El Núcleo Celular

En toda célula, se dan procesos metabólicos y fisiológicos con la finalidad de obtener materiales y energía. Para estos procesos, la célula necesita proteínas, enzimas particularmente. Cada una de estas proteínas consta de unos 500 aminoácidos, cada una nos da un total de 15×10^6. Esta es la información necesaria para poder sintetizar todas las proteínas celulares.

El Núcleo en Interfase

Estructura característica de las células eucariotas, descubierto por Robert Brown en 1831, contiene la información genética para que se puedan realizar las funciones celulares, como la síntesis de proteínas.

Funciones del Núcleo Celular en Interfase

1. La transmisión de la información genética de los ascendientes a los descendientes se realiza a través del núcleo celular. Debido a esto, es necesario que se realice la replicación del ADN.
2. Los procesos de síntesis del ARN, transcripción de la información genética para la posterior síntesis de proteínas en el hialoplasma, se dan también en el núcleo. Por último, esta información se traducirá en el citoplasma celular, pues en él se realiza la síntesis de proteínas.

Características del Núcleo en Interfase

• Aspecto: esfera de gran tamaño que se destaca en el citoplasma y que está separada de él por una envoltura nuclear, que es un elemento del retículo endoplasmático rugoso. El contenido del núcleo es más o menos homogéneo, salvo por la presencia de pequeñas estructuras esféricas llamadas nucleolos.
• Número: normalmente las células solo tienen un núcleo, pero existen otras que tienen dos o una gran cantidad (fibras musculares estriadas).
• Forma: Si la célula es isodiamétrica, el núcleo es esférico. En las células aplanadas, el núcleo suele ser discoidal. En las células alargadas suele ser elíptico.
• Tamaño: Es muy voluminoso en las células indiferenciadas o en las muy activas. Si el núcleo sufre un aumento de volumen, es indicio de que está próximo a dividirse.

Estructura del Núcleo en Interfase

La Envoltura Nuclear

Constituida por dos membranas unitarias: una exterior y otra interior con un espacio entre ellas llamado espacio perinuclear. La envoltura proviene del retículo endoplasmático rugoso y está conectada con él. Adosados a la membrana exterior hay ribosomas. La envoltura no es continua, tiene poros que permiten el paso de grandes moléculas (ARN, proteínas) e impiden diferencias osmóticas entre el núcleo y el citoplasma. En el interior del núcleo y adosada a la membrana interna encontramos una estructura proteínica llamada lámina nuclear. Su función es inducir la aparición y desaparición de la envoltura nuclear y resulta fundamental para la constitución de los cromosomas a partir de la cromatina.

El Nucleoplasma

Es el contenido nuclear indiferenciado. Es un gel de estructura y composición similar al hialoplasma, pero no tiene ni microtúbulos ni microfilamentos. Está formado por agua, proteínas, ARN e iones. En él se encuentra la cromatina y se dan los procesos de síntesis del ARN (transcripción) y la replicación del ADN.

La Cromatina

Está constituida por ADN, proteínas y algo de ARN. Entre las proteínas se encuentran las histonas, que aparte de empaquetar el ADN, neutralizan el carácter ácido de los ácidos nucleicos. También controlan la actividad de los genes. En la cromatina también encontramos proteínas como la miosina y la actina, responsables de la contracción muscular y relacionadas con la formación del cromosoma metafásico y separación de las cromátidas en la división celular.

El Nucléolo

Estructura casi esférica. Aparece con frecuencia asociado a zonas de cromatina densa, los llamados organizadores nucleolares, pues se forman a partir de ellos. El número de nucleolos depende de la edad y estado funcional de la célula. Cuando la célula se va a dividir, desaparece. No presenta membrana de separación con el núcleo y tiene un aspecto heterogéneo, con zonas más densas y menos densas. Constituido básicamente por ARN, proteínas y ADN asociado. Su función principal es la síntesis de ARNr y el ensamblaje de esos mismos ribosomas. El ARN ribosomal se sintetiza en el nucléolo y las proteínas de los ribosomas provienen del citoplasma y pasan al interior del núcleo a través de los poros de la envoltura nuclear.

Superenrollamiento del ADN

ADN > collar de perlas (nucleosomas) > fibra de 30nm > 1 bucle > 1 rosetón (6 bucles) > 1 vuelta de espiral (30 rosetones) > Dos cromátidas 2×10 vueltas de espiral.

Transcripción y Traducción de la Información Genética

Los genes son fragmentos de la molécula de ADN que determinan la síntesis de una proteína. La secuencia de nucleótidos que constituye un gen, se disponen en los cromosomas espaciados por fragmentos de ADN que no poseen información que pueda ser transcrita. En todo gen distinguiremos:

1. Región Promotora: porción del ADN situada al principio del gen y que, sin codificar ningún aminoácido, sirve para que las enzimas que realizan la transcripción reconozcan el principio del gen.
2. Región Codificadora: Parte del gen que contiene la información para la síntesis de la proteína. Van a existir fragmentos de ADN que no contienen información (intrones) y fragmentos que sí contienen (exones). Considerando la hebra 5′->3′, el principio de esta región viene marcado por la secuencia de bases nitrogenadas ATG y el final por una de estas tres tripletas: TAA, TAG, TGA; que se denominan «de paro, sin sentido o stop».
3. Región Terminadora: Marca el final del gen.

Transcripción de la Información del ADN

El ADN está en el núcleo y la síntesis de proteínas tiene lugar en el hialoplasma, por lo que la información contenida en el ADN debe transcribirse a una molécula de ARNm. También se sintetizan en el núcleo el ARNr y el ARNt, necesarios para la síntesis proteica.

Mecanismo de la Transcripción en Eucariotas

En primer lugar, para cada gen, solo una de las cadenas, de las dos que posee el ADN, se transcribe. El mecanismo se realiza de la siguiente manera:

1. Iniciación: Un