Núcleo celular: qué es, características, estructura, funciones
¿Qué es el núcleo celular?
El núcleo es uno de los principales orgánulos de las células eucariotas. Es el lugar donde se almacena la información hereditaria en forma de ácido desoxirribonucleico (ADN) y es la estructura más notoria de la mayor parte de las células que forman a las plantas, los hongos y los animales.
Las células eucariotas se diferencian de las células procariotas -las que forman a las arqueas y bacterias- precisamente por la presencia de compartimentos membranosos internos, pero especialmente por tener encerrado su material genético dentro de un núcleo delimitado por una membrana doble.
El núcleo es un orgánulo sumamente especializado y podríamos decir que es el centro de mando de cada célula. Su principal función es la de almacenar el ADN, pero tiene un papel fundamental en actividades celulares como el crecimiento, el metabolismo, la división, la síntesis proteica, etc.
No se sabe con exactitud quién fue el primero en observar esta estructura en una célula eucariota, sin embargo, el término fue acuñado por Robert Brown alrededor de la década de 1830, durante su descripción de células de orquídea.
Características del núcleo celular
– Es un orgánulo intracelular de aspecto redondeado, ubicado casi siempre en el centro de la célula.
– Tiene entre 5 y 10 micras de diámetro y suele ser de los orgánulos más grandes y notorios.
– La mayoría de las células eucariotas tienen un solo núcleo (son mononucleadas) pero también existen células multinucleadas.
– En su interior se encuentra el ADN celular condensado en forma de cromatina, que es una combinación de ADN con proteínas histonas que ayudan a compactarlo, reduciendo su gran longitud.
– Aunque está separado físicamente del resto del citosol, el núcleo y lo que este encierra en su interior está en constante comunicación con el medio celular que lo rodea.
– Su cubierta membranosa se relaciona estrechamente con otro orgánulo muy importante: el retículo endoplásmico, específicamente su región rugosa.
– El lumen nuclear (el contenido interno del núcleo) está cuidadosamente organizado y de esta organización depende, en gran medida, la función de este orgánulo en la regulación de la expresión de los genes contenidos en el ADN.
Estructura del núcleo (partes)
La envoltura o lámina nuclear
El núcleo se diferencia de otros orgánulos citosólicos gracias a su cubierta: está rodeado por una membrana doble que se conoce como envoltura nuclear.
Esta membrana está formada por dos membranas concéntricas (cada una compuesta por una bicapa lipídica, tal y como la membrana plasmática). La capa más cercana al lumen del núcleo es la membrana interna y la capa más cerca del citosol es la membrana externa.
La membrana nuclear externa se continúa con el retículo endoplásmico rugoso, que debe su aspecto “rugoso” a la presencia de ribosomas incrustados en su membrana, donde ocurre la traducción de muchas de las proteínas que se asocian con las membranas celulares.
Complejos del poro nuclear
Las membranas interna y externa se comunican con el citosol gracias a unas “perforaciones” que las atraviesan conocidas como poros nucleares.
Estos poros son, en realidad, grandes complejos proteicos que sirven como tamiz molecular, permitiendo el paso de algunas sustancias e impidiendo el de otras hacia ambos lados de la envuelta nuclear.
Nucleoesqueleto
La estructura del núcleo no solo es mantenida por su envuelta membranosa, sino también por una red interna de proteínas fibrosas que cumplen funciones análogas al citoesqueleto celular que se asocia estrechamente con la membrana plasmática y el resto del citosol.
Estas fibras forman lo que puede llamarse el nucleoesqueleto, y se han descrito fundamentalmente como filamentos intermedios formados por un tipo de proteínas llamadas láminasnucleares.
El nucleoesqueleto organiza el interior del núcleo y tiene una participación increíblemente activa durante la expresión de los genes enrollados en la cromatina.
Nucleoplasma
Así como el interior celular contiene al citoplasma o citosol y a los orgánulos celulares, el interior del núcleo también tiene un aspecto semilíquido en el que están suspendidos los contenidos nucleares y donde ocurren los procesos enzimáticos característicos de la replicación del ADN, la transcripción, etc.
Nucleolo
El lumen del núcleo no tiene un aspecto uniforme y está lejos de ser un espacio desorganizado o donde los componentes se distribuyen de forma aleatoria.
Una de las principales evidencias es la presencia del nucleolo, que es la estructura más densa y obvia del núcleo.
El nucleolo es el sitio donde se forman las subunidades de los ribosomas y está compuesto por un gran conjunto de moléculas de ARN y proteínas que se ordenan alrededor de los genes que codifican para el ARN ribosomal, los cuales son activamente transcritos.
Speckles nucleares
Dentro del núcleo de las células de los animales mamíferos hay, además, unos dominios conocidos como speckles nucleares, que no son más que agrupaciones de cromatina donde se reúnen también factores de corte y empalme de ARN mensajeros y otras moléculas importantes para la transcripción.
Estas estructuras son sumamente dinámicas, pues sus componentes se intercambian continuamente y su posición a lo largo del nucleoplasma también varía.
Territorios cromosomales
Parte de la organización interna del núcleo tiene que ver con su “territorialización”, es decir, con la ubicación de ciertas estructuras en dominios o posiciones restringidas.
Los territorios cromosomales son los sitios del nucleoplasma donde se ubican los cromosomas, de lo que entendemos que estos no están distribuidos al azar en el interior del núcleo. Estos territorios son muy importantes desde el punto de vista de la regulación de la expresión genética.
Funciones del núcleo celular
El núcleo es uno de los orgánulos más importantes de las células eucariotas. Participa directa e indirectamente en una gran variedad de funciones, de las cuales podemos mencionar:
- Almacena el material genético.
- Coordina la síntesis de las proteínas celulares (enzimas y proteínas estructurales).
- Regula la división celular.
- Controla, a través de la regulación de la expresión de los genes que guarda en su interior, las características de cada célula y, por lo tanto, de cada organismo.
- Es uno de los sitios principales para la formación de los ribosomas, que son las estructuras responsables de la traducción de las proteínas (paso de ARN mensajero a proteína).
- Es el sitio más importante de almacenamiento de moléculas de ARN.