRNA splicing. It is also inside Cajal bodies that guide RNA molecules called scaRNAs or small Cajal body-associated RNAs carry out post-transcriptional modifications on some snRNAs.  These modifications are essential for the proper assembly and function of the snRNPs in pre-mRNA splicing.  Interchromatin granule clusters or speckles are irregular, amorphous structures that are distributed in the nucleoplasm of a vertebrate cell nucleus.  Speckles serve as the storehouse for fully mature snRNPs and other RNA processing components.  The high local concentration of RNA and protein components in cajal bodies and interchromatin granule clusters helps in rapid assembly and transport of ribonucleoprotein complexes to the transcription and RNA processing sites within the nucleus.

8.18:

Estruturas Subnucleares Adicionais

O núcleo eucariótico é um organelo delimitado por uma dupla membrana que contém quase todo o material genético da célula na forma de cromossomas. É justamente chamado de “cérebro” da célula, uma vez que assume a responsabilidade de responder a vários processos fisiológicos, stress, alterações nas condições metabólicas, e outros sinais celulares. 

O núcleo contém muitos organelos subnucleares sem membrana ou corpos nucleares, tais como nucléolos, corpos de Cajal, speckles, paraspeckles, etc. Estes corpos nucleares ajudam a compartimentalizar espacialmente o ambiente nuclear e a criar locais distintos para algumas reações biológicas específicas. Além disso, a sua estrutura sem membrana permite uma melhor troca dos seus componentes com o nucleoplasma.

Por exemplo, os corpos de Cajal, que são corpos nucleares esféricos dentro do núcleo, contêm vários RNAs e proteínas envolvidos na montagem e modificação de pequenas ribonucleoproteínas nucleares (snRNPs). É dentro desses corpos de Cajal que as snRNPs sofrem a maturação final. As snRNPs maduras transitam então para os aglomerados de grânulos de intercromatina ou speckles nucleares, onde são armazenadas juntamente com outros factores de splicing. Os speckles são geralmente observados próximos dos genes ativos dentro do núcleo. Isto facilita o recrutamento de factores de splicing para os locais de transcrição ativa.

Os corpos nucleares também têm demonstrado regular epigeneticamente a expressão dos genes e, por conseguinte, têm implicações em doenças humanas. Por exemplo, tem sido demonstrado que a perda de corpos de Cajal em embriões de Peixe-zebra pára o seu desenvolvimento, ilustrando a sua importância no desenvolvimento animal.

Suggested Reading

  1. Subnuclear organelles: new insights into form and function. Trends in Cell Biology. Vol.16 No.1. 2006