El núcleo interfásico

Características del núcleo interfásico

Aspecto

El interior del núcleo interfásico, cuyo contenido en el microscopio óptico parece homogéneo, excepto por pequeñas estructuras esféricas llamadas nucléolos, está separado del citoplasma por una envoltura nuclear.

Forma

La forma del núcleo depende de la actividad celular y de la forma de la célula. El núcleo es más irregular cuanta mayor actividad tenga.

Las células esféricas o cúbicas suelen tener núcleos esféricos; las células prismáticas y fusiformes tienen núcleos ovoideos; las células aplanadas (endotelios) poseen núcleos discoidales; las células alargadas tienen el núcleo elíptico…

Núcleo destacado en célula epitelial

Posición

La posición del núcleo es característica de cada célula.

En las células embrionarias (meristemos de plantas y blastómeros de animales) ocupa una posición central; en las adiposas, ocupadas en su mayoría por una gran gota de grasa o en las vegetales ocupadas por vacuolas, el núcleo queda lateralizado; en las secretoras se sitúa en la parte basal quedando el restos de orgánulos por encima,…

Tamaño

El tamaño del núcleo es muy variable dependiendo del tipo celular, pudiendo oscilar entre las 5 y las 25 µm de diámetro. Sin embargo, el tamaño del núcleo es bastante constante en una misma especie celular, donde la relación nucleoplasmática (RNP) se mantiene.

El núcleo es muy voluminoso en las células indiferenciadas o en las muy activas. Si el citoplasma crece mucho y el núcleo ocupa menos del 10% del volumen de la célula. no es capaz de controlar tanto volumen, y es el momento de comenzar la división celular.

Número

Normalmente sólo hay un núcleo por célula, pero excepcionalmente puede haber células:

  • Sin núcleo: como los eritrocitos de los mamíferos, que han perdido el núcleo durante su proceso de diferenciación.
  • Con dos núcleos: hepatocitos, protozoos ciliados y algunos hongos. El paramecio cuenta con dos núcleos de diferente tamaño: un macronúcleo y un micronúcleo.
  • Con muchos núcleos: los osteoblastos y las células musculares estriadas esqueléticas.
    • Sincitios: por unión de varias células uninucleadas tras la desaparición de las membranas, quedando una única célula plurinucleada. Las fibras musculares o de la placenta son ejemplos de sincitios.
    • Plasmodios: cuando se ha dividido el núcleo sin división del citoplasma. Los plasmodios suelen producirse durante el ciclo vital de algunos protistas, como el protozoo que causa la malaria (Plasmodium).

Composición y estructura del núcleo interfásico

El núcleo consta de una envoltura nuclear y una matriz o nucleoplasma que contiene la cromatina y el nucléolo

La envuelta nuclear

El núcleo está delimitado por una doble membrana con un espacio intermembranoso de 10-20 nm de anchura. En algunas zonas, ambas membranas se fusionan quedando conectadas a través de un espacio o poro (complejos de poro).

La membrana nuclear externa suele tener ribosomas adosados a su cara exterior o citoplasmática. Tiene continuación con el retículo endoplasmático por lo que puede modificar su aspecto muy rápidamente en función de las necesidades de la célula: cómo al desaparecer y formarse de nuevo durante la división celular.

La membrana nuclear interna tiene asociada en su cara interna, una red de fibras proteicas denominada lámina fibrosa o nuclear. La función de la lámina es servir de punto de anclaje para la cromatina y regular el crecimiento de la envoltura nuclear.

Los poros nucleares son complejos de proteínas que atraviesan la envoltura nuclear. Los poros se forman y desaparecen según el estado funcional de la célula.

Un poro nuclear no es un simple orificio, sino una estructura compleja denominada complejo del poro. El complejo del poro consta de un anillo con ocho masas de ribonucleoproteínas tanto arriba como abajo. Asociado a las ribonucleoproteínas se encuentra un material denso, el diafragma, que disminuye la luz del poro.  

Los poros nucleares regulan el intercambio de moléculas entre el núcleo y el citosol: pasan libremente moléculas hidrosolubles (por lo que no hay diferencias osmóticas con el citoplasma), y regulan selectivamente el transporte de macromoléculas (proteínas, ARN, NAD+) mediante uniones con receptores proteicos específicos de exportación e importación nuclear (exportinas e importinas).

Funciones de la envoltura nuclear

  • Regulación del tráfico bidireccional de macromoléculas a través de los poros en el núcleo interfásico.
  • Regulación de los procesos de transcripción y maduración de los ARN.
  • Protección el ADN de la acción de las enzimas del citoplasma y de los movimientos del citoesqueleto.

Nucleoplasma

En el interior del núcleo interfásico existe una matriz semifluida llamada nucleoplasma o carioplasma similar al citosol. Está formado por agua, iones, sales minerales, ácidos nucleicos (nucleótidos, ADN, diferentes tipos de ARN), proteínas tipo histonas y protaminas, enzimas implicadas en la replicación del ADN y en la transcripción a ARN y su maduración.

Nucléolos

Un nucléolo es un corpúsculo esférico y sin membrana que se encuentra en el interior del núcleo interfásico. Lo más general es que exista uno por núcleo, aunque no es raro encontrar más.

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Adaptado por Biologuias.com de Blausen.com staff (2014). «Medical gallery of Blausen Medical 2014»WikiJournal of Medicine 1 (2): 10. doi:10.15347/wjm/2014.010. ISSN 2002-4436.

El nucléolo contiene el aparato enzimático encargado de sintetizar los diferentes tipos de ARN ribosómico. Como su función es la síntesis de ribosomas, el número y el tamaño de los nucléolos es mayor en células con una síntesis proteica alta.

Los nucléolos son más destacados en la interfase, y desaparecen cuando los cromosomas se van condensando. Desaparecen en la profase y reaparecen en la telofase.

Cromatina

La cromatina representa el genoma de las células eucariotas, es decir, su material genético. Consiste en una estructura más o menos empaquetada y compactada formada por ADN asociado a proteínas.

Las proteínas nucleares se pueden dividir en:

  • Proteínas histonas: son proteínas básicas (debido a su alto contenido lisina y arginina) y tienen bajo peso molecular. Hay cinco tipos de histonas: H1, H2A, H2B, H3 y H4.
  • Proteínas no histónicas: entre las que se encuentran enzimas implicadas en la replicación, transcripción y regulación del ADN.

A su vez, la cromatina puede dividirse en:

  • Eucromatina: es la menos compactada y la más abundante en un núcleo interfásico.
  • Heterocromatina: presenta mayor grado de compactación. A su vez distinguimos dos clases de heterocromatina, la constitutiva y la facultativa.
    • La heterocromatina constitutiva es el conjunto de zonas que se encuentran condensadas en todas las células, por lo que su ADN no se transcribe. No se conoce su función, pero el ADN satélite parece intervenir en el apareamiento de los cromosomas homólogos durante la meiosis.
    • La heterocromatina facultativa comprende zonas distintas en diferentes células, pues representa el conjunto de genes que se inactiva de forma específica en cada tejido celular durante la diferenciación celular.

La cantidad y distribución de eucromatina y heterocromatina es variable según los núcleos y suele ser característica de cada tipo celular. Los núcleos metabólicamente muy activos son típicamente eucromáticos; la heterocromatina es abundante en núcleos poco activos. Cuando la célula se va a dividir la cromatina se ve claramente estructurada en filamentos individualizados que se llaman «cromosomas».

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