Corpurile nucleare sunt subcompartimente din nucleu care nu sunt înconjurate de membrane [1] , ci sunt complexe separate, distincte morfologic de proteine și ARN . Corpurile nucleare includ nucleolul , corpul Cajal și alte structuri non-membranare. Biogeneza corpului nuclear se bazează pe aceleași principii generale, cum ar fi capacitatea de a forma de novo (de la zero), auto-organizarea și rolul ARN-ului ca element structural. Controlul biogenezei corpului nuclear este necesar pentru modificarea corectă a arhitecturii nucleului în timpul ciclului celular și stă la baza răspunsului celulei la stimulii intra și extracelulari. Multe corpuri nucleare îndeplinesc funcții specifice, cum ar fi sinteza și procesarea ARN-ului pre-ribozomal în nucleol, acumularea și asamblarea componentelor spliceosome în petele nucleare sau acumularea de molecule de ARN în paraspeckles . Mecanismele care asigură îndeplinirea acestor funcții de către corpurile nucleare sunt foarte diverse. În unele cazuri, corpul nuclear poate servi ca loc pentru anumite procese, cum ar fi transcripția . În alte cazuri, corpurile nucleare par să regleze indirect concentrațiile locale ale componentelor lor în nucleoplasmă . Deși majoritatea corpurilor nucleare au formă sferică , cele mai multe dintre ele pot fi identificate prin morfologia lor unică, care este dezvăluită de microscopia electronică și prin localizarea lor în nucleu. Ca și organele citoplasmatice , corpurile nucleare conțin un set specific de proteine care le determină structura la nivel molecular [2] .
Multe corpuri nucleare se comportă ca o picătură de lichid vâscos . De exemplu, în ovocitele de broaște Xenopus , nucleolii sunt aproape perfect sferici. Când doi nucleoli se întâlnesc, ei fuzionează unul cu celălalt pentru a forma un nucleol mai mare. Fuziune similară a fost descrisă pentru corpurile Cajal, corpurile loci histonice , petele nucleare și alte corpuri. Cu toate acestea, unele corpuri nucleare, cum ar fi nucleolul, constau din mai multe componente structurale, după cum evidențiază datele microscopiei electronice. La prima vedere, acest lucru contrazice ideea corpurilor nucleare ca picături de lichid vâscos. În ovocitele Xenopus , atât componenta granulară, cât și componenta fibrilă densă a nucleolilor pot suferi fuziune și schimb de proteine, dar componenta granulară face acest lucru mai rapid. Proteinele cheie ale componentelor fibrilare granulare și dense, nucleofosmina și , respectiv, fibrilarina , pot forma picături în prezența ARN atunci când sunt purificate, dar picăturile de nucleofosmină fuzionează și schimbă proteine mai repede decât proteinele fibrilarine. Din punct de vedere fizic, picăturile de nucleofosmină sunt un lichid vâscos, în timp ce picăturile de fibrilarină sunt viscoelastice , ceea ce explică dinamica lor lentă. Când nucleofosmina purificată și fibrilarina sunt combinate într-o singură picătură, ele formează faze asemănătoare nucleolare nemiscibile: picăturile mici de fibrilarină se află în interiorul picăturilor mai mari de nucleofosmină. Nemiscibilitatea fazelor este asigurată de diferența de tensiune superficială , deoarece picăturile de fibrilarină în soluție apoasă sunt mai hidrofobe decât picăturile de nucleofosmină. Poate că, într-un mod similar, este explicată incapacitatea diferitelor corpuri nucleare de a fuziona unele cu altele. De exemplu, nucleolii și corpurile Cajal sunt adesea în contact strâns, dar nu fuzionează niciodată, posibil din cauza unei bariere energetice interfaciale ridicate [3] .
O proprietate comună a tuturor corpurilor nucleare este stabilitatea lor structurală. Corpurile nucleare separate se pot distinge pe tot parcursul interfazei - de la începutul fazei G1 până la ieșirea din faza G2 . În timpul interfazei, corpurile nucleare suferă mișcări dinamice în interiorul nucleului și, cu cât corpul este mai mare, cu atât se mișcă mai puțin. Corpurile mari, cum ar fi nucleolii și petele, care ating 2-3 µm în diametru, sunt practic imobile și sunt capabile doar de o mișcare locală limitată. Corpurile mai mici, cum ar fi corpurile Cajal și corpurile PML , cu dimensiuni cuprinse între 500 nm și 1 µm , se deplasează rapid prin nucleu și suferă fuziuni și separări frecvente [4] .
În ciuda stabilității structurale generale, corpurile nucleare se caracterizează printr-un dinamism intern semnificativ. Componenta principală a corpurilor nucleare sunt proteinele speciale care sunt prezente și în nucleoplasmă, deși la o concentrație mult mai mică. Experimentele de fotoalbire au arătat că corpurile nucleare își schimbă intens componentele principale cu nucleoplasma. În câteva minute, compoziția moleculară a corpurilor nucleare este complet schimbată cu molecule nucleoplasmatice anterior [4] .
Datorită absenței membranelor înconjurătoare, forma și dimensiunea corpurilor nucleare sunt determinate de suma interacțiunilor moleculelor care le alcătuiesc. Printre astfel de interacțiuni, interacțiunile covalente nu au fost identificate , prin urmare moleculele din interiorul corpurilor interacționează între ele prin legături slabe necovalente. Factorul determinant cheie este echilibrul dintre moleculele de intrare și de ieșire: cu o creștere a fluxului de molecule de intrare, dimensiunea corpului crește, iar o scădere a dimensiunii sale sau o creștere a fluxului de molecule de ieșire duce la o scădere a corpul. Mecanismele moleculare care determină acest echilibru sunt puțin înțelese, dar includ modificări post-translaționale ale proteinelor care alcătuiesc corpurile nucleare. Controlul numărului de corpuri nucleare este, de asemenea, prost înțeles. Chiar și numărul de nucleoli, care se formează numai în jurul unui număr fix de regiuni de cromozomi , organizatorii nucleolari , variază între diferitele țesuturi și tipuri de celule. Se știe că numărul de corpi Cajal este reglat de proteina marker coilin : dacă mai multe situsuri cheie de fosforilare ale acestei proteine sunt mutate , numărul de corpi Cajal este redus. Mai mult, dimensiunea și numărul corpurilor nucleare depind de condițiile fiziologice. Astfel, numărul de nucleoli este crescut în celulele care proliferează activ. În limfocite , care sintetizează în mod activ proteine și, prin urmare, necesită cantități mari de ARNr , nucleolii cresc în dimensiune. Numărul de corpuri PML este asociat pozitiv cu condițiile de stres [5] .
Corpurile nucleare mari sunt, de obicei, în mare măsură imobile, deși sunt capabile de o mișcare ușoară și de fuziune între ele. După cum au arătat experimentele cu nucleoli de interfază induși experimental, heterocromatina joacă un rol principal în limitarea mobilității corpurilor nucleare . Mișcarea nucleolilor a fost independentă de actină , iar fuziunile lor au avut loc în ciocniri aleatorii. Fiecare corp ocupa un compartiment separat limitat de heterocromatină. Supracondensarea artificială a cromatinei a dus la o scădere semnificativă a frecvenței de fuziune a corpurilor și, în consecință, a limitat mobilitatea acestora [6] . Mobilitatea corpurilor nucleare are și o semnificație funcțională, influențând diverse aspecte ale funcționării genomului [7] .
Conform metodei de formare, corpurile nucleare pot fi împărțite în două clase: dependente de activitate și independente de activitate. Prima clasă include corpuri care se formează la locurile anumitor procese nucleare, cum ar fi transcripția, iar morfologia lor depinde strict de intensitatea procesului. Aceste corpuri includ nucleolul, care se formează prin transcrierea grupurilor de gene ARNr (organizatori nucleolari). Când transcripția ADNr-ului este suprimată, nucleolul suferă o reorganizare structurală rapidă, iar livrarea unor gene ARNr suplimentare pe plasmide la nucleu duce la apariția unor nucleoli suplimentari. Corpii loci histone se formează în jurul genelor histonelor atunci când transcripția acestor gene este activată la începutul replicării ADN-ului în timpul fazei S. Din această clasă aparțin și corpurile nucleare de stres și petele nucleare. A doua clasă include corpuri, pentru formarea cărora nu este nevoie de niciun proces nuclear. Astfel de corpuri nucleare se formează în nucleoplasmă și pot fi asociate ulterior cu o locație specifică în nucleu. Acestea sunt corpurile Cajal și corpurile PML. Uneori sunt localizate în anumite locuri din nucleu și chiar sunt asociate cu loci specifici, dar se formează în nucleoplasmă și dobândesc o astfel de conexiune mai târziu. De exemplu, la activarea genelor mici de ARN nuclear U2 , acestea sunt supuse unei mișcări țintite, dependente de actină, către corpurile Cajal formate anterior [8] .
Formarea unui corp nuclear începe cu evenimentul de nucleare. În timpul nucleării, componentele cheie ale corpului devin imobile, se adună împreună și atrag alte blocuri de construcție. În corpurile dependente de activitate, nuclearea este declanșată de procesele necesare formării corpurilor. În cazul nucleolului, nucleolul are loc la acumularea de proteine nucleolare pe ADNr și pre-ARNr, iar în cazul corpurilor loci histonice, la acumularea de factori de procesare la capătul 3' al pre-ARNm histonelor. În corpurile independente de activitate, nucleatorii sunt probabil proteine structurale sau ARN, dar nu au fost identificați astfel de nucleatori până acum [9] .
Unele corpuri nucleare pot fi formate de novo (de la zero) în condiții fiziologice sau experimentale. De exemplu, formarea de nucleoli de novo este posibilă atunci când minigenele ARNr sunt introduse în celule ca parte a plasmidelor. Un fenomen similar a fost descris pentru oogeneză la broasca Xenopus , în ale cărei ovocite mii de gene ARNr extracromozomiale sunt amplificate în timpul acestui proces și se formează mulți nucleoli mici pe parcurs. Petele nucleare pot fi, de asemenea, formate de novo la activarea proceselor de transcripție în celulă după suprimarea globală. În timpul infecțiilor virale , are loc formarea rapidă a corpurilor PML: proteinele cheie ale corpului PML înconjoară genomul viral pentru a forma un corp complet. Această reacție pare să servească drept răspuns imun înnăscut împotriva virușilor. Cu toate acestea, formarea de novo este arătată cel mai clar pentru corpurile Cajal. Dacă, în celulele care nu au în mod normal corpi Cajal, este cauzată temporar supraexprimarea componentelor acestor corpuri, atunci se vor forma efectiv corpi Cajal. În plus, dacă componentele corpurilor Cajal sunt imobilizate artificial pe cromatină la locuri aleatorii, ele se vor forma în aceste locuri [10] .
Multe corpuri nucleare conțin molecule de ARN, care joacă adesea un rol important în asamblarea acestor corpuri. ARN-ul poate participa la biogeneza corpurilor nucleare în două moduri. În primul rând, ARN-urile pot servi ca șabloane pentru asamblarea corpurilor, de exemplu, în cazul majorității corpurilor dependente de activitate care se formează în jurul site-urilor cu transcripție activă. Astfel de ARN atrag proteinele de legare a ARN care fac parte din corpurile nucleare , declanșând formarea corpurilor. În al doilea rând, ARN-ul poate acționa ca un element arhitectural în corpurile nucleare. De exemplu, formarea paraspeckle necesită NEAT1 (cunoscut și ca MEN-ε/β), o moleculă lungă, stabilă, de ARN poliadenilat , situată în nucleu. Degradarea acestui ARN prin interferența ARN duce la distrugerea paraspeckles-urilor. În plus, paraspeckles nu sunt detectate în nucleele celulelor stem embrionare umane care nu exprimă NEAT1 [11] .
Teoretic, există două mecanisme principale pentru asamblarea corpurilor nucleare:
Experimentul descris mai sus cu privire la asamblarea corpurilor Cajal la locurile de imobilizare pe cromatina a componentelor cheie ale acestor corpuri mărturisește în favoarea acestei din urmă rute. Întrebarea ce se întâmplă în timpul adunării organismelor dependente de activitate rămâne însă deschisă [12] .
Formarea corpurilor nucleare se poate baza nu numai pe interacțiuni proteină-proteină și proteină-ARN, ci și pe tranziții de fază lichid-lichid [ ( LLPS ), care sunt furnizate de domeniile care promovează agregarea proteinelor corpului nuclear. Modelul de tranziție de fază poate explica proprietățile fluide ale corpurilor nucleare, cum ar fi capacitatea lor de a fuziona și separa, precum și dinamica lor rapidă intranucleară. Este posibil ca heterocromatina însăși să aibă proprietățile picăturilor lichide [13] . S-a demonstrat experimental că proteinele hnRNPA1 și FUS , care fac parte din granulele de stres citoplasmatic și paraspeckles, pot asigura separarea fază lichid-lichid (LLPS ) în prezența ARN. S-a demonstrat că unele domenii proteice suferă LLPS numai atunci când sunt combinate la concentrații specifice. Fiecare corp nuclear poate avea propriul său raport de proteine care furnizează LLPS. Domeniile proteice asociate cu agregarea, cum ar fi domeniile asemănătoare prionilor , precum și domeniile care promovează polimerizarea (de exemplu, domeniul spiralat ) și regiunile de complexitate scăzută , sunt expuse la LLPS [14] . O varietate de structuri nucleare formate datorită separării fazelor sunt implicate în diferite etape ale expresiei genelor , cum ar fi transcripția și procesarea ARN , afectează starea epigenetică a genelor și joacă un rol în dezvoltarea multor boli [15] . Fosfoinozitidele pot lua parte la formarea corpurilor nucleare datorită separării fazelor. În 2018, s-au găsit corpuri care conțin fosfatidilinozitol-4,5-bisfosfat în nucleele celulare ale unei game largi de organisme ; acestea sunt cunoscute sub numele de insulițe lipidice nucleare (NLI ) . Probabil, insulele lipidice nucleare joacă un rol important în reglarea expresiei genelor, acționând ca platforme pentru legarea diferitelor proteine și facilitând formarea fabricilor de transcripție [16] .
Asamblarea și dezasamblarea corpurilor nucleare joacă un rol important în moștenirea lor de către celulele fiice în timpul diviziunii . Unele corpuri nucleare, care sunt prezente în celule într-un număr mare de copii, nu sunt dezasamblate în timpul mitozei , ci sunt împărțite aproximativ egal între celulele fiice datorită distribuției lor aleatoare în volumul celulei. Alte corpuri nucleare, dimpotrivă, sunt dezasamblate în timpul diviziunii celulare și reasamblate atunci când celulele fiice intră în faza G1 [17] .
Astfel, nucleolul este dezasamblat în timpul mitozei, deoarece transcripția ARNr este suspendată din cauza fosforilării factorilor de transcripție ai ARN polimerazei I , precum și a factorilor de procesare a ARNr. La începutul profazei , pre-ARNr-urile neprocesate sau parțial procesate se acumulează la periferia cromozomilor condensați împreună cu mulți factori de procesare. După distrugerea membranei nucleare, ei intră în citoplasmă și formează multe corpuri mici foarte mobile în anafază . La începutul telofazei , când transcripția genelor ARNr este restabilită, aceste corpuri mici sunt dezasamblate, iar apoi pre-ARNr și factorii de procesare formează corpuri pronucleolare în nucleoplasma nucleelor nou formate ale celulelor fiice. La sfârșitul telofazei, cromozomii se decondensează și pre-ARNr și factorii de procesare ies din corpurile pronucleolare, formând un nucleol în jurul organizatorilor nucleolari. Formarea nucleolului după mitoză necesită și activitatea ARN polimerazei I și reluarea procesării pre-ARNr [18] .
La debutul mitozei, petele nucleare sunt dezasamblate și componentele lor sunt distribuite aleatoriu în întreaga citoplasmă. Asamblarea petelor începe în telofază. Paraspeckles rămân stabile pe tot parcursul ciclului celular până la anafază, când devin împrăștiate aleatoriu în întreaga celulă (paraspeckles citoplasmatice). Paraspeckles citoplasmatice dispar la începutul telofazei, iar formarea paraspeckles nucleare începe după finalizarea diviziunii celulare. Corpurile locilor histonelor există până la prometafaza timpurie și sunt în cele din urmă dezasamblate în metafază și re-formate în telofază. Corpii Cajal la începutul mitozei nu se dezasambla, ci intră în citoplasmă, unde nu sunt în contact fizic cu cromozomii condensați. Numărul și dimensiunea corpurilor Cajal se schimbă cu greu de la metafază la telofază. Când învelișul nuclear se formează în telofază, corpii Cajal citoplasmatici sunt dezasamblați, iar componenta lor cheie, proteina coilină, intră rapid în nucleu, unde este inițial localizată aleatoriu, dar în faza G1 se formează corpuri Cajal nucleari normali în celule fiice. Numărul de corpuri LMP scade la începutul mitozei, deoarece componenta lor principală, proteina PML , formează grupuri mitotice caracteristice, pierzând contactul cu alte proteine din organismul LMP. Formarea corpurilor PML în nucleu începe în faza G1, cu toate acestea, chiar și în timpul fazei G1, acumulări mari ale proteinei PML se găsesc în citoplasmă, care apoi scad încet [19] .
Tabelul de mai jos enumeră corpurile nucleare cheie, proprietățile și funcțiile lor [2] .
| corp nuclear | Funcții | Componente caracteristice | Dimensiune tipică (în µm) | Cantitate pe miez |
|---|---|---|---|---|
| nucleol | Biogeneza ribozomilor | Mașini de ARN polimerază I , factori de procesare a ARNr și ansamblu de subunități ribozomale | 3-8 | 1-4 |
| Petele | Acumularea și asamblarea factorilor de îmbinare | Factori de splicing pre-ARNm | 2-3 | 20-50 |
| Stresează corpurile nucleare | Reglarea transcripției și îmbinării sub stres | HSF1 , HAP | 1-2 | 3-6 |
| Corpul locilor de histonă | Procesarea pre-ARNm a histonelor | NPAT , FLASH, U7 snRNP | 0,2—1,2 | 2-4 |
| Corpul Cajal | Biogeneza, maturarea și circulația ARN-urilor mici | Coilin , SMN | 0,2—1,5 | 1-10 |
| Corpul PML | Reglarea stabilității genomului, repararea ADN-ului , controlul transcripției, protecția virusului | PML | 0,1-1 | 10-30 |
| Paraspeckles | Reglarea ARNm, editarea ARN | ARN-uri necodante NEAT1/MENε/β, proteine PSP1, p54 nrb /NONO | 0,2-1 | 2-20 |
| Compartimentul perinucleolar | Reglarea posttranscripțională a unui set de ARN sintetizați de ARN polimeraza III | PTB | 0,2-1 | 1-2 |
Nucleolul este o structură densă separată în nucleu. Nu este înconjurat de o membrană și se formează în zona în care se află ADNr - repetări în tandem ale genelor ARNr ribozomal (ARNr) numite organizatori nucleolari . Principalele funcții ale nucleolului sunt sinteza ARNr și formarea ribozomilor . Integritatea structurală a nucleolului depinde de activitatea sa, iar inactivarea genelor ARNr duce la un amestec de structuri nucleolare [20] .
În prima etapă a formării ribozomilor, enzima ARN polimeraza I transcrie ADNr și formează pre-ARNr, care este mai departe tăiat în ARNr 5.8S, 18S și 28S [21] . Transcripția și procesarea post-transcripțională a ARNr au loc în nucleol cu participarea ARN-urilor nucleolare mici (snoRNA), dintre care unii provin din introni ARNm îmbinați ai genelor care codifică proteine asociate cu funcția ribozomului. Subunitățile ribozomale asamblate sunt cele mai mari structuri care trec prin porii nucleari [22] .
Când sunt privite la microscop electronic, trei componente pot fi distinse în nucleol: centrii fibrilari (FC), componenta fibrilă densă (CFC) care îi înconjoară și componenta granulară (GC), care, la rândul său, înconjoară CFC. Transcripția ARNr are loc în FC și la granița FC și PFC; prin urmare, atunci când formarea ribozomilor este activată, FC devine clar distins. Tăierea și modificarea ARNr au loc în PFC, iar etapele ulterioare în formarea subunităților ribozomale, inclusiv încărcarea proteinelor ribozomale, au loc în GA [21] .
Corpul Cajal (TC) este corpul nuclear găsit în toate eucariotele . Este identificat prin prezența proteinei coilin semnătură și a ARN-urilor specifice (scaRNA). TK conține, de asemenea, proteina SMN ( supraviețuirea neuronilor motori ). MA-urile au o concentrație mare de ribonucleoproteine nucleare mici de splicing (snRNPs) și alți factori de procesare a ARN-ului, așa că se crede că MA-urile servesc ca locații pentru asamblarea și/sau modificarea post-transcripțională a factorilor de splicing. TK este prezent în nucleu în timpul interfazei, dar dispare în timpul mitozei. În biogeneza TC sunt urmărite proprietățile unei structuri de auto-organizare [23] .
Când localizarea intracelulară a SMN a fost studiată pentru prima dată prin imunofluorescență , proteina a fost găsită în întreaga citoplasmă, precum și în corpul nucleolar, asemănătoare ca dimensiune cu MC și adesea situată lângă aceasta. Din acest motiv, acest corp a fost numit „geamănul TK” ( eng. Gemeni of CB ) sau pur și simplu bijuterie. Cu toate acestea, s-a dovedit că linia de celule HeLa în care a fost descoperit noul corp a fost neobișnuită: în alte linii celulare umane, precum și în musca de fructe Drosophila melanogaster , SMN s-a colocalizat cu coilin în TK. Prin urmare, în cazul general, SMN poate fi considerat ca o componentă importantă a TC, și nu ca un marker al unui corp nuclear individual [24] .
Corpul locilor histonelor ( eng. corpus locului histonelor, HLB ) conține factorii necesari pentru procesarea pre-ARNm a histonei. După cum sugerează și numele, corpurile locilor histonelor sunt asociate cu gene care codifică histonele; prin urmare, se presupune că factorii de splicing sunt concentrați în corpurile locilor histonici. Corpul locilor histonelor este prezent în celulă în timpul interfazei și dispare odată cu debutul mitozei. Corpul locilor histonelor este adesea considerat împreună cu corpul Cajal din mai multe motive. În primul rând, unele corpuri de loci de histonă conțin markerul corpurilor Cajal, coilin. În al doilea rând, aceste corpuri mici sunt adesea fizic în apropiere, așa că există o anumită interacțiune între ele. În cele din urmă, corpurile Cajal foarte mari ale ovocitelor de amfibieni au proprietățile ambelor corpuri [23] .
Corpii de leucemie promielocitară sau corpii PML sunt corpuri sferice împrăștiate în nucleoplasmă și ajungând la aproximativ 0,1–1,0 µm în diametru . Ele sunt, de asemenea, cunoscute sub denumiri precum domeniul nuclear 10 (domeniul nuclear 10 în engleză (ND10) ), corpurile Kremer (corpii Kremer în engleză ) și domeniile oncogene PML (domeniile oncogenice PML în engleză ). Corpurile PML sunt numite după una dintre componentele lor cheie, proteina leucemiei promielocitare (PML). Ele sunt adesea observate asociate cu corpurile Cajal și cu corpurile de clivaj [ 25 ] . Corpii PML aparțin matricei nucleare și pot fi implicați în procese precum replicarea ADN-ului , transcripția și silenciarea genelor epigenetice [26] . Factorul cheie în organizarea acestor corpuri este proteina PML, care atrage alte proteine; acestea din urmă, conform conceptelor secolului XXI, sunt unite doar prin faptul că sunt SUMOilate . Șoarecii la care gena PML este ștearsă nu au corpuri PML, dar se dezvoltă și trăiesc normal, ceea ce înseamnă că corpurile PML nu îndeplinesc funcții biologice esențiale [26] .
Speckles (în engleză speckle ) sunt corpuri nucleare care conțin factori de splicing pre-ARNm și sunt localizate în regiunile intercromatine ale nucleoplasmei celulelor de mamifere . La microscopia cu fluorescență , petele arată ca niște corpuri pete cu formă neregulată de diferite dimensiuni, iar la microscopie electronică, ele arată ca niște grăunte de granule intercromatine. Petele sunt structuri dinamice, iar proteinele și ARN-ul pe care le conțin se pot deplasa între pete și alte corpuri nucleare, inclusiv locurile de transcripție activă. Pe baza studiilor asupra compoziției, structurii și comportamentului petelor, a fost creat un model pentru a explica compartimentarea funcțională a nucleului și organizarea mecanismului de exprimare a genelor [27] care îmbină ribonucleoproteinele nucleare mici [28] și alte proteine necesare . pentru splicing pre-ARNm [27] . Datorită nevoilor în schimbare ale celulei, compoziția și aranjarea petelor se modifică în funcție de transcripția ARNm și prin reglarea fosforilării proteinelor specifice [29] . Petele de îmbinare sunt, de asemenea, cunoscute ca pete nucleare, compartimente ale factorului de îmbinare, clustere de granule intercromatine și snurpozomi B [ 30 ] . B-snurpozomii au fost găsiți în nucleele ovocitelor de amfibieni și în embrionii muștei fructelor Drosophila melanogaster [31] . În micrografiile electronice, B-snurusomii apar atașați de corpurile Cajal sau separați de acestea. Clusterele de granule de intercromatină servesc ca locuri pentru acumularea factorilor de splicing [32] .
Paraspeckles sunt corpuri nucleare de formă neregulată situate în spațiul intercromatic al nucleului [33] . Ele au fost descrise pentru prima dată în celulele HeLa, care au 10-30 de paraspeckles pe nucleu, dar paraspeckles au fost acum găsite în toate celulele umane primare, în celulele liniilor transformate și pe secțiuni de țesut [34] . Și-au primit numele datorită locației lor în miez - lângă pete [33] .
Paraspeckles sunt structuri dinamice care se modifică ca răspuns la modificările activității metabolice a celulei. Ele depind de transcripție [33] , iar în absența transcripției de către ARN polimeraza II , paraspeckles dispar, iar toate proteinele lor constitutive (PSP1, p54nrb, PSP2, CFI(m)68 și PSF) formează un capac perinucleolar în formă de semilună. . Acest fenomen se observă în timpul ciclului celular: paraspeckles sunt prezente în interfaza și toate fazele de mitoză, cu excepția telofazei . În timpul telofazei, se formează nuclei fiice, iar ARN polimeraza II nu transcrie nimic, astfel încât proteinele paraspeckle formează un capac perinucleolar [34] . Paraspeckles sunt implicate în reglarea expresiei genelor prin acumularea acelor ARN-uri în care există regiuni dublu catenare care sunt supuse editării, și anume conversia adenozinei în inozină . Datorită acestui mecanism, paraspeckles sunt implicate în controlul expresiei genelor în timpul diferențierii , infecției virale și stresului [35] .
Compartimentul perinucleolar (OK) este un corp nuclear de formă neregulată, caracterizat prin a fi situat la periferia nucleolului. În ciuda faptului că sunt legate fizic, cele două compartimente sunt distincte structural. TC se găsesc de obicei în celulele tumorale maligne [36] . OK este o structură dinamică și conține o mulțime de proteine de legare a ARN și ARN polimeraza III. Stabilitatea structurală a OK este asigurată de transcripția efectuată de ARN polimeraza III și de prezența proteinelor cheie. Deoarece prezența TC este de obicei asociată cu malignitatea și cu capacitatea de a metastaza , acestea sunt considerate potențiali markeri ai cancerului și a altor tumori maligne. S-a demonstrat asocierea TC cu loci specifici ADN [37] .
Corpurile nucleare de stres se formează în nucleu în timpul șocului termic. Ele sunt formate prin interacțiunea directă a factorului de transcripție șoc termic 1 ( HSF1 ) și repetări pericentrice în tandem în secvența satelit III, care corespund locurilor de transcripție activă a transcriptelor satelit III necodificatoare. Se crede pe scară largă că astfel de corpuri corespund unor forme foarte dens de complexe ribonucleoproteice. În celulele stresate, se crede că acestea sunt implicate în schimbări rapide, tranzitorii și globale ale expresiei genelor prin diferite mecanisme, cum ar fi remodelarea cromatinei și absorbția factorilor de transcripție și splicing. În celule în condiții normale (nu stresante), corpurile nucleare stresate sunt rareori găsite, dar numărul lor crește brusc sub influența șocului termic. Corpurile nucleare de stres se găsesc numai în celulele umane și în alte celule de primate [38] .
Corpurile nucleare orfane sunt compartimente nucleare non-cromatinice care au fost studiate mult mai puțin bine decât alte structuri nucleare bine caracterizate . Unele dintre ele acționează ca locuri în care proteinele sunt modificate de proteinele SUMO și/sau are loc degradarea proteazomală a proteinelor marcate cu ubiquitină [39] . Tabelul de mai jos prezintă caracteristicile corpurilor nucleare orfane cunoscute [40] .
| corp nuclear | Descriere | Dimensiune tipică (în µm) | Cantitate pe miez |
|---|---|---|---|
| Clastozom | Concentrează complexele proteazomale 20S și 19S și proteinele asociate cu ubiquitină. Se găsește în principal atunci când activitatea proteazomului este stimulată și este eliminată atunci când activitatea proteazomului este inhibată . | 0,2—1,2 | 0-3 |
| corp decoltat _ _ | Îmbogățit cu factori de diviziune CstF și CPSF , precum și cu proteina DDX1 care conține DEAD-box . Se găsește în principal în faza S și nu este afectată de inhibarea transcripțională. | 0,2—1,0 | 1-4 |
| domeniul OPT | Îmbogățit cu factori de transcripție Oct1 și PTF. Se colocalizează parțial cu site-urile de transcripție. Găsit în principal în faza G1 târzie , dezasamblată prin inhibarea transcripției. | 1,0—1,5 | 1-3 |
| Corp Polycomb | Găsit în celulele umane și Drosophila, îmbogățit în proteină PcG . La om, acumulează proteine RING1 , BMI1 , HPC și poate fi asociat cu heterocromatina pericentromerică. | 0,3—1,0 | 12-16 |
| Taur Sam68 | Acumulează proteina Sam68 și proteinele similare SLM-1 și SLM-2. Dezasamblat prin inhibarea transcripției. Probabil bogat în ARN. | 0,6—1,0 | 2-5 |
| Corp SUMO | Îmbogățit cu proteine SUMO și enzima de conjugare SUMO Ubc9 . Concentrează factorii de transcripție p CREB , CBP , c-Jun . | 1-3 | 1-3 |