핵은 염색질, RNA 및 수용액 속에서 자유롭게 이동하는 핵단백질들을 내포하고 있으며, 유전적인 물질을 생성하고 핵의 기능을 부여하는 내부 구조를 가지고 있습니다. 동물세포에는 느슨하게 구성된 핵 라민의 matrix가 핵의 라미나로부터 핵 내부로 뻗어져 있습니다. 이러한 라민은 염색질 부착 부위로써 역할을 수행하며 기능적인 핵체들 내에서 다른 단백질들을 조직화합니다. 핵 내부의 염색질은 큰 DNA 고리들로 구성되어 있고, 이러한 고리들의 특정한 부분은 염색질의 라민-결합 단백질들에 의해 라민 matrix와 결합되어 있습니다. 서로 다른 많은 핵단백질들은 라민-의존성 복합체를 형성하고 있으며, 이들 복합체들은 DNA 수선, 염색질 구성, 유전자 조절 그리고 신호 전달 과정에 관여하는 핵체들을 형성합니다.
염색체와 염색질의 구조
염색질은 유사분열 중에 염색체로 응축되어 딸세포의 핵으로 전달됩니다. 간기에 이질염색질(heterochromatin)은 응축된 상태로 남아있으나, 진정 염색질(euchromatin)은 응축이 풀어져 핵 내에 넓게 분산되어 있습니다. 세포에는 두 가지의 이질염색질이 존재합니다. 구성 이질염색질은 중심체에 존재하는 부수적인 염기서열 같은 전사되지 않는 DNA를 가지는 반면, 기능 이질염색질은 세포에서 전사가 일어나는 염기서열을 가지며, 세포의 전사 활성도에 따라 다른 양의 기능 이질염색질을 내포합니다. 이질염색질은 대부분 핵의 가장자리에 위치하며, 핵의 내막에 있는 단백질과 결합합니다.
염색체는 동원체와 말단소체가 서로 반대 위치에 모여 있으며, 핵막 근처에 자리를 잡고 있습니다. 이러한 많은 결합들은 유전자 발현을 억제하지만, 핵공 복합체와 연결되어 있는 경우는 특정한 유전자의 전사를 촉진하기도 합니다.
포유류 세포의 핵 안에서 각각의 염색체는 일정한 영역을 차지하고 있습니다. 활발히 전사되는 유전자는 염색체들을 구분하는 통로에 인접한 이들 영역들의 가장 자리에 위치하고 있습니다. 새로이 전사된 RNA는 RNA 가공처리가 일어나는 염색체 사이의 이들 통로로 방출되는 것으로 생각됩니다.
중기 염색체에 존재하는 DNA와 같이, 간기 핵에서 염색질은 약 50-100kb의 DNA를 포함하는 고리영역으로 구성되어 있습니다. 양서류 난모세포 염색체가 그 좋은 예이며, 이 세포에서 활발히 전사되는 DNA는 응축이 풀려 고리처럼 보입니다. 이러한 염색질 영역은 유전자 발현이 독립적으로 조절되는 기능적 단위처럼 보입니다.
핵 내부의 소영역들
핵에서의 가공 처리 기작이 핵 내의 일정한 부위에 국한되어 일어나는 것으로 보아 핵이 내부 체제를 가지고 있음을 알 수 있습니다. 핵에 존재하는 다수의 중요한 효소들과 그 밖의 단백질들은 거대분자들이 핵의 안과 밖을 이동할 수 있는 저밀도의 스펀지와 같은 구조를 가진 개별의 소핵체에 위치합니다. 이러한 구조들을 표적화하거나 보유하도록 하는 신호들은 확인되었지만, 아직까지 특성화되지는 않았습니다.
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