MEMBRAN INTI: CIRI, FUNGSI DAN KOMPOSISI - BIOLOGI - 2025

The membran nuklir, nuklir amplop atau karyote, adalah membran biologis, dibentuk oleh bilayer lipid yang mengelilingi materi genetik dari sel-sel eukariotik.

Ini adalah struktur yang cukup kompleks dan dilengkapi dengan sistem regulasi yang tepat, terdiri dari dua lapisan ganda: membran internal dan eksternal. Jarak antara dua membran disebut ruang perinuklir, dan lebarnya kira-kira 20 sampai 40 nanometer.

Gambar melalui: unamenlinea.unam.mx

Membran luar membentuk kontinum dengan retikulum endoplasma. Untuk alasan ini, ia memiliki ribosom yang berlabuh di strukturnya.

Membran ditandai dengan adanya pori-pori inti yang menjadi perantara lalu lintas zat dari bagian dalam inti sel ke sitoplasma sel, begitu pula sebaliknya.

Bagian molekul di antara dua kompartemen ini cukup sibuk. RNA dan subunit ribosom harus terus-menerus dipindahkan dari nukleus ke sitoplasma, sedangkan histon, DNA, RNA polimerase, dan zat lain yang diperlukan untuk aktivitas nukleus harus diimpor dari sitoplasma ke nukleus.

Membran inti mengandung sejumlah besar protein yang terlibat dalam organisasi kromatin dan juga dalam regulasi gen.

Karakteristik umum

Sumber Coutinho HD, Falcão-Silva VS, Fernandes Gonçalves G, Batista da Nóbrega R, melalui Wikimedia Commons

Membran inti adalah salah satu ciri pembeda yang paling menonjol dari sel eukariotik. Ini adalah membran biologis ganda yang sangat terorganisir, yang membungkus materi genetik inti sel - nukleoplasma.

Di dalamnya kita menemukan kromatin, zat yang terdiri dari DNA yang terikat pada berbagai protein, terutama histon yang memungkinkan pengemasannya efektif. Ini dibagi menjadi eukromatin dan heterokromatin.

Gambar yang diperoleh dengan mikrokopi elektron menunjukkan bahwa membran luar membentuk kontinum dengan retikulum endoplasma, sehingga juga memiliki ribosom yang berlabuh ke membran. Demikian pula, ruang perinuklear membentuk kontinum dengan lumen retikulum endoplasma.

Berlabuh di sisi nukleoplasma di membran bagian dalam, kita menemukan struktur seperti lembaran yang dibentuk oleh filamen protein yang disebut "lembaran inti".

Membran inti dilubangi oleh serangkaian pori-pori yang memungkinkan lalu lintas zat yang diatur antara perilaku inti dan sitoplasma. Pada mamalia misalnya, diperkirakan terdapat rata-rata 3.000 hingga 4.000 pori.

Ada massa kromatin yang sangat kompak yang melekat pada membran bagian dalam selubung, dengan pengecualian di area yang memiliki pori-pori.

Fungsi

Fungsi paling intuitif dari membran inti adalah untuk mempertahankan pemisahan antara nukleoplasma - isi inti - dan sitoplasma sel.

Dengan cara ini, DNA tetap aman dan diisolasi dari reaksi kimia yang terjadi di sitoplasma dan dapat mempengaruhi materi genetik secara negatif.

Penghalang ini memberikan pemisahan fisik ke proses inti, seperti transkripsi, dan dari proses sitoplasma, seperti terjemahan.

Transpor selektif makromolekul antara bagian dalam nukleus dan sitoplasma terjadi berkat adanya pori-pori inti, dan memungkinkan pengaturan ekspresi gen. Misalnya, dalam hal penyambungan RNA pra-messenger dan degradasi messenger yang sudah matang.

Salah satu elemen kunci adalah lamina nuklir. Ini membantu mendukung nukleus, sekaligus menyediakan tempat berlabuh untuk serat kromatin.

Kesimpulannya, membran inti bukanlah penghalang pasif atau statis. Ini berkontribusi pada organisasi kromatin, ekspresi gen, penahan nukleus ke sitoskeleton, proses pembelahan sel, dan mungkin memiliki fungsi lain.

Latihan

Selama proses pembelahan inti, pembentukan selubung inti baru diperlukan, karena, pada akhirnya, membran menghilang.

Ini terbentuk dari komponen vesikuler dari retikulum endoplasma kasar. Mikrotubulus dan motor seluler sitoskeleton secara aktif berpartisipasi dalam proses ini.

Komposisi

Selubung inti terdiri dari dua lapisan ganda lipid yang terdiri dari fosfolipid khas, dengan beberapa protein integral. Ruang antara dua membran disebut ruang intramembran atau ruang perinuklear, yang berlanjut dengan lumen retikulum endoplasma.

Pada permukaan bagian dalam membran inti bagian dalam terdapat lapisan khusus yang terdiri dari filamen perantara, yang disebut lamina inti, yang melekat pada protein membran bagian dalam melalui heterokromarin H.

Selubung inti memiliki banyak pori inti, yang mengandung kompleks pori inti. Ini adalah struktur berbentuk silinder yang terdiri dari 30 nukleoporin (ini akan dijelaskan secara mendalam nanti). Dengan diameter pusat sekitar 125 nanometer.

Protein membran inti

Terlepas dari kontinuitas dengan retikulum, baik membran luar dan dalam menghadirkan sekelompok protein spesifik yang tidak ditemukan di retikulum endoplasma. Yang paling menonjol adalah sebagai berikut:

Nukleoporin

Di antara protein spesifik membran inti ini, kita memiliki nukleoporin (juga dikenal dalam literatur sebagai Nups). Ini membentuk struktur yang disebut kompleks pori inti, yang terdiri dari serangkaian saluran air yang memungkinkan pertukaran dua arah protein, RNA, dan molekul lain.

Dengan kata lain, nukleoporin berfungsi sebagai semacam "gerbang" molekuler yang dengan sangat selektif menjadi perantara perjalanan berbagai molekul.

Interior hidrofobik saluran tidak termasuk makromolekul tertentu, tergantung pada ukurannya dan tingkat polaritasnya. Molekul kecil, kira-kira kurang dari 40 kDa, atau hidrofobik, dapat berdifusi secara pasif melalui kompleks pori.

Sebaliknya, molekul yang bersifat polar yang lebih besar membutuhkan transporter nuklir untuk memasuki nukleus.

Transportasi melalui kompleks pori nuklir

Transportasi melalui kompleks ini cukup efektif. Sekitar 100 molekul histon dapat melewati satu pori per menit.

Protein yang harus dikirim ke nukleus harus berikatan dengan importin alfa. Beta importin mengikat kompleks ini ke cincin luar. Dengan demikian, importin alfa terkait protein berhasil melewati kompleks pori. Akhirnya, importin beta memisahkan diri dari sistem dalam sitoplasma dan importin alpha sudah berdisosiasi di dalam nukleus.

Protein membran bagian dalam

Serangkaian protein lain dikhususkan untuk membran bagian dalam. Akan tetapi, sebagian besar dari kelompok yang terdiri dari hampir 60 protein membran integral ini belum dikarakterisasi, walaupun telah ditetapkan bahwa mereka berinteraksi dengan lamina dan dengan kromatin.

Ada semakin banyak bukti yang mendukung fungsi yang beragam dan penting untuk membran inti dalam. Tampaknya memainkan peran dalam organisasi kromatin, dalam ekspresi gen, dan metabolisme materi genetik.

Faktanya, telah ditemukan bahwa lokasi dan fungsi yang salah dari protein yang menyusun membran bagian dalam terkait dengan sejumlah besar penyakit pada manusia.

Protein membran luar

Kelas ketiga protein membran inti spesifik berada di bagian terluar dari struktur tersebut. Ini adalah kelompok protein membran integral yang sangat heterogen yang berbagi domain umum yang disebut KASH.

Protein yang ditemukan di bagian luar membentuk semacam "jembatan" dengan protein dari membran inti dalam.

Hubungan fisik antara sitoskeleton dan kromatin ini tampaknya relevan dengan peristiwa transkripsi, replikasi, dan mekanisme perbaikan DNA.

Protein foil

Kelompok terakhir protein membran inti terdiri dari protein lamina, jaringan filamen perantara yang terdiri dari laminasi tipe A dan B. Lamina tebalnya 30 hingga 100 nanometer.

Lamina adalah struktur penting yang memberikan stabilitas pada nukleus, terutama di jaringan yang terus-menerus terpapar kekuatan mekanis, seperti jaringan otot.

Mirip dengan protein internal membran inti, mutasi pada lamina terkait erat dengan sejumlah besar penyakit manusia yang sangat beragam.

Selain itu, semakin banyak bukti ditemukan yang menghubungkan lamina nuklir dengan penuaan. Semua ini menyoroti pentingnya protein membran inti dalam fungsi sel secara keseluruhan.

Membran inti pada tumbuhan

Dalam kerajaan tumbuhan, selubung inti merupakan sistem membran yang sangat penting, meskipun sangat sedikit dipelajari. Terlepas dari kenyataan bahwa tidak ada pengetahuan pasti tentang protein yang menyusun membran inti pada tumbuhan tingkat tinggi, perbedaan tertentu dengan kerajaan lainnya telah ditentukan.

Tumbuhan tidak memiliki sekuens yang homolog dengan laminae dan, alih-alih sentrosom, itu adalah membran inti yang bertindak sebagai pusat pengorganisasian mikrotubulus.

Untuk alasan ini, studi tentang interaksi selubung inti pada tumbuhan dengan elemen sitoskeleton adalah subjek studi yang relevan.

Referensi

1. Alberts, B., & Bray, D. (2006). Pengantar biologi sel. Panamerican Medical Ed.
2. Eynard, AR, Valentich, MA, & Rovasio, RA (2008). Histologi dan embriologi manusia: basis seluler dan molekuler. Panamerican Medical Ed.
3. Hetzer MW (2010). Amplop nuklir. Perspektif Cold Spring Harbor dalam biologi, 2 (3), a000539.
4. Meier, I. (2008). Organisasi fungsional inti tumbuhan. Peloncat.
5. Ross, MH, & Pawlina, W. (2006). Histologi. Lippincott Williams & Wilkins.
6. Welsch, U., & Sobotta, J. (2008). Histologi. Panamerican Medical Ed.
7. Muda, B., Woodford, P., & O'Dowd, G. (Eds.). (2014). Wheater. Histologi fungsional: Teks dan Atlas berwarna. Ilmu Kesehatan Elsevier.