Magpórusok és Funkcióik

Magpórusok

• Az eukarióta sejtek magburkát magpórusok törik át.
• A magpórusok alakja sejtfüggő, számuk pedig a sejt aktivitásának függvénye.
• Egy emlős sejtben 3000-4000 pórus található a magmembránon.
• A magpórusok szerepe a sejtmag és a citoplazma közötti anyagforgalomban (magi transzport).
• A magpórusokon keresztül molekulák juthatnak a magba és onnan ki.
• Például újonnan képzett, magba szánt fehérjék (enzimek, transzkripciós faktorok, riboszómális fehérjék) szállítódnak a citoplazmából a magba.
• Az RNS-molekulák, amelyek a magban keletkeznek, valamint a magban összeállt riboszóma-alegységek elhagyják a magot (magból a citoplazmába).

A magpórusok szerkezete

• Nem egyszerű lyukak a kettős membránon, hanem bonyolult szerkezetű pórus fehérje komplexumok (nuclear pore complex, átmérő 120 nm).
• Több mint 50 féle, nukleoporinoknak nevezett fehérjéből épülnek fel.
• A pórust gyűrű alakban elhelyezkedő fehérjék övezik, a citoplazma felőli membránrészen 8 filamentum nyúlik ki a citoplazma felé.
• A pórus középső részén található a nukleáris gyűrű.
• A mag felőli membránrészen 8 merev rúd nyúlik ki, amelyek az őket összekötő fehérjékkel együtt a nukleáris kosarat alakítják ki.
• A pórus belsejében egy henger alakú fehérje váz a központi csatornát fogja közre.

A sejtmag: A sejt "agya"

• A sejtmag a sejt információtároló és a sejtműködést irányító rendszere.
• Majdnem minden eukarióta sejt számára elengedhetetlen.

A sejtmag kialakulása

• Az archaea hipotézis szerint az eukarióta sejt őse egy DNS-genommal rendelkező archebaktérium lehetett.
• A sejtmaghártyát az ős-prokarióta plazmamembránjának befűződése eredményezte.
• A lefűződött membrán magába foglalta a DNS-t, mely így elkülönült a sejt többi részétől.

Történelmi áttekintés

• Antonie van Leeuwenhoek 1682-ben ábrázolta először a sejtmagot lazac vörösvérsejtben.
• Robert Brown 1833-ban részletesen leírta a sejtmagot.
• 1838-39-ben Schleiden és Schwann kimutatta, hogy minden növényi és állati sejtben megtalálható a sejtmag.

A sejtmag morfológiai jellegzetességei

• A sejtmagok száma: Általában egy, de lehet több is:
  • Szinciciumok: több sejt fúziója (pl. izomsejtek, trophoblaszt, osteoklasztok, Langhans-féle óriássejtek).
• A sejtmag alakja: Változatos és funkciófüggő:
  • Kerek, gömb (limfocita), óvális (fibroblaszt, szincicium), szegmentált (polimorfonukleáris neutrofilek/ PMN), karéjozott (megakariocita), megnyúlt, lapított (fibrocita, kehelysejtek), pálcika (spermatocita).
• Mag nélküli sejtek: Keratinocita, érett vörösvértest.

Langhans típusú óriássejt

• A sejtmagok rendezetten helyezkednek el.
• Megtalálható TBC, lepra, szarkoidózis, Morbus Crohn, Reum.arthritis esetén.
  • A makrofágok fúziója eredményezi.

Idegentest típusú óriássejt

• A sejtmagok rendezetlenül helyezkednek el.
• Több száz maggal rendelkezhet.

A sejtmag mérete

• A sejtmag mérete 5-10 µm.
• Függ a sejt méretétől, a fejlődési stádiumtól és a sejt fiziológiai állapotától.
  • Blasztok: fiatal vagy érett aktív sejtek, változó mérettel, de nagy maggal.
  • Citák: érett, inaktív sejtek, kis sejtmag.

A sejtmag helyzete

• Általában a sejt centrumában helyezkedik el.
• A sejt funkciójának függvényében perifériás vagy bazális is lehet:
  • Perifériás (zsírsejtek, plazmocita, harántcsíkolt izomrost).
  • Bazális (mirigyek, nyálkahártyák hámsejtjei).

A sejtmag felépítése

• Magburok
• Magpórusok
• Kromatin
• Sejtmagvacska
• Magplazma (nukleoplazma)

Magburok

• Kettős membrán (két kettős lipidréteg), eltérő összetétellel.
• A külső maghártya hasonló az ER membránjához, amellyel közvetlen kapcsolatban van.
• A felszínén riboszómák figyelhetők meg.
• A két membrán között 20-40 nm széles perinukleáris tér (perinuklearis ciszterna) foglal helyet, amely összenyílik az ER membránrendszerének üregeivel.
• A belső maghártya olyan fehérjéket tartalmaz, amelyek kötőhelyként szolgálnak a kromoszómák és horgonyként a maglamina számára.

Maglamina

• A belső membrán magnedv felőli oldalán található.
• 30-100 nm-es rácsozatot alkot, amelyet laminok és lamin asszociált fehérjék alkotnak.
• A magpórusok területén a lamina megszakad.

Laminok

• A laminok intermedier filamentumok, három típusa létezik: lamin A, lamin C és lamin B.
  • Lamin A és lamin C izoformák, mindkettőt a LMNA gén kódolja.

Lamin asszociált fehérjék

• Biztosítják a kötődést a magburok belső membránjához.
• Legfontosabb példák: emerin (lamin A-t és B-t is köt), lamin B receptor (LBR).

A maglamina szerepe

• Nukleoszkeletális szerep:
  • A maghártya mechanikai támasztéka.
  • A magpórusok szerkezetének és stabilitásának erősítése.
  • A kromatin állomány magon belüli szerveződése.
• Apoptózisban a laminok a kaszpázok célfehérjéi közé tartoznak.
• Sejtciklus szabályozása, génexpresszió szabályozása.

Laminopáthiák

• A laminok és lamin-asszociált fehérjéket kódoló gének mutációi különböző betegségeket okoznak.
• Emery–Dreifuss izomdisztrófia:
  • X-kromoszómához kötött forma: emerin gén mutációja.
  • Autoszomális domináns forma: lamin A gén mutációja.

Ez a kvíz a magpórusok működését és felépítését tárgyalja az eukarióta sejtekben. Megismerkedhetünk a magpórusokon keresztül zajló anyagforgalommal és a pórus fehérje komplexumokkal. A kérdések segítenek megérteni, hogyan befolyásolja a magpórusok száma és szerkezete a sejtek működését.