La célula es la unidad elemental de los organismos vivos en la Tierra y tiene una organización química compleja de estructuras llamadas orgánulos. Estos incluyen el nucléolo, cuya estructura y funciones estudiaremos en este artículo.
Características de los núcleos eucariotas
Las células nucleares contienen orgánulos redondeados sin membrana, más densos que el carioplasma, y llamados nucléolos o nucléolos. Fueron descubiertos en el siglo XIX. Ahora los nucléolos se estudian bastante a fondo gracias a la microscopía electrónica. Casi hasta los años 50 del siglo XX, no se determinaron las funciones de los nucléolos, y los científicos consideraron este orgánulo, más bien, como un reservorio de sustancias de reserva utilizadas durante la mitosis.
La investigación moderna ha establecido que el organoide incluye gránulos de naturaleza nucleoproteica. Además, los experimentos bioquímicos han confirmado que el orgánulo contiene una gran cantidad de proteínas. Son ellos quienes determinan su alta densidad. Además de proteínas, el nucléolo contiene ARN y una pequeña cantidad de ADN.
Ciclo celular
Es interesante que en la vida de una célula, que consta deperíodo de reposo (interfase) y división (meiosis - en el sexo, mitosis - en las células somáticas), los nucleolos no se conservan permanentemente. Entonces, en la interfase, el núcleo con el nucléolo, cuyas funciones son la preservación del genoma y la formación de orgánulos sintetizadores de proteínas, están necesariamente presentes. Al comienzo de la división celular, es decir, en la profase, desaparecen y se vuelven a formar solo al final de la telofase, permaneciendo en la célula hasta la siguiente división o hasta la apoptosis - su muerte.
Organizador nuclear
En los años 30 del siglo pasado, los científicos descubrieron que la formación de nucleolos está controlada por ciertas secciones de algunos cromosomas. Contienen genes que almacenan información sobre la estructura y funciones del nucléolo en la célula. Existe una correlación entre el número de organizadores nucleolares y los propios organelos. Por ejemplo, la rana con garras contiene en su cariotipo dos cromosomas formadores de nucleolos y, en consecuencia, hay dos nucléolos en los núcleos de sus células somáticas.
Dado que las funciones del nucléolo, así como su presencia, están estrechamente relacionadas con la división celular y la formación de ribosomas, los propios orgánulos están ausentes en tejidos cerebrales altamente especializados, sangre y también en los blastómeros de un cigoto aplastante.
Amplificación de nucleótidos
En la etapa sintética de la interfase, junto con la autoduplicación del ADN, hay una replicación excesiva del número de genes de ARNr. Dado que las funciones principales del nucléolo son la producción de ribosomas, el número de estos orgánulos aumenta considerablemente debido a la síntesis excesiva de loci de ADN que transportan información sobre el ARN. Nucleoproteínas no asociadas conlos cromosomas comienzan a funcionar de forma autónoma. Como resultado, se forman muchos nucleolos en el núcleo, distanciándose de los cromosomas formadores de nucleolos. Este fenómeno se llama amplificación del gen rRNA. Continuando con el estudio de las funciones del nucléolo en la célula, notamos que su síntesis más activa ocurre en la profase de la división de reducción de la meiosis, como resultado de lo cual los ovocitos de primer orden pueden contener varios cientos de nucléolos.
La importancia biológica de este fenómeno queda clara, dado que en las primeras etapas de la embriogénesis: trituración y explosión, se necesita una gran cantidad de ribosomas para sintetizar el principal material de construcción: la proteína. La amplificación es un proceso bastante común, ocurre en la ovogénesis de plantas, insectos, anfibios, levaduras y también en algunos protistas.
Composición histoquímica del orgánulo
Continuemos el estudio de las células eucariotas y sus estructuras, y consideremos el nucléolo, cuya estructura y funciones están interconectadas. Se establece que contiene tres clases de elementos:
- Nucleonema (formaciones filamentosas). Son heterogéneos y contienen fibrillas y bultos. Al ser parte de las células vegetales y animales, los nucleonemas forman centros fibrilares. La estructura citoquímica y las funciones del nucléolo también dependen de la presencia de una matriz en él, una red de moléculas de proteína de soporte de la estructura terciaria.
- Vacuolas (áreas claras).
- Gránulos granulares (nucleolinas).
Desde el punto de vista del análisis químico, este orgánulo está compuesto casi en su totalidad por ARN y proteínas, yEl ADN se encuentra solo en su periferia, formando una estructura en forma de anillo: la cromatina perinucleolar.
Entonces, hemos establecido que el nucléolo consta de cinco formaciones: centros fibrilares y granulares, cromatina, retículo proteico y un componente fibrilar denso.
Tipos de nucleolos
La estructura bioquímica de estos orgánulos depende del tipo de células en las que están presentes, así como de las características de su metabolismo. Hay 5 tipos estructurales principales de nucléolo. El primero, reticular, es el más común y se caracteriza por una abundancia de material fibrilar denso, grumos de nucleoproteínas y nucleones. El proceso de reescribir la información de los organizadores nucleolares es muy activo, por lo que los centros fibrilares son poco visibles en el campo de visión del microscopio.
Dado que las principales funciones del nucléolo en la célula son la síntesis de subunidades ribosómicas, a partir de las cuales se forman los orgánulos sintetizadores de proteínas, el tipo de organización reticular es inherente tanto a las células vegetales como a las animales. El tipo de nucleolo en forma de anillo se encuentra en las células del tejido conectivo: linfocitos y endoteliocitos, en los que los genes de ARNr prácticamente no se transcriben. Los nucléolos residuales se producen en células que han perdido por completo la capacidad de transcribir, como los normoblastos y los enterocitos.
La especie segregada es inherente a las células que han experimentado intoxicación con carcinógenos, antibióticos. Y, finalmente, el tipo compacto del nucléolo se caracteriza por muchos centros fibrilares y una pequeña cantidad denucleonem.
Matriz nucleolar proteica
Continuemos el estudio de la estructura interna de las estructuras del núcleo y determinemos cuáles son las funciones del nucléolo en el metabolismo celular. Se sabe que alrededor del 60% de la masa seca de este orgánulo corresponde a las proteínas que componen la cromatina, las partículas ribosómicas y también a las propias proteínas nucleolares. Detengámonos en ellos con más detalle. Algunas de las proteínas están involucradas en el procesamiento: la formación de ARN ribosómico maduro. Estos incluyen la ARN polimerasa 1 y la nucleasa, que eliminan los tripletes adicionales de los extremos de la molécula de ARNr. La proteína fibrilarina se encuentra en el componente fibrilar denso y, al igual que la nucleasa, lleva a cabo el procesamiento. Otra proteína es la nucleolina. Junto con la fibrilarina, se encuentra en el PFC y FC de los nucléolos y en los organizadores nucleolares de los cromosomas de la profase de la mitosis.
Un polipéptido como la nucleofosina se encuentra en la zona granular y el componente fibrilar denso, participa en la formación de ribosomas a partir de las subunidades 40 S y 60 S.
¿Cuál es la función del nucléolo?
La síntesis del ARN ribosomal es la principal tarea que debe realizar el nucléolo. En este momento, la transcripción ocurre en su superficie (es decir, en los centros fibrilares) con la participación de la enzima ARN polimerasa. En este organizador nucleolar se sintetizan cientos de preribosomas, llamados glóbulos de ribonucleoproteína. Forman subunidades ribosómicas, que salen del carioplasma a través de los poros nucleares y acaban en el citoplasma de la célula. La subunidad pequeña 40S se une al ARN mensajero y solo luego a ellos.se adjunta la subunidad grande 40S. Se forma un ribosoma maduro, capaz de llevar a cabo la traducción, la síntesis de proteínas celulares.
En este artículo, estudiamos la estructura y funciones del nucléolo en células vegetales y animales.
