Envoltura nuclear

La membrana nuclear externa también comparte un borde común con el retículo endoplasmático . ^{[ 8 ]} Si bien está conectada físicamente, la membrana nuclear externa contiene proteínas que se encuentran en concentraciones mucho más altas que el retículo endoplasmático. ^{[ 9 ]} Las cuatro proteínas nesprina (proteínas de repetición de espectrina de la envoltura nuclear ) presentes en los mamíferos se expresan en la membrana nuclear externa. ^{[ 10 ]} Las proteínas nesprina conectan los filamentos del citoesqueleto con el nucleoesqueleto. ^{[ 11 ]} Las conexiones mediadas por nesprina con el citoesqueleto contribuyen al posicionamiento nuclear y a la función mecanosensorial de la célula. ^{[ 12 ]} Las proteínas del dominio KASH de Nesprin-1 y -2 son parte de un complejo LINC (enlazador del nucleoesqueleto y el citoesqueleto) y pueden unirse directamente a componentes del citoesqueleto, como los filamentos de actina , o pueden unirse a proteínas en el espacio perinuclear. ^{[ 13 ] [ 14 ]} Las nesprinas-3 y -4 pueden desempeñar un papel en la descarga de carga enorme; las proteínas nesprinas-3 se unen a la plectina y conectan la envoltura nuclear con los filamentos intermedios citoplasmáticos. ^{[ 15 ]} Las proteínas nesprinas-4 se unen al motor dirigido al extremo positivo, la kinesina-1. ^{[ 16 ]} La membrana nuclear externa también está involucrada en el desarrollo, ya que se fusiona con la membrana nuclear interna para formar poros nucleares. ^{[ 17 ]}

La membrana nuclear interna encierra el nucleoplasma y está cubierta por la lámina nuclear , una red de filamentos intermedios que estabiliza la membrana nuclear y participa en la función de la cromatina . ^{[ 9 ]} Está conectada a la membrana externa por poros nucleares que penetran las membranas. Si bien las dos membranas y el retículo endoplasmático están conectados, las proteínas incrustadas en las membranas tienden a permanecer en su lugar en lugar de dispersarse a través del continuo. ^{[ 18 ]} Está revestida por una red de fibras llamada lámina nuclear que tiene  un espesor de 10 a 40 nm y le proporciona resistencia.

Las mutaciones en los genes que codifican las proteínas de la membrana nuclear interna pueden causar varias laminopatías .

La envoltura nuclear está perforada por alrededor de mil complejos de poros nucleares , de unos 100  nm de diámetro, con un canal interno de unos 40  nm de ancho. ^{[ 9 ]} Los complejos contienen varias nucleoporinas , proteínas que unen las membranas nucleares interna y externa.

En los mamíferos, la membrana nuclear puede romperse en cuestión de minutos, siguiendo una serie de pasos durante las primeras etapas de la mitosis . Primero, las M-Cdk fosforilan los polipéptidos de nucleoporina , que se eliminan selectivamente de los complejos del poro nuclear. Después, el resto de los complejos del poro nuclear se desintegran simultáneamente. La evidencia bioquímica sugiere que los complejos del poro nuclear se desensamblan en piezas estables en lugar de desintegrarse en pequeños fragmentos de polipéptidos. ^{[ 9 ]} Las M-Cdk también fosforilan elementos de la lámina nuclear (el armazón que sostiene la envoltura), lo que lleva al desensamblaje de la lámina y, por lo tanto, de las membranas de la envoltura en pequeñas vesículas. ^{[ 19 ]} La microscopía electrónica y de fluorescencia ha proporcionado una fuerte evidencia de que la membrana nuclear es absorbida por el retículo endoplasmático; las proteínas nucleares que normalmente no se encuentran en el retículo endoplasmático aparecen durante la mitosis. ^{[ 9 ]}

Además de la ruptura de la membrana nuclear durante la prometafase de la mitosis , esta también se rompe en las células de mamíferos que migran durante la interfase del ciclo celular. ^{[ 20 ]} Esta ruptura transitoria probablemente se deba a una deformación nuclear. La ruptura se repara rápidamente mediante un proceso dependiente de los complejos de clasificación endosómica necesarios para el transporte ( ESCRT ), compuestos por complejos proteicos citosólicos . ^{[ 20 ]} Durante la ruptura de la membrana nuclear, se producen roturas de doble cadena en el ADN. Por lo tanto, la supervivencia de las células que migran a través de entornos confinados parece depender de la eficiencia de la envoltura nuclear y de la maquinaria de reparación del ADN .

También se ha observado una ruptura aberrante de la envoltura nuclear en laminopatías y en células cancerosas, lo que conduce a la localización anómala de proteínas celulares, la formación de micronúcleos e inestabilidad genómica. ^{[ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]}

Se debate cómo se reforma exactamente la membrana nuclear durante la telofase de la mitosis. Existen dos teorías ^{[ 9 ]} —

• Fusión de vesículas : proceso en el que las vesículas de la membrana nuclear se fusionan para reconstruir la membrana nuclear.
• Remodelación del retículo endoplasmático, donde las partes del retículo endoplasmático que contienen la membrana nuclear absorbida envuelven el espacio nuclear, reformando una membrana cerrada.