Введение
Фибриллярная сеть, лежащая на ядерной мембране.
В биологии ядерная матрица – это сеть волокон, обнаруживаемая во всей внутренней части ядра клетки после определенного метода химической экстракции. По мнению некоторых исследователей, она в определенной степени аналогична клеточному цитоскелету. Однако, в отличие от цитоскелета, предполагается, что ядерная матрица представляет собой динамическую структуру. Считается, что вместе с ядерной ламиной она способствует организации генетической информации внутри клетки. Точная функция этой структуры до сих пор остается предметом споров, и само ее существование подвергается сомнению. Свидетельства о существовании такой структуры были получены еще в 1948 году, и впоследствии было обнаружено множество белков, связанных с матрицей. Наличие внутриклеточных белков является общепризнанным фактом, и установлено, что такие белки, как скелетные белки или белки, ассоциированные с матрицей (SAR или MAR), играют определенную роль в организации хроматина в живой клетке. Имеются данные о том, что ядерная матрица участвует в регуляции экспрессии генов у Arabidopsis thaliana. Вопрос о том, можно ли обнаружить подобную структуру в живых клетках, остается открытым для обсуждения. Согласно некоторым источникам, большинство, если не все белки, обнаруженные в ядерной матрице, являются агрегатами белков структур, которые можно найти в ядре живых клеток. К таким структурам относится ядерная ламина, состоящая из белков, называемых ламинами, которые также могут присутствовать в ядерной матрице.
In biology, the nuclear matrix is the network of fibres found throughout the inside of a cell nucleus after a specific method of chemical extraction. According to some it is somewhat analogous to the cell cytoskeleton. In contrast to the cytoskeleton, however, the nuclear matrix has been proposed to be a dynamic structure. Along with the nuclear lamina, it supposedly aids in organizing the genetic information within the cell. The exact function of this structure is still disputed, and its very existence has been called into question. Evidence for such a structure was recognised as long ago as 1948, and consequently many proteins associated with the matrix have been discovered. The presence of intra cellular proteins is common ground, and it is agreed that proteins such as the Scaffold, or Matrix Associated Proteins (SAR or MAR) have some role in the organisation of chromatin in the living cell. There is evidence that the nuclear matrix is involved in regulation of gene expression in Arabidopsis thaliana. Whenever a similar structure can actually be found in living cells remains a topic of discussion. According to some sources, most, if not all proteins found in nuclear matrix are the aggregates of proteins of structures that can be found in the nucleus of living cells. Such structures are nuclear lamina, which consist of proteins termed lamins which can be also found in the nuclear matrix.
Действительность ядерной матрицы
Долгое время оставался предметом споров вопрос о том, является ли полимерная сеть, "ядерная матрица", "ядерный каркас" или "NuMat" существенным компонентом ядерной архитектуры in vivo. Хотя существуют аргументы, что относительное положение хромосомных территорий (CT), эквивалентных конденсированным метафазным хромосомам в интерфазе, может поддерживаться за счет стерических препятствий или сил электростатического отталкивания между, по-видимому, высокоорганизованными поверхностями CT, эту концепцию необходимо сопоставить с наблюдениями, согласно которым клетки, обработанные классическими процедурами экстракции матрицы, сохраняют четко очерченные территории до момента высвобождения небольшого подмножества кислых белков ядерной матрицы – весьма вероятно, тех белков, которые обеспечивали их связь с ядерным каркасом. Протеома ядерной матрицы состоит из структурных белков, шаперонов, белков, связывающих ДНК/РНК, белков, ремоделирующих хроматин, и факторов транскрипции. Сложность NuMat свидетельствует о разнообразном структурном и функциональном значении ее белков.
Регионы прикрепления к леса/матрице (S/MAR)
S/MAR (регионы прикрепления каркаса/матрицы), области ДНК, известные своей способностью присоединять геномную ДНК к разнообразным ядерным белкам, демонстрируют всё более широкий спектр установленных биологических функций. Существует известное перекрытие этой обширной группы последовательностей с последовательностями, называемыми LAD (домены прикрепления ламины). S/MAR находят всё большее применение при рациональном конструировании векторов, широко используемых в генной терапии и биотехнологии. В настоящее время функции S/MAR можно модулировать, улучшать и адаптировать к специфическим требованиям новых векторных систем.
Ядерная матрица и рак
Состав ядерной матрицы в клетках человека доказано зависит от типа клетки и специфичен для опухоли. Четко показано, что состав ядерной матрицы в опухолевых клетках отличается от такового в нормальных клетках. Этот факт может быть полезен для идентификации онкологических маркеров и прогнозирования заболевания на более ранних стадиях. Эти маркеры были обнаружены в моче и крови и потенциально могут быть использованы для ранней диагностики и прогноза рака у человека.