TEMA 11 TEMA 11 LA CELULA EUCARIOTA IVLA CELULA EUCARIOTA IV

EL NUCLEO

CIC JULIO SÁNCHEZ

1.- CARACTERÍSTICAS GENERALES

El núcleo es un orgánulo característico de las células eucariotas que permite la compartimentación del material genético (ADN) , así como la síntesis y procesamiento del ARN

El núcleo dirige las actividades de la célula y en él tienen lugar procesos tan importantes como la autoduplicación del ADN o replicación, antes de comenzar la división celular y la transcripción o producción de los distintos tipos de ARN, que servirán para la síntesis de proteínas.

Presenta formas variables y su tamaño dentro de un mismo tipo de célula es constante

Suele haber un núcleo por célula pero hay algunas excepciones como las células anucleadas ( eritrocitos), células con dos núcleos como en paramecios o células plurinucleadas como los osteoblastos o las células musculares estriadas Estas últimas se pueden originar por dos mecanismos:

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a) división sucesiva de un primitivo núcleo sin división del citoplasma dando lugar a una célula denominada plasmodio

b) fusión de varias células uninucleadas dando lugar a una célula denominada sincitio

La posición del núcleo depende del tipo de célula siendo lo más habitual que se encuentre en posición central

El núcleo cambia de aspecto durante el ciclo celular y llega a desaparecer como tal. Por ello se describe el núcleo en interfase durante el cual se puede apreciar las siguientes partes en su estructura:

Una doble membrana, denominada envoltura nuclear que rodea al ADN de la célula separándolo del citoplasma. El medio interno se denomina nucleoplasma y en él están sumergidas, más o menos condensadas, las fibras de ADN que se llaman cromatina y corpúsculos formados por ARN conocidos como nucléolos.

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2.- ENVOLTURA NUCLEAR

Se trata de una doble mb con un espacio intermembranoso La externa presenta una estructura trilaminar clásica. Sobre su cara externa presenta ribosomas adosados. Esta mb suele estar unida al RER o liso CIC JULIO SÁNCHEZ

La mb nuclear interna presenta asociado con ella, en la cara nucleoplásmica, un material de naturaleza fibrilar denominado lámina fibrosa o corteza nuclear. Se trata de 3 polipéptidos dispuestos en tres capas y con características semejantes al citoesqueleto que se cree que sirve de anclaje para el material cromatínico y regula el crecimiento de la envoltura celular

En todas las mbs nucleares existen zonas donde las dos mbs se fusionan dando origen a los poros nucleares. Son estructuras dinámicas capaces de formarse y desaparecer según las necesidades de la célula. Regulan los intercambios de moléculas entre el núcleo y el citoplasma, permitiendo la circulación libre de moléculas hidrosolubles y en el caso de proteína o el ARN regulan los mecanismos de transporte activo

Estos poros son estructuras complejas que se denomina complejo de poro que consta de:

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Estos poros son estructuras complejas que se denomina complejo de poro que consta de:

A) un anillo o estructura cilindrica que está constituido por 8 partículas proteicas dispuestas en octógonos. En el interior se encuentra asociado un material denso llamado diafragma que disminuye el diámetro del poro

b) Fibrillas proteicas que se extienden a ambos lados del poro

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3.- NUCLEOPLASMA Y NUCLÉOLO

El nucleoplasma o carioplasma es el medio interno del núcleo. Es una estructura formada por una dispersión coloidal en forma de gel compuesta por proteínas relacionadas con la síntesis y empaquetamiento de los ácidos nucleicos. Consta de varios componentes:

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a) Gránulos de intercromatina: contiene partículas de ribonucleoproteína y diversas enzimas

b) Gránulos de pericromatina: Fibrillas densamente empaquetadas de ARNr de bajo peso molecular

c) Partículas de ribonucleoproteína nucleares pequeñas

Su función es ser el seno en el que se produce la síntesis de ARN diferentes y la síntesis del ADN nuclear. Además, con su red de proteínas, evita la formación de nudos en la cromatina.

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El nucleolo es una estructura esférica visible en el interior del núcleo interfásico cuya función principal es la síntesis y empaquetamiento de las subunidades ribosómicas

Está formado por proteínas y ácidos nucleicos principalmente ARNGeneralmente hay uno por célula pero también pueden observarse dos o más

Se observa que está compuesto por dos componentes:

a) Un componente estrictamente nucleolar en el que se distinguen dos zonas; la zona granular que corresponde a subunidades ribosomales en proceso de maduración; y la zona fibrilar que corresponde a moléculas de ARNr asociadas a proteínas

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b) Un componente nuclear o cromatina asociada que corresponde a zonas concretas de los cromosomas denominadas regiones organizadoras nucleolares (NOR) que lleva los genes que codifican el nucléolo

4.- CROMATINA

Es una estructura empaquetada y compacta formada por ADN y proteínas

Las proteínas pueden ser dos tipos: histonas y no histonas. Las histonas son proteínas muy básicas y se han descrito 5 clases llamadas H1, H2A, H2B, H3, H4. Las proteínas no histonas son muy numerosa sobretodo enzimas implicadas en la transcripción , replicación y traducción del ADN

Estructura : las histonas se distribuyen en paquetes de 8 moléculas (octámero de histonas) constituidos por cuatro tipos diferentes de histonas (H2A, H2B H3 y H4).

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El filamento de DNA envuelve los octámeros de histonas, y el conjunto de un octámero con el filamento de DNA se llama nucleosoma. Entre cada dos nucleosomas hay un fragmento de DNA llamado DNA espaciador. Además, hay otro tipo de histona (H1) que se fija al DNA espaciador y a la parte externa del DNA de los nucleosomas. Todo el conjunto forma un filamento con aspecto de collar de cuentas

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La cadena de nucleosomas se enrollaría helicoidalmente formando un solenoide o fibra de 30 nm

A su vez las fibras se hallan plegadas en forma de bucles radiales que alcanzarán otros niveles de compactación y enrollamientos sucesivos hasta llegar a los cromosomas

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La cromatina se pueden encontrar de dos formas: -heterocromatina, es una forma inactiva condensada localizada sobre todo en la periferia del núcleo, que se tiñe fuertemente con las coloraciones. La heterocromatina puede ser de dos tipos diferentes: la constitutiva, idéntica para todas las células del organismo y que carece de información genética, y la facultativa, diferente en los distintos tipos celulares y que contiene información sobre todos aquellos genes que no se expresan.

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- eucromatina, diseminada por el resto del núcleo y no visible con el microscopio de luz. Representa la forma activa de la cromatina, donde se produce la transcripción

5.- EL NÚCLEO MITÓTICO: LOS CROMOSOMAS

Los cromosomas representan la máxima compactación de la cromatina . El cromosoma metafásico es el más estudiado.

Está constituido por dos cromátidas paralelas entre sí unidas por el centrómero

El centrómero o constricción primaria, divide al cromosoma en dos brazos que pueden ser iguales o de diferente tamaño.

Contienen heterocromatina constitutiva. A ambos lados del centrómero se localiza una estructura de naturaleza proteica denominada cinetocoro; a partir del cual se polimerizan los microtúbulos que intervienen en la separación de los cromosomas en la mitosis CIC JULIO SÁNCHEZ

Constricciones secundarias u organizadores nucleolares. Son zonas más estrechas de los brazos relacionadas con la formación del nucleolo

Telómeros: son zonas diferenciales que forman el casquete en cada uno de los cromosomas.

Son esenciales para la duplicación del cromosoma, protegen a los cromosomas contra las nucleasas, evitan que los extremos se fusionen entre sí, evita que se pierda información en los extremos durante la replicación

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En ocasiones a uno de los extremos del cromosoma se le une un fragmento de ADN denominado satélite

las bandas son segmentos de cromosomas que se colorean de diferente intensidad y que permite la identificación del cromosoma

En función de la posición que ocupen el centrómero se distinguen 4 tipos de cromosomas

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a) metacéntricos: El centrómero ocupa una posición media. Los dos brazos son de igual o similar longitud

b) Submetacéntrico: el centrómero ocupa una posición submedial. Uno de los brazos tiene un tamaño ligeramente superior

c) Acrocéntrico: el centrómero ocupa una posición subterminal. Uno de los brazos es muy largo

d) telocéntrico: el centrómero ocupa uno de los extremos. Solo tiene un brazo CIC JULIO SÁNCHEZ

El número de cromosomas de una determinada célula es una constante para todas las que pertenecen a un mismo organismo, salvo en los gametos

La mayoría de los organismos son diploides (2n) es decir tiene en sus células dos juegos de cromosomas que forman parejas de homólogos conteniendo información para los mismos caracteres

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Al conjunto de todos los cromosomas de una célula se le denomina cariotipo. Dentro del cariotipo se distinguen dos tipos de cromosomas:

a) Los cromosomas somáticos o autosomas comunes en los dos sexos de la misma especie

b) Cromosomas sexuales o gonosomas responsables de la determinación del sexo