Estructura y Componentes del Núcleo PDF

**Estructura y componentes del núcleo** El núcleo, es el orgánulo de mayor tamaño de la célula y esta constituido por la membrana nuclear, el nucléolo, el nucleoplasma y la cromatina, y contiene nuestro material genético codificado (ADN) y además todas las formas de ARN se sintetizan aquí. Membran...

**Estructura y componentes del núcleo** El núcleo, es el orgánulo de mayor tamaño de la célula y esta constituido por la membrana nuclear, el nucléolo, el nucleoplasma y la cromatina, y contiene nuestro material genético codificado (ADN) y además todas las formas de ARN se sintetizan aquí. Membrana nuclear. Su función es rodear el núcleo y separarlo, regular la comunicación (el movimiento de macromoléculas) y contribuir a la organización interna del núcleo. Consiste en dos membranas paralelas separadas entre si por un estrecho espacio, la cisterna perinuclear. Estas membranas se fusionan en algunos puntos, de tal manera que dejan aberturas llamadas poros nucleares. Estos están asociados al complejo del poro nuclear. Complejo del poro nuclear Esta compuesto por unas 100 proteínas (llamadas en conjunto nucleoporinas). Mediante transporte mediado por receptor lleva proteínas hacia dentro y fuera del núcleo y ayuda a exportar RNA al citoplasma. En los mecanismos de transporte esta implicado un grupo de proteínas transportadoras formado por exportinas e importinas. Las exportinas reconocen secuencias polipeptídicas llamadas secuencias de exportación nuclear y exportan al citoplasma moléculas que las poseen, mientras que las importinas reconocen secuencias de localización nuclear, y facilitan su importación al núcleo. Las señales de transporte de este tipo reciben el nombre de señales de transporte nucleocitoplasmático. Nucléolo. No esta rodeado por membrana (es solo una region mas densa que destaca al observarlo al microscopio, su ubicación no es exactamente en el centro, si no mas bien hacia afuera). En el núcleo puede haber mas de un nucléolo. La presencia y el numero de nucléolos es una indicación de la actividad sintetizadora de proteínas de una célula. Contienen principalmente rRNA, ribosomas y proteínas junto con una cantidad moderada de DNA. El nucléolo contiene tres regiones distintas 1\. El centro fibrilar es una region poco densa en la que se encuentran localizados los genes de RNAr, estos genes están en un estado de transcripción pausada y aquí es donde ocurre el inicio del proceso de transcripción. 2\. El componente denso fibroso esta formado por fibrillas de 5 nm que roden el centro fibrilar. Aquí los genes experimentan modificaciones químicas y son procesados para generar moléculas de ARNr maduras. 3\. El componente granular es la region donde ocurre la fase final del ensamblaje de los ribosomas. Esta formado por partículas precursoras de ribosomas en maduración de 15 nm que rodean tanto el centro fibrilar como el componente fibrilar denso. Aquí, el ARNr maduro se combina con proteínas ribosómicas recién sintetizadas que se importan del citoplasma. Una vez que estas subunidades están completamente formadas, se exportan desde el núcleo hasta el citoplasma. Nucleoplasma. Es una matriz viscosa formada principalmente por agua, iones, proteínas, enzimas, ARN y DNA. Da soporte ya que ayuda a mantener la forma del núcleo y organizar los componentes. También como medio de transporte ya que facilita el movimiento de sustancias como ARN y proteínas, entre el núcleo y el citoplasma a través de los poros nucleares. Cromatina. Consiste en complejos de DNA de doble hélice y proteínas llamadas histonas Se encuentra en forma de heterocromatina y eurocromatina. La proporción eucromatina y heterocromatina es superior en las células malignas que en las células normales. La heterocromatina es cromatina que se condensa porque no se esta transcribiendo y comprende alrededor de 90% de la cromatina total de la célula. La eucromatina constituye alrededor del 10 % de la cromatina total, es la forma transcripcionalmente activa. Contiene los genes activos y es responsable de la expresión genética. Funciones Es fundamental para muchos procesos celulares como la replicación, transcripción, regulación, empaquetamiento y reparación de DNA. **ADN** El ácido desoxirribonucleico (ADN) es la molécula presente en el núcleo celular, que contiene la información genética responsable del desarrollo y el funcionamiento de un organismo, también transmite esta información genética de una generación a otra. El ADN que esta empaquetado en los cromosomas, fue descubierto por **James Watson** y **Francis Crick** en 1953. Ellos propusieron la estructura de doble hélice. **El ADN se compone por tres elementos:** Grupo fosfato + azúcar (desoxirribosa) +una base nitrogenada= **nucleótido** **Hay cuatro tipos de bases nitrogenadas:** adenina (A) y guanina (G) **(bases púricas derivadas de la purina),** citosina (C) y **timina (T), (exclusiva del ADN) (bases pirimidínicas derivadas de la pirimidina).** El orden en que se combinen estas bases nitrogenadas, una después de la otra, **es lo que codifica la información genética.** Siempre la **timina** va unida a una **adenina** y la **citosina** a una **guanina.** La repetición de muchos nucleótidos forman los **ácidos nucleicos** y el conjunto de todos los ácidos nucleicos forman el **ADN**. Las dos hebras del ADN se conectan por **Enlaces químicos:** Los Nucleótidos se conectan por **puentes de hidrogeno entre sus bases nitrogenadas**. La adenina y la timina se unen por **dos** puentes de hidrógeno, y la guanina y la citosina se unen con **tres**. **ARN** El ARN (ácido ribonucleico) es esencial en la síntesis de proteínas, El ARN esta formado por nucleótidos que a su vez están formados por un azúcar (Ribosa), un grupo fosfato y una base nitrogenada, las bases nitrogenadas para el ARN pueden ser 4 muy similares a las del ADN: adenina (A), uracilo (U), citosina (C) y guanina (G), el Uracilo reemplaza a la Timina en el ARN, siendo asi la base nitrogenada exclusiva. Su función comienza en el núcleo celular. En este lugar, el ADN, que contiene la información genética, se transcribe en ARN mensajero (ARNm) mediante un proceso conocido como transcripción. El ARN mensajero sale del núcleo y se dirige al citoplasma, donde se une a los ribosomas, que están compuestos de ARN ribosomal (ARNr) el cual le da estructura al ribosoma para que dentro de el se pueda llevar a cabo la síntesis de proteínas. El ARN de transferencia (ARNt) es crucial en el proceso, ya que cada ARNt tiene un anticodón, y en el caso de ARNm se denomina codon, estos (Codon y Anticodon) son una secuencia de tres nucleótidos, cada codon del ARNm es complementario a un anticodon de ARNt, es importante mencionar que cada ARNt lleva un aminoacido especifico. Este emparejamiento específico entre los codones del ARNm y los anticodones del ARNt se realiza siguiendo la regla de compatibilidad que indica que la Adenina se empareja con el Uracilo, el Uracilo con la Adenina, la Citocina con la Guanina y la Guanina con la Citocina. Una vez que los codones y anticodones están emparejados, comienza la formación de una cadena de aminoácidos, la cual se pliega más adelante para dar lugar a una proteína funcional. Cromosomas - **Estructuras compuestas por una molécula de ADN y proteínas asociadas.** - **Aseguran que el ADN se copie y distribuya en las divisiones celulares.** **Diploides:** conjunto de cromosomas en pares homólogos. **Haploides:** Cromosoma homólogo (gametos antes de la fecundación) **Histonas:** Proteínas que ayudan a la regulación de genes e indican cuales son activos y cuales no. **Neoclosonas:** conformada por 4 dímeros de histonas ( 8 histonas) de tipo : H3, H4, H2A y H2B ( dos de cada una). Es el nivel más básico de empaquetamiento de ADN. PARTES DEL CROMOSOMA: **Cromátida:** Dos mitades idénticas de un cromosoma **Centrómeros:** Mantiene a los cromosomas alineados durante la división celular **Brazos:** Cortos tipo P. Largos tipo Q **Telómeros:** Tramos de ADN. Protegen extremos de cromosomas para que no se deshilachen o desorganicen. NO codifican ni aportan información genética. Cinetocoros: Desplazan a los cromosomas. Se anclan a los microtúbulos del huso miotico en división celular. Constricciones secundarias: Contiene información para producir ARN. Bandas: Francas que después de teñirlas ayudan a diferenciar a los cromosomas. **Ciclo celular** El **ciclo celular** puede pensarse como el ciclo vital de una célula. Es decir, es la serie de etapas de crecimiento y de desarrollo que experimenta una célula entre su "nacimiento" (formación por división de una célula madre) y su reproducción (división para hacer dos nuevas células hijas). **Ciclo celular (células procariotas)** Los procariontes (bacterias y arqueas) se reproducen por fisión binaria. La mayoría de los procariontes se reproducen con rapidez. El proceso consta de tres fases distintas pero cortas: primero, una fase de crecimiento en la que se incrementa la masa de la célula, luego la fase de replicación cromosómica, y finalmente los cromosomas se separan y las células se dividen físicamente en dos nuevas células independientes. **Fases del ciclo celular (células eucariotas)** En las células eucariontes, las etapas del ciclo celular se dividen en dos fases importantes: la interfase y la fase mitótica (M). Durante la interfase, la célula crece y hace una copia de su ADN. Las etapas del ciclo celular se describen de acuerdo a la fórmula: G1. Del inglés Gap 1 o Intervalo 1 La célula crece físicamente, copia los organelos y hace componentes moleculares que necesitará en etapas posteriores. S. Synthesis o Síntesis La célula sintetiza una copia completa del ADN en su núcleo. También duplica una estructura de organización de microtúbulos llamada centrosoma. Los centrosomas ayudan a separar el ADN durante la fase M. G2. Gap 2 o Intervalo 2 La célula crece más, hace proteínas y organelos, y comienza a reorganizar su contenido en preparación para la mitosis. Durante la fase mitótica (M), la célula separa su ADN en dos grupos y divide su citoplasma para formar dos nuevas células. M. M-phase o Fase M, cuyo nombre se debe a que comprende la mitosis o meiosis, antes de la división citoplasmática o citocinesis. Durante la fase mitótica (M), la célula divide su ADN duplicado y su citoplasma para hacer dos nuevas células. **MITOSIS** La mitosis es un tipo de división celular en el cual una célula se divide para producir dos nuevas células que son genéticamente idénticas entre sí. En el contexto del ciclo celular, la mitosis es la parte donde el ADN del núcleo de la célula se divide en dos grupos iguales de cromosomas. El objetivo principal de la mitosis es que cada una de estas células nuevas tenga un juego completo de cromosomas, de no ser así puede causar deficiencias o enfermedades como podría ser el cáncer. Partes importantes Centrosomas Estructura formada por microtúbulos que a su vez están unidos a dos centriolos colocados perpendicularmente y rodeados de enzimas que son las que se encargan de los movimientos de los microtúbulos. Cromatina ADN asociado a histonas que pueden ser modificadas y hacen que el ADN se enrolle sobre si mismo, plegándose, formando una cromátida. Un cromosoma esta formado por dos cromátidas. Fases PROFASE La cromatina se condensa formando cromosomas Desaparece el nucleolo Los centrosomas hacen crecer sus microtúbulos, a esta estructura se le denomina uso mitótico. PROMETAFASE Se rompe la estructura nuclear Los microtúbulos del uso mitótico se unen a los cromosomas por sus cinetocoros METAFASE Los cromosomas se colocan en el centro de la célula, formando la placa ecuatorial ANAFASE Los cromosomas se separan en sus dos cromátidas, esto ocurre porque los microtúbulos unidos a ellas se acortan. Empieza la citocinesis TELOFASE Las Cromátidas terminan de llegar a los polos y se des condensan, así que aparecen los nucleolos Aparecen las envolturas nucleares FINAL DE LA MITOSIS CINOCINESIS División del citoplasma que se produce al final de la mitosis y por el cual se separan las dos células hijas, con la formación de un círculo de actina que se ira contrayendo cada vez más, hasta romperlo. **MEIOSIS** Su propósito en el cuerpo humano es la producción de gametos o células sexuales, (espermatozoides y óvulos). Los pares homólogos se separan durante la meiosis I. Las cromátidas hermanas se separan durante la meiosis II. **Meiosis I.** Antes de entrar en la meiosis I, una célula primero debe pasar por la interfase. Primera división celular de la diploide (2n), ¨reductiva¨, pues resulta en células con la mitad de la carga genética (n). [Profase I.] Es la fase más larga pues los cromosomas homólogos se aparean e intercambian material hereditario. Se divide en cinco subfases: \- Leptoteno: los cromosomas se condensan y se vuelven. -Cigoteno: proceso de sinapsis o apareamiento (unión de los cromosomas homologos), Cada par cromosómico resultante se denomina bivalente o tetrada. -Paquiteno: entrecruzamiento cromosómico, donde se intercambian fragmentos de DNA mediante cromosomas homólogos (es decir, entre cromátidas no hermanas de un bivalente). -Diploteno: separación de los cromosomas homólogos de cada bivalente que están unidos mediante uno o más puntos ¨quiasmas¨ (puntos de entrecruzamiento). -Diacinesis: Los cromosomas se condensan, aumentan de grosor y se separan de la envoltura nuclear y esta desaparece. [Metafase I.] Los cromosomas bivalentes se disponen en el plano ecuatorial y se unen a una estructura formada por microtúbulo ¨huso acromático¨. [Anafase I.] Los cromosomas homólogos de cada se separan entre sí, tienden a un polo de la célula, y se lleva la repartición genética al azar. [Telofase I]. Los grupos cromosómicos haploides llegan a los polos de la célula. Se forma nuevamente la envoltura nuclear. [Citocinesis I.]  Es el proceso de división del citoplasma de una célula en dos. **Meiosis II.** Las células que entran en meiosis II son aquellas creadas en la meiosis I. En la meiosis II, las cromátidas hermanas se separan y producen cuatro células haploides con cromosomas no duplicados. [Profase II.] Las células haploides creadas en la meiosis I condensan sus cromosomas y rompen la envoltura nuclear. Aparece nuevamente el huso acromático. [Metafase II]. Los cromosomas tienden hacia el plano ecuatorial de la célula, preparándose para una nueva división. [Anafase II.] Las cromátidas hermanas de cada cromosoma se separan y son traccionadas hacia polos opuestos de la célula. [Telofase II.] Cada uno de los polos de la célula recibe un juego haploide de cromátidas que pasan a llamarse cromosomas. Se forma nuevamente la envoltura nuclear. [Citocinesis II]. La citocinesis divide los juegos de cromosomas en células nuevas, y se forman los productos finales de la meiosis: cuatro células haploides en las que cada cromosoma tiene una sola cromátida. **MUERTE CELULAR** Implica la finalización de la vida de una célula para eliminar las células dañadas, modificarlas y las que no se necesiten más puedan ser reemplazadas por nuevas células. La muerte celular puede ser accidental y programada. Principales mecanismos de la muerte celular: *[Necrosis:]* Proceso accidental, es decir, ocurre en situaciones patológicas, es pasivo sin gasto de energía y como resultado la perdida de la función y estructura celular por daño irreversible de distintas causas. Produce inflamación. Es simple patológico. *[Apoptosis:]* Proceso genéticamente programado, es decir, saben desde el día 1 cuando tienen que morirse y están listas para actuar, es activo y es importante a nivel biológico porque nos regula el crecimiento de los tejidos oponiéndose a la mitosis, en el sentido de que si no tuviera apoptosis tendríamos un crecimiento ilimitado de las células. Puede ser fisiológico o patológico. Sin inflamación. *[Autofagia:]* Proceso que permite a la célula el recambio de su contenido mediante la degradación y su salida de sus propios componentes. En algunos casos pueden llevar a la célula, de forma regulada a la muerte considerándose así uno de los mecanismos de muerte celular programada.  Catástrofe Mitótica: Muerte celular que ocurre durante la mitosis. Resulte de una combinación lesión celular y el funcionamiento defectuoso de varios puntos de control del ciclo celular. Como los puntos de control de Lesión del ADN en G1, S, G2 o punto de control del armado de uso mitótico. *Paraptosis:* Es una muerte celular no apoptótica que puede ser inducida por los receptores de los factores de crecimiento. Por ejemplo, el receptor del factor de crecimiento sin insulina 1 y gf-1. No es mediada por las caspasas, si no por proteínas quinasas activadas por mitógenos (MAPK). *[Piroptosis:]* Es una forma de muerte celular inducida por la infección con ciertos microorganismos que generan reacciones inflamatorias intensas. Depende exclusivamente de la enzima caspasa 1 activa citosinas inflamatorias como la IL-1B y IL-18 *[Necroptosis:]* Es un mecanismo de muerte celular independiente de las caspasas que puede inducirse en diferentes tipos de células. Se inicia por la activación de los receptores del factor de necrosis tumural (TNR o receptores de muerte) y el mecanismo de señalización de Fas. Lesión celular: Son cambios funcionales y/o morfológicos que se producen ante estrés intensos o exposición a agentes dañinos que producen anomalías intrínsecas. Pueden ser reversibles o irreversibles, culminando en Muerte celular. Lesión Reversible: Agresión leve y de poca duración. No hay daño grave de la membrana ni disolución nuclear. Lesión Irreversible: Cuando hay una incapacidad para revertir la difusión mitocondrial.