Biología Celular 1º Biotecnología Salamanca - TEMA 3: El núcleo PDF

Biología Celular 1º Biotecnología Salamanca TEMA 3: El núcleo ✔ Concepto ✔ Características generales ✔ Composición general ✔ Ultraestructura ✔ Transporte ✔ Cromatina ✔ Nucléolo ✔ Ribosomas · CONCEPTO: Podemos defini...

Biología Celular 1º Biotecnología Salamanca TEMA 3: El núcleo ✔ Concepto ✔ Características generales ✔ Composición general ✔ Ultraestructura ✔ Transporte ✔ Cromatina ✔ Nucléolo ✔ Ribosomas · CONCEPTO: Podemos definir el núcleo como el orgánulo característico y diferencial de las células eucariotas, siendo el centro rector de la actividad celular, en el que se llevan a cabo procesos como la replicación del ADN o la transcripción de este a ARN. Controla la herencia, diferenciación y la actividad de la célula. Se encuentra limitado por la lámina nuclear, 2 membranas que forman la envuelta nuclear (la membrana nuclear externa, MNE, y la membrana nuclear interna, MNI) entre las cuales queda un espacio intermembrana de entre 10 y 50 nm. · CARACTERÍSTICAS GENERALES: 1. La apariencia de la cromatina varía en función de la fase del ciclo celular en la que nos encontremos, presentándose como tal en interfase (en la que además también se distingue el nucléolo) y condensada en forma de cromosomas durante la división. 2. El número de núcleos varía. Normalmente poseen un solo núcleo (mononucleadas), aunque algunas células son binucleadas (hepatocitos) o multinucleadas, que según cómo se formen distinguimos varios tipos: a. Sincitio: provienen de varias células uninucleadas fusionadas en las que después desaparecen las membranas plasmáticas que las separan (como ocurre en las células del tejido muscular estriado esquelético), formando decenas o incluso cientos de núcleos. b. Plasmodio: se produce por varias divisiones nucleares sin división posterior del citoplasma, sin citocinesis. AMG ⚝ Biología Celular 1º Biotecnología Salamanca 3. El núcleo tiene posición y morfología variable, que dependerá de los tipos celulares. Los núcleos pueden presentar escotaduras (como en los monocitos). También existen núcleo poliglobulados, es decir, un solo núcleo con distintos glóbulos unidos entre sí. · COMPOSICIÓN QUÍMICA: ⚝ ¿Por qué el ARN posee un porcentaje tan bajo en la envuelta nuclear? Debido a la presencia de ribosomas, los ARN atraviesan la membrana nuclear para ser traducidos. · ULTRAESTRUCTURA: ENVUELTA NUCLEAR Está formada por: · Membrana nuclear externa (6-8 nm): podría considerarse una continuación del retículo endoplasmático rugoso. Su composición proteica es similar a la de las membranas de este, aunque además posee proteínas de anclaje para elementos del citoesqueleto y ribosomas asociados. · Cisterna perinuclear (10-50 nm): que se comunica con la luz del retículo endoplasmático. · Membrana nuclear interna (6-8 nm): presenta proteínas integrales específicas (Emerina, LBR… ) que se unen a los filamentos que constituyen la lámina nuclear. Cuanto más internas las membranas, más delgadas son. Durante la mitosis la envoltura nuclear se desintegra y va a formar parte del retículo endoplasmático. AMG ⚝ Biología Celular 1º Biotecnología Salamanca LÁMINA NUCLEAR Consta de una red de filamentos intermedios en contacto con la membrana nuclear interna (MNI) que son determinantes en la integridad mecánica, tamaño y forma del núcleo celular, así como en la localización de los poros nucleares. También parece tener papeles decisivos en el anclaje de la cromatina a ella. Está formada en su mayoría por filamentos intermedios de la clase V, que se denominan láminas, (de 10 nm de diámetro). Estos filamentos se ensamblan y desensamblan por procesos de fosforilación (si se fosforilan se desensamblan y viceversa, por medio de la enzima fosfatasa, que elimina el grupo fosfato). Participa en procesos de regulación o silenciamiento de genes durante la replicación y la transcripción del ADN. La heterocromatina que no se transcribe queda unida a la lámina nuclear. Mutaciones en los genes que codifican la lámina nuclear dan lugar a enfermedades graves como la “Progeria de Hutchinson-Gilford”, trastorno genético progresivo que acelera el envejecimiento de los niños. Tipos de láminas · Tipos A y C: provienen del mismo gen y se diferencian a través del splicing alternativo de ARNm. Aparecen en células completamente diferenciadas y pueden presentar modificaciones en diferentes tejidos. · Tipos B: B1 y B2: están presentes en todas las células nucleadas. Gracias a un proceso de isoprenilación postraduccional (adición de grupos prenilo, moléculas hidrofóbicas, a una proteína) se asocian a proteínas de la membrana interna como Emerina o LBR (Laminin B Receptor), para poder inducir la formación de la nueva lámina tras la división celular, teniendo solo que polimerizar las láminas A y C. Funcionan como un apoyo mecánico a la envuelta nuclear, constituyen lugares de unión para las fibras de cromatina, intervienen en la regulación de procesos como la replicación y la transcripción del ADN, ensamblan y desensamblan la envuelta nuclear durante los procesos de división de la célula y determina la localización de los poros nucleares. Uniones Los dos tipos de láminas se asocian a diferentes proteínas ancladas a la MNI (unas 12) y a otras solubles en el Nucleoplasma (LAP-2 tipo A). · Con la cromatina, gracias a un tipo concreto de proteínas intermediarias. · Con el citoesqueleto, gracias a las proteínas intermediarias como nesprina y SUN, mediante las que se establece una unión directa entre la lámina y el AMG ⚝ Biología Celular 1º Biotecnología Salamanca citoesqueleto. La nesprina se une con filamentos de actina, mientras que la SUN con microtúbulos. Esta interacción citoesqueleto-lámina determina, entre otras cosas, la posición del núcleo en la célula. Es muy importante, puesto que gracias a este mecanismo de conexión la información del exterior celular puede llegar al núcleo. El proceso de polimerización de las láminas se lleva a cabo por desfosforilación. Dos láminas se unen asociándose por sus cabezas y entrelazando sus colas formando un dímero. Estos se asocian paralelamente entre sí para formar el polímero. Varios polímeros se vuelven a unir paralelamente, formando filamentos. En su conjunto, estos filamentos forman una especie de malla, la lámina nuclear. Proceso contrario es el de la despolimerización de las láminas, mediante fosforilación, la cual se inicia por la activación de la enzima CDk (Kinasa dependiente de ciclina), que cobrará gran importancia en la división celular. Se realiza de diferente manera dependiendo del tipo de lámina: - Láminas A y C: los filamentos de las láminas se desensamblan por la fosforilación, quedando sueltos en la célula los dímeros de las láminas con restos de fosfato. - Láminas B (B1 y B2): al estar isopreniladas, tras la fosforilación, los dímeros de láminas B que se obtienen quedan unidos a restos de la membrana nuclear interna. Desensamblaje de la envuelta nuclear: Gracias a un proceso de fosforilación (el grupo fosfato hace que no se puedan unir), por la activación de la CDk (Kinasa dependiente de ciclina), al final de la fase G2, se produce la despolimerización de las láminas, lo que produce la desaparición de la envuelta nuclear cuando va a tener lugar un proceso de división (las ciclinas regulan cuando pasa la célula de fase durante la división celular), formando pequeñas vesículas. Las láminas A y C se liberan, aunque las láminas B quedan unidas a las vesículas derivadas de la desaparición de la MNI. Esto último tiene gran importancia puesto que las láminas B sirven como soporte para repolimerizar la nueva lámina nuclear. Posteriormente, AMG ⚝