El núcleo interfásico y el ciclo celular: estructura y fases

EL NÚCLEO INTERFÁSICO

aì 1 .- ¿ QUÉ ES EL NÚCLEO? 18 60328 58-445 81 El núcleo, como orgánulo celular, alberga en su interior la información genética en forma de ADN, y es el lugar donde se realiza la replicación del ADN y la síntesis de todos los ARN. El núcleo está presente en todas las células eucariotas, excepto en los glóbulos rojos de los vertebrados superiores y en las células epidérmicas del estrato córneo superficial. Estructuralmente, su aspecto depende del momento del ciclo celular en el que se encuentre la célula. Distinguimos dos tipos de núcleo; el núcleo interfásico cuando la célula no está en fase de división, y el núcleo mitótico cuando se diferencian los cromosomas, durante la fase de división celular.

Doble membrana nuclear Nucléolo Nucleoplasma Poro nuclear Cromatina Ribosomas Lámina fibrosa Estructura del núcleo

CARACTERÍSTICAS DEL NÚCLEO INTERFÁSICO

Componentes del núcleo

El núcleo está constituido por una envoltura nuclear formada por una doble membrana y una matriz nuclear o nucleoplasma, en cuyo interior se encuentra la cromatina (ADN y proteínas asociadas) y el nucléolo, donde se sintetiza el ARN ribosómico. 1Núcleo y Ciclo Celular educalive®

Forma del núcleo

18 €¢032 68 2 84008 Jag #Ariz La forma del núcleo es muy variable, aunque predominan las formas esféricas y ovales, es posible encontrar nucleos con otras formas (alargados, aplanados, ramificados, ... ), dependiendo del tipo de célula y del momento del ciclo en el que está.

Tamaño del núcleo

El tamaño del núcleo es constante para cada tipo de célula, dependiendo de la función que esta desempeñe. Generalmente, el tamaño del núcleo es proporcional al que tiene la célula, ocupando normalmente un 10% del volumen total de esta, aunque en algunas células el núcleo llega a ocupar la mitad del volumen de la célula.

Posición del núcleo

escuas Aunque el núcleo se localiza generalmente en posición central, en algunos casos el núcleo puede aparecer desplazado por otros orgánulos hacia posiciones periféricas. Por ejemplo, en células vegetales con una gran vacuola puede se sitúa lateralmente, o en las células secretoras se sitúa basalmente, ocupando la parte inferior de la célula.

Número de núcleos

La mayor parte de las células eucariotas presentan un único núcleo, pero existen algunas excepciones. Existen células anucleadas, es decir, sin núcleo, y otras células polinucleadas (tienen más de un núcleo). Por ejemplo, las células hepáticas y algunas células musculares del corazón presentan habitualmente dos núcleos, mientras que las células musculares estriadas o esqueléticas suelen presentar muchos núcleos. Existen dos tipos de células polinucleadas según su origen:

• Sincitios: proceden de la fusión de varias células mononucleadas.
• Plasmodios: se producen mitosis sucesivas sin que exista división celular.

ESTRUCTURA DEL NÚCLEO INTERFÁSICO

La envoltura nuclear

La envoltura nuclear delimita el contenido del nucleo sirviendo de frontera entre el este y el citoplasma de las célula eucariota durante el periodo interfásico. Esta envoltura nuclear está constituida por una doble membrana separadas por un pequeño espacio intermembranoso. 2Núcleo y Ciclo Celular educalive®

• Membrana nuclear externa. Suele estar unida a la membrana del retículo endoplasmático y presenta ribosomas adosados en su cara externa (cara citoplasmática).
• Especio intermembranoso o perinuclear. Se encuentra entre las dos membranas.
• Membrana nuclear interna. Posee proteínas específicas que la diferencian de la membrana nuclear externa. Además, se encuentra conectada con una red fibrosa de proteínas que se parecen a los filamentos intermedios del citoesqueleto denominada lámina fibrosa o corteza nuclear. A la corteza nuclear se le atribuyen funciones como servir de anclaje al material cromatínico y regular el crecimiento de la envoltura nuclear.

Poros nucleares

Pasc En todos los núcleos, las dos membranas que forman la envoltura nuclear se fusionan en algunos lugares, dando origen a unas perforaciones circulares denominadas poros nucleares que, para cada tipo de célula, presentan el mismo diámetro. Son estructuras dinámicas, capaces de formarse y desaparecer en función de las necesidades de la célula. Son canales acuosos que regulan los intercambios de moléculas entre el núcleo y el citosol. Permiten la circulación libre de moléculas hidrosolubles, y en el caso de macromoléculas como el ARN o las proteínas, que no son hidrosolubles, regulan mecanismos de transporte activo.

El nucleoplasma

El nucleoplasma, también denominado matriz nuclear, es el medio acuoso interno del núcleo, semejante al citosol de la matriz mitocondrial. Está constituido por una disolución coloidal, compuesta por diversas biomoléculas, fundamentalmente sales minerales, nucleótidos, ARN y proteínas.

El nucléolo

E I nucléolo es una estructura casi esférica, densa y de contorno irregular, rodeada por nucleoplasma. Es el lugar donde se elaboran los ARNr y donde se ensamblan formando los ribosomas. Al igual que la envoltura nuclear, desaparece durante la división celular. 3 84ªNúcleo y Ciclo Celular educalive. Los nucleolos se organizan a partir de determinadas regiones del ADN, denominadasregión organizadora del nucleolo (RON) en las que se encuentran los genes que codifican la elaboración del ARN ribosómico. Cuando las fibras cromatínicas de estos cromosomas se encuentran expandidas durante la interfase, los bucles de ADN que contienen dichos genes se agrupan y forman el nucléolo. Los nucleolos son, simplemente, estructuras visibles formadas por la aglomeración de ADN, ARN y proteínas. El nucléolo solo es visible al microscopio óptico durante la interfase y al principio de la profase, ya que comienza a desaparecer al mismo tiempo que los cromosomas alcanzan su máxima condensación durante la mitosis. Más tarde, inicia su reaparición al final de la telofase. Algunas células contienen más de un nucléolo. Su número, tamaño y morfología son variables, dependiendo del tipo celular y del estado fisiológico de la célula. pascual

La cromatina

En el núcleo de las células eucariotas, el ADN siempre se encuentra combinado con proteínas. Este complejo nucleoproteínico se denomina cromatina. La cromatina forma un entramado de estructura fibrilar. En las fibras de cromatina se aprecian durante la interfase diferentes niveles de organización, nucleosoma, collar de perlas y fibra de 30nm, con el fin de permitir el empaqutamiento de grandes cantidades de ADN asociado a histonas en el interior del pequeño volumen nuclear. Durante la interfase se pueden diferenciar dos tipos de cromatina: eucromatina y heterocromatina.

Eucromatina

Corresponde a las zonas donde el nivel de empaquetamiento es menos denso porque la cromatina está poco condensada. Su actividad de transcripción es importante, pues los bucles de ADN se encuentran suficientemente distendidos y permiten el acceso de la enzima ARN polimerasa y del resto de las enzimas implicadas en la transcripción. Se piensa que la eucromatina contiene la fracción génica que se expresa en cada tipo celular.

Heterocromatina

Corresponde a las partes replegadas que presentan mayor grado de empaquetamiento. Su actividad de transcripción es baja o nula, pues el ADN, altamente repetitivo, es genéticamente inactivo. Se replica más tardíamente al final de la fase S del ciclo celular. La heterocromatina puede participar en la regulación de la expresión genética. 4educalive. Núcleo y Ciclo Celular

FUNCIONES DEL NÚCLEO INTERFÁSICO

1. Transmisión de la información genética de los ascendientes a los descendientes y de una generación celular a la siguiente. Debido a esto en el núcleo es necesario que se realice la duplicación o replicación del ADN.
2. Los procesos de síntesis de ARN, transcripción de la información genética para la posterior síntesis de proteínas en el hialoplasma. Por último, esta información se traducirá en el citoplasma celular, pues en él se realizará la síntesis de proteínas.

Pascual 5Núcleo y Ciclo Celular educalive.

EL NÚCLEO MITÓTICO

18 世 68 9 A .

¿QUÉ ES EL NÚCLEO MITÓTICO?

El núcleo mitótico aparece cuando la cromatina del núcleo interfásico se condensa hasta que se hacen visibles los cromosomas. O N Las fibras de cromatina de 30nm constituyen los cromosomas interfásicos, es decir, la cromatina, pero se encuentran tan extendidos y enmarañados que es imposible diferenciarlos. Cuando la célula entra en la fase de división celular, las fibras de cromatina duplicadas son como hilos dispersos que se enrollan y pliegan en una serie de bucles. Estos se empaquetan y forman bucles radiales y espirales de rosetones alrededor de un armazón proteínico que constituye el esqueleto del cromosoma mitótico. Alcanza su máximo grado de empaquetamiento durante la metafase. Por esta razón, el cromosoma metafásico (visible en todos los tejidos y metabólicamente inerte), es el que se utiliza en los estudios genéticos.

ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN DE LOS CROMOSOMAS

. El cromosoma mitótico es un cromosoma doble, empaquetado, que se desplaza durante la división celular con el fin de que las cromátidas de cada cromosoma se repartan entre las dos células hijas sin ninguna dificultad. Se origina por la progresiva condensación de las fibras de cromatina de 30nm y alcanza su máxima compactación en la metafase. Cada cromosoma está constituido por dos cromátidas iguales unidas por el centromero, también denominado constricción primaria. Las constricciones secundarias son zonas asociadas a los nucleolos. Se conocen como regiones de organización nucleolar (RON). Cuando se sitúan cerca de los telómeros, delimitan un corto segmento de ADN denominado satélite. Los extremos de las cromatidas se denominan telómeros y en ellos se encuentran secuencias repetitivas de ADN que tienen como función evitar la pérdida de información genética durante la replicación y la fusión de cromosomas alterados. 6educalive® Núcleo y Ciclo Celular Las bandas son los segmentos en la cromatina que presentan diferentes intensidades de coloración cuando son teñidos con un colorante. El cinetocoro es la zona específica de la región centromérica. Está formado por un complejo de proteínas donde se insertan los microtúbulos cinetocóricos. Estos microtúbulos actúan como un dispositivo para la separación controlada de las cromátidas de cada cromosoma durante la anafase de la mitosis y de la meiosis. Los dos cinetocoros están orientados de manera simétrica y opuesta.

Capa interna Capa externa C Centromero o constricción primaria u 40-60 nm 25-30 nm 40-60 nm Bandas Microtúbulos cinetocóricos Capa intermedia Cinetocoro Constricciones secundarias Microconvula Telómero Armazón proteínico Morfología del cromosoma metafásico

TIPOS DE CROMOSOMAS

La forma de un cromosoma viene determinada por la posición del centromero, que lo divide en dos partes llamadas brazos. Los brazos no representan una unidad funcional sino morfológica, que facilita su clasificación. Según la longitud de sus brazos, los cromosomas se pueden clasificar en cuatro categorías:

• Metacentrico. Los dos brazos son iguales porque el centromero se lolcaliza en la mitad del cromosoma.
• Submetacéntrico. Los dos brazos son ligeramente desiguales porque el centrómero está un poco desplazado.
• Acrocéntrico. Los dos brazos son muy desiguales, porque el centromero está muy 7 @0 25N 888 9 488 8 8 913 ar Cromátida Fibras de cromatina 0