核質は、 DNAとそのような核小体のような他の核構造は、埋め込まれた物質です。それは、核の膜を通して細胞質から分離されていますが、核の孔を通して物質と交換できます。
その成分は主に水と一連の糖、イオン、アミノ酸、および遺伝子調節に関与するタンパク質と酵素であり、これらはヒストン以外の300以上のタンパク質です。実際、その組成は細胞質と似ています。
この核液の中にはヌクレオチドもあり、これは酵素と補因子の助けを借りて、DNAとRNAの構築に使用される「ビルディングブロック」です。寛骨臼などのいくつかの大きな細胞では、核質がはっきりと見えます。
核質は、以前はクロマチンと核小体を除いて、核に囲まれたアモルファスの塊からなると考えられていました。しかし、核質の内部には、核マトリックスと呼ばれる、核のクロマチンや他の成分の組織化を担当するタンパク質ネットワークがあります。
新しい技術は、このコンポーネントをよりよく視覚化し、核内シート、核孔から出現するタンパク質フィラメント、およびRNA処理装置などの新しい構造を識別することができました。
一般的な特性
「核果液」または核質とも呼ばれる核質は、細胞質と同様の特性を持つ原形質コロイドであり、比較的高密度で、さまざまな生体分子、主にタンパク質が豊富です。
クロマチンと核小体と呼ばれる1つまたは2つの小体がこの物質に含まれています。この流体には、カハール体、PML体、スパイラル体、核スペックルなど、他にも巨大な構造があります。
メッセンジャーpreRNAと転写因子の処理に必要な構造は、カハールボディに集中しています。
核スペックルはカハールボディに似ているように見えます。それらは非常に動的であり、転写がアクティブな領域に向かって移動します。
PMLボディは、核内の数を信じられないほど増加させるため、癌細胞のマーカーであるように見えます。
直径0.5〜2 µmの範囲の一連の球状の核小体もあり、小球またはフィブリルで構成されています。これらは、健康な細胞で報告されていますが、その頻度は病理学的構造ではるかに高くなっています。
核質に埋め込まれている最も関連性の高い核構造を以下に示します。
Nucleoli
核小体は、細胞の核の内側にある優れた球形の構造であり、核質の残りの部分からそれらを分離する生体膜の種類によって区切られていません。
それは、リボソームをコードする配列が配置されているNOR（染色体核小体オーガナイザー領域）と呼ばれる領域で構成されています。これらの遺伝子は、染色体の特定の領域にあります。
人間の特定のケースでは、それらは染色体13、14、15、21、22の衛星領域に編成されます。
リボソームを構成するサブユニットの転写、プロセッシング、およびアセンブリなどの一連の基本的なプロセスが核小体で発生します。
一方、最近の研究では、その伝統的な機能は別として、核小体が癌細胞抑制タンパク質、細胞周期調節因子、およびウイルス粒子由来のタンパク質に関連していることがわかっています。
核内領域
DNA分子は細胞核質にランダムに分散されておらず、ヒストンと呼ばれる進化の過程で高度に保存された一連のタンパク質とともに非常に特異的でコンパクトな方法で構成されています。
DNAを組織化するプロセスにより、4メートル近くの遺伝物質を微細構造に導入できます。
遺伝物質とタンパク質のこの関連付けは、クロマチンと呼ばれます。これは核質で定義された領域またはドメインで構成されており、ユークロマチンとヘテロクロマチンの2つのタイプを区別できます。
ユークロマチンはコンパクトではなく、非常にコンパクトであるヘテロクロマチンとは対照的に、転写因子および他のタンパク質がそれにアクセスできるため、転写がアクティブな遺伝子を含みます。
ヘテロクロマチン領域は末梢にあり、ユークロマチンはより核の中心にあり、核孔にも近い。
同様に、染色体は染色体テリトリーと呼ばれる核内の特定の領域に分布しています。言い換えると、クロマチンは核質にランダムに浮いているわけではありません。
核マトリックス
さまざまな核コンパートメントの構成は、核マトリックスによって決定されているようです。
それは、核孔複合体に結合したシートで構成される核の内部構造であり、核小体の残骸と、核全体に分布し、そのかなりの量を占める一連の繊維状および顆粒状構造です。
マトリックスを特徴づけようとした研究は、その生化学的および機能的構成を定義するには多すぎると結論付けています。
薄層は、10〜20 nmの範囲のタンパク質から構成される一種の層であり、コア膜の内面に並置されています。タンパク質の構成は、研究する分類群によって異なります。
ラミナを構成するタンパク質は、中間フィラメントに似ており、核シグナルに加えて、球状領域と円筒状領域を持っています。
内部核マトリックスに関しては、メッセンジャーRNAや他のタイプのRNAとの結合部位を持つ多数のタンパク質が含まれています。この内部マトリックスでは、DNA複製、非核小体転写、転写後メッセンジャーpreRNAプロセッシングが発生します。
核骨格
核の内部には、核骨格と呼ばれる細胞の細胞骨格に匹敵する構造があり、アクチン、αII-スペクトリン、ミオシンなどのタンパク質と、タイチンと呼ばれる巨大タンパク質で構成されています。ただし、この構造の存在については、研究者たちによってまだ議論されています。
構造
核質は、上記の様々な核構造を区別できるゼラチン状物質である。
核質の主要成分の1つはリボ核タンパク質で、タンパク質とRNAに親和性のある芳香族アミノ酸が豊富な領域で構成されるRNAで構成されています。
核に含まれるリボ核タンパク質は、具体的には小さな核リボ核タンパク質と呼ばれます。
生化学的組成
核質の化学組成は複雑であり、核タンパク質や酵素などの複雑な生体分子や、カリウムやナトリウム、カルシウム、マグネシウム、リンなどの塩やミネラルなどの無機化合物も含まれます。
これらのイオンのいくつかは、DNAを複製する酵素の不可欠な補因子です。また、ATP（アデノシン三リン酸）とアセチル補酵素Aが含まれています。
DNAやRNAなど、核酸の合成に必要な一連の酵素が核質に埋め込まれています。最も重要なのは、とりわけ、DNAポリメラーゼ、RNAポリメラーゼ、NADシンセターゼ、ピルビン酸キナーゼです。
核質の最も豊富なタンパク質の1つは、核プラスチムです。これは、頭と尾に不均等なドメインがある酸性の五量体タンパク質です。その酸性特性は、ヒストンに存在する正の電荷を保護し、ヌクレオソームと結合するのに役立ちます。
ヌクレオソームは、DNAとヒストンとの相互作用によって形成される、ネックレス上のビーズのような構造です。小脂質分子もこの半水性マトリックスに浮遊していることが検出されています。
特徴
核質は、核と細胞一般の適切な機能のために一連の必須反応が行われるマトリックスです。DNA、RNA、リボソームサブユニットの合成が行われる場所です。
それは、材料を輸送する手段を提供することに加えて、その中に沈められた構造を保護する一種の「マットレス」として機能します。
核内構造物のための懸濁液中間体として機能し、核の形状を安定に保ち、剛性と靭性を与えます。
細胞質と同様に、核質におけるいくつかの代謝経路の存在が実証されています。これらの生化学的経路の中には解糖系とクエン酸回路があります。
ペントースを核に与えるペントースリン酸経路も報告されています。同様に、核はNAD +の合成ゾーンであり、デヒドロゲナーゼの補酵素として機能します。
Messenger preRNAプロセッシング
プレmRNAの処理は核質で行われ、snRNPと略される小さな核小体リボ核タンパク質の存在を必要とします。
実際、真核生物の核質で発生する最も重要な活動の1つは、成熟したメッセンジャーRNAの合成、処理、輸送、および輸出です。
リボ核タンパク質は一緒にグループ化して、スプライセオソームまたはスプライシング複合体を形成します。これは、メッセンジャーRNAからイントロンを除去するための触媒中心です。ウラシルを多く含む一連のRNA分子がイントロンの認識に関与しています。
スプライシオソームは、他のタンパク質の関与に加えて、snRNA U1、U2、U4 / U6およびU5と呼ばれる約5つの小さな核小体RNAで構成されています。
真核生物では、遺伝子は、除去する必要があるイントロンと呼ばれる非コード領域によってDNA分子内で中断されていることを思い出してください。
スプライシング反応は、2つの連続したステップを統合します。イントロンの3 'ゾーンに隣接するアデノシン残基との相互作用による5'カットゾーンでの求核攻撃（エクソンを解放するステップ）、それに続くエクソンの結合。
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