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TEMA 8
NÚCLEO
DEFINICION DE NUCLEO INTERFASICO (SIN DIVISION)
Compartimiento limitado por una membrana que contiene el genoma (información genética) en las células eucariontes junto con la maquinaria para la duplicación del ADN, transcripción y procesamiento del ARN, cuando el núcleo de una célula no esta diviendose se llama célula en interfase (eritrocitos carecen de núcleo pierden la capacidad de dividirse). Interfase es el estado celular más común, la mitosis dura al alrededor de una hora mientras que transcurren alrededor de 12 horas entre 2 divisiones. Términos
- ADN : hebra de ácido nucleico que puede medir varios cm. cuando se encuentra estirado y una micra en su estado de condensación. Contiene la información para su trascripción a ARNm, y a partir de este dar lugar a la síntesis de proteínas. A través de esta síntesis de proteínas codifica la estructura y función de la célula. Cada proteína es una función celular.
- ARN : ácido nucleico que carga con la función de síntesis de proteínas, para lo cual se divide en: - ARNm : es el que sale del núcleo producto de la trascripción del ADN y se une a los ribosomas para inicia la síntesis de proteínas. Esta constituido por tripletes de bases nitrogenas conocidas como codones, cada uno de estos codones determina un aminoácido de la cadena polipeptídica. - ARNt : es el encargado de buscar y transportar aminoácidos. Se constituye de un triplete de de bases nitrogenadas que forman un anticodon que se relaciona con el codon del ARNm. - ARNr : se encuentra constituyendo los ribosomas.
Características.
- Constancia: se encuentra presente en casi todas las células eucariotas, salvo en los eritrocitos maduros.
- Forma: suele ser muy variable, lo cual permite la identificación de células, entre las formas más comunes tenemos: - Esféricos: en células cúbicas, poliédricas, redondas y estrelladas. Por ejemplo: folículos tiroideos, cornea.
- Ovoidal: en células fusiformes y cilíndricas (toda la superficie del aparato digestivo desde el estómago hasta el recto).
- Discoidal: en células planas. Como las células superficiales del epitelio estratificado de la piel.
- Lobulado: constricciones multilobulado como los granulocitos (neutrófilos) , megacariocitos , dilobulado como eosinofilos , el núcleo no se divide solo sufre constricciones
- Arriñonado: en los monocitos.
- Tamaño: varía de un tipo celular a otro, en líneas generales es de mayor tamaño en las células más grandes y de menor tamaño en las pequeñas, oscilando entre 5 y 10 micras. Ocupa aprox. el 10% - 15% del volumen de la célula. Cuando la célula se vuelve neoplásica, el núcleo aumenta de tamaño, estableciéndose una relación núcleo citoplasma, algunas células tienen menor volumen nuclear como linfocitos pero la mayoría cumple la relación 10-15%.
- Relación Núcleo Citoplasmática: En las células en interfase (etapa de no división) existe una relación entre el núcleo y el citoplasma la cual es inferior a uno, si se observa un incremento en la misma indica que la célula está próxima a dividirse, o bien que existe alguna anomalía del tipo celular.; la relación viene dada por:
Relación Núcleo-Citoplasma: Volumen Nuclear Volumen Celular - Volumen Nuclear
Posición: se encuentra ubicado generalmente en el centro de la célula aunque su localización puede variar en los distintos tipos celulares e incluso dentro de la misma célula, de acuerdo al momento funcional en que se encuentre. Ej. en los adipositos y en las células musculares estriadas el núcleo se halla en la periferia, mientras que en las células glandulares de secreción exocrina es basal Número: en cuanto al número, las células pueden ser:
- Anucleadas: no presentan núcleo. Como los eritrocitos o hematíes.
- Mononucleadas: poseen un núcleo Ej. Células del citotrofoblasto.
- Binucleadas: tiene 2 núcleos Ej. Hepatocitos
- Polinucleados o multinucleadas: presentan más de dos núcleos. Ej. osteoclastos y la fibrocélula muscular estriada esquelética. Según su origen las células polinucleadas pueden ser:
- Cisterna perinuclear en el espacio que yace entre ambas membranas (externa e interna) de 15 nm de ancho (se pueden encontrar desde 10- nm) por lo general esta cisterna presenta proteínas ya sintetizadas.
- Poros nucleares A determinados intervalos, las dos membranas del nucleolema se fusionan y dan lugar a la formación de poros nucleares constituyendo los complejos de poros nucleares. Estos representan el 15% de la superficie de la membrana, poseen forma cíclica octogonal, existen entre 3 mil y 4 mil poros en la envoltura y se constituyen de más de 100 proteínas diferentes. Estos poros se denominan complejo octogonal proteico se forman por dos anillos, uno externo (nucelopasmatico) de 8 granulos proteicos y otro interno (citoplasmático), tanbien constituido por 8 proteínas por lo que le otorga un estructura octogonal de 120 nm de diámetro; cada una de esas proteínas proyecta una proteína radial que se dirige al centro del nucleoporo, granulo central, donde confluyen para constituir las proteína transportadora central de un diámetro de 10 nm. A través del poro, atraviesan iones, moléculas pequeñas y grandes en ambos sentidos, ya sean por transporte activo (macromoléculas) y pasiva (iones y moléculas pequeñas). Muchas veces el transporte se halla regulado por ligandos ubicados en la sustancias que se van a transportar entre ellas el péptido señal es uno de los más comunes. Y el complejo anular o anillo nucleoplasmatico sirve de sitio de fijación para una cesta o jaula nuclear convergen El complejo poro nuclear está compuesto por alrededor de 50 proteinas diferentes son NUCLEOPROTEINAS O PROTEINAS NUP
EL NPC (COMPLEJO PORO NUCLEAR) MEDIA EL TRANSPORTE CITOPLASMATICO BIDERRECCONAL Proteínas ribosómicas se arman parcialmente en subunidades ribosómicas en el nucléolo y se transportan hacia el citoplasma a través de poros, en cambio las PROTEINAS NUCLEARES (HISTONAS Y LAMINAS) ADN polimerasa son producidas en el citoplasma y transportadas hacia el núcleo. Depende dl tamaño de la molécula.
- Moléculas grandes (proteínas y complejos macromoleculares) dependen para su paso de una secuencia señal adherida secuencia de localización nuclear, que es reconocida por proteínas fijadoras de SNL especificas en el citoplasma, proteínas cuyo
destino es el núcleo poseen receptor de importancia nuclear dirige desde el citoplasma hasta NPC.
- Iones y moléculas hidrosolubles pequeñas pueden atravesar canales acuosos por difusión simple es inespecífico y no necesita señales de localización nuclear Recordar : Durante la división celular la envoltura nuclear se desarma para permitir la separación de los cromosomas y luego se vuelve a armar al formar las células hijas.
- Lámina nuclear : red de filamentos intermedios dispuestos en varias direcciones y que se unen con los cromosomas y con la membrana interna del nucleolema. Su función en mantener la forma del núcleo, darle rigidez al nucleolema, permitir el arrollamiento de la cromatina, acoplamiento de los cromosomas del uso mitótico y reconstitución de la membrana nuclear después de la telofase. Espesor de la lámina es variable entre 30 y 100 nm se haya interrumpida por los poros filamentos compuestos por proteínas hay tres tipos de láminas: - Lamina TIPO A: se localizan en la superficie interna de la lámina nuclear - Lamina TIPO B: proximidades de la superficie externa y son responsables de su unión a las proteínas integrales de la membrana nuclear - Lamina TIPO C se unen a las láminas de tipo A y B
- Nucleoplasma: Gél Proteico. Está constituido por una solución acuosa de proteínas, metabolitos e iones, conjunto ordenados de láminas nucleares, filamentos proteicos que emanan poros nucleares y precursores diversos, enzimas para la síntesis de ARN y ADN, receptores para hormonas, moléculas de ARN y otros constituyentes.
- Nucleolo: Se tiñe con colorantes básicos se debe al contenido de ribonucleoproteina (ARN) y METACROMATICAMENTE con la tionina , no posee una membrana que lo delimite del resto del núcleo, por lo que se recubre de un anillo de cromatina asociada al nucleolo que lo hace positivo al reactivo de Feulgen y basofilo. Se forma principalmente de ARN, proteínas y un poco de ADN. Su tamaño es relativo al tipo de célula pero puede alcanzar una micra de diámetro. Su existencia está ligada a la actividad de síntesis proteica de una célula. La cantidad de núcleos presentes en la célula es muy variable y se forman sobre determinados cromosomas que constituyen zonas denominadas
- Cromatina: es una sustancia nuclear que constituye a los cromosomas, formada por largos filamentos que contienen ADN unidos a proteínas básicas (histonas) y otras no histonas. Se tiñe con hematoxilina, y coloración de Feulgen. Adopta forma de collar de perlas, cada una denominada nucleosoma. Cada nucleosoma está formado por un núcleo central de moléculas de histonas (8 moléculas), está conformado por aminoácidos cargados positivamente lo cuál permite la unión de estas con la molécula de ADN de carga negativa.. Cada nucleosoma se rodea de 190 pares de bases nitrogenadas de las cuales 140 rodean al núcleo de histonas y las 50 restantes forman la unión entre cada nucleosoma.
La cromatina puede ser:
- Eucromatina : CROMATINA FUNCIONAL Representa la forma activa ADN NO ESTA CONDENSADO de la cromatina en la que se está transcribiendo el material genético de las moléculas de ADN a moléculas de ARNm, por lo que es aquí donde se encuentran la mayoría de los genes activos, BASOFILIA CARACTERISTICA DE LA CROMATINA ES CONSECUENCIA DE LOS GRUPOS FOSFATOS DEL ADN, no es obvia en M.O si no se ven zonas claras o transparentes entre la cromatina y alrededor de ella - PROTEINAS HISTONAS Responsables del empaquetamiento del ADN pequeñas proteínas básicas con carga positiva se clasfican en 5 TIPOS PRINCIPALES H1,H2A,H2B,H3, Y H
- PROTEINAS NO HISTONICAS: polimerasas ADN Y DE ARN proteínas reguladoras de genes
NUCLEOSOMAS: unidades estructurales cromatinicas más pequeñas con complejos macromoleculares de ADN e histonas se encuentran tanto en la cromatina como heterocromatina partículas de 10 nm diámetro
- Representan el primer nivel de plegamiento cromatinico y se forma por enrollamiento del ADN alrededor de un centro proteico.
- Centro de nucleosoma 8 moléculas de histonas 2 cada tipo excepto H1 (pregunta de examen el nuclesoma está compuesto por H1? Rp NOOO ella está en un segmento de unción entre un nucleosoma y otro ) octamero
histonico la molécula de ADN describe 2 vueltas (según NORA ½, 146 pares de nucleótidos) 166 pares de ADN y un segmento de 48 pares de bases de ADN alrededor del octamero histonico unidos por un filamento de delgado de 2nm de diámetro bases de ADN se une a la histona H1 o H5 que se localiza en la periferia
- Formando fibrilla cromatinica en forma de cuentas de un collar 10nm
- Eucromatina constituida por esta forma y sin menos compactas que la heterocromatina que se plieguen sobre si misma (NUCLEO INTERFASICO SIN DIVISION)
- La fibrilla cromatinica es capaz de enrollarse y empaquetarse aun mas el ADN en cúmulos más denso formando selenoide 30nm H1 favorece el empaquetamiento
- Fibras solenoides se empaquetan formando apretadas asas de 300 nm de diámetro sostenidas en un armazón de proteína no histonica
- Sufren enrollamiento forman espiral de 700 nm de diámetro
- Se condensa y forma un cromosoma de METAFASE (relación cn la mitosis)
- Heterocromatina : CROMATINA NO FUNCIONAL, ADN UNIDAD A PROTEINA CONDENSANDO GRANULOS, grado intenso de compactación m.e. es electronodensa, localizada sobre todo en la periferia del núcleo un grado intenso de compactación e impide la transcripción de los genes - TINCIONES: técnica de feulgen, hematoxilina (colorante básico) colorantes vitales fluorescentes de HOECSHT y YODURO DE PROPIDIO se distribuye en 3 ubicaciones - Cromatina marginal perímetro del núcleo - Cariosomas cuerpos bien definidos de forma y tamaño irregular situados por todo el nucleo - Cromatina asociada con el nucléolo Existen dos tipos de heterocromatina: - Constitutiva (aparece condensada permanentemente en interfase) - Facultativa (cromatina sexual) que sólo se condensa en ciertos tipos celulares o en periodos especiales del desarrollo (Ej: corpúsculo de Barr). Un corpúsculo redondeado bien teñido junto al nucléolo, que se corresponde con la cromatina sexual de uno de los cromosomas X que se mantiene en forma condensada en
Los Cromosomas se forman durante la mitosis por condensación de la eucromatina en combinación con la heterocromatina es decir material genético ADN unido a proteínas histonas. Cada molécula de ADN esta empaquetada en un cromosoma separado y la información genética total almacenada en los cromosomas de un organismo vivo constituye el genoma donde el genoma humano contiene 23 pares de cromosomas 22 pares autosomas 1 par de cromosomas sexuales
GEN una porción de la hélice de ADN que es capaz de sintetizar una molecula de ARN funcional
Los cromosomas se encuentran constituidos por:
- Cromátida: filamento enrollado constituido por una única fibra de ADN- proteína.
- Centrómero o Constricción Primaria: son estrangulada del cromosoma que lo divide en dos partes o brazos. En los cromosomas no metacéntricos los brazos tienen diferente longitud: brazo largo Q y brazo corto P.
- Contracción Secundaria: una o más zonas estrechas o claras en los brazos del cromosoma las cuales son constantes en posición y tamaño lo cual permite la identificación de los cromosomas que la poseen.
- Telómeros: califica las extremidades de cada cromosoma, pues posee una polaridad que impiden que los otros segmentos de cromosomas puedan unirse a ellos. Aquí generalmente estan los genes donde está la longevidad de la vida
- Satélite: presente en algunos cromosomas, es un cuerpo redondeado o alargado, separado del resto del cromosoma por una constricción secundaria. Los cromosomas que poseen esta porción se denominan cromosomas SAT y son los pares 13-15, 21 y 22, y funcionan como organizadores nucleolares de interfase.
Clasificación de los cromosomas: Esta se realiza según su morfología durante la estafase y las anafase y se determina por la posición del centrómero.
- (^) Metacéntrico: el centrómero se encuentra en el centro del cromosoma y los brazos presentan igual longitud.
- Submetacéntrico: cromosomas de brazos desiguales en forma de L.
- Acrocéntrico: cromosoma con uno de los brazos muy pequeño, casi imperceptible (no está presente en el ser humano).
- Terocéntrico: el centrómero se ubica en su extremo proximal.
Cariotipo: Conjunto de cromosomas aisladas y ordenadas de formas y tamaños distintos de orden preestablecidos presentes en las células, que se observan una vez fijadas y fotografiadas durante la metafase debido a que las fibras cromatínicas se espiralizan y el más alto grado de enrollamiento es alcanzado lo que permite la visualización de estas como cromosomas. En el ser humano se halla constituido por 46 cromosomas, es decir 23 de pares, de los cuales 22 son somáticos y uno es sexual, este último se forma en la mujer de dos cromosomas X y en el hombre de un cromosoma X y otro Y. Importante para la detección de enfermedades genéticas. Por ejemplo: trisomía del par 21 o síndrome de Down el cual posee rasgos externos como:
- Oreja de implantación baja.
- Lengua grande macroglosia.
- Epicanto inverso.
- Cardiopatía congénita.
- Mueren a corta edad.
- Pliegue palmar transverso, es decir, 2 líneas en las palmas.
- Bajito y Gordo.
- Miopía alta.
- Dedo meñique curvado. Curvacion lateral de la falange distal o clinodactilia Establece siete grupos de parejas homologos
- GRUPO A ( 1 al 3) grandes y metacéntricos
- GRUPO B (4 y 5) grandes y submetacentricos
- GRUPO C 6 al 12 y X medianmente grandes son meta y sub
- GRUPO D (13 al 15) medianos acrocentricos con satélites
- GRUPO E (16 al 18) medianos pequeños sub
- GRUPO F (19 al 20) pequeños y meta
- GRUPO G ( 21, 22 Y) pequeños acrocentricos
Cambios Nucleares que Denotan Alteración y Muerte
Función reguladora por señales internas mediadas pro la familia Bcl-2 miembros antiapoptoticos y proapoptoticos Principal agente inductor es el citocromo C
- Compacta cromatina y se degrada el ADN por activación de las endonucleasas.
- Disminuye el volumen celular y los organoides se condensan pero permanecen intactos.
- Se desarma el citoesqueleto y causa la no relación de la célula con sus vecinas, de igual modo ocasiona que esta se torne esférica.
- Finalmente ocasiona que la célula se rompa en glóbulos rodeados de membranas conocidos como vesículas apoptóticas que son fagocitada por células vecinas y macrófagos.
Necrosis: muerte celular no programada de grupos de células y tejidos que se da por efecto de agentes exógenos, produciendo tumefacción de las células, agrupamiento de la cromatina, palidez tintorial del núcleo y desestructuración de organelas seguidas de la lisis con la liberación del contenido de la célula, que causa una reacción de inflamación tisular y migración de leucocitos a causa de los tromboxanos A 2 y leucotridem, y que posteriormente son fagocitados por macrófagos.
Comienza con la perdida de la célula para mantener la HOMEOSTASIS. Como consecuencia de la lesión de la membrana conduce a la entrada de agua y de iones extracelulares, los orgánulos intracelulares MITOCONDRIA, EL RER Y EL NUCLEO sufren alteración irreversible causada por la TUMEFACCION y LISIS (ruptura) la membrana como resultado de la desintegración final de la membrana plasmatico el CONTENIDO CITOPLASMATICO Y ENZIMAS LISOSOMICAS quedan libre en el espacio EXTRACELULAR lesiones en el tejido vecino por lo tanto conduce RESPUESTA INFLAMATORIA
Se puede llevar a cabo de tres formas:
- Cariopicnosis: Contracción del material nuclear en una masa oscura y homogénea.
- Cariorexis: El núcleo se disgrega en fragmentos en vez de contraerse formando lo que se conoce como polvo nuclear.
- Cariolisis: disolución y ruptura del núcleo.
