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6.11.2. El núcleo interfásico

Estructura del núcleo

El núcleo de una célula típica tiene los siguientes componentes:

Envoltura nuclear (o carioteca)

El núcleo está delimitado por una doble membrana, que dejan entre ellas un espacio intermembranoso o perinuclear. En algunas zonas, ambas membranas se fusionan dejando un espacio o poro (complejos de poro).

Presenta la siguiente estructura:

  • La membrana nuclear externa tiene un grosor de 70 a 80 Å. En su cara citoplasmática presenta ribosomas adheridos por la subunidad mayor. El espacio perinuclear y la membrana nuclear externa tienen continuación con la membrana del retículo endoplasmático, y en células con poco retículo endoplasmático, cumplen su función.
  • El espacio perinuclear o intermembranoso está comprendido entre las dos membranas nucleares, y tiene un grosor de 100 a 200 Å, aunque en algunos lugares puede presentar dilataciones de hasta 700 Å. Se comunica directamente con el lumen del retículo endoplasmático.
  • La membrana nuclear interna tiene asociada a ella, por la cara del nucleoplasma, una red de fibras proteicas denominada lámina nuclear o corteza nuclear. Esta red de de filamentos proteicos entrelazados, tiene como función el 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 o desaparecen según el estado funcional de la célula. Regulan el intercambio de moléculas entre el núcleo y el citosol. A través de los poros, pasan libremente moléculas hidrosolubles, y las macromoléculas como el ARN o las proteínas, que no son hidrosolubles, intervienen en mecanismos de transporte activo.

La envoltura nuclear aparece en la telofase a partir de cisternas del retículo endoplasmático organizadas por la lámina nuclear.

Funciones de la membrana nuclear

  • Protege el ADN de la acción de las enzimas del citoplasma y de los movimientos del citoesqueleto.
  • Separa el proceso de transcripción y maduración del ARN que ocurre en el núcleo, del proceso de traducción que se produce en el citoplasma, lo que permite controlar y regular mejor ambos procesos.
  • Regula el tráfico bidireccional de sustancias a través de los poros.

Nucleoplasma (carioplasma o matriz nuclear)

El medio interno del núcleo se denomina nucleoplasma o matriz nuclear, y es similar al citosol. Está formado por una dispersión coloidal compuesta por una gran variedad de principios inmediatos como son: prótidos (aminoácidos, péptidos, histonas, protaminas y enzimas implicados en la transcripción y replicación del ADN...), ácidos nucleicos (nucleótidos, nucleósidos, ARNt, ARNm, ARNr...), lípidos (proteolípidos), glúcidos (glucógeno), sales minerales, e iones.

Dentro de esta matriz se encuentran el nucléolo y la cromatina, separados por una red proteica tridimensional, similar al citoesqueleto, que se extiende por todo el núcleo.

La función de la matriz nuclear no sólo es estructural, ya que muchas enzimas están asociadas con ella.

Nucléolo

Es una estructura esférica, situada en el interior del núcleo, que carece de membrana. Suele haber uno por célula, aunque algunas células pueden tener más (los ovocitos de los anfibios, por ejemplo, contienen más de un millar de nucléolos).

El nucléolo es donde se sintetizan todos los tipos de ARNr. La función principal del nucléolo es la síntesis de ribosomas, transcribiendo el ARN ribosómico para formar sus componentes. Está relacionado con la síntesis de proteínas. En células con una síntesis proteica muy activa hay muchos nucléolos.

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

Vídeo: Diferencia entre núcleo y nucleolo.

Cuestión de reflexión

Aragón, Junio de 2014, opción B, cuestión 2

Una sustancia tóxica actúa sobre las células eucariotas destruyendo todos los nucleolos. En esta situación, las células pueden vivir durante un tiempo pero finalmente mueren. Dé una explicación razonada a este hecho. (1 punto)

Cromatina

El material genético del núcleo en interfase se llama cromatina. Cada fibra de cromatina está formada por ADN asociados a histonas y a otras proteínas no histónicas. Ya se describió la cromatina en el tema de los ácidos nucleicos. Recibe el nombre de cromatina porque se tiñe con colorantes como el carmín acético o la orceína acética. Cuando la célula se divide, la cromatina se condensa y forma los cromosomas, por lo que se puede decir que cromatina y cromosomas son dos estados diferentes de una misma sustancia. Son distintos por estos motivos:

  • En la interfase, se produce la síntesis de proteínas y ARN, y la duplicación del ADN, por lo es necesario que la información genética sea accesible, y el material genético se encontrará extendido (cromatina).
  • En la división celular, se reparte equitativamente el material genético a las células hijas. El material se encontrará individualizado cromosomas.

Preguntas que han salido en exámenes de acceso a la Universidad (Selectividad, EBAU, EvAU)

Aragón. Junio de 2014, opción B, cuestión 2.

Una sustancia tóxica actúa sobre las células eucariotas destruyendo todos los nucleolos. En esta situación, las células pueden vivir durante un tiempo pero finalmente mueren. Dé una explicación razonada a este hecho. (1 punto)

Andalucía. Septiembre de 2019, suplente, opción B, cuestión 4.

La mayoría de las células tienen uno o dos nucleolos. Sin embargo, las células secretoras de enzimas tienen más de dos. Proporcione una explicación razonada a este hecho [1].

Asturias, Junio de 2020, pregunta 2A

1. Identifique el orgánulo celular representado en la microfotografía, e indique el nombre de las estructuras numeradas: 1, 2, 3, 4, 5. (Calificación máxima 1 punto)
2. En este orgánulo ocurren dos procesos fundamentales para la célula. Identifíquelos y explique la importancia de estos procesos. (Calificación máxima 1 punto)

Madrid, Junio de 2017, opción A, cuestión 2.

Respecto al núcleo celular:

a) Indique las diferencias estructurales y funcionales entre la eucromatina y la heterocromatina (1 punto).

b) Indique la composición y función del complejo del poro nuclear (1 punto).

Canarias, Julio de 2020, pregunta 5

La figura adjunta esquematiza a un orgánulo celular en el que se numeran cada una de sus partes.

a.- ¿De qué orgánulo se trata?
b.- Sustituya por sus nombres de las estructuras numeradas del 1 al 3.
c.- ¿Cuál es función del Nº 3?

Canarias, Julio de 2021, pregunta 12

12. La figura adjunta esquematiza a un orgánulo celular en el que se señalan cada una de sus partes (A – F)

a. ¿De qué orgánulo se trata?
b. Identifique cada una de las partes señaladas (A – F)
c. ¿Cuál es la función de la estructura señalada como F?
d. ¿En qué tipo de células podemos encontrar dicho orgánulo?

Ideas fundamentales sobre el núcleo

Algunas de las partes más importantes del núcleo son las siguientes:

1- Poro nuclear. 2-Membrana nuclear; 3-Eucromatina; 4- Heterocromatina; 5- Nucleolo.

Estructura del núcleo en interfase

    • Envoltura nuclear (o carioteca).
      • Doble membrana con un espacio intermembranoso atravesada por poros nucleares.
      • Aparece en la telofase.
    • Nucleoplasma (carioplasma o matriz nuclear). Similar al citosol, contiene:
      • Nucléolo.
        • Aquí se sintetizar los ARNr.
        • Función: síntesis de ribosomas.
        • Desaparece en la profase y aparece en la telofase.
      • Cromatina.
        • Cuando la célula se divide, se condensa para formar los cromosomas.
        • Dos tipos de cromatina:
          • La heterocromatina o cromatina densa (con fragmentos de ADN que no se transcriben).
          • La eucromatina o cromatina difusa (con los fragmentos de ADN que se transcriben).
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