Kernelegemer er underkompartementer i kernen , der ikke er omgivet af membraner [1] , men er separate, morfologisk adskilte komplekser af proteiner og RNA . Nukleare legemer omfatter nucleolus , Cajal-legemet og andre ikke-membranstrukturer. Nuklear kropsbiogenese er baseret på de samme generelle principper, såsom evnen til at danne de novo (fra bunden), selvorganisering og RNA's rolle som et strukturelt element. Styringen af kernelegemebiogenese er nødvendig for den korrekte ændring i kernens arkitektur under cellecyklussen og ligger til grund for cellens respons på intra- og ekstracellulære stimuli. Mange nukleare legemer udfører specifikke funktioner, såsom syntese og behandling af præ-ribosomalt RNA i nukleolus, akkumulering og samling af spliceosomkomponenter i nukleare pletter eller akkumulering af RNA-molekyler i parapletter . De mekanismer, der sikrer udførelsen af disse funktioner af nukleare organer, er meget forskellige. I nogle tilfælde kan det nukleare legeme tjene som et sted for visse processer, såsom transkription . I andre tilfælde ser nukleare legemer ud til indirekte at regulere de lokale koncentrationer af deres komponenter i nukleoplasmaet . Selvom de fleste nukleare legemer er sfæriske i form, kan de fleste af dem identificeres ved deres unikke morfologi, som afsløres ved elektronmikroskopi , og ved deres placering i kernen. Ligesom cytoplasmatiske organeller indeholder nukleare legemer et specifikt sæt af proteiner, der bestemmer deres struktur på molekylært niveau [2] .
Mange nukleare legemer opfører sig som en dråbe af en viskøs væske . For eksempel i Xenopus frøoocytter er nukleolerne næsten perfekt sfæriske. Når to nukleoler mødes, smelter de sammen og danner en større nukleolus. Lignende fusion er blevet beskrevet for Cajal-legemer, histon- loci -legemer , nukleare pletter og andre legemer. Men nogle nukleare legemer, såsom nucleolus, består af flere strukturelle komponenter, som det fremgår af elektronmikroskopidata. Ved første øjekast modsiger dette ideen om nukleare legemer som dråber af en viskøs væske. I Xenopus- oocytter kan både den granulære komponent og den tætte fibrillære komponent af nukleolerne gennemgå fusion og udveksle proteiner, men den granulære komponent gør dette hurtigere. Nøgleproteinerne i de granulære og tætte fibrillære komponenter, henholdsvis nucleophosmin og fibrillarin , kan danne dråber i nærvær af RNA, når de renses, men nucleophosmin-dråber fusionerer og udveksler proteiner hurtigere end fibrillarinproteiner. Fysisk er nukleophosmin-dråber en viskøs væske, mens fibrillarin-dråber er viskoelastiske , hvilket forklarer deres langsomme dynamik. Når renset nukleophosmin og fibrillarin kombineres til en enkelt dråbe, danner de ublandbare nukleolar-lignende faser: små fibrillarin-dråber sidder inde i større nukleophosmin-dråber. Fasernes ublandbarhed er tilvejebragt af forskellen i overfladespænding , da fibrillarin-dråber i vandig opløsning er mere hydrofobe end nukleophosmin-dråber. Måske forklares på lignende måde forskellige nukleare organers manglende evne til at smelte sammen med hinanden. For eksempel er nukleolerne og Cajal-legemerne ofte i tæt kontakt, men smelter aldrig sammen, muligvis på grund af en høj grænsefladeenergibarriere [3] .
En fælles egenskab for alle nukleare legemer er deres strukturelle stabilitet. Separate nukleare legemer kan skelnes gennem hele interfasen - fra begyndelsen af G1-fasen til udgangen fra G2-fasen . Under interfasen gennemgår kernelegemer dynamiske bevægelser inde i kernen, og jo større kroppen er, jo mindre bevæger den sig. Store legemer, såsom nukleoler og pletter, der når 2-3 µm i diameter, er praktisk talt ubevægelige og er kun i stand til begrænset lokal bevægelse. Mindre legemer, såsom Cajal-kroppe og PML-kroppe , der varierer i størrelse fra 500 nm til 1 µm , bevæger sig hurtigt gennem kernen og gennemgår hyppige fusioner og adskillelser [4] .
På trods af den generelle strukturelle stabilitet er nukleare legemer karakteriseret ved betydelig intern dynamik. Hovedkomponenten i nukleare legemer er specielle proteiner, der også er til stede i nukleoplasmaet, dog i en meget lavere koncentration. Fotoblegningseksperimenter har vist, at nukleare legemer intensivt udveksler deres hovedkomponenter med nukleoplasmaet . Inden for få minutter er kernelegemernes molekylære sammensætning fuldstændig udskiftet med tidligere nukleoplasmatiske molekyler [4] .
På grund af fraværet af omgivende membraner bestemmes formen og størrelsen af nukleare legemer af summen af vekselvirkningerne mellem de molekyler, der udgør dem. Blandt sådanne interaktioner er kovalente interaktioner ikke blevet identificeret , derfor interagerer molekylerne inde i kroppene med hinanden gennem ikke-kovalente svage bindinger. Den afgørende afgørende faktor er balancen mellem indgående og udgående molekyler: med en stigning i strømmen af indgående molekyler øges kroppens størrelse, og et fald i dens størrelse eller en stigning i strømmen af udgående molekyler fører til et fald i kroppen. De molekylære mekanismer, der bestemmer denne balance, er dårligt forstået, men de omfatter post-translationelle modifikationer af proteiner, der udgør nukleare legemer. Kontrollen med antallet af nukleare kroppe er også dårligt forstået. Selv antallet af nukleoler, som kun dannes omkring et fast antal regioner af kromosomer , de nukleolære arrangører , varierer mellem forskellige væv og celletyper. Antallet af Cajal-legemer er kendt for at blive reguleret af markørprotein- coilin : hvis flere vigtige phosphoryleringssteder af dette protein er muteret , reduceres antallet af Cajal-legemer. Desuden afhænger størrelsen og antallet af nukleare legemer af fysiologiske forhold. Således øges antallet af nukleoler i aktivt prolifererende celler. I lymfocytter , som aktivt syntetiserer proteiner og derfor kræver store mængder rRNA , øges nukleolerne i størrelse. Antallet af PML-kroppe er positivt forbundet med stresstilstande [5] .
Store nukleare legemer er normalt stort set ubevægelige, selvom de er i stand til let bevægelse og fusion med hinanden. Som eksperimenter med eksperimentelt inducerede interfasenukleoler har vist, spiller heterochromatin en ledende rolle i at begrænse mobiliteten af nukleare legemer . Bevægelsen af nukleolerne var uafhængig af actin , og deres fusioner fandt sted i tilfældige kollisioner. Hver krop optog et separat rum begrænset af heterochromatin. Kunstig superkondensering af kromatin har ført til et signifikant fald i hyppigheden af fusion af legemer og som følge heraf begrænset deres mobilitet [6] . Mobiliteten af nukleare legemer har også en funktionel betydning, der påvirker forskellige aspekter af genomets funktion [7] .
Ifølge dannelsesmetoden kan nukleare legemer opdeles i to klasser: aktivitetsafhængig og aktivitetsuafhængig. Den første klasse inkluderer kroppe, der dannes på stederne for visse nukleare processer, såsom transkription, og deres morfologi afhænger strengt af intensiteten af processen. Disse legemer omfatter nukleolus, som er dannet ved at transskribere rRNA -genklynger (nukleolære organisatorer). Når rDNA-transkription undertrykkes, gennemgår nukleolus en hurtig strukturel reorganisering, og leveringen af yderligere rRNA-gener på plasmider til kernen fører til fremkomsten af yderligere nucleoli. Histon-loci-legemer dannes omkring histon-gener, når transkription af disse gener aktiveres ved starten af DNA-replikation under S-fasen . Stress nukleare legemer og nukleare pletter hører også til denne klasse. Den anden klasse omfatter kroppe, til hvis dannelse der ikke er behov for nogen nuklear proces. Sådanne kernelegemer dannes i nukleoplasmaet og kan efterfølgende forbindes med en bestemt placering i kernen. Disse er Cajal-kroppe og PML-kroppe. Nogle gange er de placeret bestemte steder i kernen og er endda forbundet med specifikke loci, men de dannes i nukleoplasmaet og får en sådan forbindelse senere. For eksempel, efter aktivering af U2 små nukleare RNA- gener , gennemgår de målrettet, actin-afhængig bevægelse til tidligere dannede Cajal-legemer [8] .
Dannelsen af et kernelegeme begynder med kernedannelsesbegivenheden. Under kernedannelse bliver vigtige kropskomponenter immobile, klynger sig sammen og tiltrækker andre byggesten. I aktivitetsafhængige legemer udløses kernedannelse af de processer, der er nødvendige for dannelsen af legemer. I tilfælde af nucleolus opstår nucleolus ved akkumulering af nukleolære proteiner på rDNA og præ-rRNA, og i tilfælde af histon loci stoffer, ved akkumulering af processeringsfaktorer i 3'-enden af histon præ-mRNA'er. I aktivitetsuafhængige kroppe er nukleatorer sandsynligvis strukturelle proteiner eller RNA, men ingen sådanne nukleatorer er hidtil blevet identificeret [9] .
Nogle nukleare legemer kan dannes de novo (fra bunden) under fysiologiske eller eksperimentelle forhold. For eksempel er dannelsen af nucleoli de novo mulig , når rRNA-minigener indføres i celler som en del af plasmider. Et lignende fænomen er blevet beskrevet for oogenese i Xenopus- frøen , i hvis oocytter tusindvis af ekstrakromosomale rRNA-gener amplificeres under denne proces, og mange små nukleoler dannes undervejs. Nukleare pletter kan også dannes de novo ved aktivering af transkriptionsprocesser i cellen efter global suppression. Under virusinfektioner sker hurtig dannelse af PML-legemer: nøgle-PML-kropsproteiner omgiver det virale genom for at danne en komplet krop. Denne reaktion ser ud til at tjene som et medfødt immunrespons mod vira. De novo- dannelse er dog tydeligst vist for Cajal-kroppe. Hvis der i celler, der normalt ikke har Cajal-legemer, midlertidigt forårsages overekspression af komponenterne i disse legemer, vil der faktisk dannes Cajal-legemer. Desuden, hvis komponenter af Cajal-legemer er kunstigt immobiliseret på kromatin ved tilfældige loci, vil de dannes på disse steder [10] .
Mange nukleare legemer indeholder RNA-molekyler, som ofte spiller en vigtig rolle i samlingen af disse legemer. RNA kan deltage i biogenesen af nukleare legemer på to måder. For det første kan RNA'er tjene som skabeloner til samling af legemer, for eksempel i tilfælde af de fleste aktivitetsafhængige legemer, der dannes omkring steder med aktiv transkription. Sådanne RNA'er tiltrækker de RNA-bindende proteiner , der er en del af nukleare legemer , hvilket udløser dannelsen af legemer. For det andet kan RNA fungere som et arkitektonisk element i nukleare legemer. For eksempel kræver paraspeckle- dannelse NEAT1 (også kendt som MEN-ε/β), et langt, stabilt , polyadenyleret RNA-molekyle placeret i kernen. Nedbrydning af dette RNA ved RNA-interferens fører til ødelæggelse af parapletter. Derudover påvises parapletter ikke i kernerne af humane embryonale stamceller, der ikke udtrykker NEAT1 [11] .
Teoretisk set er der to hovedmekanismer til samling af nukleare legemer:
Eksperimentet beskrevet ovenfor på samlingen af Cajal-legemer ved immobiliseringsstederne på kromatinet af nøglekomponenterne i disse legemer vidner til fordel for sidstnævnte vej. Spørgsmålet om, hvad der sker under samlingen af aktivitetsafhængige organer, er dog stadig åbent [12] .
Dannelsen af nukleare legemer kan være baseret ikke kun på protein-protein og protein-RNA-interaktioner, men også på væske-væskefaseovergange [ ( LLPS ), som er tilvejebragt af aggregeringsfremmende domæner af nukleare kropsproteiner. Faseovergangsmodellen kan forklare nukleare legemers væskelignende egenskaber, såsom deres evne til at smelte sammen og adskilles, såvel som deres hurtige intranukleære dynamik. Det er muligt, at heterochromatin selv har egenskaberne som væskedråber [13] . Det er eksperimentelt blevet vist, at hnRNPA1 og FUS proteinerne , som er en del af cytoplasmatiske stressgranula og parapletter, kan give væske-væskefaseseparation (LLPS ) i nærvær af RNA. Nogle proteindomæner har kun vist sig at gennemgå LLPS, når de kombineres i specifikke koncentrationer. Hver nuklear krop kan have sit eget forhold mellem proteiner, der giver LLPS. Proteindomæner associeret med aggregering, såsom prion -lignende domæner, såvel som domæner, der fremmer polymerisering (for eksempel coiled-coil domæne ), og regioner med lav kompleksitet , er udsat for LLPS [14] . En række nukleare strukturer dannet på grund af faseadskillelse er involveret i forskellige stadier af genekspression , såsom transkription og RNA-behandling , påvirker genernes epigenetiske status og spiller en rolle i udviklingen af mange sygdomme [15] . Phosphoinositider kan tage del i dannelsen af nukleare legemer på grund af faseadskillelse. I 2018 blev legemer, der indeholdt phosphatidylinositol-4,5-bisphosphat fundet i cellekerner af en lang række organismer ; disse er kendt som Nuclear Lipid Islets (NLI'er ) . Sandsynligvis spiller nukleare lipidøer en vigtig rolle i reguleringen af genekspression, idet de fungerer som platforme for binding af forskellige proteiner og letter dannelsen af transkriptionsfabrikker [16] .
Samling og adskillelse af nukleare legemer spiller en vigtig rolle i deres arv fra datterceller under deling . Nogle nukleare legemer, som er til stede i celler i et stort antal kopier, skilles ikke ad under mitosen , men deles omtrent ligeligt mellem datterceller på grund af deres tilfældige fordeling over cellens volumen. Andre nukleare legemer skilles tværtimod ad under celledeling og samles igen, når datterceller går ind i G1-fasen [17] .
Således adskilles nukleolus under mitose, da rRNA-transkription er suspenderet på grund af phosphorylering af transkriptionsfaktorer af RNA-polymerase I , såvel som rRNA-bearbejdningsfaktorer. Ved begyndelsen af profase akkumuleres ubehandlede eller delvist behandlede præ-rRNA'er i periferien af kondenserede kromosomer sammen med mange processeringsfaktorer. Efter ødelæggelsen af kernemembranen kommer de ind i cytoplasmaet og danner mange meget mobile små legemer i anafase . I begyndelsen af telofase , når transkription af rRNA-gener genoprettes, adskilles disse små legemer, og derefter danner præ-rRNA og processeringsfaktorer pronukleolære legemer i nukleoplasmaet af de nydannede kerner af datterceller. Ved slutningen af telofasen dekondenserer kromosomerne, og præ-rRNA og processeringsfaktorer forlader de pronukleolære legemer og danner en nukleolus omkring nukleolarorganisatorerne. Dannelsen af nukleolus efter mitose kræver også aktiviteten af RNA-polymerase I og genoptagelse af præ-rRNA-behandling [18] .
Ved begyndelsen af mitose skilles nukleare pletter ad, og deres komponenter er fordelt tilfældigt i hele cytoplasmaet. Speckle samling begynder i telofase. Parapletter forbliver stabile gennem hele cellecyklussen indtil anafase, når de bliver tilfældigt spredt ud over hele cellen (cytoplasmatiske parapletter). Cytoplasmatiske parapletter forsvinder i begyndelsen af telofasen, og dannelsen af nukleare parasetter begynder efter afslutningen af celledeling. Legeme af histonloci eksisterer indtil tidlig prometafase og skilles til sidst ad i metafase og omdannes i telofase. Cajal-legemer i begyndelsen af mitose skilles ikke ad, men går ind i cytoplasmaet, hvor de ikke er i fysisk kontakt med kondenserede kromosomer. Antallet og størrelsen af Cajal-legemer ændres næsten ikke fra metafase til telofase. Når kernehylsteret dannes i telofase, adskilles de cytoplasmatiske Cajal-legemer, og deres nøglekomponent, coilin-protein, kommer hurtigt ind i kernen, hvor det i starten er tilfældigt lokaliseret, men ved G1-fasen dannes normale nukleare Cajal-legemer i datterceller. Antallet af PML-legemer falder i begyndelsen af mitosen, da deres hovedkomponent, PML -proteinet , danner karakteristiske mitotiske klynger og mister kontakten med andre PML-kropsproteiner. Dannelsen af PML-legemer i kernen begynder i G1-fasen, men selv under G1-fasen findes der stadig store ophobninger af PML-proteinet i cytoplasmaet, som derefter langsomt aftager [19] .
Tabellen nedenfor viser de vigtigste nukleare legemer, deres egenskaber og funktioner [2] .
| atomlegeme | Funktioner | Karakteristiske komponenter | Typisk størrelse (i µm) | Mængde pr. kerne |
|---|---|---|---|---|
| nukleolus | Ribosom biogenese | RNA- polymerase I-maskineri , rRNA-behandlingsfaktorer og samling af ribosomale underenheder | 3-8 | 1-4 |
| Pletter | Akkumulering og samling af splejsningsfaktorer | Præ-mRNA splejsningsfaktorer | 2-3 | 20-50 |
| Stress nukleare legemer | Regulering af transkription og splejsning under stress | HSF1 , HAP | 1-2 | 3-6 |
| Krop af histon loci | Histon præ-mRNA behandling | NPAT , FLASH, U7 snRNP | 0,2-1,2 | 2-4 |
| Cajal krop | Biogenese, modning og cirkulation af små RNA'er | Coilin , SMN | 0,2-1,5 | 1-10 |
| PML krop | Regulering af genomstabilitet, DNA-reparation , transkriptionskontrol , virusbeskyttelse | PML | 0,1-1 | 10-30 |
| Parapletter | mRNA-regulering, RNA-redigering | Ikke-kodende RNA'er NEAT1/MENε/β, PSP1-proteiner, p54 nrb /NONO | 0,2-1 | 2-20 |
| Perinukleolært rum | Posttranskriptionel regulering af et sæt RNA'er syntetiseret af RNA-polymerase III | PTB | 0,2-1 | 1-2 |
Nukleolus er en separat tæt struktur i kernen. Det er ikke omgivet af en membran og dannes i det område, hvor rDNA er placeret - tandemgentagelser af ribosomale RNA (rRNA) gener kaldet nukleolære organisatorer . Nucleolus hovedfunktioner er syntesen af rRNA og dannelsen af ribosomer . Nukleolens strukturelle integritet afhænger af dens aktivitet, og inaktivering af rRNA-gener fører til en blanding af nukleolære strukturer [20] .
I det første trin af ribosomdannelsen transkriberer enzymet RNA-polymerase I rDNA og danner præ-rRNA, som skæres yderligere i 5.8S, 18S og 28S rRNA [21] . Transkription og post-transkriptionel behandling af rRNA forekommer i nukleolus med deltagelse af små nukleolære RNA'er (snoRNA'er), hvoraf nogle stammer fra splejsede mRNA- introner af gener, der koder for proteiner forbundet med ribosomfunktion. De samlede ribosomale underenheder er de største strukturer, der passerer gennem de nukleare porer [22] .
Når de ses under et elektronmikroskop, kan der skelnes mellem tre komponenter i nukleolus: fibrillære centre (FC), den tætte fibrillære komponent (CFC), der omgiver dem, og den granulære komponent (GC), som igen omgiver CFC. rRNA-transkription forekommer i FC og ved grænsen mellem FC og PFC; derfor, når dannelsen af ribosomer aktiveres, bliver FC tydeligt skelneligt. Skæring og modifikation af rRNA forekommer i PFC, og de efterfølgende trin i dannelsen af ribosomale underenheder, herunder påfyldning af ribosomale proteiner, forekommer i GA [21] .
Cajal-legemet (TC) er det nukleare legeme, der findes i alle eukaryoter . Det identificeres ved tilstedeværelsen af signaturcoilinproteinet og specifikke RNA'er (scaRNA'er) . TK indeholder også SMN-proteinet ( overlevelse af motoriske neuroner ). MA'er har en høj koncentration af splejsning af små nukleare ribonukleoproteiner (snRNP'er) og andre RNA-behandlingsfaktorer, så det antages, at MA'er tjener som steder for samling og/eller post-transkriptionel modifikation af splejsningsfaktorer. TK er til stede i kernen under interfase, men forsvinder under mitose. I biogenesen af TC spores egenskaberne af en selvorganiserende struktur [23] .
Da den intracellulære lokalisering af SMN første gang blev undersøgt ved immunfluorescens , blev proteinet fundet i hele cytoplasmaet såvel som i det nukleolære legeme, svarende i størrelse til MC og ofte placeret ved siden af det. Af denne grund blev denne krop kaldt "tvillingen af TK" ( eng. gemini af CB ) eller simpelthen gem. Det viste sig dog, at HeLa -cellelinjen, hvori det nye legeme blev opdaget, var usædvanligt: i andre menneskelige cellelinjer, såvel som i frugtfluen Drosophila melanogaster , kolokaliserede SMN med coilin i TK. Derfor, i det generelle tilfælde, kan SMN betragtes som en vigtig komponent i TC og ikke som en markør for et individuelt nuklear legeme [24] .
Kroppen af histon loci ( eng. histon locus body, HLB ) indeholder de faktorer, der er nødvendige for behandlingen af histon præ-mRNA. Som navnet antyder, er kroppene af histon loci forbundet med gener, der koder for histoner; derfor antages det, at splejsningsfaktorer er koncentreret i kroppene af histon loci. Kroppen af histon loci er til stede i cellen under interfase og forsvinder med begyndelsen af mitose. Kroppen af histon loci betragtes ofte sammen med Cajal kroppen af flere årsager. For det første indeholder nogle kroppe af histon-loci markøren for Cajal-legemer, coilin. For det andet er disse små kroppe ofte fysisk i nærheden, så der er en vis interaktion mellem dem. Endelig har de meget store Cajal-legemer af amfibieoocytter egenskaberne for begge legemer [23] .
Promyelocytiske leukæmilegemer eller PML- legemer er sfæriske legemer spredt ud over nukleoplasmaet og når omkring 0,1-1,0 µm i diameter . De er også kendt under sådanne navne som nuklear domæne 10 ( engelsk nuclear domain 10 (ND10) ), Kremer bodies ( engelske Kremer bodies ) og onkogene domæner PML ( engelsk PML oncogenic domains ). PML-kroppe er opkaldt efter en af deres nøglekomponenter, proteinet promyelocytisk leukæmi (PML). De observeres ofte forbundet med Cajal-kroppe og spaltningslegemer [ 25 ] . PML-legemer tilhører den nukleare matrix og kan være involveret i processer såsom DNA-replikation , transkription og epigenetisk gendæmpning [26] . Nøglefaktoren i organiseringen af disse kroppe er PML-proteinet, som tiltrækker andre proteiner; sidstnævnte er ifølge det 21. århundredes begreber kun forenet ved, at de er SUMOylerede . Mus , hvor PML-genet er deleteret , mangler PML-legemer, men udvikler sig og lever normalt, hvilket betyder, at PML-legemer ikke udfører væsentlige biologiske funktioner [26] .
Speckles ( engelsk speckle ) er nukleare legemer, der indeholder præ-mRNA-splejsningsfaktorer og er placeret i interchromatin-regionerne i nukleoplasmaet i pattedyrceller . Under fluorescensmikroskopi ligner pletter uregelmæssigt formede plettede legemer af forskellige størrelser, og under elektronmikroskopi ligner de klynger af interchromatin-granulat. Pletter er dynamiske strukturer, og de proteiner og RNA, de indeholder, kan bevæge sig mellem pletter og andre nukleare legemer, herunder steder med aktiv transkription. Baseret på undersøgelser af pletternes sammensætning, struktur og adfærd blev der skabt en model til at forklare den funktionelle opdeling af kernen og organiseringen af ekspressionsmekanismen for gener [27], der splejser små nukleare ribonukleoproteiner [28] og andre nødvendige proteiner til præ-mRNA-splejsning [27] . På grund af cellens skiftende behov ændres sammensætningen og arrangementet af pletter i henhold til mRNA-transkription og gennem regulering af phosphorylering af specifikke proteiner [29] . Splejsningspletter er også kendt som nukleare pletter, splejsningsfaktorrum, interchromatin granula klynger og B snurposomer [ 30 ] . B-snurposomer er blevet fundet i amfibieoocytkerner og embryoner fra frugtfluen Drosophila melanogaster [31] . I elektronmikrofotografier ser B-snurusomer ud til at være knyttet til Cajal-kroppe eller adskilt fra dem. Klynger af interchromatin granula tjener som steder for akkumulering af splejsningsfaktorer [32] .
Paraspekler er uregelmæssigt formede kernelegemer placeret i kernens interkromatiske rum [33] . De blev først beskrevet i HeLa-celler, som har 10-30 parapletter pr. kerne, men parapletter er nu blevet fundet i alle primære humane celler, i celler af transformerede linjer og på vævssnit [34] . De fik deres navn på grund af deres placering i kernen - nær pletterne [33] .
Parapletter er dynamiske strukturer, der ændrer sig som reaktion på ændringer i cellens metaboliske aktivitet. De er afhængige af transkription [33] , og i fravær af transskription af RNA-polymerase II forsvinder parapletter, og alle deres konstituerende proteiner (PSP1, p54nrb, PSP2, CFI(m)68 og PSF) danner en halvmåneformet perinukleolær hætte . Dette fænomen observeres under cellecyklussen: parapletter er til stede i interfase og alle faser af mitose undtagen telofase . Under telofase dannes datterkerner, og RNA-polymerase II transkriberer ikke noget, så paraspeckle-proteiner danner en perinukleolær hætte [34] . Paraspektler er involveret i reguleringen af genekspression ved at akkumulere de RNA'er, hvor der er dobbeltstrengede regioner, der er genstand for redigering, nemlig omdannelsen af adenosin til inosin . På grund af denne mekanisme er parapletter involveret i kontrollen af genekspression under differentiering , virusinfektion og stress [35] .
Det perinukleolære kompartment (OK) er et uregelmæssigt formet kernelegeme kendetegnet ved at være placeret på periferien af nukleolus. På trods af at de er fysisk beslægtede, er de to rum strukturelt adskilte. TC'er findes normalt i maligne tumorceller [36] . OK er en dynamisk struktur og indeholder en masse RNA-bindende proteiner og RNA-polymerase III. Strukturel stabilitet af OK sikres ved transkription udført af RNA-polymerase III og tilstedeværelsen af nøgleproteiner. Da tilstedeværelsen af TC normalt er forbundet med malignitet og med evnen til at metastasere , betragtes de som potentielle markører for cancer og andre ondartede tumorer. Associationen af TC med specifikke DNA- loci er blevet vist [37] .
Stress nukleare legemer dannes i kernen under varmechok. De dannes ved direkte interaktion af varmechok-transkriptionsfaktor 1 ( HSF1 ) og pericentriske tandem-gentagelser i satellit III-sekvensen, som svarer til steder med aktiv transkription af ikke-kodende satellit III-transkriptioner. Det er almindeligt antaget, at sådanne legemer svarer til meget tætpakkede former af ribonukleoproteinkomplekser. I stressede celler menes de at være involveret i hurtige, forbigående og globale ændringer i genekspression gennem forskellige mekanismer, såsom kromatin-remodellering og optagelse af transkriptions- og splejsningsfaktorer. I celler under normale (ikke stressende) forhold findes stressede nukleare legemer sjældent, men deres antal stiger kraftigt under påvirkning af varmechok. Stresskernelegemer findes kun i menneskelige og andre primatceller [38] .
Forældreløse nukleare legemer er ikke-kromatin nukleare rum, der er blevet undersøgt meget mindre godt end andre velkarakteriserede nukleare strukturer . Nogle af dem fungerer som steder, hvor proteiner modificeres af SUMO-proteiner og/eller proteasomal nedbrydning af ubiquitin -mærkede proteiner forekommer [39] . Tabellen nedenfor viser karakteristikaene for kendte forældreløse nukleare legemer [40] .
| atomlegeme | Beskrivelse | Typisk størrelse (i µm) | Mængde pr. kerne |
|---|---|---|---|
| Klastosom | Koncentrerer 20S og 19S proteasomkomplekser og ubiquitin-associerede proteiner. Det findes hovedsageligt, når proteasomaktiviteten stimuleres og fjernes, når proteasomaktiviteten hæmmes . | 0,2-1,2 | 0-3 |
| spaltningslegeme _ _ _ | Beriget med divisionsfaktorerne CstF og CPSF , samt DDX1 protein indeholdende DEAD-box . Det findes hovedsageligt i S-fase og påvirkes ikke af transkriptionel hæmning. | 0,2-1,0 | 1-4 |
| OPT domæne | Beriget med transkriptionsfaktorer Oct1 og PTF. Kolokaliserer delvist med transkriptionssteder. Fundet hovedsageligt i den sene G1-fase , adskilt ved inhibering af transkription. | 1,0-1,5 | 1-3 |
| Polycomb krop | Fundet i humane celler og Drosophila-celler, beriget med PcG -protein . Hos mennesker akkumulerer det proteiner RING1 , BMI1 , HPC og kan være forbundet med pericentromerisk heterochromatin. | 0,3-1,0 | 12-16 |
| Taurus Sam68 | Akkumulerer Sam68-proteinet og lignende proteiner SLM-1 og SLM-2. Demonteres ved inhibering af transkription. Sandsynligvis rig på RNA. | 0,6-1,0 | 2-5 |
| SUMO krop | Beriget med SUMO-proteiner og SUMO-konjugerende enzym Ubc9 . Koncentrerer transkriptionsfaktorer p CREB , CBP , c-Jun . | 1-3 | 1-3 |