Estructura del núcleo celular

Estructura del núcleo celular                                                                                                                                                                                                                   Ruiz Hidalgo Carlos

En 1831 Brown indicaba que todos las células de los seres vivos tenían núcleo (los eritrocitos carecen de él ). En cuanto a su tamaño es variable, aunque guardan relación con el volumen citoplasmático. Esta relación se expresa RNP = V núcleo / V célula - V núcleo, tiene que existir un equilibrio entre el volumen del citoplasma y el nuclear. Según la expresión anterior al aumentar el volumen nuclear debe hacerlo el citoplasmático y viceversa. El hecho de que en esta relación se produzca cualquier variación es un estímulo para la división celular.

En general los núcleos suelen tener un diámetro de 5 a 30 micrómetros. En las células reproductoras el núcleo es de gran tamaño, como en los ovocitos y en los zigotos, puede ser el núcleo de gran tamaño en relación a la cantidad de ARN.

Suelen ser esféricos u ovalados aunque en las células alargadas el núcleo también adopta esta forma, también algunas células puede ser polimórfico, el que presente forma irregular indica alta actividad metabólica. Casi todas las células son mono nucleadas aunque en algunas hepáticas son trinucleadas o incluso poli nucleadas (médulaósea). La posición es variable, pero constante para cada tipo de célula. (Jones, Emma. Lo esencial en célula y genética. Segunda edición. 2003. Elsevier España S.A. pag 31.)

ESTRUCTURA:

En su estructura podemos apreciar:

·         Envoltura nuclear

·         Membrana nuclear

• Cromatina
• Nucléolo

Envoltura Nuclear

En esta podemos destacar:

·         Membrana Externa: es continua con el Retículo Endoplasmático y como este puede estar cubierto de polisomas ( racimos de cinco o seis ribosomas)

·         Membrana interna (aspecto liso):Posee proteínas integrales que le son propias, que se unen a la lámina nuclear y a los cromosomas.

·         Lamina Nuclear (filamentos fibrosos que sirven de soporte): Son capa fibrosa de 10 a 15 nm en la que apoya la membrana interna, está formada por proteínas del tipo de los filamentos intermedios, polímeros de lámina o laminina nuclear. Ellas se unen a las proteínas integrales de membrana.La fosforilación de las laminas provoca el desensamble de la lámina nuclear causando la ruptura de la envoltura al inicio de la división celular.La lámina nuclear confiere estabilidad mecánica a la envoltura nuclear. Además, al interactuar con la cromatina participa en la determinación de la organización tridimensional del núcleo interfásico.Si bien la formación de la lámina no se requiere durante los pasos iniciales, la organización de la envoltura es indispensable para el crecimiento posterior y el mantenimiento de su integridad. Las láminas se incorporan luego que la cisterna perinuclear rodea al ADN y se inicia el transporte entre el núcleo y el citoplasma.

·         Poros Nucleares:Los poros nucleares se encuentran en los puntos de contacto  entre la membrana externa e interna. Son estructuras electrodensas y están constituidas por ocho complejos proteicos dispuestos alrededor de un gránulo central. Controlan el paso de metabolitos, macromoléculas y subunidades de ARN entre el núcleo y el citoplasma. Las moléculas menores de 60KDa se desplazan libremente a través de los poros. Sin embargo, el transporte de moléculas de mayor tamaño depende de ATP y precisa el reconocimiento, mediado por receptor de la correspondiente secuencia nuclear por parte del complejo de poro.     (Thibodeau, Patton. Gary, Kevin. Estructura y función del cuerpo humano.13 edición. Elseviermosby.pág 48-55)

Membrana nuclear

Divide a la célula en dos partes diferenciadas: citoplasma y nucleoplasma. A través de la membrana nuclear se produce el flujo de metabolitos y de información genética asociada a la síntesis de proteínas. Los primeros estudios con el microscopio electrónico fueron con ovocitos de anfibios y se pudo comprobar que la membrana nuclear era doble y no continua con poros de diámetro aproximado de unos 400 A. Se comprobó también que en algunas zonas había contacto con el retículoendoplasmático y la membrana nuclear. En aquellas células con gran cantidad de retículo endoplasmático rugoso se encontraban ribosomas sobre la capa externa de la membrana nuclear. En trabajos posteriores se apreció que muchas membranas carecían de estos poros y para llegar a una conclusión se emplearon micro electrodos y se reconocieron dos tipos de membranas nucleares: un tipo de ellas presentaban gran resistencia eléctrica menor que la de la membrana celular y actuaron como barrera a la difusión. No se observaban poros, otro tipo con escasa resistencia eléctrica tenían poros y esto indicaba que había un intercambio libre de sustancia nucleoplasma - citoplasma (ovocitos), Trabajando con las primeras se descubrió que tenían poros pero taponados por las sustancias de gran resistencia eléctrica que los traspasaban. Debido a la continuidad entre el retículo endoplasmático y la membrana nuclear puede producirse el transporte de sustancias hacia el núcleo, sin necesidad de pasar por el citoplasma. (Guyton, Hall. Arthur, John. Fisiología Médica. Decimoprimera Edición. Elsevier Saunders. Pág. 17)

Cromatina

Durante la interface el material genético se encuentra en estado de cromatina. La cromatina son largos filamentos delgados y finos de material genético. Dentro del núcleo podemos apreciar la cromatina de dos maneras:

·         Heterocromatina: corresponde a la cromatina con un mayor nivel de condensación, sin dejar de ser cromatina. Se ubica generalmente cerca de la envoltura nuclear y es transcripcionalmente inactiva.

·         Eucromatina: Es más abundante, tiene menor nivel de condensación y se cree que es transcripcionalmente activa durante la interface.                                                                                                                                  

Debemos recordar que la cromatina existe solo durante la interface ya que al comenzar la mitosis esta se condesa en forma de cromosomas para permitir su movilidad con más facilidad. (Thews, Mutshler, Vaupel. Gerhard, Ernst, Peter. Anatomia, Fisiologia y Patofisiologia Del Hombre. Primera edición. Reverté S.A. Pág. 12-14)

Nucléolo:

La subestructura más notoria dentro del núcleo es el nucléolo. Esto es debido a la gran cantidad de ADN y ARN que contiene. Aquí ocurre la transcripción del ARNr (ribosomal) el cual produce los ribosomas. Cuando están parcialmente constituidos sales del núcleo hacia el citoplasma donde su formación finaliza. Además existe el ARNn (nuclear) el cual se origina a partir de diferentes segmentos de ADN, uno de los cuales se denomina región organizadora nuclear (RON). Este ARNn se asocia a proteínas procedentes del citoplasma, muchas de las cuales conforman los ribosomas.

En el nucléolo podemos apreciar distintas zonas:

• Zona granular: subunidades ribosómicas próximas a completarse.

• Zona Fibrilar: lugares donde la RON está rodeada por densos filamentos

Síntesis de Proteínas:

La síntesis de proteínas requiere 3 tipos de moléculas:

• ARNm ( transmite información del ADN hacia el citoplasma)

• ARNr (constituye gran parte de los ribosomas donde ocurre la síntesis)

• ARNt(coloca el aminoácido en su lugar en la cadena poli peptídica que está creciendo)

Primero el ARNm es creado a base del ADN del núcleo. Antes de salir hacia el citoplasma el ARNm sufre una maduración llamada splicing, donde las secuencias de bases que constituyen ciertos genes son eliminados (intrones) y otras se conservan y reordenan (exones). El ARNm se dirige a los ribosomas donde se une al ARNt, el cual posee aminoácidos para la síntesis de proteínas. Una vez en el ribosoma ocurre la síntesis de proteínas. (Ross. Michael. Histología. Quinta edición. Editorial Médica Panamericana. Pág. 84)