El Núcleo Celular

El núcleo celular es una estructura propia de las células eucariotas. En las células animales suele presentar aspecto esférico y se encuentra en posición central. En las células vegetales, el núcleo suele encontrarse en posición lateral y presentar una forma más irregular debido a la presión de las vacuolas. La mayor parte del ADN celular se localiza en el núcleo porque la proporción de ADN presente en los orgánulos autorreplicativos es muy pequeña. El núcleo es una estructura constituida por una doble membrana, denominada envoltura nuclear, que separa el proceso de transcripción del ADN de la síntesis de proteínas.

El Núcleo Interfásico

La estructura del núcleo depende del momento del ciclo celular en el que se encuentre. Durante la interfase, el núcleo está formado por una doble membrana, que forma la envoltura nuclear. En el medio interno nuclear, nucleoplasma, se encuentra la cromatina y uno o más nucléolos.

1. La Envoltura Nuclear

Está formada por una doble membrana con poros, que controla y regula la comunicación entre el citoplasma y el nucleoplasma. Está constituida por una membrana interna y una membrana externa, separadas por un espacio perinuclear. A la membrana interna se encuentra unida una capa densa de proteínas fibrilares que constituye la lámina nuclear, que ayuda al núcleo a conservar su forma e interviene en los procesos de formación y desaparición de la envoltura nuclear. La membrana nuclear externa se continúa con la membrana del retículo endoplasmático. En algunos lugares, las dos membranas se fusionan, dejando una región desprovista de membrana, que se denomina poro nuclear. Los poros nucleares poseen una compleja estructura denominada complejo de poro nuclear. Se trata de una gran cantidad de orificios que se distribuyen por toda la envoltura nuclear. Los poros nucleares permiten el intercambio de moléculas entre el núcleo y el citoplasma.

2. Nucleoplasma

Es el medio interno del núcleo. Es una dispersión coloidal en forma de gel, compuesta por agua, sales disueltas, por nucleótidos de ARN y de ADN y por proteínas relacionadas con la síntesis y empaquetamiento de los ácidos nucleicos. Se distingue en su interior una masa de aspecto granuloso que se denomina cromatina. En el nucleoplasma se producen los procesos de síntesis del ARN y la replicación del ADN.

3. Cromatina

Representa el genoma de las células eucariotas. Se forma a partir de los cromosomas que se descondensan cuando finaliza la división del núcleo. El ADN humano contiene 6 mil millones de pares de bases de nucleótidos. Estas cadenas tienen que ser almacenadas. Por eso, las grandes moléculas de ADN están muy empaquetadas en el núcleo celular, ocupando así menos espacio, lo que constituye la estructura terciaria del ADN. En las células eucariotas, el ADN se encuentra en el núcleo asociado a ciertas proteínas: nucleoproteínas, formando la cromatina.

La cromatina está constituida por ADN y proteínas. Las proteínas pueden ser de dos tipos: histonas y no histonas. Las histonas son proteínas de bajo peso molecular y de carácter químico muy básico. Las proteínas no histónicas son mucho más abundantes y muchas de ellas son enzimas. La cromatina está formada por una serie de fibras adosadas unas a otras que reciben el nombre de fibras cromatínicas. Cada fibra cromatínica aislada presenta el aspecto de un collar de perlas. A cada cuenta con forma esférica se le denomina nucleosoma. Esta estructura se corresponde con un primer nivel de empaquetamiento del ADN. La fibra de la cromatina tiene una estructura plegada en forma de solenoide, que se corresponde con un segundo nivel de empaquetamiento. En el siguiente nivel de empaquetamiento, cada fibra se volvería a enrollar formando bucles. Estos bucles se estabilizan gracias a la interacción con proteínas que forman un andamio proteico, de nuevo se pliegan fuertemente y dan lugar a una espiral de cromatina muy condensada que origina un cromosoma. Se pueden distinguir dos tipos de cromatina:

• Heterocromatina: aspecto denso y altamente concentrado. Representa aproximadamente el 90% del total de la cromatina. Puede ser de dos tipos: constitutiva, la que se mantiene condensada en todas las células del organismo y no se transcribe, y la facultativa, que se corresponde con un conjunto de genes que se inactivan durante la diferenciación celular. La heterocromatina es cromatina inactiva desde el punto de vista genético, pues no interviene en los procesos de transcripción de ADN a ARN.
• Eucromatina: representa alrededor del 10% del total de la cromatina. Presenta un bajo nivel de plegamiento e interviene en los procesos de transcripción de ADN a ARN, lo que la convierte en cromatina activa desde el punto de vista genético.

4. Nucleolo

Es un corpúsculo esférico carente de membrana que se encuentra en el interior del núcleo. Es el lugar donde se produce la fabricación de los ribosomas. Se observa solo durante la interfase porque desaparece durante la división celular. Cuando los cromosomas se desespiralizan para constituir un nuevo núcleo, se vuelve a formar. Se distinguen dos zonas:

• Zona fibrilar: contiene unas regiones organizadores nucleolares, en las que se encuentran genes que codifican el ARN ribosómico.
• Zona granular: formada por ADN ribosómico que forman parte de las subunidades ribosómicas. Estas subunidades salen por los poros nucleares al citosol y solo se ensamblan en el momento de la síntesis de proteínas.