En biología , la matriz nuclear es la red de fibras que se encuentra en el interior del núcleo celular después de un método específico de extracción química. Según algunos, es algo similar al citoesqueleto celular . Sin embargo, a diferencia del citoesqueleto, se ha propuesto que la matriz nuclear es una estructura dinámica. Junto con la lámina nuclear , supuestamente ayuda a organizar la información genética dentro de la célula. [1]
La función exacta de esta estructura aún se discute, y su misma existencia ha sido puesta en duda. [2] La evidencia de tal estructura fue reconocida ya en 1948, [3] y en consecuencia se han descubierto muchas proteínas asociadas con la matriz. La presencia de proteínas intracelulares es un punto común, y se acepta que proteínas como el andamio o las proteínas asociadas a la matriz (SAR o MAR) tienen algún papel en la organización de la cromatina en la célula viva. Hay evidencia de que la matriz nuclear está involucrada en la regulación de la expresión génica en Arabidopsis thaliana . [4]
Sigue siendo tema de discusión si se puede encontrar una estructura similar en las células vivas. [5] Según algunas fuentes, la mayoría de las proteínas que se encuentran en la matriz nuclear, si no todas, son agregados de proteínas de estructuras que se pueden encontrar en el núcleo de las células vivas. Dichas estructuras son las láminas nucleares, que consisten en proteínas denominadas láminas que también se pueden encontrar en la matriz nuclear. [6]
Durante mucho tiempo, la cuestión de si una red de polímeros, una “matriz nuclear” o “andamio nuclear” o “NuMat” es un componente esencial de la arquitectura nuclear in vivo ha sido un tema de debate. Si bien existen argumentos de que la posición relativa de los territorios cromosómicos (CT), el equivalente de los cromosomas metafásicos condensados en la interfase , puede mantenerse debido al impedimento estérico o a las fuerzas de repulsión electrostática entre las superficies CT aparentemente altamente estructuradas, este concepto debe conciliarse con las observaciones según las cuales las células tratadas con los procedimientos clásicos de extracción de la matriz mantienen territorios definidos hasta el punto en que se libera un subconjunto menor de proteínas ácidas de la matriz nuclear, muy probablemente aquellas proteínas que gobernaban su asociación con el esqueleto nuclear. [7] El proteoma de la matriz nuclear consta de proteínas estructurales, chaperonas, proteínas de unión a ADN/ARN, remodelación de la cromatina y factores de transcripción. La complejidad de NuMat es un indicador de la diversa importancia estructural y funcional de sus proteínas. [8]
Las S/MAR (regiones de unión a la matriz o al andamiaje), las regiones de ADN que se sabe que unen el ADN genómico a una variedad de proteínas nucleares, muestran un espectro cada vez mayor de actividades biológicas establecidas. Existe una superposición conocida de este gran grupo de secuencias con secuencias denominadas LAD (dominios de unión a la lámina).
Los S/MAR se utilizan cada vez más para el diseño racional de vectores y se utilizan ampliamente en terapia génica y biotecnología . Hoy en día, las funciones de los S/MAR se pueden modular, mejorar y adaptar a las necesidades específicas de los nuevos sistemas de vectores. [9]
Se ha demostrado que la composición de la matriz nuclear de las células humanas es específica del tipo celular y del tumor. Se ha demostrado claramente que la composición de la matriz nuclear de un tumor es diferente de la de sus homólogos normales. [10] Este hecho podría ser útil para caracterizar los marcadores del cáncer y predecir la enfermedad incluso antes. Estos marcadores se han encontrado en la orina y la sangre y podrían utilizarse potencialmente en la detección temprana y el pronóstico de los cánceres humanos. [ cita requerida ]