El documento describe las características fundamentales del núcleo celular. El núcleo contiene el material genético de la célula protegido por una envoltura nuclear. Dentro del núcleo se encuentra la cromatina, que contiene el ADN empaquetado junto con proteínas como las histonas. El núcleo controla la expresión génica a través de mecanismos como la transcripción y regulación del transporte de moléculas entre el núcleo y el citoplasma a través de los poros nucleares

1. EL NÚCLEO CELULAR
Mg. Vania Mallqui Brito

2. GENERALIDADES
La estructura del núcleo varía según el estado de la célula.
A lo largo del ciclo celular se distinguen dos formas
denominadas núcleo en interfase y núcleo en división.
Centro control actividad celular: autoduplicación
DNA o replicación (antes inicio división celular)
Transcripción o producción diferentes RNAs
El contenido del núcleo se presenta como masa amorfa y
viscosa de material encerrado por una envoltura nuclear
compleja, que forma una transición entre el núcleo y el
citoplasma.

3. FORMA
-Variada esféricos u ovalados (5 µ)
-Identaciones (algunas muy profundas)

4. Las células eucariotas poseen información
genética disponiendo de mecanismos que le
permiten expresar de manera selectiva,
siguiendo instrucciones necesarias para cada
célula en determinado momento, es decir
controlan la expresión génica, asegurándose
que ciertas proteínas se sinteticen y otras no.
El mecanismo regulador se localiza en el
núcleo.

5. NÚCLEO
Interfase típica:
1. Cromatina: fibras de ADN extendidas llamada más proteínas
2. Nucleolos, uno o más estructuras densas, forma irregular que
funcionan en la síntesis del RNAr y el ensamble de ribosomas.
3. Nucleoplasma, sustancia líquida en la cual los solutos
del núcleo se disuelven. Jugo nuclear o carioplasma, medio interno
del núcleo donde se encuentran suspendidos el resto de los
componentes como la cromatina o nucleolos.
4. Matriz nuclear, red fibrilar que contiene proteínas. Esqueleto o
andamio forma núcleo, las asas de cromatina se organizan.

6. EL NÚCLEO

7. Envoltura nuclear
 La separación del material genético de una célula y
el citoplasma
2 M organizadas en paralelo una con la otra,
separados por un espacio “espacio perinuclear” 10 –
50 nm.
Función barrera protectora e intercambio (iones,
solutos y macromoléculas) entre núcleo y citoplasma.
Las membranas se fusionan en lugares formando
“poros” circulares que contienen proteínas
organizadas en complejos.
ME revestida por ribosomas y se continua con la
M. RER, el espacio entre las membranas se continúa
con la luz del RE.

8. Lamina nuclear
Debajo MI envoltura nuclear (mira hacia el nucleoplasma) se
encuentra la lamina, red de filamentos intermedios, rodea al
núcleo excepto en los poros nucleares.
Estabilizadores se encuentran interior del núcleo, apoyo
mecánico a la envoltura nuclear y sitio de unión para las fibras de
cromatina.
Involucradas en la organización funcional del núcleo.
Las MN tienen fosfolípidos. La MI está compuesta por
proteínas lamininas, la mayoría de células eucariotas poseen
laminina A, B1, B2. Proteínas que pesan alrededor de 60-80 kD,
las cuales tienen un grosor de 30-100 nm, rol en el ensamble y
desemsamblaje del núcleo después de la mitosis.

9. La asociación de 2 lamininas forma un dímero se unen para
formar polipéptidos al unirse crean una estructura de
superenrollamiento y al asociarse con otros dímeros se forman
la estructura conocida como lamina nuclear.
Mutaciones en genes codifican filamentos causan
enfermedades humanas (distrofia muscular); envejecimiento
prematuro “Hutchinson-Gilford.

11. Complejo de poro
 Envoltura nuclear barrera entre el núcleo y el citoplasma y los poros
son las compuertas para cruzar esta barrera.
Punto actividad para el movimiento RNA y proteínas en ambas
direcciones.
Replicación y transcripción del material genético requieren gran
numero de proteínas que se sintetizan en el citoplasma.
Poros nucleares contienen en forma canastilla “complejo de poro
nuclear” (CPN), aparentemente sella el poro a manera de tapón
Contienen 30 proteínas diferentes “nucleoporinas” (conservadas en
levaduras y vertebrados)
Estructuras complejas diámetro de 120 nm y masa molecular aprox
de 125 millones de Daltons, (30 veces del tamaño de un ribosoma).

12. Poro nuclear
 Estructura conformada por 8 gránulos organizados alrededor
de un granulo central y conectadas a unos anillos en la superficie
del núcleo y en el citoplasma, este complejo esta ensamblado
entre la membrana externa e interna del núcleo.
 Filamentos de proteína son extendidos desde los anillos
nucleares formando una estructura en forma de canasta.
El granulo central regula el transporte de moléculas a través del
canal.
Para visualizar los poros se puede utilizar la microscopia
electrónica de transmisión (MET)
Otra manera para visualizar es por criofractura, técnica que se
basa en un congelamiento rápido de las estructuras seguido por
una fractura de las mismas.

13. Los mRNAs son sintetizados en el núcleo son transportados al
citoplasma donde permiten la síntesis de proteínas.
Proteínas requeridas para funciones nucleares (factores de
transcripción) deben ser transportadas desde el citoplasma al núcleo.
Para el transporte de moléculas se necesitan dos diferentes
mecanismos:
* Difusión pasiva donde pequeñas partículas de 20 kD
pasan rápidamente a través de la membrana nuclear y el diámetro
del canal en ese momento permanece en 10 nm
* Transporte activo. la mayoría de proteínas y mRNAs
son muy grandes, son transportadas en una sola dirección:
de núcleo - citoplasma o citoplasma - núcleo, en ese momento
el poro se abre hasta diámetro de 25 nm en respuesta a señales
especificas.

14. Solo dejan pasar al interior del núcleo a moléculas largas que
están adheridas a una corta secuencia proteica “señal de
localización nuclear” (SLN), se une a un receptor especifico , si lo
reconoce SLN, la sustancia puede pasar.
Muchos virus usan SLN en su envoltura proteica e ingresan
nucleo.
“Señal de exportacion nuclear” (SEN), salen moléculas del
interior del núcleo, ej subunidades de ribosomas, RNAm

16. Nucleolo
-Masas densas y esféricas en las cuales se sintetiza el rRNA y
donde se produce las primeras fases de ensamblaje de los
ribosomas.
-Las regiones DNA que codifican al rRNA constituyen en
conjunto la región organizadora nucleolar (NOR).
-2 zonas:
- Fibrilar: interna (DNA)
- Granular: rodea a la anterior y contiene RNA y
proteínas.
-Aumenta en numero y tamaño cuando las células están
estimuladas a producir proteínas y desaparece durante la
división celular.

17. EL NÚCLEO

18. Cromosomas y cromatina
Aparecen al principio de mitosis y desaparece cuando la división
celular termina
Célula humana promedio 6,4 mil millones de pares bases DNA
divididos en 46 cromosomas.
Cada cromosoma no replicado contiene una molécula única y
continua DNA
Cada par base mide aprox 0,34 nm longitud (aprox. 2m)
La molécula DNA SE EMPAQUETA
Nucleosomas; nivel mínimo de organización
cromosómica
Cromatina; DNA y proteínas relacionadas (interfase), estructura
altamente condensada durante la mitosis.

19. El empaquetamiento ordenado depende principalmente
HISTONAS (alto contenido de aminoácidos arginina y lisina)
Histonas se dividen en 5 clases se diferencia por su relación
arginina/lisina y han experimentado pocos cambios durante
evolución.
Cada nucleosoma contiene una “particula nuclear de
nucleosoma”, consiste en 146 pares bases DNA superenrollado
formando un disco de 8 moléculas histona, se organiza en 4
heterodimeros:2 dimeros H2A-H2B y 2 dímeros H3-H4.
DNA e histonas unidos por enlaces no covalentes, permite que los
genes permanezcan accesibles a muchas enzimas que reparan,
replican y copian DNA.

20. HISTONAS DEL TIMO DEL GANADO
BOVINO

21. Heterocromatina y eucromatina
Heterocromatina forma condensada cromatina, no activa
compactada durante la interfase, más corta y mas gruesa
(heterocromatina). Algunas veces delinea la MN y se rompe por las
áreas claras de los poros para permitir que se lleve a cabo el transporte.
Se observa abundante heterocromatina en células en reposo o de
reserva como linfocitos (células de memoria), esperando la exposición
a antígenos.
La heterocromatina se considera transcripcionalmente inactiva.
Eucromatina se presenta como una trama delicada por que las
regiones de ADN que deben ser transcriptas o duplicadas deben
primero desenrollarse antes de que el código genético pueda ser leído.
Mas abundante en células activas, células que están transcribiendo.

23. Transporte de moléculas
Transporte de proteÍnas hacia el núcleo
- Proteínas son responsables la estructura y función genoma; son
histonas, DNA polimerasa, factores de transcripcion, etc.
-Para ser transportadas necesitan señales especificas “señales de
localizacion nuclear” secuencias especificas de aa, regiones ricas en
aa básicoS.
En ausencia ATP, las proteínas que contienen una señal de
localización nuclear se unen al núcleo por medio poro pero no
pasan y son reconocidas por receptor citosólico (importina) se
unen formando un complejo.
Dependiente ATP la importina es transportada con la
proteína sustrato.

24. Transporte RNA
-Son exportadas del núcleo al citoplasma
-El transporte del rRNA, tRNA, mRNA es un paso critico en la
expresión genes.
-Dependiente energía
-Transporte complejo RNA- proteina. Los pre mRNA y mRNA son
asociados proteínas formando grupos proteínas conocidas proteínas
ribonucleares heterogeneas (hmRNPs).
-rRNA son ensamblados con proteínas ribosomales en el nucleolo y
son transportados como unidades ribosomales al citoplasma.

25. Transporte mediado por importinas y
exportinas
El poro se puede dilatar ( hasta 26 nm) cuando recibe la señal
apropiada, señal secuencias ricas en lisina, arginina y prolina.
La pequeña molécula Ran-GTP impone la direccionalidad al
transporte.
Se encuentra presente en grandes concentraciones solo en el núcleo
donde disocia el complejo de importación constituido por la carga +
importina y estabiliza en complejo de exportación.
La transformación cíclica de la Ran es regulada por dos proteínas,
y genera un gradiente Ran-GTP/ Ran GDP a ambos lados de la
envoltura nuclear que es mantenido por el factor de intercambio de
guanina (RCC1), localizado en el núcleo, que convierte el Ran-GDP
en Ran-GTP, la Ran-Gap (GTPasa) de localización citoplasmática,
que convierte el Ran-GTP en Ran- GDP

26. fuera del núcleo.