el nucleo en la celula eucariota

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el nucleo en la celula eucariota

  1. 1. EL NUCLEO EN LA CELULA EUCARIOTAPara comprender la estructura del núcleo es necesario que repasemos algunosconceptos que ya fueron mencionados en las clases anteriores y aprendamosjuntos otros nuevos que nos permitirá ubicarnos en el tema y saber de quéestamos hablando.Hemos aprendido las cuatro biomoléculas comprometidas en nuestrapertenencia al mundo de los seres vivos, estudiamos tres de ellas (lípidos,proteínas y glúcidos) y sus funciones derivadas sus propiedades químicas yfísicas y de las diferentes posiciones en las que se hallan ubicadas en la célula(membrana plasmática, organelas, citosol, citoesqueleto) responsables endefinitiva, de que permanentemente nos estemos autoconstruyendo(autopoyesis) característica que nos define como seres vivos. Ahora bien,estos polímeros no podrían formar estructuras, realizar procesos metabólicos,enviar mensajes a células alejadas, mover moléculas, transmitir impulsoseléctricos, etc., sino existiera un programa organizado que ordene dichasfunciones. Ese programa se encuentra en el núcleo, guardado, escrito en elADN, quien tiene la información que caracteriza a cada una de las diferentesespecies de cada uno de los reinos de los seres vivos.Por eso cuando hablamos del núcleo le atribuimos la función de informacióngenética, alojada en el ADN. Cada molécula de ADN forma un cromosoma.La especie humana tiene 46 cromosomas (46 moléculas de ADN) en cada unode los núcleos de las células somáticas. También se los agrupa como 23 paresde cromosomas porque cada uno de ellos tiene un par o compañero parecido osemejante (homólogo) ya que heredamos 23 cromosomas de cada uno denuestros progenitores (23 +23 = 46).La totalidad de la información genética se denomina genoma. Cadacromosoma o molécula de ADN tiene sectores funcionales con informaciónpara la síntesis (producción) de cada una de las miles de proteínas queconstituyen nuestro organismo. Esos sectores funcionales del ADN sedenominan genes, también definidos como secuencias de nucleótidos quecodifican para una proteína.También el núcleo tiene la función de dirigir lareproducción celular en las células que semultiplican; ya vimos cuando estudiamos la célulaprocariota que antes de su división binaria, duplicatodos sus componentes incluido el ADN, pararepartirlos en dos células hijas idénticas a la célulamadre. Las células somáticas eucariontes se dividenpor un proceso llamado mitosis, durante el cualtambién deben duplicar su ADN, organelas y todo sucontenido, para obtener dos células idénticas a la queles dio origen. Cuando los cromosomas se duplican secompactan y pueden verse en el núcleo con elmicroscopio óptico; estos cromosomas doblesllamados mitóticos, son los que se pueden estudiar y ver su morfología, cadauno está formado por dos filamentos o cromátides hermanas (dos moléculasde ADN) unidas en una constricción llamada centrómero que de acuerdo a suposición da lugar a la clasificación de los cromosomas en metacéntricos,submetacéntricos y acrocéntricos según el centrómero se encuentre en el
  2. 2. centro, alejado delpunto central ocerca de uno de susextremos,respectivamente.Se denominantelómeros a losextremos de loscromosomas.La constituciónquímica de losácidos nucleicoscorresponde alargas secuenciasde nucléotidos queson heteropolímeros(diferenesmonómeros)constituidos por unabase nitrogenada, una pentosa y un ácido fosfórico.En el siguiente cuadro se observa la diferencia en la constitución entre ADN yARN.ACIDO PENTOSA BASES NITROGENADAS AC.Fosfórico Púricas Pirimidinicas Adenina Timina +ADN Desoxirribosa Guanina CitosinaARN Adenina Uracilo Ribosa + Guanina CitosinaAntes de pasar a estudiar la estructura del núcleo, debemos conocer que lascélulas que se dividen entran en un ciclo, que tiene una interfase previa a lamitosis. En la primera etapa la célula realiza todas sus funciones hasta querecibe el mensaje que debe prepararse para la división, el núcleo que vamos adescribir corresponde a la interfase, porque durante la mitosis el núcleo sedisuelve, desaparece la membrana nuclear que vuelve a reconstituirse en laetapa final de la división.El núcleo es la organela más voluminosa que caracteriza a la célula eucariota,ocupa aproximadamente el 10% del citoplasma, generalmente se encuentralocalizado en el centro de la célula y está rodeado de la membrana oenvoltura nuclear o carioteca constituida por dos membranas, cada una deellas es una bicapa fosfolipídica con diferentes tipos de proteínas. Lamembrana interna define al núcleo mientras que la membrana externa secontinúa con el RER: el espacio que separa las dos membranas, espacio
  3. 3. perinuclear se continúa con la luz del RER. Ambas membranas se fusionan enlos poros.La forma del núcleovaría, en general esredondo u ovalado,aunque en algunascélulas tiene forma deriñón o puede serlobulado. La forma yresistencia del núcleodepende de loslaminofilamentos,una red de proteínasfibrosas que sonfilamentos intermediosdel citoesqueleto celular, los cuales parecen fijar también el ADN.La membrana nuclear se halla acribillada de miles de canales llamados porosnucleares cuyo número varía en los distintos tipos celulares pero que tienenuna estructura común, que forma el complejo del poro y que permiten lacomunicación entre el núcleo y el citoplasma.Estoscanalesestáncompuestospor 8columnasproteicasque forman lapared de unanillo fijado através deproteínas deanclaje a lamembrananuclear y de las que nacen proteínas radiales que se proyectan en la luz delporo, las cuales tienen actividad contráctil actuando como un diafragma queregula el diámetro de la luz seleccionando el pasaje de sustancias a través delos mismos. Además hay fibrillas proteicas que nacen de los anillos externose internos del complejo del poro y se proyectan hacia el citosol y el núcleorespectivamente, a lo largo de las cuales se alinean varias proteínas llamadasnucleoporinas implicadas en el pasaje de sustancias a través del poro. Laentrada de proteínas en el núcleo se realiza por un mecanismo selectivo quesolo autoriza el pasaje de proteínas que tienen un péptido señal que actúacomo contraseña, una señal de exportación o importación nuclear. Encambio, los iones y las moléculas pequeñas se transfieren en forma pasiva, singasto de energía; las macromoléculas deben provocar una dilatación del poro,por lo tanto el complejo del poro se comporta como un diafragma que adaptasu abertura a las dimensiones de las macromoléculas que los atraviesan.
  4. 4. Por dentro de la membrana nuclear se encuentra la cromatina (de cromos=color) responsable del color que toma el núcleo con las tinciones que seutilizan para estudiar la célula y que es la sustancia que forma los cromosomas.Por lo tanto la cromatina está formada por ácidos nucleicos, proteínashistónicas y no histónicas que forman un complejo proteico similar en todas lascélulas eucariontes, incluidos hongos, plantas y animales.Las proteínas histonas son proteínasbásicas, ricas en aminoácidos con cargapositiva que interactúan con los gruposfosfatos del ADN cuya carga es negativa.Estas proteínas son cinco H1, H2A, H2B, H3 eH4, (H= histona), tienen mucha semejanza enlas distintas especies y se pliegan formandoestructuras tridimensionales que se asociancon el ADN. Vimos que cada cromosoma esigual a una molécula de ADN y que la especiehumana tiene 46 cromosomas o 46 moléculasde ADN en cada núcleo celular, los cuales seduplican cuando la célula se va a dividir en dos células hijas (mitosis), es decirque antes de esa división dentro del núcleo habrá 92 moléculas de ADN. Siaislamos un cromosoma de los mas largos que poseemos y lo desplegamos ymedimos veremos que tiene unos 10cm de longitud. ¿Cómo pueden entoncestantas macromoléculas alojarse dentro de un espacio tan pequeño como es elnúcleo? La célula loresuelve compactandolos cromosomas y paraello necesitamos de lashistonas, las cuales seasocian formandooctámeros constituidospor pares de H2A, H2B,H3 y H4 las que formanpequeños cilindrosllamados nucleosomassobre los cuales seenrolla el ADN en unavuelta y media, que, asu vez es fijado alnucleosoma por H1.Entre estas estructurasexiste un segmento deADN que los separallamado ADNespaciador, de modoque toda la estructuradel ADN se parece a uncollar de perlas, lascuales corresponden alos nucleosomas
  5. 5. “enhebrados” por un cordón de ADN. Mas adelante estudiaremos que estaconformación es responsable del enrollamiento y compactación de loscromosomas durante la división celular, en la cual intervienen las proteínas nohistónicas que contribuyen a sostener y plegar el armazón de loscromosomas así como también intervienen en la transcripción (copia) de losgenes.Según el grado de enrollamiento de los cromosomas en interfase existenregiones que permanecen condensadas y se tiñen más oscuras, las queconstituyen la heterocromatina, mientras que las porciones desplegadas sonmás claras y se denomina eucromatina. Esta última corresponde a lossectores del ADN donde se ubican los genes que se pueden transcribir, por esose la llama cromatina activa. La heterocromatina es inactiva y puede serconstitutiva que se encuentra en todos los tipos celulares, corresponde a lossectores de ADN condensados de los centrómeros y telómeros de loscromosomas o facultativa, que se observa en diferentes localizaciones deacuerdo al tipo celular. Un ejemplo de heterocromatina facultativa es elcorpúsculo de Barr que se encuentra en todas las células de la hembra y quecorresponde a uno de los cromosomas X del par sexual, condensado.El nucléolo corresponde a una condensación de la cromatina en la cual seagrupan los cromosomas que guardan la información para el ARNr, que tieneque ver con la construcción de los ribosomas del citoplasma que son los quesintetizan, fabrican proteínas, de allí que se ven grandes en las células quetienen esta función.El espacio que queda entre la cromatina y la membrana nuclear corresponde ala matriz o jugo nuclear, rica en enzimas que intervienen en los procesosmetabólicos del núcleo y en la síntesis de los ácidos nucleicos.BIBLIOGRAFÍA:Biología celular y molecular - De RobertisBiología celular y molecular - JunqueiraBiología celular y molecular – LodishImágenes del Atlas de Biología e Histología de la FCS y obtenidas dediferentes sitios de Internet

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