NÚCLEO CELULAR

DRA. CARMEN MENDOZA GALEANO2011

•En biología el núcleo celular (nucleus o nuculeus), es un organelo membranoso que se encuentra en las células eucariotas

Anton van Leeuwenhoek 1700 Robert Brown

1833

•Es el componente más notorio y evidente cuando se observa la célula al microscopio.

DEFINICIÓN

TAMAÑO

• El tamaño del núcleo guarda relación con el citoplasma.

La posición del núcleo varía según el tipo celular, generalmente es central, pero puede variar por la polarización de la célula y la influencia de otros componentes en algunas como las adiposas y las de las fibras musculares estriadas esqueléticas es excéntrico, en células secretoras el núcleo se localiza en la base

POSICIÓN

•Es indispensable para la vida de la célula.

•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.

IMPORTANCIA BIOLÓGICA

Almacenar la información genética en el ADN.

Recuperar la información almacenada en el ADN en la forma de ARN.

Ejecutar, dirigir y regular las actividades citoplasmáticas, a través del producto de la expresión de los genes: las proteínas

FUNCIÓN

En el núcleo se localizan los procesos a través de lo cuales se llevan a cabo dichas funciones. Estos procesos son:

1. La duplicación del ADN y su ensamblado con proteínas (histonas) para formar la cromatina.

2. La transcripción de los genes a ARN y el procesamiento de éstos a sus formas maduras, muchas de las cuales son transportadas al citoplasma para su traducción y

3. La regulación de la expresión genética.

FUNCIÓN

Ciclo celular

COMPONENTES DEL NUCLEO

1) Envoltura nuclear.

2) Cromatina (ADN y proteinas asociadas).

3) Núcleolo.

4) Nucleoplasma.

COMPONENTES DEL NUCLEO

Poros nucleares

2

3

4

Envoltura Nuclear

La envoltura nuclear es una doble membrana (externa e interna) y entre ambas membranas nucleares existe un espacio de 25 a 40 nm (cisterna perinuclear).

La envoltura nuclear rodea completamente al núcleo y separa el material genético celular del citoplasma circundante, sirviendo como barrera que evita que las macromoléculas difundan libremente entre el nucleoplasma y el citoplasma

ENVOLTURA NUCLEAR

Membrana externaMembrana internaCisterna perinuclearLamina nuclearPoros nucleares

Membrana externa:es continua con la membrana del retículo endoplásmico rugoso (RER), y puede tener igualmente adheridos ribosomas. El espacio entre las membranas se conoce como espacio perinuclear y es continuo con la luz del RER.

Lamina Nuclear

La membrana nuclear interna presenta un material muy denso que la separa de la cromatina es la lámina fibrosa o lámina nuclear (15–80 nm)

La lámina nuclear es semajante a una malla o red fibrosa subyacente a la membrana nuclear interna interna, compuesta por proteínas denominadas láminas A, B y C (polipéptidos)y presentan homología con filamentos intermedios del citoesqueleto.

Brindan soporte al núcleo. Median anclaje de la cromatina a la MN interna.

Poros Nucleares

Los poros nucleares, que proporcionan canales acuosos que atraviesan la envoltura, están compuestos por múltiples proteínas que se conocen como nucleoporinas.

Los poros tienen un diámetro total de 100 nm; no obstante, el hueco por el que difunden libremente las moléculas es de 9 nm de ancho debido a la presencia de sistemas de regulación en el centro del poro. Este tamaño permite el libre paso de pequeñas moléculas hidrosolubles

El complejo de poro nuclear:

Es un octámero radial organizado en torno a un canal central.

Radios unidos a dos anillos (citoplasmático y nuclear).

Contiene un canal central transportador.

El poro nuclear es un canal acuosa por el que pasan moléculas solubles en agua. Moléculas menores a 5 kilodaltons difunden rápidamente del citoplasma al núcleo.

Las de 17 kilodaltons tardan 2 minutos. Las de 44 tardan 30. Las mayores de 60 kd no atraviesan los poros. Se estima que la longitud del poro es de unos 15nm y su diámetro y de 9nm.

Sin embargo existen moléculas grandes (ADNpolimerasa y ARNpolimerasa) que tienen que penetrar en el núcleo y otras que tienen que salir: ARNm y ARNr.

Transporte entre el nucleo y el citoplasma

Mecanísmo de transporte

Una señal de importación o péptido señal, que sólo está presente en las proteínas que deben ser incorporadas al núcleo. Consiste en un péptido corto de 4 a 8 aa, rico en lisina y arginina.

Receptores de importación nuclear: son las proteínas citosólicas que portan la señal de importación nuclear.

Fibrillas y proteínas receptoras: están fijadas a los márgenes del poro y parece que lo ensanchan permitiendo el paso de esas proteínas. A veces existe otro receptor que une el receptor de importación nuclear a esas fibrillas y proteínas receptoras del poro.

También existen otras señales para el transporte de ARN y proteínas asociadas del núcleo al citoplasma, como por ejemplo, para los ARNm hace falta la señal 5´. Por otra parte, los ARNr y ARNt tienen otras señales Parece que el poro contiene uno o más receptores que reconocen las moléculas de ARN o las proteínas unidas a estos ARN.

El nucleolo es una región del núcleo que no posee membrana.

Se encuentra en todos los nucleos de las células eucariotas que tienen nucleo verdadero con excepción de algunos espermatozoides y los nucleos de segmentación de los anfibios. Esta rodeado de cromatina condensada, es la región heterocromático que más destaca del núcleo

La función principal es la producción y ensablaje de los componentes ribosómicos.

Nucleolo

Es el componente más abundante del núcleo y está constituido por ADN unido a proteínas de tipo histona.

CROMATINA

Estructura del ADN

En 1953, James Watson, Francis Crick, Maurice Wilkins y Rosalind Franklin propusieron un modelo para la estructura del ADN.

Se compone de unidades llamadas nucleótidos.

Cada nucleótido contiene un grupo fosfato, un azúcar de 5 carbonos llamada desoxirribosa y una base nitrogenada.

Bases Nitrogenadas

Estructura de un Nucleótido

Los nucleótidos están unidos por enlaces entre el grupo fosfato de un nucleótido y el azúcar del siguiente nucleótido.

Se forma una larga cadena de nucleótidos enlazados del fosfato al azúcar.

Las bases nitrogenadas se extienden hacia dentro desde la cadena azúcar-fosfato. En el ADN hay 4 bases:

adenina (A), citosina (C), guanina (G) y timina (T).

Nucleoplasma

También se llama carioplasma. Es la fase acuosa en la que se encuentran embebidas la cromatina y el nucleolo en el núcleo interfásico y los cromosomas en el núcleo mitótico. Contiene principalmente proteínas, sobre todo enzimas relacionados con el metabolismo de los ácidos nucleicos. También existen proteínas ácidas que no están unidas a ADN ni a ARN y que se denominan proteínas residuales. Además hay cofactores, moléculas precursoras, productos intermedios de la glucolisis, sodio, potasio, magnesio y calcio.

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