Los cuerpos nucleares son subcompartimentos dentro del núcleo que no están rodeados por membranas [1] , sino que son complejos separados y morfológicamente distintos de proteínas y ARN . Los cuerpos nucleares incluyen el nucléolo , el cuerpo de Cajal y otras estructuras no membranosas. La biogénesis del cuerpo nuclear se basa en los mismos principios generales, como la capacidad de formar de novo (desde cero), la autoorganización y el papel del ARN como elemento estructural. El control de la biogénesis del cuerpo nuclear es necesario para el cambio correcto en la arquitectura del núcleo durante el ciclo celular y subyace en la respuesta de la célula a los estímulos intra y extracelulares. Muchos cuerpos nucleares realizan funciones específicas, como la síntesis y el procesamiento del ARN preribosómico en el nucléolo, la acumulación y el ensamblaje de componentes del espliceosoma en las motas nucleares o la acumulación de moléculas de ARN en las paramotas . Los mecanismos que aseguran el desempeño de estas funciones por parte de los cuerpos nucleares son muy diversos. En algunos casos, el cuerpo nuclear puede servir como sitio para ciertos procesos, como la transcripción . En otros casos, los cuerpos nucleares parecen regular indirectamente las concentraciones locales de sus componentes en el nucleoplasma . Aunque la mayoría de los cuerpos nucleares tienen forma esférica , la mayoría de ellos pueden identificarse por su morfología única, que se revela mediante microscopía electrónica , y por su ubicación en el núcleo. Al igual que los orgánulos citoplasmáticos , los cuerpos nucleares contienen un conjunto específico de proteínas que determinan su estructura a nivel molecular [2] .
Muchos cuerpos nucleares se comportan como una gota de un líquido viscoso . Por ejemplo, en los ovocitos de la rana Xenopus , los nucléolos son casi perfectamente esféricos. Cuando dos nucléolos se encuentran, se fusionan entre sí para formar un nucléolo más grande. Se ha descrito una fusión similar para cuerpos de Cajal, cuerpos de loci de histonas , motas nucleares y otros cuerpos. Sin embargo, algunos cuerpos nucleares, como el nucléolo, constan de varios componentes estructurales, como lo demuestran los datos de microscopía electrónica. A primera vista, esto contradice la idea de los cuerpos nucleares como gotas de un líquido viscoso. En los ovocitos de Xenopus , tanto el componente granular como el componente fibrilar denso de los nucléolos pueden fusionarse e intercambiar proteínas, pero el componente granular lo hace más rápidamente. Las proteínas clave de los componentes granulares y fibrilares densos, la nucleofosmina y la fibrilarina , respectivamente, pueden formar gotitas en presencia de ARN cuando se purifican, pero las gotitas de nucleofosmina se fusionan e intercambian proteínas más rápido que las proteínas fibrilarinas. Físicamente, las gotas de nucleofosmina son un líquido viscoso, mientras que las gotas de fibrilarina son viscoelásticas , lo que explica su dinámica lenta. Cuando la nucleofosmina y la fibrilarina purificadas se combinan en una sola gota, forman fases inmiscibles de tipo nucleolar: pequeñas gotas de fibrilarina se asientan dentro de gotas más grandes de nucleofosmina. La inmiscibilidad de las fases se debe a la diferencia de tensión superficial , ya que las gotas de fibrilarina en solución acuosa son más hidrofóbicas que las gotas de nucleofosmina. Quizás, de manera similar, se explique la incapacidad de diferentes cuerpos nucleares para fusionarse entre sí. Por ejemplo, los nucléolos y los cuerpos de Cajal suelen estar en estrecho contacto pero nunca se fusionan, posiblemente debido a una alta barrera de energía interfacial [3] .
Una propiedad común de todos los cuerpos nucleares es su estabilidad estructural. Los cuerpos nucleares separados se distinguen a lo largo de la interfase , desde el comienzo de la fase G1 hasta la salida de la fase G2 . Durante la interfase, los cuerpos nucleares experimentan movimientos dinámicos dentro del núcleo, y cuanto más grande es el cuerpo, menos se mueve. Los cuerpos grandes, como los nucléolos y las motas, que alcanzan los 2–3 µm de diámetro, son prácticamente inmóviles y solo tienen capacidad de movimiento local limitado. Los cuerpos más pequeños, como los cuerpos de Cajal y los cuerpos de PML , cuyo tamaño oscila entre 500 nm y 1 µm , se mueven rápidamente a través del núcleo y experimentan frecuentes fusiones y separaciones [4] .
A pesar de la estabilidad estructural general, los cuerpos nucleares se caracterizan por un dinamismo interno significativo. El componente principal de los cuerpos nucleares son proteínas especiales que también están presentes en el nucleoplasma, aunque en una concentración mucho menor. Los experimentos de fotoblanqueo han demostrado que los cuerpos nucleares intercambian intensamente sus componentes principales con el nucleoplasma. En pocos minutos, la composición molecular de los cuerpos nucleares se cambia por completo por moléculas previamente nucleoplásmicas [4] .
Debido a la ausencia de membranas circundantes , la forma y el tamaño de los cuerpos nucleares están determinados por la suma de las interacciones de las moléculas que los componen. Entre tales interacciones, no se han identificado interacciones covalentes , por lo tanto, las moléculas dentro de los cuerpos interactúan entre sí a través de enlaces débiles no covalentes. El factor determinante clave es el equilibrio de las moléculas entrantes y salientes: con un aumento en el flujo de moléculas entrantes, el tamaño del cuerpo aumenta, y una disminución en su tamaño o un aumento en el flujo de moléculas salientes conduce a una disminución en el cuerpo. Los mecanismos moleculares que determinan este equilibrio son poco conocidos, pero incluyen modificaciones postraduccionales de las proteínas que forman los cuerpos nucleares. El control del número de cuerpos nucleares también es poco conocido. Incluso el número de nucléolos, que se forman solo alrededor de un número fijo de regiones de cromosomas , los organizadores nucleolares , varía entre diferentes tejidos y tipos de células. Se sabe que el número de cuerpos de Cajal está regulado por la proteína marcadora coilina : si se mutan varios sitios clave de fosforilación de esta proteína , el número de cuerpos de Cajal se reduce. Además, el tamaño y el número de cuerpos nucleares dependen de las condiciones fisiológicas. Por lo tanto, el número de nucléolos aumenta en las células que proliferan activamente . En los linfocitos , que sintetizan activamente proteínas y por lo tanto requieren grandes cantidades de rRNA , los nucléolos aumentan de tamaño. El número de cuerpos de LMP se asocia positivamente con las condiciones de estrés [5] .
Los cuerpos nucleares grandes suelen estar en gran parte inmóviles, aunque son capaces de un ligero movimiento y fusión entre sí. Como han demostrado los experimentos con nucléolos en interfase inducidos experimentalmente, la heterocromatina juega un papel principal en la limitación de la movilidad de los cuerpos nucleares . El movimiento de los nucléolos era independiente de la actina y sus fusiones ocurrían en colisiones aleatorias. Cada cuerpo ocupaba un compartimento separado limitado por heterocromatina. La supercondensación artificial de la cromatina ha provocado una disminución significativa de la frecuencia de fusión de los cuerpos y, en consecuencia, ha limitado su movilidad [6] . La movilidad de los cuerpos nucleares también tiene un significado funcional, que influye en varios aspectos del funcionamiento del genoma [7] .
Según el método de formación, los cuerpos nucleares se pueden dividir en dos clases: dependientes de la actividad e independientes de la actividad. La primera clase incluye cuerpos que se forman en los sitios de ciertos procesos nucleares, como la transcripción, y su morfología depende estrictamente de la intensidad del proceso. Estos cuerpos incluyen el nucléolo, que se forma al transcribir grupos de genes de ARNr (organizadores nucleolares). Cuando se suprime la transcripción de rDNA, el nucléolo sufre una rápida reorganización estructural y la entrega de genes de rRNA adicionales en plásmidos al núcleo conduce a la aparición de nucléolos adicionales. Los cuerpos de loci de histonas se forman alrededor de los genes de histonas cuando la transcripción de estos genes se activa al comienzo de la replicación del ADN durante la fase S. Los cuerpos nucleares de estrés y las motas nucleares también pertenecen a esta clase. La segunda clase incluye cuerpos, para cuya formación no es necesario ningún proceso nuclear. Dichos cuerpos nucleares se forman en el nucleoplasma y posteriormente pueden asociarse con una ubicación específica en el núcleo. Estos son los cuerpos Cajal y los cuerpos PML. A veces se ubican en ciertos lugares del núcleo e incluso se asocian con loci específicos, pero se forman en el nucleoplasma y adquieren tal conexión más tarde. Por ejemplo, tras la activación de los genes de ARN nuclear pequeño U2 , se someten a un movimiento específico dependiente de actina hacia cuerpos de Cajal previamente formados [8] .
La formación de un cuerpo nuclear comienza con el evento de nucleación. Durante la nucleación, los componentes clave del cuerpo se vuelven inmóviles, se agrupan y atraen otros componentes básicos. En los cuerpos dependientes de actividad, la nucleación se desencadena por los procesos necesarios para la formación de cuerpos. En el caso del nucléolo, el nucléolo se produce por la acumulación de proteínas nucleolares en el rDNA y el pre-rRNA, y en el caso de los cuerpos locus de histonas, por la acumulación de factores de procesamiento en el extremo 3' de los pre-ARNm de histonas. En los cuerpos independientes de la actividad, los nucleadores son probablemente proteínas estructurales o ARN, pero hasta ahora no se han identificado tales nucleadores [9] .
Algunos cuerpos nucleares pueden formarse de novo (desde cero) en condiciones fisiológicas o experimentales. Por ejemplo, la formación de nucléolos de novo es posible cuando los minigenes de ARNr se introducen en las células como parte de los plásmidos. Un fenómeno similar se ha descrito para la ovogénesis en la rana Xenopus , en cuyos ovocitos se amplifican miles de genes de rRNA extracromosómicos durante este proceso y se forman muchos pequeños nucléolos en el camino. Las motas nucleares también se pueden formar de novo tras la activación de los procesos de transcripción en la célula después de la supresión global. Durante las infecciones virales , se produce una rápida formación de cuerpos de LMP: las proteínas clave del cuerpo de la LMP rodean el genoma viral para formar un cuerpo completo. Esta reacción parece servir como una respuesta inmunitaria innata contra los virus. Sin embargo, la formación de novo se muestra más claramente en los cuerpos de Cajal. Si, en células que normalmente no tienen cuerpos de Cajal, se provoca temporalmente una sobreexpresión de los componentes de estos cuerpos, entonces se formarán realmente cuerpos de Cajal. Además, si los componentes de los cuerpos de Cajal se inmovilizan artificialmente en la cromatina en lugares aleatorios, se formarán en estos lugares [10] .
Muchos cuerpos nucleares contienen moléculas de ARN, que a menudo juegan un papel importante en el ensamblaje de estos cuerpos. El ARN puede participar en la biogénesis de los cuerpos nucleares de dos formas. Primero, los ARN pueden servir como moldes para el ensamblaje de cuerpos, por ejemplo, en el caso de la mayoría de los cuerpos dependientes de actividad que se forman alrededor de sitios con transcripción activa. Dichos ARN atraen las proteínas de unión al ARN que forman parte de los cuerpos nucleares , lo que desencadena la formación de cuerpos. En segundo lugar, el ARN puede actuar como elemento arquitectónico en los cuerpos nucleares. Por ejemplo, la formación de paraspeckle requiere NEAT1 (también conocido como MEN-ε/β), una molécula de ARN poliadenilada larga y estable ubicada en el núcleo. La caída de este ARN por interferencia de ARN conduce a la destrucción de paraspeckles. Además, no se detectan paraspecles en los núcleos de células madre embrionarias humanas que no expresan NEAT1 [11] .
Teóricamente, existen dos mecanismos principales para el ensamblaje de cuerpos nucleares:
El experimento descrito anteriormente sobre el ensamblaje de los cuerpos de Cajal en los sitios de inmovilización de la cromatina de los componentes clave de estos cuerpos atestigua a favor de la última ruta. Sin embargo, la cuestión de qué sucede durante el montaje de los órganos dependientes de la actividad permanece abierta [12] .
La formación de cuerpos nucleares puede basarse no solo en las interacciones proteína-proteína y proteína-ARN, sino también en las transiciones de fase líquido-líquido [ ( LLPS ), que son proporcionadas por los dominios promotores de agregación de las proteínas del cuerpo nuclear. El modelo de transición de fase puede explicar las propiedades fluidas de los cuerpos nucleares, como su capacidad para fusionarse y separarse, así como su rápida dinámica intranuclear. Es posible que la propia heterocromatina tenga las propiedades de las gotas líquidas [13] . Se ha demostrado experimentalmente que las proteínas hnRNPA1 y FUS , que forman parte de los gránulos de estrés citoplasmático y paraspeckles, pueden proporcionar separación de fases líquido-líquido (LLPS ) en presencia de ARN. Se ha demostrado que algunos dominios de proteínas experimentan LLPS solo cuando se combinan en concentraciones específicas. Cada cuerpo nuclear puede tener su propia proporción de proteínas que proporcionan LLPS. Los dominios de proteínas asociados con la agregación, como los dominios similares a priones , así como los dominios que promueven la polimerización (por ejemplo, el dominio de bobina enrollada ) y las regiones de baja complejidad , están expuestos a LLPS [14] . Una variedad de estructuras nucleares formadas debido a la separación de fases están involucradas en varias etapas de la expresión génica , como la transcripción y el procesamiento del ARN , afectan el estado epigenético de los genes y desempeñan un papel en el desarrollo de muchas enfermedades [15] . Los fosfoinosítidos pueden participar en la formación de cuerpos nucleares debido a la separación de fases. En 2018, se encontraron cuerpos que contenían fosfatidilinositol-4,5-bisfosfato en los núcleos celulares de una amplia variedad de organismos ; estos se conocen como islotes de lípidos nucleares (NLI ) . Probablemente, las islas lipídicas nucleares juegan un papel importante en la regulación de la expresión génica, actuando como plataformas para la unión de varias proteínas y facilitando la formación de fábricas de transcripción [16] .
El montaje y desmontaje de los cuerpos nucleares juega un papel importante en su herencia por parte de las células hijas durante la división . Algunos cuerpos nucleares, que están presentes en las células en un gran número de copias, no se descomponen durante la mitosis , sino que se dividen aproximadamente por igual entre las células hijas debido a su distribución aleatoria en el volumen de la célula. Otros cuerpos nucleares, por el contrario, se desmontan durante la división celular y se vuelven a montar cuando las células hijas entran en la fase G1 [17] .
Por lo tanto, el nucléolo se desarma durante la mitosis, ya que la transcripción del ARNr se suspende debido a la fosforilación de los factores de transcripción de la ARN polimerasa I , así como a los factores de procesamiento del ARNr. Al comienzo de la profase , los pre-ARNr no procesados o parcialmente procesados se acumulan en la periferia de los cromosomas condensados junto con muchos factores de procesamiento. Después de la destrucción de la membrana nuclear, ingresan al citoplasma y forman muchos pequeños cuerpos muy móviles en la anafase . Al comienzo de la telofase , cuando se restablece la transcripción de los genes de ARNr, estos pequeños cuerpos se desmontan y luego el pre-ARNr y los factores de procesamiento forman cuerpos pronucleolares en el nucleoplasma de los núcleos recién formados de las células hijas. Al final de la telofase, los cromosomas se descondensan y el pre-ARNr y los factores de procesamiento salen de los cuerpos pronucleolares, formando un nucleolo alrededor de los organizadores nucleolares. La formación del nucléolo después de la mitosis también requiere la actividad de la ARN polimerasa I y la reanudación del procesamiento previo al ARNr [18] .
Al comienzo de la mitosis, las motas nucleares se desmontan y sus componentes se distribuyen aleatoriamente por todo el citoplasma. El ensamblaje de las motas comienza en la telofase. Los paramoteados permanecen estables a lo largo del ciclo celular hasta la anafase, cuando se dispersan aleatoriamente por toda la célula (paramoteados citoplasmáticos). Los paramoteados citoplasmáticos desaparecen al comienzo de la telofase y la formación de paramoteados nucleares comienza después de completarse la división celular. Los cuerpos de los loci de histonas existen hasta principios de la prometafase y finalmente se desmontan en la metafase y se vuelven a formar en la telofase. Los cuerpos de Cajal al comienzo de la mitosis no se descomponen, sino que pasan al citoplasma, donde no están en contacto físico con los cromosomas condensados. El número y tamaño de los cuerpos de Cajal apenas cambia de metafase a telofase. Cuando la envoltura nuclear se forma en la telofase, los cuerpos de Cajal citoplasmáticos se desmontan y su componente clave, la proteína coilina, entra rápidamente en el núcleo, donde inicialmente se localiza aleatoriamente, pero en la fase G1 se forman cuerpos de Cajal nucleares normales en el núcleo. Células hijas. El número de cuerpos de PML disminuye al comienzo de la mitosis, ya que su componente principal, la proteína PML , forma agrupaciones mitóticas características, perdiendo contacto con otras proteínas del cuerpo de PML. La formación de cuerpos de PML en el núcleo comienza en la fase G1, sin embargo, incluso durante la fase G1, todavía se encuentran grandes acumulaciones de la proteína PML en el citoplasma, que luego disminuyen lentamente [19] .
La siguiente tabla enumera los cuerpos nucleares clave, sus propiedades y funciones [2] .
| cuerpo nuclear | Funciones | Componentes característicos | Tamaño típico (en µm) | Cantidad por núcleo |
|---|---|---|---|---|
| nucléolo | Biogénesis de ribosomas | Maquinaria de ARN polimerasa I , factores de procesamiento de ARNr y ensamblaje de subunidades ribosómicas | 3-8 | 1-4 |
| motas | Acumulación y ensamblaje de factores de empalme | Factores de empalme de pre-ARNm | 2-3 | 20-50 |
| Estrés cuerpos nucleares | Regulación de la transcripción y empalme bajo estrés | HSF1 , HAP | 1-2 | 3-6 |
| Cuerpo de loci de histonas | Procesamiento de pre-ARNm de histonas | NPAT , FLASH, U7 snRNP | 0,2—1,2 | 2-4 |
| cuerpo cajal | Biogénesis, maduración y circulación de pequeños ARN | Coilin , SMN | 0,2—1,5 | 1-10 |
| cuerpo de leucoencefalopatía multifocal progresiva | Regulación de la estabilidad del genoma, reparación del ADN , control de la transcripción, protección contra virus | LMP | 0.1-1 | 10-30 |
| parapentes | regulación de ARNm, edición de ARN | ARN no codificantes NEAT1/MENε/β, proteínas PSP1, p54 nrb /NONO | 0.2-1 | 2-20 |
| Compartimento perinucleolar | Regulación postranscripcional de un conjunto de ARN sintetizados por la ARN polimerasa III | PTB | 0.2-1 | 1-2 |
El nucléolo es una estructura densa separada en el núcleo. No está rodeado por una membrana y se forma en el área donde se encuentra el ADNr: repeticiones en tándem de los genes del ARN ribosomal (ARNr) llamados organizadores nucleolares . Las funciones principales del nucléolo son la síntesis de ARNr y la formación de ribosomas . La integridad estructural del nucléolo depende de su actividad, y la inactivación de los genes de ARNr conduce a una mezcla de estructuras nucleolares [20] .
En la primera etapa de la formación del ribosoma, la enzima ARN polimerasa I transcribe el ADNr y forma el pre-ARNr, que luego se corta en ARNr 5.8S, 18S y 28S [21] . La transcripción y el procesamiento postranscripcional del rRNA ocurren en el nucléolo con la participación de pequeños RNA nucleolares (snoRNA), algunos de los cuales se originan a partir de intrones de mRNA empalmados de genes que codifican proteínas asociadas con la función del ribosoma. Las subunidades ribosómicas ensambladas son las estructuras más grandes que pasan a través de los poros nucleares [22] .
Cuando se observa con un microscopio electrónico, se pueden distinguir tres componentes en el nucléolo: los centros fibrilares (FC), el componente fibrilar denso (CFC) que los rodea y el componente granular (GC), que, a su vez, rodea al CFC. La transcripción del rRNA ocurre en la FC y en el borde de la FC y la PFC, por lo tanto, cuando se activa la formación de ribosomas, las FC se vuelven claramente distinguibles. El corte y la modificación del rRNA ocurren en PFC, y los pasos subsiguientes en la formación de subunidades ribosómicas, incluida la carga de proteínas ribosómicas, ocurren en GA [21] .
El cuerpo de Cajal (TC) es el cuerpo nuclear que se encuentra en todos los eucariotas . Se identifica por la presencia de la proteína coilina característica y ARN específicos (scaRNA). TK también contiene la proteína SMN ( supervivencia de las neuronas motoras ). Los MA tienen una alta concentración de ribonucleoproteínas nucleares pequeñas de empalme (snRNP) y otros factores de procesamiento de ARN, por lo que se cree que los MA sirven como sitios para el ensamblaje y/o la modificación postranscripcional de los factores de empalme. TK está presente en el núcleo durante la interfase pero desaparece durante la mitosis. En la biogénesis de TC, se rastrean las propiedades de una estructura autoorganizada [23] .
Cuando la localización intracelular de SMN se estudió por primera vez mediante inmunofluorescencia , la proteína se encontró en todo el citoplasma, así como en el cuerpo nucleolar, de tamaño similar a la MC y, a menudo, ubicada junto a ella. Por esta razón, este cuerpo fue llamado el "gemelo de TK" ( ing. gemini de CB ) o simplemente gema. Sin embargo, resultó que la línea celular HeLa en la que se descubrió el nuevo cuerpo era inusual: en otras líneas celulares humanas, así como en la mosca de la fruta Drosophila melanogaster , SMN se colocalizó con coilin en TK. Por lo tanto, en el caso general, SMN se puede considerar como un componente importante de TC, y no como un marcador de un cuerpo nuclear individual [24] .
El cuerpo de los loci de histonas ( ing. cuerpo de locus de histonas, HLB ) contiene los factores necesarios para el procesamiento de pre-ARNm de histonas. Como su nombre lo indica, los cuerpos de los loci de histonas están asociados con genes que codifican histonas; por lo tanto, se supone que los factores de empalme se concentran en los cuerpos de los loci de histonas. El cuerpo de loci de histonas está presente en la célula durante la interfase y desaparece con el inicio de la mitosis. El cuerpo de loci de histonas a menudo se considera junto con el cuerpo de Cajal por varias razones. Primero, algunos cuerpos de loci de histonas contienen el marcador de cuerpos de Cajal, coilin. En segundo lugar, estos pequeños cuerpos suelen estar físicamente cerca, por lo que existe cierta interacción entre ellos. Finalmente, los cuerpos de Cajal muy grandes de los ovocitos de anfibios tienen las propiedades de ambos cuerpos [23] .
Los cuerpos de leucemia promielocítica , o cuerpos de LMP , son cuerpos esféricos dispersos por todo el nucleoplasma y alcanzan alrededor de 0,1 a 1,0 µm de diámetro . También se conocen con nombres tales como dominio nuclear 10 ( inglés nuclear domain 10 (ND10) ), cuerpos de Kremer ( inglés Kremer bodys ) y dominios oncogénicos PML ( inglés PML oncogenic domains ). Los cuerpos de la LMP reciben el nombre de uno de sus componentes clave, la proteína de la leucemia promielocítica (LMP). Suelen observarse asociados a cuerpos de Cajal y cuerpos de clivaje [25 ] . Los cuerpos de LMP pertenecen a la matriz nuclear y pueden participar en procesos como la replicación del ADN , la transcripción y el silenciamiento génico epigenético [26] . El factor clave en la organización de estos órganos es la proteína PML, que atrae a otras proteínas; estos últimos, según los conceptos del siglo XXI, están unidos únicamente por el hecho de estar SUMOilados . Los ratones en los que se elimina el gen PML carecen de cuerpos PML, pero se desarrollan y viven normalmente, lo que significa que los cuerpos PML no realizan funciones biológicas esenciales [26] .
Los moteados ( en inglés speckle ) son cuerpos nucleares que contienen factores de empalme de pre-ARNm y se ubican en las regiones de intercromatina del nucleoplasma de las células de mamíferos . Bajo microscopía de fluorescencia , las motas se ven como cuerpos manchados de forma irregular de varios tamaños, y bajo microscopía electrónica, se ven como grupos de gránulos de intercromatina. Las motas son estructuras dinámicas y las proteínas y el ARN que contienen pueden moverse entre las motas y otros cuerpos nucleares, incluidos los sitios de transcripción activa. Con base en estudios de composición, estructura y comportamiento de las motas, se creó un modelo para explicar la compartimentación funcional del núcleo y la organización del mecanismo de expresión de genes [27] que empalman pequeñas ribonucleoproteínas nucleares [28] y otras proteínas requeridas para empalme de pre-ARNm [27] . Debido a las necesidades cambiantes de la célula, la composición y la disposición de las motas cambian de acuerdo con la transcripción del ARNm ya través de la regulación de la fosforilación de proteínas específicas [29] . Las motas de empalme también se conocen como motas nucleares, compartimentos de factor de empalme, agrupaciones de gránulos de intercromatina y snurposomes B [ 30 ] . Se han encontrado B-snurposomes en núcleos de ovocitos de anfibios y embriones de la mosca de la fruta Drosophila melanogaster [31] . En las micrografías electrónicas, los B-snurusomes aparecen unidos a los cuerpos de Cajal o separados de ellos. Los grupos de gránulos de intercromatina sirven como sitios para la acumulación de factores de empalme [32] .
Los paraspeckles son cuerpos nucleares de forma irregular ubicados en el espacio intercromático del núcleo [33] . Se describieron por primera vez en las células HeLa, que tienen de 10 a 30 paramoteados por núcleo, pero ahora se han encontrado paramoteados en todas las células humanas primarias, en células de líneas transformadas y en secciones de tejido [34] . Obtuvieron su nombre debido a su ubicación en el núcleo, cerca de las motas [33] .
Los paramoteados son estructuras dinámicas que cambian en respuesta a cambios en la actividad metabólica de la célula. Dependen de la transcripción [33] y, en ausencia de transcripción por la ARN polimerasa II , las parapetas desaparecen y todas sus proteínas constituyentes (PSP1, p54nrb, PSP2, CFI(m)68 y PSF) forman una tapa perinucleolar en forma de media luna. . Este fenómeno se observa durante el ciclo celular: las paramotas están presentes en la interfase y en todas las fases de la mitosis excepto en la telofase . Durante la telofase, se forman núcleos hijos y la ARN polimerasa II no transcribe nada, por lo que las proteínas paraspeckle forman una cubierta perinucleolar [34] . Los paraspeckles están involucrados en la regulación de la expresión génica al acumular aquellos ARN donde hay regiones de doble cadena que están sujetas a edición, es decir, la conversión de adenosina en inosina . Debido a este mecanismo, los paramoteados están involucrados en el control de la expresión génica durante la diferenciación , la infección viral y el estrés [35] .
El compartimento perinucleolar (OK) es un cuerpo nuclear de forma irregular que se caracteriza por estar situado en la periferia del nucléolo. A pesar de estar físicamente relacionados, los dos compartimentos son estructuralmente distintos. Los TC suelen encontrarse en células tumorales malignas [36] . OK es una estructura dinámica y contiene muchas proteínas de unión a ARN y ARN polimerasa III. La estabilidad estructural de OK está asegurada por la transcripción realizada por la ARN polimerasa III y la presencia de proteínas clave. Dado que la presencia de TC suele asociarse a malignidad y a la capacidad de metastatizar , se les considera como potenciales marcadores de cáncer y otros tumores malignos. Se ha demostrado la asociación de TC con loci de ADN específicos [37] .
Los cuerpos nucleares de tensión se forman en el núcleo durante el choque térmico. Se forman por la interacción directa del factor de transcripción de choque térmico 1 ( HSF1 ) y las repeticiones pericéntricas en tándem en la secuencia del satélite III, que corresponden a los sitios de transcripción activa de las transcripciones del satélite III no codificante. Se cree ampliamente que tales cuerpos corresponden a formas muy densamente empaquetadas de complejos de ribonucleoproteína. En las células estresadas, se cree que participan en cambios rápidos, transitorios y globales en la expresión génica a través de diversos mecanismos, como la remodelación de la cromatina y la captación de factores de transcripción y empalme. En las células en condiciones normales (no estresantes), rara vez se encuentran cuerpos nucleares estresados, pero su número aumenta considerablemente bajo la influencia del choque térmico. Los cuerpos nucleares de estrés se encuentran sólo en células humanas y de otros primates [38] .
Los cuerpos nucleares huérfanos son compartimentos nucleares sin cromatina que se han estudiado mucho menos que otras estructuras nucleares bien caracterizadas . Algunos de ellos actúan como sitios donde las proteínas son modificadas por las proteínas SUMO y/o ocurre la degradación proteosomal de las proteínas marcadas con ubiquitina [39] . La siguiente tabla muestra las características de los cuerpos nucleares huérfanos conocidos [40] .
| cuerpo nuclear | Descripción | Tamaño típico (en µm) | Cantidad por núcleo |
|---|---|---|---|
| clastosoma | Concentra complejos de proteosomas 20S y 19S y proteínas asociadas a ubiquitina. Se encuentra principalmente cuando se estimula la actividad del proteasoma y desaparece cuando se inhibe la actividad del proteasoma . | 0,2—1,2 | 0-3 |
| escote cuerpo _ _ | Enriquecido con factores de división CstF y CPSF , así como proteína DDX1 que contiene DEAD-box . Se encuentra principalmente en la fase S y no se ve afectado por la inhibición transcripcional. | 0,2—1,0 | 1-4 |
| dominio OPT | Enriquecido con factores de transcripción Oct1 y PTF. Se colocaliza parcialmente con sitios de transcripción. Se encuentra principalmente en la fase G1 tardía , desensamblada por inhibición de la transcripción. | 1,0—1,5 | 1-3 |
| Cuerpo de policomb | Encontrado en células humanas y de Drosophila, enriquecido en proteína PcG . En humanos acumula las proteínas RING1 , BMI1 , HPC, y puede estar asociada a heterocromatina pericentromérica. | 0,3—1,0 | 12-16 |
| tauro sam68 | Acumula la proteína Sam68 y proteínas similares SLM-1 y SLM-2. Desensamblado por inhibición de la transcripción. Probablemente rico en ARN. | 0,6—1,0 | 2-5 |
| cuerpo SUMO | Enriquecido con proteínas SUMO y enzima conjugadora de SUMO Ubc9 . Concentra factores de transcripción p CREB , CBP , c-Jun . | 1-3 | 1-3 |