Anatomía del Núcleo Celular: Estructura y Función del ADN

Núcleo Celular: Estructura y Función

El núcleo es un orgánulo celular que alberga la información genética en forma de ADN y donde se realiza la replicación del ADN y la síntesis de todos los ARN. Estructuralmente, su aspecto depende del momento del ciclo celular: interfásico (cuando no está en fase de división celular) y mitótico (cuando se diferencian los cromosomas).

Está compuesto por una envoltura nuclear de doble membrana y el nucleoplasma, en cuyo seno se hallan la cromatina (ADN y proteínas asociadas) y el nucléolo (donde se sintetiza el ARN ribosómico). Su forma varía dependiendo del tipo de célula y el momento del ciclo. Su tamaño oscila entre 5-25 micrómetros de diámetro, pero dentro de un mismo tipo de célula es constante. Su posicionamiento depende del tipo de célula. Suele haber un núcleo por célula, pero existen algunas excepciones como los protozoos ciliados.

Envoltura Nuclear

La envoltura nuclear es una membrana de compleja organización que se encuentra en la frontera entre el núcleo y el citoplasma de una célula eucariota. Está compuesta por:

• Una parte externa, con una anchura de 7-8 nm y ribosomas adosados en su cara citoplasmática.
• Un espacio intermembranoso, con una anchura de 10-20 nm.
• Una parte interna, que presenta asociado a ella un material electrodenso de naturaleza fibrilar llamado corteza nuclear, que sirve para regular el crecimiento celular, entre otras funciones.

Poros Nucleares

Los poros nucleares son uniones que perforan de forma simétricamente octogonal la envoltura nuclear. Son canales acuosos que regulan la translocación 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, regulan el transporte activo. Están compuestos por ocho partículas proteicas, un material denso llamado diafragma y varias fibrillas a ambos lados del poro.

Cromatina

La cromatina es la forma que presenta el ADN en el núcleo celular interfásico. Está formada por ADN asociado a proteínas y tiene el aspecto de una maraña de fibras. Las proteínas presentes en la cromatina pueden ser:

• Histonas: proteínas básicas debido a la abundante presencia de aminoácidos básicos.
• No Histonas: son muy numerosas y, aproximadamente la mitad, corresponden a enzimas implicadas en la replicación, transcripción y regulación del ADN.

Ultraestructura de la Cromatina

La ultraestructura de la cromatina consiste en una serie de fibras asociadas unas a otras en forma de espiral denominadas fibras cromáticas de 30 nm. Al microscopio, se distinguen dos regiones:

• Heterocromatina: con mayor grado de compactación y aspecto más teñido, corresponde a partes del ADN que no se están transcribiendo.
• Eucromatina: menos compactada y menos teñida, es donde se está llevando a cabo la transcripción del ADN.

Cromosomas

Los cromosomas son la compactación máxima de la cromatina cuando el núcleo celular entra en fase de división. Esta máxima condensación es la que permite el reparto del material genético entre las células hijas. El cromosoma metafísico es el más estudiado y del que mejor se conoce su estructura. Está compuesto por:

• Cromátidas hermanas: dos cromátidas paralelas entre sí, resultado de la duplicación del material genético.
• Centrómero: divide el cromosoma en dos brazos y contiene heterocromatina constitutiva.
• Cinetocoro: estructura proteica situada a ambos lados del centrómero y sobre cada cromátida (dos cinetocoros por cada centrómero).
• Constricciones secundarias: zonas más estrechas que contienen el ADN que se corresponden con el nucléolo durante la mitosis.
• Bandas: segmentos de cromatina de distinto color que permiten una identificación inequívoca de los cromosomas.
• Telómeros: estructuras protectoras situadas en cada uno de los extremos de cada cromátida que evitan que se pierda información en cada ciclo de replicación.
• Satélite: fragmento de ADN que aparece unido al cromosoma por la constricción secundaria.