Çekirdekçik

Çekirdekçik ya da nükleolus, ökaryot hücrelerin çekirdeklerinin içinde bulunan zarsız bir yapıdır.

Tipik bir hayvan hücresinin yapı taşlarını (Organellerini) gösteren çizimi. :
(1) Çekirdekçik
(2) Çekirdek
(3) Ribozomlar (küçük noktalar)
(4) Vezikül
(5) Granüllü endoplazmik retikulum (ER)
(6) Golgi aygıtı
(7) Hücre iskeleti
(8) Granülsüz endoplazmik retikulum
(9) Mitokondriler
(10) Koful
(11) Sitoplazma
(12) Lizozom
(13) Sentrozom içindeki Sentriyoller

Çekirdek ve çekirdekçiğin mikroskop görüntüsü

Çekirdekçik; bakteriler, arkealar, çekirdek içeren alyuvarlar ve sperm hücreleri dışında bütün canlı hücrelerde bulunan küresel bir cisimdir. Yapısının %10-20 kadarı RNA'dan, %70-80 kadarı proteinin oluşmaktadır. DNA çekirdekçiğin dışında olduğundan çekirdekçik yapısında bulunmaz. Protein kısmının bir bölümü enzim yapısına, çok daha büyük bir bölümü ise ribozomun yapısına girecek olan ribozomal proteine dönüşür.

Görevi ribozomal RNA (rRNA) transkripsiyonu yapmak ve hücre içinde bunları birleştirmektir. Hücre çekirdeğinin hacimce %25'ini kaplar. Çekirdekçiklerdeki işlev bozuklukları "nükleolopati" adı altında değerlendirilen çok çeşitli hastalıklara sebep olabilmektedir.[1]

Yapı

Çekirdekçikler üç farklı bölgeden oluşmaktadır: ipliksi (fibriler) bölge (FC), yoğun ipliksi bölge (DFC) ve tanecikli (granüler) bölge (GC).[2] Elektron mikroskobu görüntülerine göre ipliksi bölgede uzunluğu çapının yaklaşık olarak iki katı olan fibriler proteinler bulunmaktadır. Tanecikli bölge ise daha çok çekirdekçiğin çevresinde bulunmakta ve granüllü yapılardan oluşmaktadır. Yoğun ipliksi bölge de henüz olgunlaşmamış ribozom alt birimlerinden oluşmaktadır.

Çoğu çekirdekçikte (özellikle bitkilerde) bulunan bir başka yapı da çekirdekçiğin merkezindeki şeffaf bölgede bulunan nükleolar vakuoldür.[3] Çoğu bitki türü çekirdekçiğinde hayvan çekirdekçiklerinin aksine çok yüksek oranda demir konsantrasyonuna rastlanır.[4] Nükleolar vakuol de bu oranı dengelemek üzere özelleşmiştir.

Hücre bölünmesi esnasındaki yapısı

Hücre bölünmesi sırasında çekirdekçik kaybolur. Bölünmeden sonra tekrar oluşur. Bölünmenin başlangıcında kromozomlar oluşmaya başladığında çekirdekçik küçülür, çünkü çekirdekçiği oluşturan kromatin de nükleozom oluşumuyla kısalmaya başlamaktadır. Bölünmenin metafaz evresinde ise DNA ultrastrüktür yapıda başlangıçtaki halinin 10.000 katı kadar kısalma olduğunda çekirdekçik tamamen görünmez olur. Çekirdekçiğin protein kısımları, fibrilli ve granüllü bölgeleri sitoplazmaya dağılır. Bölünmenin telofaz evresinin sonuna doğru ultrastrüktür yapıdaki DNA, sarmallarından kurtulup uzamaya başladığında çekirdek yapıcı kromozomların rRNA genlerini taşıyan DNA bölgeleri bir araya gelerek tekrar çekirdekçiği oluştururlar.

Görev

Çekirdekçikler, ilk olarak Barbara McClintock tarafından tanımlanan ve çekirdekçik organizatörü (NOR) olarak adlandırılan özel genetik lokusların etrafında yer almaktadır. Bir NOR, çok çeşitli kromozomlarda bulunabilen rRNA genleriyle dizilidir. Aslında tüm canlıların genomunda çok sayıda rRNA geni bulunmaktadır. Örneğin bir insanda 5.8S, 18S ve 28S rRNA'ları kodlayan 200 kadar gen ve 5S rRNA'yı kodlayan 2000 gen kopyası mevcuttur. Buna rağmen embriyonik gelişim sürecinde hücrenin ihtiyaç duyduğu rRNA ürünleri hızlı bir şekilde karşılanamamaktadır. Dolayısıyla hücre gen amplifikasyonu ile gereksinim duyulan çok fazla sayıdaki rRNA ürününü karşılamaktadır.

Gen amplifikasyonu, belli bir gen serisi replikasyon yaptığı halde geri kalan genomun değişmeyip aynı kalmasıdır. Dolayısıyla amplifikasyon, tekrarlayan DNA replikasyon döngülerinin sonucunda oluşmaktadır. Sonuçta amplifiye olan genin birçok kopyası elde edilmektedir ve dolayısıyla gen ifadesi artmaktadır. Böylece hücrenin gereksinim duyduğu fazla miktardaki büyük rRNA'lar sentezlenmektedir.

Kaynakça

1. Hetman M (June 2014). "Role of the nucleolus in human diseases. Preface". Biochimica et Biophysica Acta. 1842 (6): 757. doi:10.1016/j.bbadis.2014.03.004. PMID 24631655. Geçersiz |doi-access=free (yardım)
2. O'Sullivan JM, Pai DA, Cridge AG, Engelke DR, Ganley AR (June 2013). "The nucleolus: a raft adrift in the nuclear sea or the keystone in nuclear structure?". Biomolecular Concepts. 4 (3): 277-86. doi:10.1515/bmc-2012-0043. PMC 5100006 $2. PMID 25436580.
3. Beven AF, Lee R, Razaz M, Leader DJ, Brown JW, Shaw PJ (June 1996). "The organization of ribosomal RNA processing correlates with the distribution of nucleolar snRNAs". Journal of Cell Science. 109 ( Pt 6) (6): 1241-51. PMID 8799814.
4. Roschzttardtz H, Grillet L, Isaure MP, Conéjéro G, Ortega R, Curie C, Mari S (August 2011). "Plant cell nucleolus as a hot spot for iron". The Journal of Biological Chemistry. 286 (32): 27863-6. doi:10.1074/jbc.C111.269720. PMC 3151030 $2. PMID 21719700.