Núcleo y cromosomas en células eucariotas: estructura, función y tipos

Núcleo

Núcleo: es el orgánulo principal de la célula eucariota; contiene el genoma celular y en su interior tienen lugar la réplica del ADN y la síntesis del ARN. Puede encontrarse en dos estados diferentes: interfásico o mitótico.

1.1 Núcleo interfásico

En la célula animal ocupa la posición central y en la vegetal la posición excéntrica, debido a que las vacuolas muy desarrolladas lo desplazan junto a la pared celular. Hay diferentes partes:

Partes del núcleo

Membrana nuclear

Membrana nuclear: es la que delimita al núcleo y está formada por dos capas. La membrana nuclear externa tiene ribosomas en su cara citoplasmática y continúa con la membrana del retículo endoplásmico (RE), liso o rugoso. Existe comunicación directa entre el espacio perinuclear y la luz del RE. La membrana nuclear interna está cubierta por una red de fibras proteicas que proporciona soporte al núcleo y sirve como punto de anclaje para la cromatina.

Nucleoplasma

Nucleoplasma: es una matriz que ocupa todo el interior del núcleo y le proporciona soporte estructural. En él se encuentra la cromatina, sistemas enzimáticos, ribonucleoproteínas y diversas moléculas e iones.

La cromatina

Cromatina: se presenta en forma de grumos y fibrillas dispersos por el nucleoplasma. Cada fibrilla está formada por una molécula de ADN y muchas proteínas; las proteínas principales son las histonas y, en menor proporción, las no histónicas.

Tipos de cromatina

• Heterocromatina: es la forma más condensada de la cromatina interfásica y es transcripcionalmente inactiva.
• Eucromatina: cromatina más extendida y transcripcionalmente activa; es la más abundante en la interfase.

Nucléolo

Nucléolo: es una estructura esférica que carece de membrana y destaca en el núcleo interfásico. Suelen existir uno o dos por núcleo. El nucléolo aparece cerca de determinadas áreas de ciertos cromosomas que contienen fragmentos específicos del ADN y, durante la mitosis, el nucléolo desaparece.

Función del nucléolo

Función: en el nucléolo se sintetizan todos los tipos de ARN ribosómico (ARNr) excepto una pequeña porción 5S de la subunidad mayor, que se transcribe a partir de la eucromatina próxima a la envoltura nuclear. En el nucléolo se forman las subunidades de los ribosomas al unirse los ARNr con proteínas procedentes del citoplasma.

1.2 Núcleo en división

Durante la mitosis se produce la desorganización del núcleo. Los filamentos de la cromatina comienzan a sufrir enrollamientos sucesivos para formar cromosomas: al condensarse en estas estructuras gruesas, densas y cortas, el ADN se mueve a lo largo del huso mitótico sin enredarse ni romperse. Sin embargo, no puede ser transcrito, por lo que durante la duración de la división del núcleo no hay síntesis de ARN. Durante la mitosis el núcleo deja de existir como tal: el nucléolo desaparece, la envoltura nuclear se va desintegrando en vesículas independientes hasta que acaba por desaparecer, el contenido nuclear se libera en el citoplasma y los cromosomas se dispersan por éste.

Estructura de los cromosomas

Dos cromátidas

Dos cromátidas: son las mitades longitudinales del cromosoma, formadas cada una por una molécula de ADN. Son simétricas, paralelas entre sí e iguales.

Centrómero

Centrómero: es el estrechamiento que ocupa una posición variable y divide al cromosoma en dos fragmentos; mantiene unidas a las dos cromátidas hermanas.

Brazos

Brazos: son cada una de las porciones de idéntica o distinta longitud en que el centrómero divide al cromosoma.

Cinetocoros

Cinetocoros: son discos proteicos que se sitúan a ambos lados del centrómero en cada cromátida.

Satelito

Satélite: se presenta en algunas ocasiones y es una porción esférica situada en un extremo del cromosoma y separada del resto del brazo mediante una constricción secundaria.

Telómeros

Telómeros: son los extremos del cromosoma y evitan que dichos extremos sufran cambios estructurales.

Bandas

Bandas: son segmentos del cromosoma más o menos anchos que aparecen como franjas claras y oscuras, ya que se tiñen con distinta intensidad cuando se les someten a colorantes.

Clasificación de los cromosomas

• Metacéntricos: el centrómero se encuentra en la mitad del cromosoma, los brazos tienen la misma longitud y presentan forma de "V".
• Submetacéntricos: el centrómero ocupa una posición submedial, por lo que la longitud de un brazo es mayor que la del otro; presentan forma de "L".
• Acrocéntricos: el centrómero se sitúa cerca del extremo del cromosoma; los brazos tienen longitudes muy diferentes, uno muy largo y otro corto.