Estructura del núcleo y expresión génica
Objetivos Conocer el esquema general del núcleo celular eucariota Conocer la estructura de la envoltura nuclear Conocer la estructura de los poros nucleares y los mecanismos de transporte de y hacia el núcleo Conocer la estructura de la cromatina Conocer estructura y nociones de la función del nucleolo Conocer los mecanismos generales de la replicación del ADN así como la trascripción en ARNm
Núcleo La presencia de un núcleo es el hecho principal que distingue a las células eucariotas de las procariotas Depositario del material genético Centro de control de la célula Replicación del ADN, trascripción y procesamiento de ARN
El núcleo, puede medir unas 5 µm de diámetro (> que las células procariotas completas). En su interior encontramos toda la información genética de la célula en forma de ADN, que presenta diversas organizaciones a lo largo del ciclo celular.
Cromatina En el interior nuclear se diferencia un material consistente que se colorea intensamente: CROMATINA y el jugo nuclear o NUCLEOPLASMA, casi líquido. En un núcleo interfásico la cromatina se localiza principalmente en las regiones periféricas. Se halla compuesta principalmente por ADN y proteínas, y poca cantidad de ARN.
Al terminar la división celular, la cromatina se desespiraliza Para que la cromatina sea funcional debe estar EXTENDIDA, ya que condensada no es activa. Durante la división celular, la cromatina se condensa, espiralizándose para formar cromosomas. Al terminar la división celular, la cromatina se desespiraliza Heterocromatina: es la forma condensada de la cromatina, no activa. Eucromatina: Es mas abundante en las células activas (en las células que están transcribiendo).
Envoltura nuclear Membrana que rodea al núcleo separándolo del citoplasma. Tiene muchos poros que permiten el paso de ARN y otros productos como proteínas.
Estructura de la membrana nuclear Formada por una doble membrana (bicapas fosfolipídicas) Revestimiento interno de laminas nucleares Poros nucleares complejos
La membrana externa se continua con el retículo endoplásmico (RE) El espacio entre las membranas nucleares interna y externa se conecta directamente con el lumen del RE Ambas membranas están unidas en los poros nucleares complejos.
Por debajo de la membrana nuclear interna está la lamina nuclear
Malla fibrosa que da soporte estructural al núcleo Sirve como sitio de fijación de la cromatina en interfase a la periferia del núcleo Importante en la replicación del ADN Tiene un papel en la regulación de la trascripción
La lamina nuclear está compuesta por proteínas fibrosas llamadas laminas A, B1, B2 y C
Los poros nucleares complejos son los únicos canales a través de los cuales algunas moléculas y iones pueden viajar entre el núcleo y el citoplasma
Los ARN sintetizados en el núcleo deben de ser exportado al citoplasma Dirigen la síntesis de proteínas Algunas proteínas requeridas para el funcionamiento nuclear (factores de trascripción) deben de transportarse al interior del núcleo desde el citoplasma
El transporte de proteínas por los poros nucleares es selectivo Histonas ADN polimerasas Factores de trascripción Otros Tienen secuencias de aminoácidos llamadas señales de localización nuclear que son reconocidas por receptores de transporte de proteínas al núcleo.
Transporte de ARN en el núcleo A diferencia de las proteínas, los ARN son exportados del núcleo al citoplasma Debido a que las proteínas son sintetizadas en el citoplasma, la exportación de ARNm, ARNr y ARNt es un paso crítico en la expresión genética de células eucariotas La exportación de ARN a través de los poros nucleares complejos es un proceso activo, que requiere energía
Nucleolo Es la suestructura mas prominente dentro del núcleo Es el sitio de transcripción de ARNr y ensamblaje de los ribosomas Necesarios para síntesis de proteínas 5-10 millones de ribosomas deben ser sintetizados cada vez que una célula se divide
El nucleolo no está rodeado por una membrana y se encuentra asociado a regiones cromosómicas que contienen los genes para ARNr 5S, 5.8S, 18S y 28S