Características, Funções, Estrutura e Composição do Núcleo Celular

O núcleo celular é um compartimento fundamental de células eucarióticas. É a estrutura mais conspícua deste tipo de célula e possui o material genético. Dirige todos os processos celulares: contém todas as instruções codificadas no DNA para realizar as reações necessárias. Está envolvido nos processos de divisão celular.

Todas as células eucarióticas têm um núcleo, com a exceção de alguns exemplos específicos, como eritrócitos maduros (eritrócitos) em mamíferos e células de floema em plantas. Da mesma forma, existem células com mais de um núcleo, como algumas células musculares, hepatócitos e neurônios.

O núcleo foi descoberto no ano de 1802 por Franz Bauer; No entanto, em 1830, o cientista Robert Brown também observou essa estrutura e tornou-se popular como seu principal descobridor. Devido ao seu tamanho grande, pode ser observado claramente sob um microscópio. Além disso, é uma estrutura de fácil coloração.

O núcleo não é uma entidade esférica homogênea e estática com DNA disperso. É uma estrutura complexa e complexa, com diferentes componentes e partes internas. Além disso, é dinâmico e muda constantemente ao longo do ciclo celular.

Índice

• 1 caraterísticas
• 2 funções
  • 2.1 Regulação Genética
  • 2.2 Corte e emenda
• 3 Estrutura e composição
  • 3.1 Envelope Nuclear
  • 3.2 Complexo de poros nucleares
  • 3.3 Cromatina
  • 3,4 Nucléolo
  • 3.5 Corpo de Cajal
  • 3.6 corpos PML
• 4 referências

Características

O núcleo é a estrutura principal que permite a diferenciação entre células eucarióticas e procarióticas. É o maior compartimento celular. Geralmente, o núcleo está próximo ao centro da célula, mas existem exceções, como células plasmáticas e células epiteliais.

É uma organela em forma de esfera com cerca de 5 μm de diâmetro em média, mas pode chegar a 12 μm, dependendo do tipo de célula. Eu posso ocupar aproximadamente 10% do volume total da célula.

Tem um envelope nuclear formado por duas membranas que o separam do citoplasma. O material genético é organizado junto com proteínas dentro dele.

Apesar do fato de que dentro do núcleo não há outros subcompartimentos membranosos, se é possível distinguir uma série de componentes ou regiões dentro da estrutura que possuem funções específicas.

Funções

Atribui-se ao núcleo um número extraordinário de funções, pois contém a coleta de toda a informação genética da célula (excluindo o DNA mitocondrial e o DNA do cloroplasto) e direciona os processos de divisão celular. Em resumo, as principais funções do núcleo são as seguintes:

Regulação Genética

A existência de uma barreira lipídica entre o material genético e o resto dos componentes citoplasmáticos ajuda a reduzir a interferência de outros componentes no funcionamento do DNA. Isso representa uma inovação evolutiva de grande importância para grupos de eucariotos.

Cortar e emendar

O processo de splicing RNA mensageiro ocorre no núcleo, antes que a molécula se mova para o citoplasma.

O objetivo deste processo é a eliminação de introns ("pedaços" de material genético que não estão codificando e que interrompem exons, áreas que estão codificando) de RNA. Posteriormente, o RNA deixa o núcleo, onde é traduzido em proteínas.

Existem outras funções mais específicas de cada estrutura central que serão discutidas posteriormente.

Estrutura e composição

O núcleo consiste em três partes definidas: o envelope nuclear, a cromatina e o nucléolo. Em seguida, descreveremos detalhadamente cada estrutura:

Envelope nuclear

O envelope nuclear é composto de membranas de natureza lipídica e separa o núcleo do resto dos componentes celulares. Esta membrana é dupla e entre estes é um pequeno espaço chamado espaço perinuclear.

O sistema de membranas interno e externo forma uma estrutura contínua com o retículo endoplasmático

Este sistema de membrana é interrompido por uma série de poros. Esses canais nucleares permitem a troca de material com o citoplasma porque o núcleo não está completamente isolado do restante dos componentes.

Complexo de poros nucleares

Através destes poros, a troca de substâncias ocorre de duas maneiras: passiva, sem necessidade de gasto energético; ou ativo, com gasto de energia. Passivamente, pequenas moléculas como água ou sais podem entrar e sair, menos de 9 nm ou 30-40 kDa.

Isso ocorre em contraste com as moléculas de alto peso molecular, que exigem que o ATP (energia-adenosina trifosfato) percorra esses compartimentos. Moléculas grandes incluem pedaços de RNA (ácido ribonucleico) ou outras biomoléculas de natureza proteica.

Poros não são simplesmente buracos através dos quais as moléculas passam. As proteínas são estruturas de tamanho importante, que podem conter 100 ou 200 proteínas e são chamadas de "complexo de poros nucleares". Estruturalmente, lembra muito uma cesta de basquete. Essas proteínas são chamadas nucleoporinas.

Este complexo foi encontrado em um grande número de organismos: de leveduras a humanos.Além da função de transporte celular, também está envolvida na regulação da expressão gênica. Eles são uma estrutura indispensável para eucariotos.

Em termos de tamanho e número, o complexo pode transportar um tamanho de 125 MDa em vertebrados, e um núcleo deste grupo de animais pode conter cerca de 2000 poros. Essas características variam de acordo com o táxon estudado.

Cromatina

A cromatina é encontrada no núcleo, mas não podemos considerá-la como um compartimento do núcleo. Recebe este nome pela excelente capacidade de colorir e ser observado ao microscópio.

O DNA é uma molécula linear extremamente longa em eucariotos. Sua compactação é um processo fundamental. O material genético está associado a uma série de proteínas chamadas histonas, que possuem alta afinidade pelo DNA. Existem também outros tipos de proteínas que podem interagir com o DNA e não são histonas.

Nas histonas, o DNA enrola e forma cromossomos. Estas são estruturas dinâmicas e não são constantemente encontradas em sua forma típica (os Xs e Ys que estamos acostumados a observar nas ilustrações dos livros). Esse arranjo só aparece durante os processos de divisão celular.

No restante dos estágios (quando a célula não está em processo de divisão), os cromossomos individuais não podem ser distinguidos. Este fato não sugere que os cromossomos estejam dispersos de forma homogênea ou desordenada pelo núcleo.

Na interface, os cromossomos são organizados em domínios específicos. Nas células de mamíferos, cada cromossomo ocupa um "território" específico.

Tipos de cromatina

Dois tipos de cromatina podem ser distinguidos: heterocromatina e eucromatina. O primeiro é altamente condensado e está localizado na periferia do núcleo, de modo que o mecanismo de transcrição não tem acesso a esses genes. A eucromatina é organizada de forma mais livre.

A heterocromatina é dividida em dois tipos: a heterocromatina constitutiva, que nunca é expressa; e heterocromatina facultativa, que não é transcrita em algumas células e em outras sim.

O exemplo mais famoso da heterocromatina como regulador da expressão gênica é a condensação e inativação do cromossomo X. Nos mamíferos, as fêmeas possuem cromossomos sexuais XX, enquanto os machos são XY.

Por razões de dosagem genética, as fêmeas não podem ter o dobro de genes em X do que os machos. Para evitar esse conflito, um cromossomo X é inativado (tornando-se heterocromatina) aleatoriamente em cada célula.

Nucléolo

O nucléolo é uma estrutura nuclear interna muito relevante. Não é um compartimento delimitado por estruturas membranosas, é uma zona mais escura do núcleo com funções específicas.

Nessa área, os genes que codificam para o RNA ribossômico, transcritos pela RNA polimerase I, são agrupados.No DNA humano, esses genes são encontrados nos satélites dos seguintes cromossomos: 13, 14, 15, 21 e 22. os organizadores nucleolares.

Por sua vez, o nucléolo é separado em três regiões distintas: centros fibrilares, componentes fibrilares e componentes granulares.

Estudos recentes acumularam mais e mais evidências de possíveis funções adicionais do nucléolo, não apenas restritas à síntese e montagem do RNA ribossômico.

Atualmente, acredita-se que o nucléolo possa estar envolvido na montagem e síntese de diferentes proteínas. Modificações pós-transcrição também foram evidenciadas nesta zona nuclear.

O nucléolo também está envolvido em funções regulatórias. Um estudo mostrou como estava relacionado a proteínas supressoras de tumor.

Corpo de Cajal

Os corpos de Cajal (também chamados corpos enrolados) são nomeados em homenagem ao seu descobridor, Santiago Ramón y Cajal. Este pesquisador observou esses corpúsculos em neurônios no ano de 1903.

São pequenas estruturas na forma de esferas e há de 1 a 5 cópias por núcleo. Esses corpos são muito complexos, com um número razoavelmente alto de componentes, entre esses fatores de transcrição e maquinário relacionado ao emenda.

Essas estruturas esféricas foram encontradas em diferentes partes do núcleo, uma vez que são estruturas móveis. Eles são geralmente encontrados no nucleoplasma, embora as células cancerígenas tenham sido encontradas no nucléolo.

Existem dois tipos de corpos de caixas no núcleo, classificados de acordo com seu tamanho: grandes e pequenos.

Corpos PML

Os corpos PML (por sua sigla em inglês, leucemia promielocítica) são pequenas zonas esféricas subnucleares com importância clínica, uma vez que têm sido relacionadas a infecções virais e oncogênese.

Na literatura, eles são conhecidos por uma variedade de nomes, tais como domínio nuclear 10, corpos de Kremer e domínios PML oncogênicos.

Um núcleo possui 10 a 30 destes domínios e tem um diâmetro de 0,2 a 1,0 μm. Suas funções incluem regulação gênica e síntese de RNA.

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