El núcleo celular es característico de células eucariotas, y es el encargado de dirigir la actividad celular. Mide entre 5 y 25 μm. Presenta una doble membrana, contiene el material genético y controla la actividad celular.

De acuerdo a la teoría de la endosimbiosis, el núcleo celular se formó por plegamiento de la membrana plasmática de una célula procariota. Normalmente las células poseen un núcleo, aunque algunas lo pierden en su proceso de diferenciación, como los glóbulos rojos de los mamíferos. Otras, pueden tener dos núcleos, como los paramecios y los hepatocitos. O incluso más de dos, como ocurre en las fibras musculares.

La posición del núcleo en la célula es una característica del tipo celular. En células embrionarias, por ejemplo, ocupa una posición central. En adipositos, está lateralizado. Sin embargo, en las células de secreción, el núcleo se sitúa en la zona basal, quedando el resto de orgánulos entre él y el polo secretor.

Podemos encontrar al núcleo de dos formas distintas, de acuerdo al momento del ciclo celular en el que se encuentre. Estas dos formas son «en interfase» o «en división».

El núcleo celular interfásico

La interfase celular es un estado aparente de reposo, aunque realmente es la etapa de mayor actividad metabólica. En este momento del ciclo celular, se puede observar en el núcleo una envoltura nuclear y una matriz nuclear (nucleoplasma), en cuyo seno se encuentra la cromatina y el nucléolo.

El núcleo celular

Envoltura nuclear

La envoltura nuclear se trata de una membrana doble que separa al nucleoplasma del citoplasma celular. Estas dos membranas son concéntricas y perforadas por poros nucleares. La membrana externa está conectada directamente con el retículo endoplasmático rugoso y, al igual que éste, está tapizada de ribosomas. La membrana interna presenta asociada a ella la lámina nuclear, una red de proteínas de filamentos intermedios.

Los poros nucleares son de naturaleza proteica, y se encuentran rodeados de un anillo de ocho masas de ribonucleoproteínas. También existe otra masa central cuya función es regular el paso de moléculas. A través de los poros se produce el transporte activo de determinadas moléculas entre el núcleo y el citoplasma. En la envoltura nuclear de una célula de un mamífero existe una media de 3000 poros nucleares.

La función de la envoltura nuclear es la de separar el material genético del citoplasma y regular el intercambio de sustancias entre el citoplasma y el núcleo de la célula.

Nucleoplasma

El nucleoplasma es el medio interno del núcleo. Es aquí donde se encuentra el resto de los componentes nucleares, es decir, el nucléolo y la cromatina. Se trata de una disolución coloidal, como el citosol, que contiene numerosas sustancias, como pentosas, ácido fosfórico, bases nitrogenadas, enzimas, etc.

Cromatina

La cromatina está formada por nucleoproteínas, es decir, por ADN e histonas. Este complejo nucleoprotéico forma un entramado de estructura fibrilar. Las fibras de cromatina tienen distintos niveles de organización, para empaquetar gran cantidad de ADN en un volumen nuclear muy pequeño. Hay dos tipos de cromatina:

  • Eucromatina, representando las zonas donde la cromatina está poco condensada, con el fin de facilitar la transcripción.
  • Heterocromatina, que son las partes con cromatina más condensada, con mayor grado de empaquetamiento (el ADN no se transcribe).

Las funciones de la cromatina son la de la expresión de la información genética (síntesis de ARN), y conservar y transmitir la información genética. Para esto último se produce la replicación del ADN originando dos hebras iguales o cromátidas.

Nucléolo

El nucléolo se trata de un orgánulo sin membrana que se encuentra en el nucleoplasma. Una de sus zonas es fibrilar y tiene otra zona que es granular. La zona fibrilar contiene al ADN conocido como organizador nucleolar; es una zona interna. La zona granular rodea a la zona fibrilar y contiene proteínas y ARN.

La función principal del nucléolo es la síntesis de ARN ribosómico y el ensamblaje de los ribosomas.

El núcleo celular en división

Cuando la célula entra en la etapa de división, se producen cambios su estructura: la envoltura nuclear se desintegra y además, el nucléolo desaparece; el contenido del núcleo celular se libera al citoplasma; y la cromatina se condensa y forma los cromosomas.

Los cromosomas

Los cromosomas son la máxima compactación de la cromatina. Se trata de estructuras con forma de bastoncillo que aparecen durante la división del núcleo, cuando se rompe la envoltura nuclear. Están constituidos por ADN e histonas.

Una fibra de cromatina forma un cromosoma, y su número es constante en todas las células del organismo de una misma especie. La función básica de los cromosomas es facilitar el reparto de la información genética contenida en el ADN de la célula madre entre sus células hijas.

El núcleo celular-cromosoma

Componentes del cromosoma

En un cromosoma podemos encontrar varios componentes.

La CROMÁTIDA es cada uno de los componentes simétricos, resultado de la duplicación del material genético en la metafase. Una cromátida contiene una molécula de ADN.

El CENTRÓMERO, que es la región del cromosoma donde convergen las fibras del huso mitótico. Se encuentra en una parte más delgada del cromosoma (constricción primaria). Divide al cromosoma en dos BRAZOS (iguales o diferentes). Y está constituido por heterocromatina constitutiva.

A ambos lados del centrómero se encuentran los CINETÓCOROS, unas estructuran de naturaleza proteica. Los cinetócoros constituyen los puntos de anclaje de las fibras del huso mitótico.

El extremo del cromosoma es el TELÓMERO. Se trata de una zona que no posee información genética. Se cree que su función es evitar que el cromosoma se fusione con otros fragmentos.

Las CONSTRICCIÓNES SECUNDARIAS son constantes en su posición y tamaño. Son partes útiles para identificar a los cromosomas. Están relacionadas con la formación del nucléolo. Además, dan lugar a unas porciones esféricas situadas en el extremo del cromosoma denominadas SATÉLITES (SAT).

Las BANDAS de los cromosomas son esos segmentos más o menos anchos, que aparecen como líneas gruesas claras y oscuras, ya que se tiñen con distinta intensidad. El patrón de bandas de cada cromosoma es característico, lo que también permite identificarlos.

Un cromosoma es distinto según la fase de la división mitótica en la que se encuentre.

En los cromosomas metafásicos se observan dos cromátidas unidas, mientras que en el cromosoma anafásico existe una sola cromátida.

Los cromosomas pueden clasificarse según su forma, o ubicación del centrómero:

  • Metacéntrico. Los brazos son iguales, y el centrómero se encuentra en el centro.
  • Submetacéntrico. El centrómero está en medio de dos brazos desiguales.
  • Acrocéntrico. El centrómero se encuentra en posición subterminal, y los brazos son muy desiguales.
  • Telocéntrico. Con un solo brazo, es decir, centrómero está en uno de sus extremos.

El cariotipo

Un cariotipo es el conjunto de características que permiten reconocer la dotación cromosómica de una célula. Es propio de cada especie, y se identifica por el número de cromosomas, y por el tamaño y la forma de éstos.

Los pares de cromosomas iguales (homólogos) se ordenan por tamaños decrecientes. Si tienen el mismo tamaño, para ordenarlos se atiende a la posición del centrómero.

cariotipo

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