Núcleo celular


Estructura y función del núcleo. El núcleo es una estructura esférica u ovalada que por lo común constituye el elemento más destacado de una célula. La mayor parte de las células contienen un núcleo único, a pesar de que algunas, como los glóbulos rojos (eritrocitos) maduros, carecen de núcleo. Al contrario, las células musculares esqueléticas y algunos otros tipos celulares presentan múltiples núcleos.

El núcleo está separado del citoplasma por una doble membrana denominada envoltura o membrana nuclear. Ambas capas de la membrana nuclear son bicapas lipídicas similares a las de la membrana plasmática.

La membrana externa de la envoltura nuclear se continúa con el retículo endoplasmático rugoso y se asemeja a éste en su estructura. Muchos orificios llamados poros nucleares se extienden a lo largo de la membrana nuclear. Cada poro nuclear consiste en un grupo de proteínas circulares que rodean a una gran abertura central alrededor de 10 veces más ancha que la del poro de una proteína de canal de membrana plasmática.



Los poros nucleares controlan el movimiento de sustancias entre el núcleo y el citoplasma. Pequeñas moléculas junto con iones se mueven a través de los poros por difusión pasiva. Las moléculas más grandes, como el ARN y las proteínas, no pueden atravesar los poros nucleares por difusión.

En vez de ello, su pasaje involucra un proceso de transporte activo en el cual las moléculas se reconocen y se transportan selectivamente a través del poro hacia adentro o afuera del núcleo. Por ejemplo, las proteínas necesarias para las funciones nucleares se desplazan desde el citosol hacia el núcleo, y las moléculas recién formadas de ARN se dirigen desde el núcleo hacia el citosol de esta manera.

El núcleo contiene uno o más cuerpos esféricos denominados nucléolos, que cumplen funciones en la producción de los ribosomas. Cada nucléolo es simplemente un agregado de proteínas, ADN y ARN; no está rodeado por una membrana. Lo nucléolos son los sitios de síntesis de ARNr y donde éste se ensamblan con las proteínas en subunidades ribosómicas. Son muy prominentes en las células que sintetizan grandes cantidades de proteínas, como las células musculares y las hepáticas. Los nucléolos se dispersan y desaparecen durante la división celular y se reorganizan una vez que se formaron nuevas células.



Dentro del núcleo se hallan las unidades hereditarias de la célula, los genes, que controlan la estructura celular y dirigen las actividades celulares. Los genes están organizados en cromosomas. Las células somáticas (del cuerpo) de los seres humanos tienen 46 cromosomas, 23 heredados de cada uno de los padres. Cada cromosoma es una molécula larga de ADN que está enrollada junto con varias proteínas. Este complejo de ADN, proteínas y algo de ARN es la cromatina. La totalidad de la información genética contenida en una célula o un organismo es su genoma.

En las células que no están en división, la cromatina se observa como una masa granular difusa. Las microfotografías electrónicas revelan que la cromatina tiene una estructura en cuenta de collar. Cada cuenta está representada por un nucleosoma y consiste en una cadena doble de ADN que se enrolla dos veces alrededor de un núcleo de ocho proteínas denominadas histonas, que contribuyen a organizar el enrollamiento y plegamiento del ADN. El hilo entre las cuentas es el conector ADN que mantiene juntos a los nucleosomas adyacentes.

En las células que no están en división, otra histoma promueve el enrollamiento de los nucleosomas en fibras de cromatina, de mayor diámetro, que luego se pliegan en grandes asas. Sin embargo, justo antes de que se produzca la división, el ADN se replica (duplica), las asas se condensan aún más y se forma un par de cromátides. Los cromosomas están constituidos por un par de cromátides.

Genómica

En la última década del siglo XX se secuenciaron los genomas del ser humano, el ratón, la mosca de la fruta y más de 50 microorganismos. Como resultado, se asistió al florecimiento de la investigación en el campo de la genómica, el estudio de las relaciones entre el genoma y las funciones biológicas de un organismo.

El proyecto del Genoma Humano comenzó en Junio de 1990 como esfuerzo para secuenciar los casi 3200 millones de nucleótidos que forman nuestro genoma y fue completado en abril de 2003. Más de, 99,9% de las bases nucleótidas son idénticas en todas las personas. Menos del 0,1% de nuestro ADN (1 de cada 1000 bases) es responsable de las diferencias hereditarias entre los seres humanos. Sopresivamente, la mitad del genoma humano, como mínimo, está constituido por secuencias repetidas que no codifican proteínas, el denomina ADN "chatarra".

Un gen promedio consta de 3000 nucleótidos, pero el tamaño varía en gran medida. El gen humano más grande conocido, con 2,4 millones de nucleótidos, es el que codifica la proteína distrofina. Los científicos saben ahora que el número total de genes en el genoma humano es de alrededor de 30 mil, número mucho menor que el calculado de 100 mil genes. La información concerniente al genoma humano y cómo es afectado por el medio ambiente busca identificar y descubrir las funciones de los genes específicos que tienen un papel en las enfermedades genéticas.

La medicina genómica también apunta al descubrimiento de nuevos fármacos y de nuevas pruebas de cifrado que les permitan a los profesionales de la salud el asesoramiento y el tratamiento más efectivos para los trastornos que conllevan a componentes genéticos significativos como la hipertensión arterial, la obesidad, la diabetes y el cáncer.

Datos específicos del núcleo celular

1. El núcleo está constituido por una envoltura doble; los poros nucleares, que controlan el movimiento de sustancias entre el núcleo y el citoplasma; el nucléolo, que produce los ribosomas, y los genes dispuestos en cromosomas, que controlan la estructura celular y dirigen las actividades de la célula.

2. Las células somáticas humanas tienen 46 cromosomas, 23 heredados de caca progenitor. La información genética total que contiene una cpelula o un organismo se conoce como genoma.

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