Introducción
El núcleo celular es el orgánulo más grande de células eucariotas y está ubicado en el citoplasma, separado por una doble membrana (envoltura nuclear). Como portador de información genética, el núcleo celular contiene la información genética en forma de cromosomas (Hebra de ADN) y, por lo tanto, juega un papel esencial en la herencia. La mayoría de las células de mamíferos tienen un solo núcleo; éste es redondeado y tiene un diámetro de 5 a 16 micrómetros. Ciertos tipos de células, como las fibras musculares o las células especializadas en los huesos, pueden tener más de un núcleo.
Funciones del núcleo celular
El núcleo celular es el orgánulo más importante de una célula y constituye del 10 al 15% del volumen celular. El núcleo celular contiene la mayor parte de la información genética de una célula. En los seres humanos, además del núcleo celular, la mitocondrias también contienen ADN ("ADN mitocondrial").
Sin embargo, el genoma mitocondrial solo codifica unos pocos proteínas, que se requieren principalmente en la cadena respiratoria para la producción de energía. Como depósito de ácido desoxirribonucleico (ADN), el núcleo celular se considera el centro de control de la célula y regula muchos procesos importantes del metabolismo celular. El núcleo celular es esencial para el funcionamiento de una célula.
Por lo general, las células sin núcleo celular no pueden sobrevivir. Una excepción a esto es el rojo sin núcleo. sangre células (eritrocitos). Además de las funciones reguladoras, las tareas del núcleo celular incluyen el almacenamiento, la duplicación y la transmisión del ADN.
El ADN se encuentra en el núcleo celular en forma de una doble hélice larga, similar a una hebra, y está empaquetado de forma compacta con núcleos proteínas, las histonas, para formar cromosomas. Cromosomas consiste en cromatina, que solo se condensa en cromosomas microscópicamente visibles durante la división celular. Cada célula humana contiene 23 cromosomas, cada uno de los cuales se duplica y se hereda de ambos padres.
Por tanto, la mitad de los genes de una célula procede de la madre y la otra del padre. El núcleo celular controla los procesos metabólicos dentro de la célula a través de moléculas mensajeras de ARN. Los códigos de información genética para proteínas que son responsables de la función y estructura de la célula.
Cuando es necesario, ciertas secciones de ADN, conocidas como genes, se transcriben en una sustancia mensajera (ARN mensajero o ARNm). El ARNm formado sale del núcleo celular y sirve como molde para la síntesis de las proteínas respectivas. Uno puede imaginar que el ADN es una especie de lenguaje codificado que consta de cuatro letras.
Estas son las cuatro bases: adenina, timina, guanina y citosina. Estas letras forman palabras, cada una de las cuales consta de tres bases, llamadas codones. Cada codón codifica un aminoácido específico y, por lo tanto, forma la base para la biosíntesis de proteínas, porque la secuencia de bases de los genes se traduce en una proteína mediante la unión de los aminoácidos respectivos.
Toda esta información codificada se llama código genético. La secuencia específica de bases hace que nuestro ADN sea único y determina nuestros genes. Pero no solo las bases están involucradas en la construcción del ADN.
El ADN está formado por nucleótidos que están unidos entre sí, que a su vez consisten en un azúcar, un fosfato y una base. Los nucleótidos forman la columna vertebral del ADN, que tiene la forma de una doble hélice helicoidal. Además, esta hebra se condensa aún más para que encaje en el núcleo de células pequeñas.
Esto también se conoce como cromosomas como la forma de empaquetado del ADN. Con cada división celular, se copia el ADN completo para que cada célula hija contenga la información genética idéntica completa. Un cromosoma es una forma de empaquetado específica de nuestro material genético (ADN) que solo es visible durante la división celular.
El ADN es una estructura lineal que es demasiado larga para caber en el núcleo de nuestra célula en su estado natural. Este problema se resuelve mediante varias espirales de ADN que ahorran espacio y la incorporación de pequeñas proteínas alrededor de las cuales el ADN puede envolverse aún más. La forma más compacta de ADN son los cromosomas.
Bajo el microscopio, estos aparecen como cuerpos en forma de varilla con una constricción central. Esta forma de ADN solo se puede observar durante la división celular, es decir, durante la mitosis. La división celular, a su vez, se puede dividir en varias fases, por lo que los cromosomas están mejor representados en la metafase.
Las células somáticas normales tienen un doble juego de cromosomas, que consta de 46 cromosomas. El ARN describe el ácido ribonucleico, que tiene una estructura similar al ADN. Sin embargo, es una estructura monocatenaria que se diferencia del ADN en componentes individuales.
Además, el ARN también es mucho más corto que el ADN y tiene varias tareas diferentes en comparación con el ADN. El ARN se puede dividir en diferentes subgrupos de ARN que realizan diferentes tareas. Entre otras cosas, el ARNm juega un papel importante durante la división del núcleo celular.
Al igual que el ARNt, también se utiliza en la producción de proteínas y enzimas CRISPR-Cas. Otro subgrupo de ARN es el ARNr, que es un componente de Ribosomas y por tanto también participa en la producción de proteínas. El primer paso en la biosíntesis de proteínas es la transcripción del ADN en ARNm (transcripción) y tiene lugar en el núcleo celular.
Durante este proceso, una hebra de ADN sirve como molde para una secuencia de ARN complementaria. Sin embargo, dado que no se pueden producir proteínas dentro del núcleo celular, el ARNm formado debe descargarse en el citoplasma y transportarse al Ribosomas, donde finalmente tiene lugar la síntesis real de las proteínas. Dentro de Ribosomas, el ARNm se convierte en una secuencia de aminoácidos que se utilizan para la construcción de proteínas.
Este proceso se llama traducción. Sin embargo, antes de que el ARN mensajero pueda ser transportado fuera del núcleo, primero se procesa en muchos pasos, es decir, ciertas secuencias se unen o se cortan y se vuelven a ensamblar. De esta manera, se pueden producir diferentes variantes de proteínas a partir de una transcripción.
Este proceso permite a los humanos producir una gran cantidad de proteínas diferentes con relativamente pocos genes. Otra función importante de la célula, que tiene lugar en el núcleo celular, es la duplicación del ADN (replicación). En una célula, hay un ciclo constante de acumulación y descomposición: las proteínas viejas, los contaminantes y los productos metabólicos se descomponen, se deben sintetizar nuevas proteínas y se debe producir energía.
Además, la célula crece y se divide en dos células hijas idénticas. Sin embargo, antes de que una célula pueda dividirse, primero se debe duplicar toda la información genética. Esto es importante porque el material genético de todas las células de un organismo es absolutamente idéntico.
La replicación tiene lugar en un momento definido con precisión de división celular en el núcleo celular; Ambos procesos están estrechamente relacionados y regulados por determinadas proteínas (enzimas CRISPR-Cas). En primer lugar, se separa el ADN de doble hebra y cada hebra sencilla sirve como molde para la posterior duplicación. Para ello, varios enzimas CRISPR-Cas acoplarse al ADN y completar la hebra única para formar una nueva doble hélice.
Al final de este proceso, se ha producido una copia exacta del ADN, que puede transmitirse a la célula hija durante la división. Sin embargo, si ocurren errores en una de las fases del ciclo celular, se pueden desarrollar diferentes mutaciones. Existen varios tipos de mutaciones que pueden ocurrir espontáneamente durante las diferentes fases del ciclo celular.
Por ejemplo, si un gen es defectuoso, esto se denomina mutación genética. Sin embargo, si el defecto afecta a ciertos cromosomas o partes de cromosomas, entonces se denomina mutación cromosómica. Si el número de cromosomas se ve afectado, se produce una mutación genética.
El tema también puede ser de su interés: Aberración cromosómica: ¿qué se quiere decir con esto? La doble membrana de la envoltura nuclear tiene poros que sirven para el transporte selectivo de proteínas, ácidos nucleicos y sustancias de señalización fuera o dentro del núcleo. A través de estos poros, ciertos factores metabólicos y sustancias de señalización ingresan al núcleo donde influyen en la transcripción de ciertas proteínas.
La conversión de información genética en proteínas se controla estrictamente y está regulada por muchos factores metabólicos y sustancias de señalización, esto se denomina expresión génica. Muchas vías de señalización que ocurren en una célula terminan en el núcleo donde influyen en la expresión génica de ciertas proteínas. Dentro del núcleo de las células eucariotas se encuentra el nucleolo, el cuerpo nucleico.
Una célula puede contener uno o más nucleolos, mientras que las células que son muy activas y se dividen con frecuencia pueden contener hasta 10 nucleolos. El nucleolo es una estructura esférica y densa que es claramente visible bajo el microscopio óptico y está claramente delineada dentro del núcleo celular. Forma un área funcionalmente independiente del núcleo, pero no está rodeada por su propia membrana.
El nucleolo consta de ADN, ARN y proteínas, que se encuentran juntos en un conglomerado denso. La maduración de las subunidades ribosómicas tiene lugar en el nucleolo. Cuantas más proteínas se sintetizan en una célula, más ribosomas se necesitan y, por lo tanto, las células metabólicamente activas tienen varios nucléolos.
El núcleo en un neurona tiene una variedad de funciones. El núcleo de un neurona se encuentra en el cuerpo celular (soma) junto con otros componentes celulares (orgánulos), como el retículo endoplásmico (RE) y el aparato de Golgi. Como en todas las células del cuerpo, el núcleo celular contiene la información genética en forma de ADN.
Debido a la presencia de ADN, otras células del cuerpo pueden duplicarse a través de la mitosis. Las células nerviosas, sin embargo, son células muy específicas y altamente diferenciadas que forman parte del sistema nervioso. Como resultado, ya no pueden duplicarse.
Sin embargo, el núcleo celular realiza otra tarea importante. Entre otras cosas, las células nerviosas son responsables de la excitación de nuestros músculos, lo que finalmente conduce al movimiento muscular. La comunicación entre las células nerviosas entre sí y entre las células nerviosas y los músculos se produce a través de sustancias mensajeras (transmisores).
Estas sustancias químicas y también otras sustancias importantes para la vida se producen con la ayuda del núcleo celular. No solo el núcleo celular sino también los demás componentes del soma juegan un papel importante en este proceso. Además, el núcleo celular controla todas las vías metabólicas en todas las células, incluidas las células nerviosas. Para ello, el núcleo celular contiene todos nuestros genes, que pueden leerse y traducirse en las proteínas y enzimas necesarias en función de su uso. Puede encontrar más información sobre la característica especial de la célula nerviosa en Célula nerviosa
