NUCLEO CELULARMORFOLOGIA

FUNCIONESCARACTERÍSTICAS

Mag. Violeta Enríquez Pérez.

Núcleo

Orígenes de la historia del núcleo: Fue una de las primeras células observadas.

Anton van leeuwenhoek:(1632–1723) el cual observó esta estructura en células sanguíneas de salmón.

Franz Bauer: (1804) Delimitaciones de las plantas Exotick e ilustraciones de las plantas orquídeas, Depicta Strelitzia.

Robert Brown: (1831) estudiaba las orquídeas y mientras las observaba noto un área oscura q la llamo opaca o núcleo; por ello se le considera el descubridor oficial

El núcleo: centro de control de la célula

Generalmente es el organelo más conspicuo.

Consta de: La envoltura o membrana nuclear. La cromatina El nucléolo.

Características

• El núcleo es una estructura dinámica, que en los organismos con mitosis abierta, se deshace durante el reparto cromosómico.

• Se llama núcleo interfásico al que se observa antes de la mitosis y después de ésta, ya duplicado; es decir, durante los momentos del ciclo celular que no corresponden a la mitosis.

Forma,

• El núcleo es casi siempre una estructura esferoidal relativamente grande, cuando se la compara con los orgánulos citoplasmáticos comunes.

• Puede tener forma elíptica o fusiforme (epitelio cilíndrico, tejido muscular), esférica (células cúbicas, poliédricas), multilobulado (leucocitos polimorfonucleares), en herradura, etc.

• La forma del núcleo coincide generalmente con la de la célula.

• Tamaño:

• En términos absolutos, puede medir desde menos de 1 um (en los llamados nano eucarionte) hasta más de 20 µm. Su volumen guarda cierta proporcionalidad con el del citoplasma.

Posición: El núcleo tiende a ocupar una posición central, pero

en las células adultas de las plantas se ve desplazado a la periferia por el importante volumen del vacuoma (conjunto de vacuolas). En adipocitos: excéntrico.

Numero:generalmente 1, con excepciones . En los hongos : es normal la condición dicariótica

(dos núcleos) en cierta fase vital. La fecundación se produce finalmente por la fusión

en células específicas de esos dos núcleos

• En los protistas ciliados existen regularmente dos núcleos, el macronúcleo y el micronúcleo. En Pelomyxa pueden aparecer hasta 20.000 núcleos en la misma célula.

• En condrocitos, hepatocitos, pueden haber normalmente dos núcleos.

• Los eritrocitos (glóbulos rojos) maduros de casi todos los mamíferos carecen de núcleo.

• Células sin núcleo viven poco tiempo.

• Un sincitio es una masa de protoplasma en la que coexisten varios núcleos. Cada núcleo atiende las necesidades de control de una región de citoplasma, a la que se llama enérgida.

• Un sincitio se constituye cuando la formación de nuevos núcleos tras la mitosis (cariocinesis) no va seguida de citocinesis, es decir, de partición del citoplasma. Ejm: fibra muscular estriada, trofoblasto de la placenta.

1. Envoltura nuclear.

2. Ribosomas3. Poros 4. Nucleolo5. Cromatina6. Núcleo7. R.E.R8. Nucleoplasma.

FUNCIONES:

• Es el centro de control celular y encierra la información genética que le otorga a cada célula las características morfológicas, fisiológicas y bioquímicas que le son propias.

• Es imprescindible para la sobre vida de la célula.

• En el núcleo tienen lugar procesos tan importantes como la auto duplicación del DNA o replicación, antes de comenzar la división celular, y la transcripción o producción de los distintos tipos de ácidos ribonucleicos (RNAs), que servirán para la síntesis de proteína.

Estructura del núcleo de la célula

MORFOLOGIA1. ENVOLTURA NUCLEAR: - Formada por dos membranas concéntricas- Separadas por espacio de 10 a 15 nm de

ancho- Con estructura de bicapa- Interrumpida por poros nucleares- En su lado nuclear los poros alineados con

canales de nucleoplasma con cromatina adheridas a lamina fibrosa proteica.

- Poros grandes de 80 nm diámetro.- Se calcula que abarcan el 10% del núcleo.

Membrana nuclear Es una membrana doble

que rodea al núcleo. La membrana nuclear

tiene poros por donde pasan algunas moléculas desde el núcleo al citoplasma y viceversa.

Los poros nucleares son estructuras complejas que contienen por lo menos ocho subunidades proteicas con un canal pequeño en el centro.

- Los poros no son canales amplios- Rodeados por estructura circular llamada

anillos o estructuras anulares que forman el “Complejo del poro”.

- En la rana xenopus laevis: 30’ por nucleo- En eritrocitos de 150 a 300.- La envoltura presenta ribosomas adheridos

externamente y es la continuación del retículo endoplasmático rugoso.

Complejo del poro

• Las membranas nucleares tienen fosfolípidos en sus bicapas. La membrana interior esta asociada como la lamina nuclear, la cual se caracteriza por ser una malla que le provee soporte al núcleo.

• Esta compuesta por proteínas llamadas lamininas, la mayoría de células eucariotas poseen laminina A, B1, B2

• Existe una interesante comunicación entre la membrana nuclear y el retículo endoplásmico, (la membrana nuclear externa forma un todo continuo con la membrana del retículo).

• También se sabe que en la profase de la mitosis, al desaparecer la membrana esta pasa a formar parte del retículo para en la telofase volverse a formar en cada célula hija a expensas de aquel.

2. Jugo Nuclear, Cariolinfa, Nucleoplasma

El jugo nuclear está en amplia comunicación con el jugo citoplasmático merced a los poros de la membrana.

Se conoce también como jugo nuclear, nucleoplasma o carioplasma, el cual es el medio interno del núcleo donde se encuentran suspendidos el resto de los componentes nucleares, como la cromatina y los nucleolos.

Al igual que en el citoplasma, por la cariolinfa circulan iones diversos, moléculas pequeñas, macromoléculas, etc.

En el interior del núcleo encontramos una estructura de forma irregular llamada nucléolo. Aquí se forma y se almacena el ARNr.

3. Nucléolo

El NUCLEOLO es la fabrica celular donde se producen los ribosomas.

Son masas densas y esféricas en las cuales se sintetiza el RNA ribosómico y en donde se producen las primeras fases de ensamblaje de los ribosomas. Las regiones del DNA que codifican al RNA constituyen en conjunto la región organizadora nucleolar (NOR). Los nucleolos están formados por dos zonas: una fibrilar y otra granular. La fibrilar es interna y contiene DNA, la granular rodea a la anterior y contiene RNA y proteínas.

El nucleolo se aumenta en numero y tamaño cuando las células están estimuladas a producir proteínas, pero desaparece durante la división celular

• Las células humanas contienen unas 200 copias de ARNr distribuidas en pequeños grupos en cinco cromosomas diferentes.

• Los nucléolos se dispersan durante la mitosis y se reconstruyen en localizaciones específicas que se denominan organizadores nucleolares, estas zonas se reconocen por presentarse como una constricción secundaria del cromosoma donde se ubican bucles de ADN.

• El ARNr recién sintetizado es empaquetado inmediatamente con proteínas ribosómicas conformando las subunidades mayor y menor para ser luego exportadas por separado al citoplasma en tiempos también distintos.

• El nucleolo es esférico, casi siempre presente en las células cuyo n° oscila entre 1 y 3. En él podemos distinguir dos zonas:

• Zona granular, formada por partículas de ribosomas en distintos estadios de ensamblado mide entre 15 y 20 nm y ocupa la parte periférica del nucléolo.

• Zona fibrilar, mide entre 5 y 10 nm y ocupa una región más céntrica.

• A diferencia de los orgánulos celulares el nucléolo carece de membranas, su tamaño varía en diferentes células y puede variar dentro de una misma célula.

El nucleolo como fabrica de ribosomas.

CromatinaAdemás, está un material llamado cromatina, que está formada por ADN y proteinas histonas y no histonas.

En la división nuclear, la cromatina toma la forma de cromosoma.

Cromatina

4. Cromatina

El ADN es el principal componente genético de la célula y el que lleva la información codificada de una célula a otra y de un organismo a otro.

En las células eucariotas el ADN no se encuentra suelto sino unido a proteínas específicas llamadas histonas con las que forma una compleja estructura denominada cromatina (también se encuentran otros tipos de proteínas cromosómicas no específicas y pequeñas cantidades de ARN).

• Las histonas son cinco proteínas diferentes básicas, de carga positiva, esta propiedad hace que se unan fuertemente al ADN que es ácido, de carga negativa.

• La cromatina se presenta como una fibra de 10 nm como primer grado de organización (aunque no es muy probable que podamos observarla en este estado, no en forma natural al menos).

• El plegado de ADN es importante en las células eucarióticas por dos motivos:

• En primer lugar, es esencial para disponer las grandes moléculas de ADN en forma ordenada dentro del núcleo celular.

• En segundo lugar la manera en que se pliega una región del genoma de una célula en particular determina la actividad de los genes de esta región y es aquí donde las histonas cumplen un papel primordial.

• Las histonas pueden ser agrupadas en dos:• 1. Histonas nucleosómicas H2A, H2B, H3, H4

que son las responsables del plegado del ADN en los nucleosomas.

• 2. Histonas H1 responsables del plegado de los nucleosomas en la fibra cromatínica de 30 nm.

• Si se estirara la doble hélice de ADN de cada cromosoma humano este mediría aproximadamente 5 cm.

• Las histonas son las responsables de empaquetar esta larga molécula de ADN dentro de un núcleo de unos pocos micrones de diámetro.

• Existen diversos grados de empaquetamiento y la unidad fundamental es el nucleosoma.

• Él confiere a la cromatina su aspecto de cuentas ensartadas, cada cuenta nucleosómica posee un conjunto de 8 moléculas de histonas, 2 copias de cada una de las cuatro histonas nucleosómicas.

• Estas moléculas forman un núcleo proteico alrededor del cual se enrolla el fragmento de ADN de doble hebra.

http://iris.cnice.mecd.es/biosfera/alumno/2bachillerato/biomol/contenidos18.htm

• Cada cuenta esta separada de la siguiente por una región de ADN espaciador que junto con la cuenta nucleosómica constituye un nucleosoma completo.

• El sistema de cuentas debe condensarse aún más para esto los nucleosomas se empaquetan entre sí, esta forma básica de empaquetamiento recibe el nombre de fibra cromatínica de 30 nm. De este empaquetamiento es responsable la histona 1.

• El empaquetamiento continúa aún más, cuando se observa la estructura de ciertos cromosomas esto aparecen organizados en una serie de dominios estructurales en forma de bucle la hipótesis que se sostiene en este sentido es que las zonas de bucles de cromatina se establecen y mantienen por acción de ciertas proteínas.

• La cromatina durante el ciclo celular presenta distintos aspectos que ilustramos mediante un esquema del ciclo de condensación – des condensación de los cromosomas. En G1 los cromosomas están dispersos; en S se produce la duplicación que se completa en G2. En la metafase, M, y en la anafase, A, la condensación es máxima y se ven los dos centrómeros.

Cromosomas -Durante la división celular, la cromatina se

compacta haciéndose visible al microscopio y recibiendo el nombre de cromosomas.

- Estos pueden clasificarse según su forma que depende de la ubicación del centrómero en:

A) Metacéntricos: dos brazos igualesB) Submetacentricos: un brazo mas corto que el otroC) Acrocentricos: un brazo mucho mas corto que el

otro.D) Telocentrico: un solo brazo, el otro solo es un

punto.

Clases de cromosomas

Partes de un Cromosoma CROMATIDA: en la metafase cada cromosoma

esta formado por dos componentes simétricos cada uno de los cuales contiene una molécula de ADN.

CENTOMERO O CINETOCORO: es la región del cromosoma donde convergen las fibras del huso mitótico, se encuentra en una parte más delgada del cromosoma la constricción primaria.

TELOMERO: extremo del cromosoma se cree que su función es evitar que se "peguen" o fusionen con otros fragmentos. Zona que no posee información genética.

CONSTRICCIÓN SECUNDARIA: son constantes en su posición y tamaño, resultan útiles para identificar un cromosoma en particular

• Los organizadores nucleolares son ciertas construcciones secundarias en las que los genes codifican a los ARNr.

• En el hombre los organizadores nucleolares se hallan en los cromosomas 13, 14, 15, 21 y 22 todos ellos son acrocéntricos y tienen un pequeño cuerpo redondeado (satélite) separado del resto del cromosoma por la constricción secundaria.

Cariotipo

• Conjunto de características que permiten reconocer la dotación cromosómica de una célula.

• Es propio de cada especie y se identifica por el número de cromosomas y por el tamaño y forma de éstos.

• Para su reconocimiento son importantes ciertas características, como la posición del centrómero y la presencia de satélites, entre otras.

Los pares de cromosomas iguales, denominados homólogos, se ordenan por tamaños decrecientes.

Si tienen el mismo tamaño se atiende a la posición del centrómero.

Así, los 23 pares de cromosomas en el cariotipo humano se han reunido en siete grupos. Para que la identificación sea más ajustada se realizan técnicas de tinción diferencial que delimitan regiones específicas en cada par de cromosomas. Esta técnica se llama bandeado cromosómico.

• No existe relación entre el cariotipo de una especie y su complejidad anatómica y fisiológica.

• El interés en la cariotipificación recibió gran ímpetu tras descubrirse que la presencia de un cromosoma extra podría asociarse a un importante problema patológico, el síndrome de Down.

• Para preparar un cariotipo a los glóbulos blancos sanguíneos en vías de dividirse se los detiene en metafase agregando colchicina, que impide los pasos posteriores de la mitosis.

• Luego de tratarlos y teñirlos, los cromosomas se fotografían, se amplían, se recortan y se ordenan de acuerdo con su tamaño:

• El número diploide normal de cromosomas del ser humano es de 46 y consiste en 22 pares de autosomas y os dos cromosomas sexuales.

• Los autosomas se agrupan por tamaños (A, B, C, etc.) y después se aparean los homólogos probables.

• La mujer normal tiene dos cromosomas X y el hombre normal, tiene un cariotipo con un cromosoma X y otro Y.

• Resumen :• El núcleo tiene forma esférica o globular, con

un diámetro de 5 a 15 mm. • Es el centro de control de la célula; sin

embargo no es un organelo independiente, ya que debe obtener sus proteínas del citoplasma.

• El núcleo contiene la mayor cantidad de DNA, al que se le da el nombre de genoma.

El núcleo ejerce su control sobre las funciones celulares vía ARNm (ácido ribonucleico mensajero), determinando las enzimas que se fabrican en la célula y éstas a su vez determinan las reacciones químicas que se llevan a cabo, y por ende la estructura y función celular.

El núcleo es el sitio de almacenamiento y replicación de los cromosomas, que están compuestos de DNA y proteínas acompañantes. El complejo DNA - proteina (nucleoproteina), se denomina cromatina, que se observa dispersa durante la interfase.

- Es la sede de la replicación (duplicación del ADN) y la transcripción (síntesis de ARN), mientras que la traducción ocurre en el citoplasma.

- En las células procariotas todos esos procesos coinciden en el mismo compartimento celular.