Estructura Nuclearю . Núcleo Interfásico

“Estructura Nuclear”

“Núcleo Interfásico”

Casi todas las células tienen núcleo y su forma puede ser variada. Es la estructura más destacable de la célula, tanto como su forma como sus funciones están relacionadas con el ADN.

Funciones:

• ALMACENAR información en el ADN.
• RECUPERAR la información almacenada en el ARN.
• EJECUTAR Y REGULAR las actividades citoplasmáticas.

Existen procesos para realizar dichas funciones; la duplicación de la cromatina (ADN + histonas), transcripción de los genes a ARN y traducción para transformarlo en proteínas.

¿Por qué “núcleo Interfásico”?

Se debe hablar de esto explicando el ciclo celular, ¿Qué es el ciclo celular? Es el ciclo de la vida de la célula. Tiene dos partes; interfase y división celular. La interfase es el momento donde más trabajo tiene la célula y como consecuencia de ello, llega la división celular.

La interfase tiene tres fases; G1, S y G2. En la fase G1 y G2 suele realizar mucho más trabajo con respecto a procesos, síntesis, degradaciones, formaciones, etc. En la fase S, la célula se dedica a duplicar su material genético, debido a que en algún momento se va a producir la división celular. Al finalizar la fase G2, comienza la Mitosis, que es un proceso por el cual a partir de una célula se obtienen dos células iguales y estas podrán comenzar su ciclo celular.

En cada fase, el ADN se encuentra en distintos estados, se puede decir en dos tipos; en estado de CROMATINA y estado de CROMOSOMA.

El estado de Cromatina, el ADN se encuentra en forma “relajada” o laxa. El estado de Cromosoma, se encuentra en estado compacto o condensado.

En la fase G1, S y G2, el ADN se encuentra en estado de cromatina. Se debe a que, durante la interfase, varias enzimas participan en la búsqueda de información, entonces el ADN debe estar lo más expuesto y visible posible a dichas enzimas. En cambio, durante la división celular, el ADN se compacta hasta llegar al estado pleno del cromosoma. Al finaliza Mitosis, empieza de vuelta relajándose para entrar esas nuevas células de vuelta en sus interfaces. ¿Por qué se condensa en la división celular? Porque al estar compacto, la célula se asegura de no perder partes de ADN que contengan información importante.

Estructura del Núcleo Interfásico

El NUCLEO tiene por fuera una ENVOLTURA NUCLEAR, conformada por dos membranas nucleares; INTERNA y EXTERNA. Entre una membrana y otra, encontramos un espacio llamado ESPACIO PERINUCLEAR. Esta membrana puede estar contigua a los retículos endoplasmáticos. La envoltura nuclear tiene RIBOSOMAS adheridos para realizar actividades similares a los retículos. Presenta POROS NUCLEARES, si ocurre un transporte entre núcleo y citoplasma se utilizan estos poros.

En el interior del núcleo encontramos al NUCLEOLO, al NUCLEOPLASMA (liquido en donde se encuentran suspendidos los componentes nucleares, este tiene sustancias y crea el ambiente apto para ellos) y, finalmente, tenemos CROMATINA. Tanto como la HETEROCROMATINA y EUCROMATINA, son encargados de llevar información genética, ya que está conformada por ADN. En la membrana nuclear interna, plegada, se encuentra la LAMINA NUCLEAR, es un complejo que le permite al núcleo disgregarse cuando lo necesite y reorganizarse en determinados momentos de su vida.

Envoltura nuclear 

Presenta dos membranas, una apunta al citoplasma y otra hacia el interior del núcleo. Esta doble membrana es similar a la membrana plasmática, doble capa de fosfolípidos y proteínas intercaladas. Hay un espacio entre membranas.

Hay poros que son complejos proteicos, 8. Dan a esta estructura importa del poro. Cada poro forma como una cesta por el cual se intercambian las sustancias del núcleo-citoplasma.

Lo que va del NUCLEO 🡪 CITOPLASMA, se lo llama EXPORTACION. Lo que va del CITOPLASMA 🡪 NUCLEO, se lo llama IMPORTACION. Las proteínas del complejo del poro controlan o regulan.

Para que una molécula pueda salir del núcleo debe tener una “etiqueta” que se lo llama señal de localización citoplasmática. Esta señal es reconocida por una proteína llamada EXPORTINA que la transporta hacia afuera del núcleo. Los poros reconocen esto y permiten el pasaje.

Para que una molécula pueda entrar al núcleo se necesita una señal de localización nuclear y se necesita de una IMPORTINA. Esta se une a la molécula para luego dejarla pasar.

En la membrana interna se encuentra la lámina nuclear, organizándose para permitir que el núcleo se desarme o se re arme.  

Las funciones de la envoltura nuclear son; separar el interior del núcleo del exterior, proteger a todos los componentes de núcleo y permitir el transporte de sustancias para su intercambio entre el núcleo y citoplasma.

Nucléolo

Puede haber de uno a cuatro por célula. Tiene un centro fibrilar y componentes fibrilares. Estos contienen el ADN Ribosomal, o sea, aquellos genes que llevan información para el ARN Ribosomal, y también contiene ARN Ribosomal en formación.

El componente granular contiene subunidades de los ribosomas que se están formando.

La función del nucléolo es sintetizar a los ribosomas.

Cromatina

La cromatina es el ADN + proteínas asociadas. Estas proteínas pueden ser; HISTONAS y NO HISTONICAS y RIBONUCLEOPROTEINAS.

Las Histonas son proteínas básicas y se encuentran en cinco tipos; H1, H2A, H2B, H3 y H4. Las No Histónicas y Ribonucleoproteínas suelen ser factores de transcripción, actúan en el proceso en pasar el ADN a ARN.

La cromatina puede estar en diferentes estados; estado de EUCROMATINA y estados de HETEROCROMATINA.

La Eucromatina es la más “relajada” o laxa de las dos, contiene los genes que transcriben a ARN y suelen ubicarse en el centro del núcleo (porque ahí está la mayor actividad de transcripción). Por estar más relajada, cuando se duplica el ADN en fase S lo hace, primero, en forma temprana. La Heterocromatina es más condensada, no se transcribe a ARN y se duplica. Por lo tanto, al final de la fase S puede estar menos expuesta a las enzimas. Suele encontrarse más cerca de la envoltura nuclear.

La Heterocromatina puede estar de forma CONSTITUTIVA, significa que está siempre presente, no tiene información genética. Está formada por secuencias repetidas, ejemplo; zona que separa los brazos de los cromosomas. No puede pasar a ser Eucromatina. La otra forma que puede adoptar la Heterocromatina es la FACULTATIVA, en algunas células esta activa y se transcribe a ARN y en otras no. Muestra la inactivación de la diferenciación celular. Contiene información de los genes que no se transcriben. Puede pasar a ser Eucromatina.

¿Cómo se compacta tanto el ADN en un espacio pequeño? La especie humana tiene 46 cromosomas que se encuentran de a pares, por lo tanto, hay 23 pares de cromosomas. Si estiramos cada cromosoma daría una longitud de dos metros, estos dos metros están guardados en el núcleo.

Las histonas H2A, H2B, H3 y H4 se juntan de dos de cada una y entre todas van a formar un OCTAMERO, este es una estructura de 8 unidades. Esta estructura de octámero se va a rodear de la doble cadena de ADN dando dos vueltas sobre cada octámero. La estructura con el octámero con las dos vueltas de la cadena de ADN se lo llama NUCLEOSOMA (unidad de cromatide).

¿Por qué la H1 no? Porque la H1 es la que separa un nucleosoma de otro.

La cromatina tiene diferentes grados de empaquetamiento:

1. 2 fibras de 2 nm; es la DOBLE HELICE DE ADN. Esta es una pequeña parte de la de 10 nm.
2. Fibras de 10 nm; formada por los OCTAMEROS DE HISTONAS. EL ADN se enrolla dos vueltas formando el nucleosoma.
3. 30 nm; lo constituye el NUCLEOSOMA. La H1 separa un nucleosoma de otro. Algunas veces se encuentra arriba y otras abajo. Los nucleosomas van a formar aros de seis de nucleosomas unidos y en su interior va a estar la histona 1. Los aros de seis nucleosomas se van a ir adosando uno de tras de otro formando SOLENOIDE. Este es una pequeña parte de la fibra de 300 nm.
4. 300 nm; se encuentra el estado de CROMATINA (laxa y relajada). Los solenoides forman bucles que se afirman sobre una base llamada aldaniajenuclear formada por proteínas lamininas.
5. 700 nm; a medida que el aldaniaje forma el resorte se arman “flores” pegadas una de tras de otra en forma continua y condensadas
6. 1400 nm; corresponde a una parte del CROMOSOMA. Se compacta de forma prolija. En este estado ya paso la duplicación.

“Dogma Central de la Biología”

El ADN tiene una doble función; pasar el ARN por Transcripción y poder hacer dos copias de sí mismo por Duplicación.

¿Qué es un gen? Una secuencia de ADN que contiene la información de una proteína o producto génico. Está conformado por un PROMOTOR, UNIDAD TRANSCRIPCIONAL y TERMINADOR.

La ARN polimerasa lee desde el extremo 3’ al 5’. La polimerasa recorre la cadena de ADN y cuando un gen que pueda leer, lo leerá. ¿Cómo se da cuenta de donde comienza un gen y donde finaliza otro? Por la zona Promotor y Terminador, la polimerasa al detectar un Promotor se asienta allí para comenzar la lectura. La Unidad Transcripcional es la parte que pasa a ser ARN. Lee de 3’ a 5’. Al llegar al Terminador, la enzima sabe que tiene que dejar de transcribir y se suelta.

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