Nukleoli on ydinkeskustan osa-alue, joka kokoaa ribosomaaliset alayksiköt eukaryoottisoluissa. Kromosomien nukleoliorganisaatioalueet, jotka sisältävät pre-ribosomaalisen ribonukleiinihapon (rRNA) geenejä, toimivat nukleolirakenteen perustana. Nukleoli hajoaa mitoosin alussa, sen osat hajaantuvat solun eri osiin, ja uudelleen kokoaminen tapahtuu telofaasin ja varhaisen G1-vaiheen aikana. Ribosomien kokoaminen alkaa pre-rRNA:n transkriptiolla. Transkription aikana ribosomaaliset ja ei-ribosomaaliset proteiinit kiinnittyvät rRNA:han.

Sen jälkeen tapahtuu pre-rRNA:n modifikaatio ja pilkkoutuminen sekä useampien ribosomaalisten proteiinien ja 5S-rRNA:n sisällyttäminen kypsyviin preribosomaalisiin komplekseihin. Nukleoli sisältää myös proteiineja ja RNA:ta, jotka eivät liity ribosomin kokoamiseen, ja nukleolille on tunnistettu useita uusia tehtäviä. Näitä ovat muun muassa signaalintunnistuspartikkelien kokoaminen, solustressin aistiminen ja ihmisen immuunikatoviruksen 1 (HIV-1) lähetti- RNA:n kuljettaminen.

Mikä on nukleoli?

Nukleoli on pyöreä kappale, joka sijaitsee eukaryoottisolun tuman sisällä. Sitä ei ympäröi kalvo vaan se istuu tuman sisällä. Nukleoli tekee ribosomaalisia alayksiköitä proteiineista ja ribosomaalisesta RNA:sta, joka tunnetaan myös nimellä rRNA. Sitten se lähettää alayksiköt muualle soluun, jossa ne yhdistyvät kokonaisiksi ribosomeiksi. Ribosomit muodostavat proteiineja, joten nukleoluksella on tärkeä rooli solun proteiinien valmistuksessa.

Nukleolus on solun tuman näkyvin rakenne. Se on ribosomaalisen RNA:n (rRNA) transkription, pre-rRNA:n prosessoinnin ja ribosomin alayksiköiden kokoamisen paikka. Nukleoli on dynaaminen rakenne, joka kerääntyy rRNA-geenin toistoklustereiden ympärille myöhäisen telofaasin aikana, säilyy koko interfaasin ajan ja hajoaa sitten, kun solu siirtyy mitoosiin. Nukleolien ja ympäröivän nukleoplasman välisen tiheyseron ansiosta se on helposti havaittavissa joko elävissä tai fiksoiduissa soluissa faasikontrasti- tai differentiaalisen interferenssikontrastin (DIC) optiikan avulla tarkasteltuna (ylempi vasemmanpuoleinen paneeli).

Fluoresoivien proteiinien (FP) tekniikan tulon ansiosta nukleolit voidaan havaita fluoresenssimikroskoopilla solulinjoissa, jotka ilmentävät FP:llä leimattuja nukleoliproteiineja. Esimerkki on esitetty vasemman yläpaneelin sisäkuvassa, jossa PP1γ, proteiinifosfataasi, joka kerääntyy nukleoliin, on merkitty YFP:llä ja ekspressoitu vakaasti HeLa-soluissa.

Nukleoluksen toiminta

Nukleolus, jonka ensisijainen tehtävä on ribosomien kokoaminen, on solun tuman suurin rakenne.

Nukleoluksen perustana ovat kromosomien tumajärjestäjäalueet, jotka kätkevät sisäänsä pre-rRNA:n geenit.

Kaikki aktiiviset nukleolit sisältävät ainakin kaksi ultrastruktuurista komponenttia, nukleolin tiheän fibrillaarisen komponentin, joka edustaa varhaisia preribosomaalisia komplekseja, ja granulaarisen komponentin, joka sisältää kypsempiä preribosomaalisia partikkeleita.

Useimmissa korkeampien eukaryoottien nukleoleissa on myös fibrillaarisia keskuksia, jotka ovat Nucleusin organisatoristen alueiden interfaasivaiheen vastineita.

Nukleus purkautuu mitoosin alussa ja alkaa koota uudelleen telofaasissa.

Ribosomien kokoaminen alkaa RNA-polymeraasi I:n suorittamalla pre-rRNA:n transkriptiolla.

Ribosomaaliset ja ei-ribosomaaliset proteiinit ja 5S RNA assosioituvat pre-rRNA:n kanssa transkription aikana ja sen jälkeen.

Pre-rRNA modifioidaan ja prosessoidaan rRNA:ksi ei-ribosomaalisten proteiinien ja pienten nukleolaaristen RNA:iden avulla.

Nukleolilla on lukuisia muita tehtäviä, kuten signaalintunnistuspartikkelien kokoaminen, siirtorNA:iden modifiointi ja solustressin aistiminen.

Nukleolin toiminta eläinsolussa/kasvisolussa

Nukleoli on yksi solun tuman tärkeimmistä komponenteista, ja se on ylivoimaisesti helpoimmin tunnistettava alarakenne eukaryoottisolujen ytimessä. Se voidaan helposti määrittää vaihekontrastimikroskopialla ja erilaisten väriaineiden avulla. Nukleoli, joka tunnetaan myös nimellä ribosomitehdas, koostuu proteiinista, ribonukleiinihaposta (RNA) ja deoksiribonukleiinihaposta (DNA).

Nukleolin toimintaa voidaan kuvata näin: pitkä ribosomaalisen RNA:n (rRNA) esiaste-molekyyli transkriboituu DNA:lta, tuman kohdalla se prosessoidaan kolmeksi kypsäksi RNA:ksi, jotka pakataan yhteen tietyntyyppisten proteiinien kanssa pienten ja suurten ribosomaalisten alayksiköiden muodostamiseksi. Heti kun alayksiköt on koottu, ne kuljetetaan ulos nukleolista sytoplasmaan käytettäväksi tehtävissä, kuten proteiinisynteesissä tai translaatiossa. Nukleoli ei ole luonteeltaan staattinen rakenne. Se hajoaa lopulta mitoosin aikana ja muuntuu takaisin varhaisessa G1-vaiheessa. Tämän tuman osan muodostuminen ei aiheuta ribosomaalisen RNA:n tai rRNA-geenin ilmentymistä, vaan tuotetut nukleolit ovat itse asiassa rRNA:n prosessoinnin ja transkription tulosta.

Sijainti

Nukleoli sijaitsee solun tuman keskellä. Sen koko voi vaihdella eliötyypistä riippuen. Nukleoluksen pääkomponentit ovat RNA, DNA ja proteiinit.

Tehtävä

Nukleoluksella on yksi päätehtävä. Tuo päätehtävä on tuottaa alayksiköitä, jotka sitten yhdessä muodostavat ribosomeja. Tämä ribosomien tuotanto osallistuu epäsuorasti nukleoliin proteiinisynteesissä. Lisäksi nukleoli osallistuu noin 50 %:iin RNA-synteesistä.

Ytimen rakenne

Monien eukaryoottisolujen tuma sisältää rakenteen, jota kutsutaan ytimeksi. Koska tuma on solun ”aivot”, nukleolusta voisi väljästi ajatella tuman aivoina. Nukleoli vie noin 25 % ytimen tilavuudesta.
Tämä rakenne koostuu proteiineista ja ribonukleiinihapoista (RNA). Sen tärkein tehtävä on ribosomaalisen RNA:n (rRNA) uudelleenkirjoittaminen ja yhdistäminen proteiineihin. Tämä johtaa epätäydellisten ribosomien muodostumiseen. Nukleoplasman ja nukleolien sisäosien välillä on katkeamaton ketju, joka tapahtuu nukleolaaripassien järjestelmän kautta. Näiden läpivientien ansiosta molekyylipainoltaan jopa 2000 kDa:n makromolekyylit voivat helposti kiertää koko nukleoluksen sisällä.
Koska nukleolus on läheisessä yhteydessä solun kromosomimateriaaliin ja sillä on tärkeä rooli ribosomien tuottamisessa, nukleoluksen uskotaan olevan syynä moniin erilaisiin ihmisen sairauksiin.

Mikä on ytimen tehtävä?

Tällä organellilla on kaksi päätehtävää: Se varastoi solun perintöaineksen eli dna:n, ja se koordinoi solun toimintaa, johon kuuluvat kasvu, välittäjäaineenvaihdunta, proteiinisynteesi ja lisääntyminen (solunjakautuminen). Ainoastaan kehittyneiden eliöiden, niin sanottujen eukaryoottien, soluissa on ydin.

Mikä on ydin ja mikä on sen tehtävä?

Tytimen toiminta. Ydin on organelli, joka löytyy eukaryoottisoluista. Täysin suljetun ydinkalvon sisällä se sisältää suurimman osan solun geneettisestä materiaalista. Tämä materiaali on järjestäytynyt DNA-molekyyleiksi yhdessä erilaisten proteiinien kanssa muodostaen kromosomeja.

Mistä ydinkeskusta löytyy kasvi- tai eläinsolussa?

Se löytyy sekä kasvi- että eläinsoluista. Mutta RBC:ssä eli punasoluissa ydin on enukleoitunut.

Mikä on nukleolin tärkein tehtävä?

Tydin valmistaa ribosomaalisia alayksiköitä proteiineista ja ribosomaalisesta RNA:sta, joka tunnetaan myös nimellä rRNA. Sitten se lähettää alayksiköt muualle soluun, jossa ne yhdistyvät kokonaisiksi ribosomeiksi. Ribosomit muodostavat proteiineja; siksi ytimellä on elintärkeä rooli proteiinien valmistuksessa solussa.

Onko kasvisolussa ydin?

Ytimessä sijaitsee solun dna ja se ohjaa proteiinien ja ribosomien synteesiä. Kasvisoluilla on soluseinä, suuri keskeinen tyhjiö, kloroplastit ja muut erikoistuneet plastidit, kun taas eläinsoluilla ei ole.