jueves, 3 de septiembre de 2015

Introducción a la biología celular (IX): el núcleo celular



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El núcleo celular es el orgánulo que controla todos los procesos metabólicos de la célula, y el portador de la información hereditaria que se transmite de un individuo a otro. Se encuentra limitado por una envoltura, que engloba en su interior la cromatina, estructura formada por el ADN y una serie de proteínas. También presenta una estructura esférica denominada nucleolo, la cual está constituida por ARN y proteínas. Es importante destacar que la envoltura nuclear no está presente en organismos procariotas, y que, por tanto, los procesos que ocurren en el núcleo no están separados del resto del citoplasma.

Nucleo y biologia celular

- El núcleo celular: forma, tamaño y número


+ Forma del núcleo celular


La forma del núcleo suele ser variada. Normalmente es redonda, pero también puede tener una forma arriñonada (monocitos), lobulada (neutrófilo), ovalada (célula muscular).

+ Tamaño del núcleo celular


El tamaño también puede oscilar dentro de unos valores, pero dentro del mismo tipo celular el tamaño es fijo. Sólo varía cuando está teniendo lugar la división celular.

+ Número de núcleos


El número de núcleos que tiene una célula tiende a ser uno, pero hay excepciones. Así, las células del hígado o hepatocitos tienen dos, mientras que las del músculo esquelético presentan un alto número, son plurinucleadas.

Bajo la envoltura nuclear, y dando soporte a todos los componentes del núcleo (nucleolo y cromatina) se presenta el nucleoplasma, medio líquido formado por agua y sustancias en disolución. No presenta morfología alguna.

- La envoltura nuclear


Es la superficie que delimita y rodea al núcleo. Está constituida por una membrana externa y otra interna, siendo las dos bicapas lipídicas. La función de la envoltura nuclear es la de compartimentalizar, separar los procesos que ocurren en el núcleo, con los que tienen lugar en el citoplasma. Evitando que pudiesen interferir.

A lo largo de la estructura de la envoltura, existen determinadas zonas o puntos, donde la membrana externa se pone en contacto con la interna, se forma un poro nuclear. Son los canales o los elementos de paso que permiten comunicar el núcleo con el resto del citoplasma.

Por el otro lado, y situada justo debajo de la membrana nuclear interna, se encuentra la lámina nuclear. Constituida por los componentes del citoesqueleto, parece estar implicada en la organización y desorganización que sufre la envoltura nuclear a lo largo del ciclo celular. Donde hay un poro no hay lámina nuclear, para permitir el paso libre de las moléculas.

- Cromatina y cromosoma


Es el elemento portador de la información genética. Está constituido por ADN, ARN y proteínas. Estas proteínas que presenta la cromatina pueden ser histonas y no histonas.

Son completamente distintas, y parecen intervenir en la replicación del ADN, en su transcripción, pero fundamentalmente son los elementos clave que van a organizar el ADN, es decir, le van a dar una estructura definida.

La célula a lo largo de su vida pasa por varias etapas, que simplificando, se puede concretar en una fase de división y otra de no división celular. En la etapa de no división se sigue hablando de cromatina, mientras que cuando tiene lugar la división de la célula y, por tanto, la del núcleo, se habla de cromosoma. Es la misma entidad molecular, pero son dos estados morfológicamente distintos. Hay un proceso conocido como empaquetamiento del ADN que lleva desde la cromatina nuclear interfase (fase de no división) hasta el cromosoma metafásico (división). La primera morfología comienza a sufrir varios enrollamientos que la van compactando o condensando cada vez más. Con esto se consigue ubicar la molécula de ADN en menor espacio, tenerlo más protegido, y facilitar su distribución en las divisiones celulares. Existen varios niveles de compactación.

El primer nivel es la fibra nucleosómica, el ADN de doble cadena forma unos complejos con las histonas. Se forma el nucleosoma, ocho moléculas de histonas rodeadas por una de ADN. Cada nucleosoma sería la cuenta de un collar de perlas.

A continuación, las perlas se aproximan, se asocian para dar el segundo nivel de organización, la fibra de solenoide o 30 nanómetros.

La cromatina sigue compactándose poco a poco hasta alcanzar el máximo nivel de condensación, acaba de constituirse el cromosoma metafásico.

Cada cromosoma presenta varias partes en su estructura. En principio, está formado por dos cromátidas, cada una de ellas es una molécula de ADN altamente compactada con proteínas. A los extremos de la cromátida se les denomina telómeros, y al estrechamiento que divide la cromátida en dos brazos centrómero. En función de la posición del centrómero se pueden clasificar los cromosomas.

- El nucleolo


+ Concepto, función y número de nucleolos


El nucleolo es una estructura esférica no rodeada de membrana situada en el núcleo de eucariotas. Su función es la de sintetizar el ARN que formará parte de los ribosomas, los cuales comienzan a "crecer" aquí. Su número puede oscilar, pero tiende a ser entre uno y dos por célula. A diferencia del cromosoma metafásico, cuando llega la división se desorganizan, y desaparecen.

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- Artículos de la serie sobre biología celular


+ Introducción a la biología celular (I): la organización celular

+ Introducción a la biología celular (II): la membrana plasmática

+ Introducción a la biología celular (III): el citoplasma y los ribosomas

+ Introducción a la biología celular (IV): el retículo endoplasmático

+ Introducción a la biología celular (V): el complejo o aparato de Golgi

+ Introducción a la biología celular (VI): lisosomas y peroxisomas

+ Introducción a la biología celular (VII): las mitocondrias

+ Introducción a la biología celular (VIII): el citoesqueleto

+ Introducción a la biología celular (X): la célula vegetal

+ Introducción a la biología celular (XI): el ciclo celular