¿Qué es un núcleo celular en resumen? ¿Qué es un núcleo? En biología: propiedades y funciones.

El núcleo es el componente principal de una célula viva, que transporta información hereditaria codificada por un conjunto de genes. Ocupa una posición central en la celda. Los tamaños varían, la forma suele ser esférica u ovalada. El diámetro del núcleo en diferentes células puede ser de 8 a 25 micrones. Hay excepciones, por ejemplo, los huevos de peces tienen núcleos con un diámetro de 1 mm.

Características de la estructura del núcleo.

El núcleo está lleno de líquido y varios elementos estructurales. Contiene una cáscara, un conjunto de cromosomas, nucleoplasma y un nucleolo. La cáscara es de doble membrana; entre las membranas hay un espacio perinuclear.

Membrana externa Estructura similar al retículo endoplásmico. Está conectado al ER, que parece separarse de la envoltura nuclear. Los ribosomas se encuentran fuera del núcleo.

Membrana interna duradero, ya que contiene lámina. Realiza una función de soporte y sirve como punto de unión para la cromatina.

La membrana tiene poros que aseguran los procesos de intercambio con el citoplasma. Poros nucleares Consisten en proteínas de transporte que transportan sustancias al carioplasma mediante transporte activo. Sólo las moléculas pequeñas pueden pasar pasivamente a través de las aberturas de los poros. Además, cada poro está cubierto por un porosoma, que regula los procesos metabólicos en el núcleo.

Numero de nucleos varía en células con diferentes especializaciones. En la mayoría de los casos, las células son mononucleares, pero hay tejidos formados a partir de células multinucleadas (tejido hepático o cerebral). Hay células sin núcleo: son glóbulos rojos maduros.

En los protozoos, existen dos tipos de núcleos: algunos se encargan de almacenar información, otros se encargan de la síntesis de proteínas.

El núcleo puede estar en estado de reposo (período de interfase) o de división. Al pasar a la interfase, parece una formación esférica con muchos gránulos blancos (cromatina). Hay dos tipos de cromatina: heterocromatina y eucromatina.

La eucromatina es una cromatina activa que mantiene una estructura despiralizada en el núcleo en reposo y es capaz de realizar una intensa síntesis de ARN.

La heterocromatina son áreas de cromatina que se encuentran en estado condensado. Si es necesario, puede pasar a un estado eucromático.

Cuando se utiliza el método citológico para teñir el núcleo (según Romanovsky-Giemsa), se reveló que la heterocromatina cambia de color, pero la eucromatina no. La cromatina está formada por cadenas de nucleoproteínas llamadas cromosomas. Los cromosomas transportan la información genética básica de cada persona. La cromatina es una forma de existencia de información hereditaria en el período de interfase del ciclo celular; durante la división se transforma en cromosomas.

Estructura cromosómica

Cada cromosoma está formado por un par de cromátidas paralelas entre sí y conectadas solo en un lugar: el centrómero. El centrómero divide el cromosoma en dos brazos. Dependiendo de la longitud de los brazos se distinguen tres tipos de cromosomas:

• Hombros iguales;
• diversidad,
• un hombro

Algunos cromosomas tienen una sección adicional que está unida a la principal mediante conexiones en forma de hilos: este es un satélite. Los satélites ayudan a identificar diferentes pares de cromosomas.

El núcleo en metafase es una placa donde se ubican los cromosomas. Es durante esta fase de la mitosis cuando se estudia el número y la estructura de los cromosomas. Durante la metafase, los cromosomas hermanos se mueven hacia el centro y se dividen en dos cromátidas.

Estructura del nucleolo

El núcleo también contiene una formación sin membrana: el nucleolo. Los nucléolos son cuerpos redondos y compactados capaces de refractar la luz. Este es el principal sitio de síntesis de ARN ribosómico y proteínas esenciales.

La cantidad de nucléolos varía en diferentes células; pueden unirse en una gran formación o existir por separado entre sí en forma de pequeñas partículas. Cuando se activan procesos sintéticos, aumenta el volumen del nucléolo. Carece de cáscara y está rodeado de cromatina condensada. El nucléolo también contiene metales, principalmente zinc. Por tanto, el nucléolo es una formación dinámica y cambiante necesaria para la síntesis de ARN y su transporte al citoplasma.

El nucleoplasma llena todo el espacio interno del núcleo. El nucleoplasma contiene ADN, ARN, moléculas de proteínas y sustancias enzimáticas.

Funciones del núcleo en una célula.

1. Participa en la síntesis de proteínas y ARN ribosómico.
2. Regula la actividad funcional de la célula.
3. Preservación de la información genética, su replicación precisa y transmisión a la descendencia.

Papel y significado del núcleo.

El núcleo es el principal depósito de información hereditaria y determina el fenotipo del organismo. En el núcleo, el ADN existe sin cambios gracias a las enzimas de reparación nuclear que pueden eliminar daños y mutaciones. Durante la división celular, los mecanismos nucleares aseguran que la información genética se distribuya de manera precisa y uniforme en las células hijas.

El núcleo celular es una estructura rodeada de membranas que contiene información hereditaria y controla el crecimiento y la reproducción. Este es el centro de mando de la célula eucariota y, por regla general, el más importante.

Estructura y significado del núcleo celular.

Diagrama de estructura del kernel / Wikimedia

El núcleo celular está rodeado por una doble membrana llamada envoltura nuclear. Esta membrana separa el contenido del núcleo.

Al igual que la membrana celular, la envoltura nuclear está compuesta de fosfolípidos que forman una bicapa lipídica. Ayuda a mantener la forma del núcleo y regula el flujo de moléculas dentro y fuera del núcleo a través de los poros nucleares.

Los cromosomas se encuentran dentro del núcleo. Consisten en ADN, que contiene información sobre la herencia, el crecimiento, el desarrollo y la reproducción de las células. Cuando una célula está en estado de “reposo”, es decir, sin dividirse, los cromosomas se organizan en estructuras largas y enredadas llamadas , en lugar de cromosomas individuales como solemos pensar.

nucleolo

Dentro del núcleo hay una estructura densa hecha de ARN y proteínas llamada nucleolo, que contiene organizadores nucleolares, que son partes de los cromosomas con genes para la síntesis de ribosomas. El nucleolo ayuda a sintetizar ribosomas transcribiendo y ensamblando ARN ribosómico. El ribosoma está formado por ARN ribosómico (ARNr) y proteínas.

Síntesis de proteínas

El núcleo regula la síntesis de proteínas en el citoplasma utilizando el ARN mensajero (ARNm), que es un segmento transcrito de ADN que sirve como plantilla para la producción de proteínas. Se produce en el núcleo y pasa al citoplasma a través de los poros nucleares de la membrana.

Una vez en el citoplasma, los ribosomas y otras moléculas de ARN llamadas ARN mensajero trabajan juntos para traducir el ARNm para producir proteínas.

Estructura de las células eucariotas.

Además del núcleo celular, existen otros tipos de orgánulos celulares. En un eucariota típico también se pueden encontrar las siguientes estructuras celulares:

• - ayudar a organizar el ensamblaje de los microtúbulos.
• - almacenamiento de ADN celular.
• - proporcionar locomoción celular.
• - protege la integridad del interior de la célula.
• - sintetiza carbohidratos y lípidos.

El núcleo es el componente más importante de la célula. El núcleo celular contiene ADN, es decir. genes y, gracias a ello, realiza dos funciones principales:

1) almacenamiento y reproducción de información genética

2) regulación de los procesos metabólicos que ocurren en la célula

Una célula libre de armas nucleares no puede existir durante mucho tiempo y el núcleo tampoco es capaz de existir de forma independiente, por lo que el citoplasma y el núcleo forman un sistema interdependiente. La mayoría de las células tienen un núcleo. A menudo es posible observar 2-3 núcleos en uno, por ejemplo en las células del hígado. También se conocen células multinucleadas y el número de núcleos puede llegar a varias docenas. La forma del núcleo depende en gran medida de la forma de la célula; puede ser completamente irregular. Hay granos esféricos y multilobulados. Las invaginaciones y crecimientos de la membrana nuclear aumentan significativamente la superficie del núcleo y, por lo tanto, fortalecen la conexión de estructuras y sustancias nucleares y citoplasmáticas.

Estructura central

El núcleo está rodeado por una capa, que consta de dos membranas con una estructura típica. La membrana nuclear externa en la superficie que mira hacia el citoplasma está cubierta de ribosomas, la membrana interna es lisa.

La envoltura nuclear forma parte del sistema de membranas de la célula. Las excrecencias de la membrana nuclear externa se conectan con los canales del retículo endoplásmico, formando un único sistema de canales comunicantes. El intercambio de sustancias entre el núcleo y el citoplasma se produce en dos formas principales En primer lugar, la envoltura nuclear es penetrada por numerosos poros a través de los cuales se intercambian moléculas entre el núcleo y el citoplasma. En segundo lugar, las sustancias del núcleo al citoplasma y viceversa pueden ingresar debido a la liberación de invaginaciones y crecimientos de la envoltura nuclear. A pesar del intercambio activo de sustancias entre el núcleo y el citoplasma, la envoltura nuclear limita el contenido nuclear del citoplasma, garantizando así diferencias en la composición química del jugo nuclear y del citoplasma, lo cual es necesario para el funcionamiento normal de las estructuras nucleares.

El contenido del núcleo se divide en jugo nuclear, cromatina y nucleolo.

En una célula viva, la savia nuclear parece una masa sin estructura que llena los espacios entre las estructuras del núcleo. La savia nuclear contiene varias proteínas, incluidas la mayoría de las enzimas nucleares, proteínas de la cromatina y proteínas ribosómicas. La savia nuclear también contiene nucleótidos libres necesarios para la construcción. de moléculas de ADN y ARN, aminoácidos, todo tipo de ARN, así como productos de la actividad del nucléolo y la cromatina, que luego son transportados desde el núcleo al citoplasma.

Cromatina (griego croma - color, color) es el nombre que se les da a los grupos, gránulos y estructuras en forma de red del núcleo, que se tiñen intensamente con algunos tintes y difieren en forma del nucleolo. La cromatina contiene ADN y proteínas y representa secciones de cromosomas en espiral y compactadas. Las secciones de cromosomas en espiral son genéticamente inactivas.

Su función específica, la transferencia de información genética, sólo puede ser desempeñada por secciones de cromosomas desenrolladas y desenrolladas que, debido a su pequeño espesor, no son visibles con un microscopio óptico.

En las células en división, todos los cromosomas se espiralizan fuertemente, se acortan y adquieren tamaños y formas compactos. Un cromosoma es una estructura nuclear independiente que tiene brazos y una constricción primaria. La forma de los cromosomas depende de la posición de la llamada constricción primaria, o centormer, la región a la que durante la división celular (mitosis) se unen los filamentos del huso. El centrómero divide el cromosoma en dos brazos. La ubicación del centrómero determina tres tipos principales de cromosomas:

1) hombros iguales: con hombros de igual o casi igual longitud;

2) hombros desiguales: con hombros de longitud desigual;

3) en forma de varilla, con un hombro largo y otro muy corto, a veces difíciles de detectar. También hay cromosomas puntuales con brazos muy cortos.

El estudio de los cromosomas permitió establecer los siguientes hechos.

1. En todas las células somáticas de cualquier organismo vegetal o animal, el número de cromosomas es el mismo.

2. Las células sexuales siempre contienen dos cromosomas menos que las células somáticas de un tipo determinado de organismo.

3. Todos los organismos pertenecientes a una misma especie tienen el mismo número de cromosomas en sus células.

El número de cromosomas no depende del nivel de organización y no siempre indica relación: el mismo número se puede encontrar en grupos sistemáticos muy distantes entre sí y puede ser muy diferente en especies de origen cercano.

Por lo tanto, el número de cromosomas en sí no es una característica específica de la especie, pero las características del conjunto de cromosomas en su conjunto sí lo son, es decir, Característica de un solo tipo de organismo, plantas, plantas o animales.

El conjunto de características cuantitativas (número y tamaño) y cualitativas (forma) del conjunto de cromosomas de una célula somática se denomina cariotipo.

El número de cromosomas en el cariotipo de la mayoría de las especies de organismos vivos es par, lo que se explica por el hecho de que en las células somáticas hay dos cromosomas de la misma forma y tamaño: uno del organismo paterno y el segundo del materno. Los cromosomas que tienen la misma forma y tamaño y portan los mismos genes se llaman homólogos.

El conjunto de cromosomas de una célula somática, en el que cada cromosoma tiene un par, se denomina doble o diploide y se denomina 2N. La cantidad de ADN correspondiente a un conjunto diploide de cromosomas se denomina 2C.

De cada par de cromosomas homólogos, solo uno ingresa a las células germinales y, por lo tanto, el conjunto cromosómico de los gametos se denomina simple o haploide. El cariotipo de tales células se denomina 2n1c.

Número diploide de cromosomas en animales y plantas.

Tipo de organismos	Número de cromosomas
Plasmodio de la malaria	2
Carpa	104
Lombriz intestinal del caballo	2
Humano	46
Mosca de la fruta Drosophila	8
fresno común	46
Piojo de la cabeza	12
Chimpancé	48
Espinaca	12
Cucaracha	48
mosca doméstica	12
Pimienta	48
Tritón	24
Ovejas domesticas	54>
Árbol de pieles, pino.	24
Perro domestico	78
Perca	28
Paloma	80

Una vez completada la división celular, los cromosomas se desspiralizan y en los núcleos de las células hijas resultantes sólo se vuelven visibles una fina malla y grupos de cromatina.

La tercera estructura característica de una célula es el nucléolo, un cuerpo denso y redondo sumergido en jugo nuclear. En los núcleos de diferentes células, así como en el núcleo de una misma célula, dependiendo de su estado funcional, el número de nucléolos puede variar de 1 a 5-7 o más. La cantidad de nucléolos puede exceder la cantidad de cromosomas del conjunto; esto ocurre debido a la reduplicación selectiva de genes responsables de la síntesis de ARNr. Los nucléolos están presentes solo en núcleos que no se dividen; durante la mitosis desaparecen debido a la espiralización de los cromosomas y la liberación de todos los ribosomas previamente formados en el citoplasma, y ​​una vez completada la división aparecen nuevamente.

El nucléolo no es una estructura independiente del núcleo, sino que se forma alrededor de la región del cromosoma en la que está codificada la estructura del ARNr. Esta parte del cromosoma, el gen, se llama organizador nucleolar (NO) y en él se produce la síntesis de r-RNA.

Además de la acumulación de r-RNA, en el nucleolo se forman subunidades ribosómicas, que luego pasan al citoplasma y, combinándose con la participación de cationes Ca2+, forman ribosomas integrales capaces de participar en la biosíntesis de proteínas.

Por lo tanto, el nucleolo es una acumulación de r-RNA y ribosomas en diferentes etapas de formación, que se basa en una sección del cromosoma que porta el gen, el organizador nucleolar, que contiene información hereditaria sobre la estructura del r-RNA.

El núcleo celular es uno de los componentes principales de todas las células vegetales y animales, indisolublemente ligado al intercambio, la transmisión de información hereditaria, etc.

La forma del núcleo celular varía según el tipo de célula. Los hay ovalados, esféricos y de forma irregular: núcleos celulares en forma de herradura o multilobados (en leucocitos), núcleos celulares en forma de cuentas (en algunos ciliados), núcleos de células ramificadas (en células glandulares de insectos), etc. el núcleo celular es diferente, pero suele estar asociado al volumen del citoplasma. La violación de esta proporción durante el crecimiento celular conduce a la división celular. La cantidad de núcleos celulares también varía: la mayoría de las células tienen un núcleo, aunque se encuentran células binucleadas y multinucleadas (por ejemplo, algunas células del hígado y de la médula ósea). La posición del núcleo en la célula es característica de cada tipo de célula. En las células germinales, el núcleo suele estar ubicado en el centro de la célula, pero puede moverse a medida que la célula se desarrolla y se forman áreas especializadas en el citoplasma o se depositan en él sustancias de reserva.

En el núcleo celular se distinguen las estructuras principales: 1) la membrana nuclear (membrana nuclear), a través de cuyos poros se produce el intercambio entre el núcleo celular y el citoplasma [hay evidencia que indica que la membrana nuclear (que consta de dos capas ) pasa continuamente a las membranas del retículo endoplásmico (ver) y al complejo de Golgi]; 2) jugo nuclear, o carioplasma, una masa plasmática semilíquida y débilmente teñida que llena todos los núcleos celulares y contiene los componentes restantes del núcleo; 3) (ver), que en un núcleo que no se divide son visibles solo con la ayuda de métodos de microscopía especiales (en una sección teñida de una célula que no se divide, los cromosomas generalmente parecen una red irregular de hebras y granos oscuros, llamados colectivamente ); 4) uno o más cuerpos esféricos: nucléolos, que son una parte especializada del núcleo celular y están asociados con la síntesis de ácido ribonucleico y proteínas.

El núcleo celular tiene una organización química compleja, en la que el papel más importante lo desempeñan las nucleoproteínas, producto de una combinación con proteínas. Hay dos períodos principales en la vida de una célula: la interfase, o metabólica, y la mitótica, o período de división. Ambos períodos se caracterizan principalmente por cambios en la estructura del núcleo celular. En la interfase, el núcleo celular está en estado de reposo y participa en la síntesis de proteínas, la regulación de la formación de formas, los procesos de secreción y otras funciones vitales de la célula. Durante el período de división, se producen cambios en el núcleo celular que conducen a la redistribución de los cromosomas y la formación de núcleos de células hijas; La información hereditaria se transmite así a través de estructuras nucleares a una nueva generación de células.

Los núcleos celulares se reproducen sólo por división y, en la mayoría de los casos, las propias células también se dividen. Por lo general, se hace una distinción entre: división directa del núcleo celular por ligadura - amitosis y la forma más común de dividir los núcleos celulares - división indirecta típica o mitosis (ver).

La acción de las radiaciones ionizantes y algunos otros factores pueden cambiar la información genética contenida en el núcleo celular, provocando diversos cambios en el aparato nuclear, que en ocasiones pueden provocar la muerte de las propias células o provocar anomalías hereditarias en la descendencia (ver Herencia ) Por lo tanto, el estudio de la estructura y funciones de las células del núcleo, especialmente las conexiones entre las relaciones cromosómicas y la herencia de rasgos, que son tratados por la citogenética, tiene una gran importancia práctica para la medicina (ver).

Véase también Celda.

El núcleo celular es el componente más importante de todas las células vegetales y animales.

Una célula que carece de núcleo o con un núcleo dañado no puede realizar sus funciones con normalidad. El núcleo celular, o más precisamente, el ácido desoxirribonucleico (ADN), organizado en sus cromosomas (ver), es el portador de información hereditaria que determina todas las características de la célula, los tejidos y todo el organismo, su ontogénesis y las normas de respuesta del organismo. a las influencias ambientales. La información hereditaria contenida en el núcleo está codificada en las moléculas de ADN que forman el cromosoma mediante una secuencia de cuatro bases nitrogenadas: adenina, timina, guanina y citosina. Esta secuencia es la matriz que determina la estructura de las proteínas sintetizadas en la célula.

Incluso las alteraciones más pequeñas en la estructura del núcleo celular provocan cambios irreversibles en las propiedades de la célula o su muerte. El peligro de las radiaciones ionizantes y muchas sustancias químicas para la herencia (ver) y para el desarrollo normal del feto se basa en el daño a los núcleos de las células germinales de un organismo adulto o de las células somáticas de un embrión en desarrollo. La transformación de una célula normal en maligna también se basa en determinadas alteraciones en la estructura del núcleo celular.

El tamaño y la forma del núcleo celular y la relación entre su volumen y el volumen de toda la célula son característicos de varios tejidos. Una de las principales características que distingue a los elementos de sangre blanca y roja es la forma y tamaño de sus núcleos. Los núcleos de los leucocitos pueden tener una forma irregular: curvada, en forma de salchicha, en forma de garra o en forma de cuenta; en el último caso, cada sección del núcleo está conectada a la vecina mediante un puente delgado. En las células germinales masculinas maduras (espermatozoides), el núcleo celular constituye la gran mayoría del volumen celular total.

Los eritrocitos maduros (ver) de humanos y mamíferos no tienen núcleo, ya que lo pierden durante el proceso de diferenciación. Tienen una vida útil limitada y no pueden reproducirse. Las células de las bacterias y las algas verdiazules carecen de un núcleo bien definido. Sin embargo, contienen todas las sustancias químicas características del núcleo celular, que se distribuyen durante la división en células hijas con la misma regularidad que en las células de organismos multicelulares superiores. En virus y fagos, el núcleo está representado por una sola molécula de ADN.

Al examinar una célula en reposo (que no se divide) bajo un microscopio óptico, el núcleo celular puede tener la apariencia de una vesícula sin estructura con uno o más nucléolos. El núcleo celular se tiñe bien con tintes nucleares especiales (hematoxilina, azul de metileno, safranina, etc.), que se suelen utilizar en la práctica de laboratorio. Utilizando un dispositivo de contraste de fases, el núcleo celular se puede examinar por vía intravital. En los últimos años, la microcinematografía, los átomos C14 y H3 marcados (autorradiografía) y la microespectrofotometría se han utilizado ampliamente para estudiar los procesos que ocurren en el núcleo celular. Este último método se utiliza con especial éxito para estudiar cambios cuantitativos en el ADN del núcleo durante el ciclo de vida celular. Un microscopio electrónico permite revelar detalles de la estructura fina del núcleo de una célula en reposo que son indetectables con un microscopio óptico (Fig. 1).

Arroz. 1. Diagrama moderno de la estructura celular, basado en observaciones con un microscopio electrónico: 1 - citoplasma; 2 - aparato de Golgi; 3 - centrosomas; 4 - retículo endoplásmico; 5 - mitocondrias; 6 - membrana celular; 7 - caparazón del núcleo; 8 - nucleolo; 9 - núcleo.

Durante la división celular (cariocinesis o mitosis (ver), el núcleo celular sufre una serie de transformaciones complejas (Fig. 2), durante las cuales sus cromosomas se vuelven claramente visibles. Antes de la división celular, cada cromosoma del núcleo sintetiza uno similar a partir de sustancias presentes en el jugo nuclear, después de lo cual los cromosomas madre e hijo divergen hacia polos opuestos de la célula en división. Como resultado, cada célula hija recibe el mismo conjunto de cromosomas que tenía la célula madre y con él la información hereditaria que contiene. La mitosis asegura la división idealmente correcta de todos los cromosomas del núcleo en dos partes iguales.

La mitosis y la meiosis (ver) son los mecanismos más importantes que aseguran los patrones de los fenómenos hereditarios. En algunos organismos simples, así como en casos patológicos en células de mamíferos y humanos, los núcleos celulares se dividen por constricción simple o amitosis. En los últimos años se ha demostrado que incluso durante la amitosis se producen procesos que aseguran la división del núcleo celular en dos partes iguales.

El conjunto de cromosomas en el núcleo de la célula de un individuo se llama cariotipo (ver). El cariotipo en todas las células de un individuo determinado suele ser el mismo. Muchas anomalías y deformidades congénitas (síndrome de Down, síndrome de Klinefelter, síndrome de Turner-Shereshevsky, etc.) son causadas por diversas anomalías del cariotipo que surgieron en las primeras etapas de la embriogénesis o durante la maduración de la célula germinal de la que surgió el individuo anormal. Las anomalías del desarrollo asociadas con alteraciones visibles en las estructuras cromosómicas del núcleo celular se denominan enfermedades cromosómicas (ver Enfermedades hereditarias). Diversos daños cromosómicos pueden ser causados ​​por la acción de mutágenos físicos o químicos (Fig. 3). Actualmente, los métodos que permiten establecer de forma rápida y precisa el cariotipo de una persona se utilizan para el diagnóstico precoz de enfermedades cromosómicas y para aclarar la etiología de determinadas enfermedades.

Arroz. 2. Etapas de la mitosis en células de cultivo de tejidos humanos (cepa trasplantable HEp-2): 1 - profase temprana; 2 - profase tardía (desaparición de la membrana nuclear); 3 - metafase (etapa de estrella madre), vista superior; 4 - metafase, vista lateral; 5 - anafase, el comienzo de la divergencia cromosómica; 6 - anafase, los cromosomas se han separado; 7 - telofase, etapa de bobinas hijas; 8 - telofase y división del cuerpo celular.

Arroz. 3. Daño a los cromosomas causado por radiaciones ionizantes y mutágenos químicos: 1 - telofase normal; 2-4 - telofases con puentes y fragmentos en fibroblastos embrionarios humanos irradiados con rayos X a una dosis de 10 r; 5 y 6 - lo mismo en las células hematopoyéticas del conejillo de indias; 7 - puente cromosómico en el epitelio corneal de un ratón irradiado con una dosis de 25 r; 8 - fragmentación de cromosomas en fibroblastos embrionarios humanos como resultado de la exposición a nitrosoetilurea.

Un orgánulo importante del núcleo celular, el nucleolo, es producto de la actividad vital de los cromosomas. Produce ácido ribonucleico (ARN), que es un intermediario esencial en la síntesis de proteínas producidas por cada célula.

El núcleo celular está separado del citoplasma circundante (ver) por una membrana, cuyo espesor es de 60-70 Å.

A través de los poros de la membrana, las sustancias sintetizadas en el núcleo ingresan al citoplasma. El espacio entre la capa nuclear y todos sus orgánulos está lleno de carioplasma, que consta de proteínas básicas y ácidas, enzimas, nucleótidos, sales inorgánicas y otros compuestos de bajo peso molecular necesarios para la síntesis de los cromosomas hijos durante la división del núcleo celular.

En cada célula viva tienen lugar muchas reacciones y procesos bioquímicos. Para controlarlos, así como para regular muchos factores vitales, se necesita una estructura especial. ¿Qué es un núcleo en biología? ¿Qué lo hace eficaz para cumplir su tarea?

¿Qué es un núcleo en biología? Definición

El núcleo es una estructura esencial de cualquier célula del cuerpo. ¿Cuál es el núcleo? En biología, es el componente más importante de todo organismo. El núcleo se puede encontrar tanto en protozoos unicelulares como en representantes altamente organizados del mundo eucariota. La función principal de esta estructura es el almacenamiento y transmisión de información genética, que también está contenida aquí.

Después de la fertilización del óvulo por el espermatozoide, se produce la fusión de dos núcleos haploides. Después de la fusión de las células germinales, se forma un cigoto, cuyo núcleo ya lleva un conjunto diploide de cromosomas. Esto significa que el cariotipo (información genética del núcleo) ya contiene copias de genes tanto de la madre como del padre.

composición del grano

¿Cuál es la característica del núcleo? La biología estudia cuidadosamente la composición del aparato nuclear, ya que esto puede impulsar el desarrollo de la genética, la selección y la biología molecular.

El núcleo es una estructura de doble membrana. Las membranas son una extensión de lo necesario para el transporte de sustancias formadas desde la célula. El contenido del núcleo se llama nucleoplasma.

La cromatina es la sustancia principal del nucleoplasma. La composición de la cromatina es diversa: contiene principalmente ácidos nucleicos (ADN y ARN), proteínas y muchos iones metálicos. El ADN en el nucleoplasma está dispuesto de manera ordenada en forma de cromosomas. Son los cromosomas los que se duplican durante la división, después de lo cual cada conjunto de ellos pasa a las células hijas.

El ARN en el nucleoplasma se encuentra con mayor frecuencia en dos tipos: ARNm y ARNr. se forma durante el proceso de transcripción: lectura de información del ADN. Una molécula de dicho ácido ribonucleico abandona posteriormente el núcleo y posteriormente sirve como plantilla para la formación de nuevas proteínas.

El ARN ribosómico se produce en estructuras especiales llamadas nucléolos. El nucléolo se construye a partir de las secciones terminales de los cromosomas formadas por constricciones secundarias. Esta estructura se puede ver bajo un microscopio óptico como una mancha compactada en el núcleo. Los ARN ribosómicos que se sintetizan aquí también ingresan al citoplasma y luego, junto con las proteínas, forman ribosomas.

La composición del núcleo tiene una influencia directa sobre las funciones. La biología como ciencia estudia las propiedades de la cromatina para comprender mejor los procesos de transcripción y división celular.

Funciones del núcleo. Biología de los procesos en el núcleo.

La primera y más importante función del núcleo es el almacenamiento y transmisión de información hereditaria. El núcleo es una estructura única de la célula porque contiene la mayoría de los genes humanos. El cariotipo puede ser haploide, diploide, triploide, etc. La ploidía del veneno depende de la función de la propia célula: los gametos son haploides y las células somáticas son diploides. Las células del endospermo de las angiospermas son triploides y, finalmente, muchas variedades de cultivos tienen un conjunto de cromosomas poliploides.

La transferencia al citoplasma desde el núcleo ocurre durante la formación del ARNm. Durante el proceso de transcripción, se leen los genes necesarios del cariotipo y, finalmente, se sintetizan moléculas de ARN mensajero o mensajero.

La herencia también se manifiesta durante la división celular por mitosis, meiosis o amitosis. En cada caso, el núcleo cumple su función específica. Por ejemplo, en la profase de la mitosis, la membrana nuclear se destruye y los cromosomas muy compactados ingresan al citoplasma. Sin embargo, en la meiosis, el entrecruzamiento de los cromosomas se produce antes de que se destruya la membrana en el núcleo. Y en la amitosis, el núcleo queda completamente destruido y hace una pequeña contribución al proceso de división.

Además, el núcleo participa indirectamente en el transporte de sustancias desde la célula debido a la conexión directa de la membrana con el EPS. Esto es lo que es un núcleo en biología.

Forma de granos

El núcleo, su estructura y funciones pueden depender de la forma de la membrana. El aparato nuclear puede ser redondo, alargado, en forma de cuchillas, etc. A menudo, la forma del núcleo es específica de cada tejido y célula. Los organismos unicelulares se diferencian en el tipo de nutrición y ciclo de vida y, al mismo tiempo, también difieren las formas de las membranas nucleares.

La diversidad en la forma y el tamaño del núcleo se puede observar en el ejemplo de los leucocitos.

• El núcleo de los neutrófilos puede estar segmentado o no segmentado. En el primer caso se habla de un núcleo en forma de herradura, y esta forma es característica de las células jóvenes. El núcleo segmentado es el resultado de la formación de varios tabiques en la membrana, dando como resultado la formación de varias partes conectadas entre sí.
• En los eosinófilos, el núcleo tiene una forma característica de mancuerna. En este caso, el aparato nuclear consta de dos segmentos conectados por un tabique.
• Casi todo el volumen de linfocitos está ocupado por un núcleo enorme. Sólo una pequeña parte del citoplasma permanece en la periferia de la célula.
• En las células glandulares de los insectos, el núcleo puede tener una estructura ramificada.

El número de núcleos en una célula puede variar.

No siempre hay un solo núcleo presente en una célula de un organismo. En ocasiones es necesario disponer de dos o más dispositivos nucleares para realizar varias funciones simultáneamente. Por el contrario, algunas células pueden prescindir por completo de un núcleo. A continuación se muestran algunos ejemplos de células inusuales que tienen más de un núcleo o ningún núcleo.

1. Glóbulos rojos y plaquetas. Estas células sanguíneas transportan hemoglobina y fibrinógeno, respectivamente. Para que una célula contenga la máxima cantidad de sustancia, ha perdido su núcleo. Esta característica no es típica de todos los representantes del mundo animal: las ranas tienen enormes glóbulos rojos en la sangre con un núcleo pronunciado. Esto muestra el carácter primitivo de esta clase en comparación con taxones más desarrollados.

2. Hepatocitos hepáticos. Estas células contienen dos núcleos. Uno de ellos regula la purificación de la sangre de toxinas y el otro es responsable de la formación de hemo, que posteriormente pasará a formar parte de la hemoglobina de la sangre.

3. Miocitos de tejido esquelético estriado. Las células musculares son multinucleadas. Esto se debe al hecho de que experimentan activamente la síntesis y descomposición de ATP, así como el ensamblaje de proteínas.

Características del aparato nuclear en los protozoos.

Por ejemplo, consideremos dos tipos de protozoos: ciliados y amebas.

1. Zapatilla ciliadas. Este representante de organismos unicelulares tiene dos núcleos: vegetativo y generativo. Dado que difieren tanto en función como en tamaño, esta característica se denomina dualismo nuclear.

El núcleo vegetativo es responsable del funcionamiento diario de la célula. Regula sus procesos metabólicos. El núcleo generativo participa en la división celular y en la conjugación, un proceso sexual en el que se intercambia información genética con individuos de la misma especie.

Enfermedades

Muchas enfermedades genéticas están asociadas con anomalías en la cantidad de cromosomas. Aquí hay una lista de las desviaciones más conocidas en el aparato genético del núcleo:

• Síndrome de Down;
• sidra patau;
• síndrome de Klinefelter;
• Síndrome de Shereshevsky-Turner.

La lista continúa y cada una de las enfermedades se diferencia en el número de serie de un par de cromosomas. Además, estas enfermedades suelen afectar los cromosomas sexuales X e Y.

Conclusión

El núcleo juega un papel importante en Regula los procesos bioquímicos y es un depósito de información hereditaria. El transporte de sustancias desde la célula y la síntesis de proteínas también están asociados al funcionamiento de esta estructura central de la célula. Esto es lo que es un núcleo en biología.