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Nucleo celular

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Agregado: 12 de ABRIL de 2000 (Por ) | Palabras: 2903 | Votar! |
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Material educativo de Alipso relacionado con Nucleo celular
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  • La celula: ...
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    NCLEO CELULAR

    El componente ms notorio y evidente cuando se observa la clula al microscopio es el ncleo.

    Es el centro de control celular y encierra la informacin gentica que le otorga a cada clula las caractersticas morfolgicas, fisiolgicas y bioqumicas que le son propias. Es imprescindible para la sobrevida de la clula.

    Caractersticas del ncleo interfsico

    En los perodos no divisionales el ncleo no presenta en general cromosomas visibles y por eso se lo denomina ncleo interfsico.

        ESTRUCTURA

    En todas las clulas se encuentra un ncleo con caractersticas morfolgicas similares y constituido por una membrana nuclear, jugo nuclear, cromatina o cromosomas y nuclolo, hablndose en estos casos de ncleos tpicos.

    (Nucleoide: no existe ncleo como una estructura definida, el material nuclear se halla disperso en grnulos por el citoplasma no existe carioteca que limite y encierre lo componentes nucleares)

        FORMA

    La forma del ncleo puede ser regular o irregular

    Regular: esfrica, ovoide, cbica, etc. Coincidiendo con la forma de la clula. Es decir que la forma del ncleo coincide generalmente con la de la clula.

    Irregular: como en los glbulos blancos polimorfonucleares, su morfologa polilobulada y en forma de herradura es la que le da aspecto irregular al ncleo.

        TAMAO

    Su tamao es variable pero en general guarda relacin con la clula. Podemos referirnos a l en trminos absolutos en cuyo caso daremos una medida en micrones. O hacerlo en forma relativa y referirlo a la relacin ncleo citoplasma.

        POSICION

    La posicin del ncleo vara segn el tipo de clula considerada y segn la materia acumulada en la clula.

    Cada clula tiene el ncleo en una posicin caracterstica en casi todas las clulas animales es cntrico, en algunas como las adiposas y las de las fibras musculares estriadas esquelticas es excntrico, en las epiteliales se ubica en la zona basal.

        NUMERO


    La mayora de las clulas son mononucleadas pero las hay binucleadas (clulas Cartilaginosas, clulas Hepticas) multinucleadas (fibra muscular estriada)


    ESQUEMA DE NUCLEO INTERFASICO

    Envoltura nuclear membrana nuclear o carioteca

    Su importancia radica en que el proceso de transcripcin de ARN, a partir de ADN est fsicamente separado tanto en el tiempo como en el espacio del sitio de la sntesis proteica, traduccin. En las procariotas existe poca posibilidad de alterar el ARN que se ha transcripto antes de que sea traducido a protena, en cambio en las eucariotas los ARN que se han transcripto pueden ser extensamente alterados (revisados, madurados) en el ncleo antes de su traduccin a protena en el citoplasma. Esto se denomina procesamiento de ARN.

    Al microscopio electrnico se presenta como una doble membrana (dos membranas de 90 A y un espacio intermedio de 140 A). Podemos observar que la cromatina tiende a adherirse a su cara interna; mientras que a su cara externa se adhieren los ribosomas. La composicin qumica es de tipo lipoproteica.

    Posee mltiples poros cuyo dimetro oscila en los 80nm.

    Poro: estructura supramolecular que parece estar organizada y mantenida en su lugar mediante la lamina nuclear una red proteica que tapiza la parte interior de la membrana nuclear interna y ayuda a configurar el ncleo y a organizar a los cromosomas.

     

    El nmero y tamao de los poros vara con el tipo de clula. Se cree que en los mamferos estos ocupan el 10% con relacin a la superficie total, se encuentran rodeados por estructuras circulares llamadas anillos que en conjunto forman el complejo del poro. Por dichos poros pueden pasar macromolculas y las unidades ribosomales pero el intercambio es selectivo, su funcin es impedir la entrada de los ribosomas activos en el ncleo. Lgicamente la funcin de estos es mantener una estrecha comunicacin entre ambas partes de la clula, el canal central por el que se produce esta mide 10 a 15 nm. Por ejemplo: hay protenas como la ARN polimerasa, ADN polimerasa e histonas que se sintetizan en el citoplasma y luego deben ser transportadas al ncleo las clulas tienen la capacidad de ubicar las protenas especficas en los compartimentos celulares adecuados.


    Existe una interesante comunicacin entre la membrana nuclear y el retculo endoplsmico, (la membrana nuclear externa forma un todo continuo con la membrana del retculo) tambin sabemos que en la profase de la mitosis al desaparecer la membrana esta pasa a formar parte del retculo para en la telofase volverse a formar en cada clula hija a expensas de aquel.

    Jugo nuclear, cariolinfa, carioplasma

    El jugo nuclear est en amplia comunicacin con el jugo citoplasmtico merced a los poros de la membrana.

    Al igual que en el citoplasma, por la cariolinfa circulan iones diversos, molculas pequeas, macromolculas, etc.

        NUCLEOLO

    Es la fabrica celular donde se producen los ribosomas. Para poder construir sus 10 millones de ribosomas, una clula en crecimiento debe sintetizar en cada generacin celular 10 millones de copias de cada tipo de molcula de ARNr y esto solo puede lograrse gracias a que la clula tiene varias copias de los genes que codifican los ARNr (genes de ARNr). Las clulas humanas contienen unas 200 copias de ARNr distribuidas en pequeos grupos en cinco cromosomas diferentes. Los nuclolos se dispersan durante la mitosis y se reconstruyen en localizaciones especficas que se denominan organizadores nucleolares, estas zonas se reconocen por presentarse como una constriccin secundaria del cromosoma donde se ubican bucles de ADN.

    El ARNr recin sintetizado es empaquetado inmediatamente con protenas ribosmicas conformando las subunidades mayor y menor para ser luego exportadas por separado al citoplasma en tiempos tambin distintos.

    Estructura esferoide casi siempre presente en las clulas cuyo n oscila entre 1 y 3. En l podemos distinguir dos zonas:

    Zona granular, formada por partculas de ribosomas en distintos estadios de ensamblado mide entre 15 y 20 nm y ocupa la parte perifrica del nuclolo.

    Zona fibrilar, mide entre 5 y 10 nm y ocupa una regin ms cntrica.


    A diferencia de los orgnulos celulares el nuclolo carece de membranas, su tamao vara en diferentes clulas y puede variar dentro de una misma clula.

    ESQUEMA DE NUCLEOLO

        CROMATINA

    El ADN es el principal componente gentico de la clula y el que lleva la informacin codificada de una clula a otra y de un organismo a otro. En las clulas eucariotas el ADN no se encuentra suelto sino unido a protenas especficas llamadas histonas con las que forma una compleja estructura denominada cromatina (tambin se encuentran otros tipos de protenas cromosmicas no especficas y pequeas cantidades de ARN). Las histonas son cinco protenas diferentes bsicas, de carga positiva, esta propiedad hace que se unan fuertemente al ADN que es cido, de carga negativa.

    La cromatina se presenta como una fibra de 10 nm como primer grado de organizacin (aunque no es muy probable que podamos observarla en este estado, no en forma natural al menos).

    El plegado de ADN es importante en las clulas eucariticas por dos motivos: en primer lugar es esencial para disponer las grandes molculas de ADN en forma ordenada dentro del ncleo celular. En segundo lugar la manera en que se pliega una regin del genoma de una clula en particular determina la actividad de los genes de esta regin y es aqu donde las histonas cumplen un papel primordial.

    Las histonas pueden ser agrupadas en dos:

    1.    Histonas nucleosmicas H2A, H2B, H3, H4 que son las responsables del plegado del ADN en los nucleosomas.

    2.    Histonas H1 responsables del plegado de los nucleosomas en la fibra cromatnica de 30 nm.


    Si se estirara la doble hlice de ADN de cada cromosoma humano este medira aproximadamente 5 cm. Las histonas son las responsables de empaquetar esta larga molcula de ADN dentro de un ncleo de unos pocos micrones de dimetro.



    Existen diversos grados de empaquetamiento y la unidad fundamental es el nucleosoma. l confiere a la cromatina su aspecto de cuentas ensartadas, cada cuenta nucleosmica posee un conjunto de 8 molculas de histonas, 2 copias de cada una de las cuatro histonas nucleosmicas. Estas molculas forman un ncleo proteico alrededor del cual se enrolla el fragmento de ADN de doble hebra.


    Cada cuenta esta separada de la siguiente por una regin de ADN espaciador que junto con la cuenta nucleosmica constituye un nucleosoma completo.

    El sistema de cuentas debe condensarse an ms para esto los nucleosomas se empaquetan entre s, esta forma bsica de empaquetamiento recibe el nombre de fibra cromatnica de 30 nm. De este empaquetamiento es responsable la histona 1.

    El empaquetamiento contina an ms, cuando se observa la estructura de ciertos cromosomas esto aparecen organizados en una serie de dominios estructurales en forma de bucle la hiptesis que se sostiene en este sentido es que las zonas de bucles de cromatina se establecen y mantienen por accin de ciertas protenas.



    La cromatina durante el ciclo celular presenta distintos aspectos que ilustramos mediante un esquema del ciclo de condensacin descondensacin de los cromosomas. En G1 los cromosomas estn dispersos; en S se produce la duplicacin que se completa en G2. En la metafase, M, y en la anafase, A, la condensacin es mxima y se ven los dos centrmeros (flechas).

    Ciclo de condensacin descondensacin de los cromosomas

     


        CROMOSOMAS

    Durante la divisin celular la cromatina se compacta hacindose visible al microscopio y recibiendo el nombre de cromosomas. Estos pueden clasificarse segn su forma que depende de la ubicacin del centrmero en:

    Telocntrico: un solo brazo centrmero en uno de sus extremos.

    Metacntrico: los brazos son iguales centrmero en el centro.

    Submetacntrico: centrmero en medio de dos brazos desiguales.


     
    Acrocntrico: brazos desiguales, poseen constriccin primaria, secundaria y satlite

        COMPONENTES DEL CROMOSOMA

    En los cromosomas condensados es posible distinguir varios elementos:

    CROMATIDA: en la metafase cada cromosoma esta formado por dos componentes simtricos cada uno de los cuales contiene una molcula de ADN.

    CENTOMERO O CINETOCORO: es la regin del cromosoma donde convergen las fibras del huso mittico, se encuentra en una parte ms delgada del cromosoma la constriccin primaria.

    TELOMERO: extremo del cromosoma se cree que su funcin es evitar que se "peguen" o fusionen con otros fragmentos. Zona que no posee informacin gentica.

    CONSTRICCIN SECUNDARIA: son constantes en su posicin y tamao, resultan tiles para identificar un cromosoma en particular.

    Los organizadores nucleolares son ciertas construcciones secundarias en las que los genes codifican a los ARNr.

    En el hombre los organizadores nucleolares se hallan en los cromosomas 13, 14, 15, 21 y 22 todos ellos son acrocntricos y tienen un pequeo cuerpo redondeado (satlite) separado del resto del cromosoma por la constriccin secundaria.

        CARIOTIPO

    Conjunto de caractersticas que permiten reconocer la dotacin cromosmica de una clula. Es propio de cada especie y se identifica por el nmero de cromosomas y por el tamao y forma de stos. Para su reconocimiento son importantes ciertas caractersticas, como la posicin del centrmero y la presencia de satlites, entre otras.

    Los pares de cromosomas iguales, denominados homlogos, se ordenan por tamaos decrecientes. Si tienen el mismo tamao se atiende a la posicin del centrmero. As, los 23 pares de cromosomas en el cariotipo humano se han reunido en siete grupos. Para que la identificacin sea ms ajustada se realizan tcnicas de tincin diferencial que delimitan regiones especficas en cada par de cromosomas. Esta tcnica se llama bandeado cromosmico.

    No existe relacin entre el cariotipo de una especie y su complejidad anatmica y fisiolgica.

    El inters en la cariotipificacin recibi gran mpetu tras descubrirse que la presencia de un cromosoma extra podra asociarse a un importante problema patolgico, el sndrome de Down.

    Los cromosomas que aparecen en el cariotipo humano son caractersticamente cromosomas metafsicos, cada uno consistente en dos cromtidas hermanas unidas por el centrmero. Para preparar un cariotipo a los glbulos blancos sanguneos en vas de dividirse se los detiene en metafase agregando colchicina, que impide los pasos posteriores de la mitosis. Luego de tratarlos y teirlos, los cromosomas se fotografan, se amplan, se recortan y se

     

     

     

    ordenan de acuerdo con su tamao.



    El nmero diploide normal de cromosomas del ser humano es de 46 y consiste en 22 pares de autosomas y os dos cromosomas sexuales. Los autosomas se agrupan por tamaos (A, B, C, etc.) y despus se aparean los homlogos probables. La mujer normal tiene dos cromosomas X y el hombre normal, tiene un cariotipo similar al visto en la figura anterior, con un cromosoma X y otro Y.

        GENOTIPO

    Una de las distinciones ms importantes que ayudaron al desarrollo de los estudios sobre la herencia en general, y a los principios mendelianos en particular, fue la separacin entre genotipo y fenotipo que estableci el botnico dans Wilhelm Johannsen en 1911. El genotipo se refiere a los genes que el organismo tiene y es capaz de transmitir a la siguiente generacin. El fenotipo se refiere a la apariencia (en trminos de caracteres) que muestra un organismo.

    Algunas veces, aunque no siempre, los fenotipos reflejan el genotipo, como en el caso de genes recesivos duplicados; pero si un organismo posee un gen dominante y uno recesivo, el fenotipo corresponder a aquel cuya caracterstica sea dominante, enmascarando la presencia del gen recesivo. La importancia de esta distincin subyace en su insistencia sobre el hecho de que la nica forma de determinar el genotipo es a travs de experimentos de reproduccin, no simplemente mediante el examen del fenotipo de un organismo.

    Podemos definir entonces al genotipo como la constitucin gentica de una clula individual u organismo en relacin con un solo rasgo o un conjunto de rasgos; tambin puede considerarse como la suma total de los genes presentes en un individuo.

        GENOMA

    Todos los seres vivos poseen un genoma, el cual constituye el conjunto de instrucciones necesarias para la formacin del organismo. El genoma est compuesto siempre por cido nucleico, normalmente ADN (cido desoxirribonucleico) y en el caso de algunos virus, por ARN (cido ribonucleico). El genoma consta de un nmero determinado de genes, cada uno de los cuales es un segmento de cido nucleico y codifica una protena especfica. Los cidos nucleicos son polmeros lineales de unidades elementales llamadas nucletidos, que abreviadamente se representan por las letras A, T, C, G en el caso del ADN y A, U, C y G en el ARN. Pueden aparecer en cualquier orden dentro de la cadena. Las protenas tambin son polmeros lineales cuyas unidades elementales son los veinte aminocidos proteicos. La interrelacin entre la secuencia nucleotdica de un gen y la secuencia de aminocidos de la protena correspondiente, es lo que se conoce como el cdigo gentico. Cada aminocido est codificado por tres nucletidos (1 triplete) y como hay 20 aminocidos para 64 tripletes (444), muchos aminocidos se corresponden con ms de 1 triplete.

    La estructura molecular del ADN es una doble hlice, formada por 2 hebras complementarias de cido nucleico. Una hebra contiene la secuencia de un gen y la otra la secuencia complementaria. Esto es posible gracias al apareamiento de los cuatro nucletidos (A con T y C con G). La replicacin o duplicacin del genoma transcurre de la siguiente manera: se separa la doble hlice y se van sintetizando 2 nuevas hebras complementarias a partir de las hebras molde originarias, el proceso rinde 2 molculas idnticas de ADN en doble hlice.

    La mayora de las caractersticas fsicas humanas estn influidas por mltiples variables genticas, as como por el medio. Algunas, como la talla, poseen un fuerte componente gentico, mientras que otras, como el peso, tienen un componente ambiental muy importante. Sin embargo, parece que otros caracteres, como los grupos sanguneos y los antgenos implicados en el rechazo de trasplantes, estn totalmente determinados por componentes genticos. No se conoce ninguna situacin debida al medio que vare estas caractersticas. Desde hace poco tiempo, los antgenos de trasplante se estudian en profundidad debido a su inters mdico. Los ms importantes son los que se deben a un grupo de genes ligados que se denominan complejo HLA. Este grupo de genes no slo determina si el trasplante de rganos ser aceptado o rechazado, sino que tambin est implicado en la resistencia que opone el organismo a varias enfermedades (entre las que se incluyen alergias, diabetes y artritis).

    La susceptibilidad a padecer ciertas enfermedades tiene un componente gentico muy importante. Este grupo incluye la esquizofrenia, la tuberculosis, la malaria, varias formas de cncer, la migraa, las cefaleas y la hipertensin arterial. Muchas enfermedades infrecuentes estn originadas por genes recesivos, y algunas por genes dominantes.

    Los bilogos tienen un gran inters en el estudio e identificacin de los genes. Cuando un gen determinado est implicado en una enfermedad especfica, su estudio es muy importante desde el punto de vista mdico. El genoma humano contiene entre 50.000 y 100.000 genes, de los que cerca de 4.000 pueden estar asociados a enfermedades. El Proyecto del genoma humano, coordinado por mltiples instituciones, se inici en 1990 para establecer el genoma humano completo.

    El objetivo ltimo de la representacin y secuenciacin del genoma es asociar rasgos humanos especficos y enfermedades heredadas con genes situados en lugares precisos de los cromosomas. Cuando se termine, el Proyecto Genoma Humano proporcionar un conocimiento sin precedentes de la organizacin esencial de los genes y cromosomas humanos. Promete revolucionar el tratamiento y la prevencin de numerosas enfermedades humanas, ya que penetrar en los fenmenos bioqumicos bsicos que las sustentan.

     
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