EL NÚCLEO CELULAR La existencia del núcleo es la característica

COLEGIO SANTO DOMINGO DE GUZMÁN
FUNDACIÓN EDUCATIVA SANTO DOMINGO
Departamento de CCNN.
EL NÚCLEO CELULAR
La existencia del núcleo es la característica principal que diferencia las células
eucarióticas de las procarióticas.
Fue descrito por primera vez en 1700 por Leeuwenhoek y considerado en 1833 por
Brown como un componente habitual de las células.
Alberga en su interior la información genética en forma de ADN, y es el lugar donde
se realiza su replicación y la síntesis de todos los ARN. Sólo la última etapa de la
expresión génica (traducción) tiene lugar en el citoplasma.
En cada célula eucariótica suele haber un único núcleoo; los casos de células multinucleadas no son
comunes. Su forma es muy variable: depende del tipo celular y del momento del ciclo en el que se
encuentre. Su posición es casi siempre central, pero puede variar. Su tamaño también oscila.
SIGNIFICADO BIOLÓGICO:
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Es indispensable para la vida celular
Rige la diferenciación celular
Conserva su potencialidad en células diferenciadas.
Sin embargo, los núcleos van envejeciendo poco a poco a la vez que la capacidad de dividirse sin
errores aumenta. Existe además una considerable influencia del citoplasma en la función nuclear
COMPONENTES:
A. - EL NUCLEOPLASMA
Ttambién llamado carioplasma o matriz nuclear.
Es un medio semifluido rico en agua situado en el interior del núcleo, que contiene tanto el material
cromatínico (ADN y proteínas) como el no cromatínico (proteínas).
B. - EL CITOESQUELETO NUCLEAR
Es un entramado formado por proteínas fibrosas que constituyen una malla por debajo de la envoltura
nuclear con prolongaciones en toda la extensión del núcleo.
C. - LA MEMBRANA NUCLEAR
La envoltura nuclear representa una compleja organización en la frontera entre el
núcleo y el citoplasma de una célula eucariota. Al microscopio electrónico se
observa que está formada por una doble membrana con un espacio
intermembranoso, con una lámina nuclear (banda proteica) en su cara interna y
los complejos de poro nucleares.
Membrana nuclear externa
Se continúa con la membrana del retículo endoplasmático por lo que hay
una comunicación directa entre el espacio intermembrana y el interior de
este orgánulo. Posee ribosomas adheridos en su cara citoplasmática.
Membrana nuclear interna
Posee proteínas únicas que son específicas para el núcleo. Su composición
es lipoproteica y carece de ribosomas. Adherida a ella, se localiza la
lámina nuclear, una red fibrosa que proporciona soporte estructural al
núcleo. Está compuesta por proteínas fibrosas que interaccionan con
proteínas de la membrana nuclear interna y se une a la cromatina a través
de las histonas H2A y H2B, además de otras proteínas cromatínicas.
D. - POROS NUCLEARES
Los poros nucleares son canales a través de los cuales pueden viajar pequeñas
moléculas polares, iones y macromoléculas (proteínas y ARN) entre el núcleo y el
citoplasma. En los poros, ambas membranas se fusionan.
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Su papel es fundamental en las células eucariotas: las moléculas de ARN que son sintetizadas en el núcleo
deben ser exportadas de manera eficiente al citoplasma; del mismo modo que las proteínas necesarias para
las funciones nucleares deben entrar en el núcleo procedentes de sus lugares de síntesis.
Dependiendo de su tamaño, las moléculas pueden pasar a través del poro nuclear
por dos mecanismos diferentes:
 Las moléculas pequeñas y algunas proteínas con un bajo peso molecular
pasan libremente a través de la envuelta nuclear en ambas direcciones,
difundiendo de manera pasiva a través de los canales acuosos abiertos.
 La mayoría de las proteínas y el ARN no son capaces de pasar por estos
canales abiertos y atraviesan el poro nuclear por transporte activo siendo
reconocidas y transportadas selectivamente en una dirección específica.
E. - LA CROMATINA
En el núcleo de las células eucariotas, el ADN está asociado a proteínas formando una estructura
empaquetada y compacta, la cromatina, que representa el genoma de las células eucariotas. La cromatina
en el interior nuclear se organiza en grandes lazos de ADN, y regiones específicas de estos lazos se
encuentran unidas a la matriz mediante proteínas de unión presentes en su composición.
 Durante la interfase, una parte de la cromatina, la heterocromatina, permanece
muy condensada y no se transcribe. El resto, está descondensada y distribuída
por todo el núcleo: es la eucromatina. Cuanto más inactiva sea una célula, más
heterocromatina presentará.
 Las células contienen dos tipos de heterocromatina. La heterocromatina
constitutiva, formada por secuencias de ADN que nunca se transcriben, y la
heterocromatina facultativa cuyas secuencias se pueden transcribir según el tipo
celular. Estas secuencias están relacionadas con la diferenciación.
ORGANIZACIÓN DE LA CROMATINA INTERFÁSICA:
La cromatina consta de ADN y proteínas (histonas y no histonas). Las histonas son proteínas muy básicas
de bajo peso molecular, de las que se han descrito cinco tipos. Las proteínas no histonas son muy
numerosas, implicadas en la replicación, transcripción y regulación del ADN.
La observación de la cromatina al microscopio electrónico
permite determinar que está constituida por una serie de fibras
adosadas unas a otras en forma de espiral, que reciben el
nombre de fibras cromatínicas o nucleosómicas.
Cada fibra cromatínica aislada presenta el aspecto de un “collar
de cuentas”. A cada “cuenta” se la denomina nucleosoma. Los
nucleosomas están relacionados entre sí por una doble hélice de
ADN, el ADN de enlace o linker.
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Cada nucleosoma consta de un núcleo formado por un octámero de cuatro histonas distintas, y un filamento
de ADN que lo rodea (cromatosoma) que tiene siempre la misma longitud. La histona H1 no forma parte
del nucleosoma, sino que se une a los segmentos de ADN linker.
La estructura funcional de la eucromatina tiene un diámetro de 10 nm.
La cromatina adquiere una estructura plegada en forma de solenoide
localizándose la H1 uniendo los nucleosomas en la cara interna del solenoide.
Esta condensación de la cromatina se produce en el momento de iniciar la
mitosis, cuando la cromatina se compacta para dar los cromosomas.
La cromatina parcialmente condensada adquiere un diámetro de 30 nm.
Aunque la cromatina interfásica parece que se distribuye uniformemente, los
cromosomas realmente se disponen de manera organizada y se dividen en distintos
dominios funcionales que desempeñan un papel fundamental en la regulación de la
expresión génica. En la metafase, la cromatina totalmente condensada forma un
armazón proteico responsable de la accesibilidad total del ADN. Los cromosomas están
íntimamente asociados a la envuelta nuclear en muchos puntos. Gran parte de la
heterocromatina se localiza en la periferia del núcleo porque las proteínas asociadas con
la heterocromatina se unen a la matriz de la lámina nuclear.
F. - NUCLEOLO
Descubierto por Fontana en 1781, es una estructura constante en el interior del núcleo
celular. En él se distinguen tres componentes que posiblemente reflejan la progresión
de las etapas de transcripción del ARNr, procesamiento y ensamblaje de los ribosomas:
 Una parte amorfa o nucleoloplasma, que contiene gránulos de DNA.
 Una parte densa con contenido granular y agrupaciones fibrilares.
 Un centro fibrilar que contiene DNA y algo de RNA. Podría funcionar como
un organizador nucleolar en la fase de transcripción.
El nucléolo se diferencia de la cromatina en que contiene básicamente RNA y no DNA.
La porción de RNA (incluidas las secuencias precursoras de RNA ribosómico) en el
nucleolo es muy variable y depende del tipo celular y del estado funcional.
En muchos nucléolos se observa una masa fibrilar densa que contiene exclusivamente
DNA y que se corresponde con zonas concretas de los cromosomas, las regiones
organizadoras nucleolares. Tras la división, los nucléolos aparecerán de nuevo en estas
regiones puesto que el ADN de esta zona es el portador de los genes que lo codifican.
En el nucléolo se realiza la síntesis del ARNr y el procesado y empaquetamiento de las subunidades del
ribosoma. Es indispensable en el desarrollo normal de la mitosis, si bien desaparece durante la misma.
Responsable de parte de la actividad funcional del núcleo ya que se observa que es mayor en las células que
muestran una elevada actividad de síntesis de proteínas.
La estructura funcional de la eucromatina tiene un diámetro de 10 nm.