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Es doble
Comunica
con el
núcleo
Sustancia densa formada por
DNA unido a proteínas
Más o menos enrolladas
Jugo
nuclear que
rodea la
cromatina
Es un
acumulo de
ARN
Puede
haber uno o
varios
Dirige las actividdes de la célula
El núcleo celular
- El núcleo se encuentra delimitado por la
membrana nuclear:
- Dos membranas concéntricas y paralelas,
que se unen a nivel de los poros nucleares
- Su estructura se sostiene por la lámina
nuclear
- En el interior se encuentra el nucleoplasma: fase
acuosa donde se encuentran embebidos:
- la cromatina (DNA asociado a proteínas
estructurales y reguladoras)
- el (o los) nucleolo/s (lugar de síntesis de los
ribosomas, rRNA y proteínas)
- enzimas del metabolismo de los ácidos
nucleicos, moléculas precursoras, proteínas
ácidas, ATP, NAD, K+, Na +, Ca 2+^ y Mg 2+
El núcleo celular
- Almacenar la información genética en forma de DNA
- Recuperar la información genética en el DNA en forma de RNA
- Coordinar las actividades celulares: metabolismo, síntesis de proteínas y reproducción
- Permitir la transferencia de los genes desde las células madres a las células hijas a través de la división celular. Importante:
- Si a una célula viva se le extrae el núcleo, la célula anucleada cesa su crecimiento y termina por morir en muy poco tiempo.
- Si el núcleo es restituido, la célula revive y puede continuar su vida normal.
FUNCIONES DEL NÚCLEO
Procesos que ocurren en el núcleo:
- Duplicación del DNA y unión con proteínas (cromatina) -Transcripción de genes- (producción de RNA)-
- Regulación de la expresión génica
La célula eucariota realiza en el núcleo los procesos de copia de la información contenida en la doble hélice de DNA (duplicación y transcripción).
El núcleo celular
El núcleo celular
• La envoltura nuclear delimita el compartimento nuclear.
- Formada por dos membranas concéntricas :
- una membrana interna , que contiene proteínas que sirven como:
- puntos de unión a cromosomas
- puntos de anclaje para la lámina nuclear: red de filamentos
intermedios que se encuentra distribuida por toda la superficie
interna y que sirve como una estructura de soporte
- una membrana externa , que continua con el RE y en la que se
pueden encontrar ribosomas asociados a su cara citoplasmática
- perforada por poros nucleares, donde las membranas interna y externa se
fusionan.
- grandes estructuras formadas por mas de 30 proteínas
- Los poros nucleares controlan
el paso entre el citosol y el
núcleo en ambas direcciones de:
a) RNAs y subunidades
ribosomales que se exportan
al exterior.
b) Proteínas sintetizadas en el
citosol con señales de
localización nuclear
- Proteínas necesarias para la
transcripción
- Proteínas ribosomales
- Proteínas necesarias para la
replicación de los
cromosomas
Estas proteínas son
transportadas a través
del poro nuclear en su
conformación final
(totalmente plegada).
El núcleo celular
El núcleo celular
a) Las proteínas nucleares sintetizadas en el citosol
poseen secuencias señal de localización nuclear
b) Son reconocidas por receptores de transporte
nuclear, que se unen a estas secuencias y
transportan a la proteína nuclear hacia los poros
nucleares
c) El complejo proteína nuclear-receptor atraviesa el
poro y se disocia posteriormente
d) El receptor es reciclado posteriormente pasando de
nuevo a través del poro nuclear
- El transporte de moléculas a través del poro
nuclear requiere energía en forma de GTP:
a) la proteína Ran, capaz de unir GTP (Ran-
GTP) se une a la proteína receptora
nuclear que acaba de entrar y produce la
liberación de la proteína que transporta
b) El receptor nuclear con Ran-GTP unido es
transportado al citoplasma
c) La hidrólisis del GTP por otra proteína
citoplasmática hace que Ran-GDP se
disocie del receptor nuclear
d) el receptor queda libre para unirse a una
nueva proteína con señal de localización
nuclear
Transporte a través de los poros nucleares
El nucleolo es la fábrica de ribosomas de la célula
- Subestructura del núcleo, considerada como orgánulo
- El nucleolo es aproximadamente esférico y está rodeado por una capa de cromatina condensada.
- No existe membrana que separe el nucléolo del nucleoplasma
- Es una masa densa y esférica, formada por dos zonas: una fibrilar y otra granular.
- La fibrilar es interna y corresponde a las zonas del cromosoma que codifican para los RNAs ribosómicos (rRNAs) que están agrupadas en la misma zona y que están siendo transcritas.
- La granular rodea a la anterior y contiene RNA y proteínas que están empaquetándose formando las subunidades ribosomales.
-La función principal del nucleolo es la biogénesis y ensamblaje de la subunidades de los ribosomas, y por tanto en células con una síntesis proteica intensa hay muchos nucléolos o éste es más grande (hasta un 20-25% del total del núcleo).
El núcleo celular
Nucleoplasma
• Dos tipos importantes.
• Histonas:
- proteínas básicas
- Es un grupo conservado con función estructural.
- Descritas 5 clases de Histonas: H1, H2A, H2B, H3 y H
• No básicas (ácidas)
- Grupo heterogéneo
- Comprende enzimas y proteínas reguladoras (ej. RNA polimerasa)
Nucleoproteínas
• Es el “citoplasma” del núcleo
• Contiene además del nucleolo y la cromatina una gran cantidad de proteínas
(nucleoproteínas )
El núcleo celular
- La molécula de DNA o ADN, ácido desoxirribonucleico, está formada por dos hebras de DNA. Cada una de las cadenas o hebras está compuesta por cuatro tipos de nucleótidos unidos covalentemente formando polinucleótidos.
- Un nucleótido consta de un azúcar unido a un grupo fosfato (azúcar fosfatado) y a una base nitrogenada.
- Las bases presentes en la molécula de DNA son citosina (C), guanina (G), timina (T), adenina (A). En el caso del RNA o ARN (ácido ribonucleico) está presente el uracilo (U) y no está la timina.
- El azúcar + la base nitrogenada es un nucleósido (adenosina, guanosina, timidina y citidina)
- El azúcar + base nitrogenada + fosfato es un nucleótido.
- Las bases nitrogenadas complementarias (A-T, G-C) de las dos hebras se unen entre sí mediante enlaces puente de hidrógeno formando la doble hélice del DNA.
- Cada cadena presenta una polaridad, extremo 5´-fosfato y un extremo 3´-hidroxilo
- Las cadenas de DNA se asocian de manera antiparalela formando una doble hélice (10 nucleótidos por cada giro).
- La especificidad de la unión de las bases nitrogenadas implica que cada cadena tiene una cadena complementaria.
Estructura de la cromatina
La cromatina está constituida por cromosomas : largas moléculas de DNA asociadas a proteínas
Estructura de la cromatina
De la estructura del DNA (doble hélice) de dos cadenas complementarias derivan sus características funcionales
- Contiene información: la cadena de DNA transporta un mensaje lineal codificado en alfabeto de 4 letras (A T G C), que sirve para sintetizar otras macromoléculas
- permite hacer copias de la información: Una cadena puede servir de molde para la formación de otra
La replicación del DNA permite obtener dos dobles hélices idénticas al original: es posible transmitir la información que contiene el DNA a generaciones de células posteriores
La transcripción del DNA permite copiar la información necesaria para la síntesis de macromoléculas (proteínas) sin poner en peligro la información original
Estructura de la cromatina. DNA
Estructura de la cromatina. DNA. Cromosomas
- Cada especie eucariota posee un número característico de
cromosomas : moléculas lineales y largas de DNA diferentes
donde se reparte toda la información que necesita la célula
para su funcionamiento, que se encuentra distribuida en
forma de unidades de información llamadas genes
- Los cromosomas de una célula en conjunto forman el genoma: colección o conjunto de genes de la
especie.
- En los cromosomas, el DNA se encuentra asociado a proteínas , formando estructuras que pueden estar en
diferentes grados de empaquetamiento, dependiendo del momento en el que se encuentra la célula.
La cromatina está formada por unidades estructurales que se llaman nucleosomas
Cada nucleosoma tiene unos 200 pares de bases de DNA y un octeto de histonas
En la imagen se ve la hélice de DNA en gris y las histonas en color
En la imagen se ve (A) la cromatina y (B) nucleosomas
Empaquetamiento del DNA en los cromosomas
Empaquetamiento del DNA en los cromosomas
b) En el siguiente nivel de empaquetamiento los
nucleosomas se empaquetan unos sobre otros en
disposiciones regulares, formando fibras de 30 nm
de diámetro. Este empaquetamiento se produce por
las interacciones de las colas de histonas de
nucleosomas cercanos. Este empaquetamiento está
facilitado también por la histona H1, que cambia la
disposición del DNA espaciador, permitiendo una
organización mas compacta.
c) Las fibras de 30 nm pueden empaquetarse en un
tercer nivel formando una serie de bucles y
horquillas, que se adhieren a una armadura de
proteínas no histónicas. El conjunto de bucles
forma fibras de 300 nm de grosor
d) Los racimos de bucles se compactan y pliegan
todavía mas formando estructuras de 700 nm de
grosor (heterocromatina) , que pueden volver a
plegarse y compactarse entre sí formando los
cromosomas mitóticos : estructuras compactas
que pueden observarse al microscopio óptico.
