核小体

1月 14, 2022

写真提供: Yang MingQi

核小体は真核生物の核の中で最も認識しやすい部分構造で、位相差顕微鏡で見るのと同様に様々な色素を使って見ることができる。 出芽酵母では、核小体が核の半分近くを占めている。 他の種の細胞では、複数の核小体が存在することが多い。 核小体は、デオキシリボ核酸(DNA)、リボ核酸(RNA)、タンパク質からなるリボソーム製造工場である。 核小体では、長いリボソームRNA(rRNA)前駆体分子がDNAから転写され、3つの成熟RNAに加工され、特定のタンパク質とともにパッケージされて、大小のリボソームサブユニットがつくられる。 サブユニットが組み立てられると、核小体から細胞質へと輸送され、翻訳(タンパク質合成)に使用される。

核小体は静的な構造ではありません。 有糸分裂の際に分解され、G1期初期に再構築される。 核小体の形成はrRNA遺伝子の発現を引き起こさない。 むしろ、核小体はrRNAの転写とプロセシングの結果である。

哺乳類組織培養細胞の着色透過電子顕微鏡写真。核(赤)、核小体(オレンジ)、細胞質(青)を示す。

電子顕微鏡で見ると、核小体は繊維状成分と粒状成分という2つの異なる部分を持っていることがわかる。 線維成分は、高密度線維成分と線維中心という2つの区画に細分化される。 フィブリルセンターには、rRNAを転写するRNAポリメラーゼIが大量に存在する。 rRNA遺伝子の転写は、フィブリル密集部とフィブリル中心部の界面で起こると考えられている。 リボソームの組み立ての後期は、粒状成分で行われる。

ヒトの染色体には、13、14、15、21、22番染色体の短腕に5つの核小体オーガナイザー領域(NORと呼ばれる)が存在します。 ヒトの場合、各NORには約100個のタンデムに繰り返されるrRNA遺伝子のコピーが含まれている。 異なる染色体のNORは、通常、間期で一緒になる。 従って、1つの核小体には、2つ以上の異なるNORからのrRNA遺伝子が含まれていることが多い。 NORを持つ染色体が1本しかなく、したがって核小体も1本である種もあります。

リボソームの組み立てにおける核小体の確立された機能に加えて、最近の証拠は、様々な小さなリボ核タンパク質(RNP)の組み立てと修正、重要な細胞周期制御タンパク質の隔離、他の非リボソームRNAの輸出、細胞の老化や老化の制御といった他のいくつかの細胞プロセスにも核小体が関与することを示唆しています。

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