La célula es el componente organizacional y funcional fundamental en los seres vivos, siendo la construcción natural más simple que incluye todas las propiedades asignadas a la vida. De hecho, algunos organismos consisten en una sola célula.
La característica visual y funcional más sobresaliente de una célula típica es su núcleo.
La mejor analogía del núcleo celular es que, al menos en < em> eucariotas
, es el "cerebro" de la célula. de la misma manera que un cerebro literal es el centro de control del animal padre.
En procariotas Protección de la fortaleza: el núcleo es uno de los muchos orgánulos (en francés, "pequeño órgano") que se encuentra en las células eucariotas. Todas las células están unidas a la membrana por una doble membrana, generalmente llamada célula membrana El núcleo es normalmente el orgánulo más prominente cuando se ve una célula debajo un microscopio, y es indudablemente preeminente en términos de importancia de la función. Así como el cerebro de un animal, aunque cuidadosamente protegido en un espacio físico lo más seguro posible, tiene que comunicarse con el resto del cuerpo. De varias maneras, el núcleo bien protegido intercambia material con el resto de la célula a través de una variedad de mecanismos. Mientras que el cerebro humano tiene la suerte de estar protegido por un cráneo óseo, el núcleo depende de una envoltura nuclear para protección. Dado que el núcleo está dentro de una estructura que está protegida del mundo externo por una membrana celular (y en el caso de plantas y algunos hongos, una pared celular), las amenazas específicas al núcleo deberían sea mínimo. Conozca th e Equipo de seguridad nuclear: la envoltura nuclear tiene las características de una doble membrana plasmática, como la que rodea a todos los orgánulos. Contiene aberturas llamadas poros nucleares, a través de los cuales se pueden intercambiar sustancias con el citoplasma celular de acuerdo con requisitos de tiempo. Estos poros controlan activamente el transporte de moléculas más grandes, como proteínas, dentro y fuera del núcleo propiamente dicho. Sin embargo, las moléculas más pequeñas, como el agua, los iones (p. Ej., Calcio) y los ácidos nucleicos como el ácido ribonucleico (ARN) y el trifosfato de adenosina (ATP, una fuente de energía), pueden pasar libremente de un lado a otro a través de los poros. De esta manera, la envoltura nuclear en sí misma, además de su contenido, contribuye a la regulación de la información transmitida desde el núcleo al resto de la célula. El negocio del gobierno nuclear: el núcleo contiene desoxirribonucleico ácido (ADN) empaquetado en cadenas moleculares en espiral llamadas cromatina. Esto funciona como el material genético de la célula, y la cromatina se divide en humanos en 46 unidades emparejadas llamadas cromosomas. Cada cromosoma en realidad no es más que una cadena extremadamente larga de ADN junto con una gran cantidad de proteínas llamadas histonas Finalmente, el núcleo también contiene uno o más nucleolos Esta es una condensación de ADN que codifica la organización Anelles conocidos como ribosomas. Los ribosomas, a su vez, son responsables de la fabricación de casi todas las proteínas en el cuerpo. Bajo un microscopio, el nucleolo aparece oscuro en relación con su entorno. Como se señaló, la molécula fundamental de la cromatina y los cromosomas en el núcleo, y por lo tanto la molécula básica de información genética , es ADN. El ADN consiste en monómeros llamados nucleótidos, cada uno de los cuales tiene tres subunidades Por lo tanto, un nucleótido único contiene un fosfato unido a desoxirribosa, que está unido en su lado opuesto a cualquier base nitrogenada que esté presente. Los nucleótidos se denominan, lógicamente, por la base nitrogenada que contienen (por ejemplo, A, C, G o T). Finalmente, el fosfato de un nucleótido se une a la desoxirribosa del siguiente, creando así un largo cadena o cadena de ADN. Poner el ADN en forma: sin embargo, en la naturaleza, el ADN no es monocatenario sino bicatenario Esto tiene una variedad de implicaciones funcionales, una de las cuales es que si la secuencia de los nucleótidos en una cadena de ADN es conocido, se puede deducir la secuencia de la cadena a la que puede unirse. En base a esta relación, en el ADN de doble cadena, una cadena es complementaria El ADN de doble cadena es, cuando no está perturbado por factores externos, en forma de doble hélice. . Esto significa que las hebras unidas complementarias están unidas por enlaces entre sus bases nitrogenadas, formando algo así como una escalera, y que los extremos de esta construcción en forma de escalera están torcidos en direcciones opuestas entre sí. Si has visto una escalera de caracol, has visto en cierto sentido lo que se parece a una doble hélice de ADN. Sin embargo, en el núcleo, el ADN está muy apretado; de hecho, para funcionar en una célula animal, cada célula debe contener suficiente ADN para alcanzar un asombroso 6 pies si se estira de extremo a extremo. Esto se logra mediante la formación de cromatina. Cromatina, el experto en eficiencia celular: la cromatina consiste en ADN y proteínas llamadas histonas. Las porciones que contienen ADN solo se alternan con secciones que contienen ADN envuelto alrededor de las histonas. Los componentes de la histona en realidad consisten en octetos, o grupos de ocho. Estas ocho subunidades vienen en cuatro pares. Cuando el ADN se encuentra con estos octetos de histona, se envuelve alrededor de las histonas como un hilo que se enrolla alrededor de un carrete. El complejo resultante de ADN-histona se llama nucleosoma. Los nucleosomas se enrollan en estructuras llamadas solenoides La cromatina de los humanos se divide en 46 piezas distintas, que son los cromosomas. Todos obtienen 23 cromosomas de cada padre. 44 de estos 46 cromosomas están numerados y emparejados, de modo que todos obtienen dos copias del cromosoma 1, dos del cromosoma 2 y así sucesivamente hasta 22. Los cromosomas restantes son los cromosomas sexuales. Un hombre tiene una X y un cromosoma Y, mientras que una mujer tiene dos cromosomas X. 23 se considera el número haploide en humanos, mientras que 46 se denomina número diploide. Con la excepción de las células llamadas gametos, todas las células de una persona contienen un número diploide de cromosomas, una única copia completa de los cromosomas heredados de cada padre. La cromatina en realidad viene en dos tipos, heterocromatina La eucromatina está menos estrechamente agrupada, y por lo general se transcribe. La disposición más flexible de la eucromatina hace que sea más fácil para las moléculas que participan en la transcripción acceder de cerca al ADN. La transcripción, el proceso mediante el cual el ADN se utiliza para crear una molécula de ARN mensajero (ARNm), tiene lugar en el núcleo. Este es el primer paso en el llamado "dogma central" de la biología molecular: El ADN se transcribe para formar ARNm mensajero, que luego se traduce en proteínas. El ADN contiene los genes, que son simplemente longitudes únicas de ADN que codifican proteínas dadas. La síntesis final del producto proteico es lo que los científicos quieren decir cuando mencionan la expresión génica . Al comienzo de la transcripción, la doble hélice de ADN en la región a transcribir se desenrolla parcialmente, dando como resultado una burbuja de transcripción. En este punto, las enzimas y otras proteínas que contribuyen a la transcripción han migrado a la región. Algunos de estos se unen a una secuencia de nucleótidos de ADN llamada promotor La respuesta en el sitio del promotor determina si el gen "aguas abajo" se transcribirá o si se ignorará. El ARN mensajero se ensambla a partir de nucleótidos, que son los mismos que los que se encuentran en el ADN, excepto por dos características: el azúcar es ribosa en lugar de desoxirribosa y la base nitrogenada uracilo (U) reemplaza a la timina. Estos nucleótidos se unen para crear una molécula que es casi idéntica a la cadena complementaria del ADN utilizada como plantilla para la transcripción. Por lo tanto, una cadena de ADN con la secuencia de bases ATCGGCT tendría una cadena de ADN complementaria de TAGCCGA y un producto de transcripción de ARNm de UAGCCGU. Una vez el ARNm se ha transcrito completamente, se aleja del ADN sobre el que se ensambló. Luego se somete a un empalme, que elimina las porciones de ARNm que no codifican proteínas ( intrones Eventualmente, se encontrará con un ribosoma, y el código que lleva en la forma de su secuencia de bases se traducirá en una proteína particular. La mitosis es el proceso de cinco fases (algunas fuentes antiguas enumeran cuatro fases) por el cual una célula replica su ADN, lo que significa replicar sus cromosomas y las estructuras asociadas con ellos, incluido el núcleo. Al comienzo de la mitosis, los cromosomas, que hasta este punto en el ciclo de vida de la célula se han asentado más o menos en el núcleo, se condensan mucho más, mientras que el nucleolo hace lo contrario y se vuelve más difícil de visualizar; Durante la segunda de las cinco etapas básicas de la mitosis, llamada prometafase La disolución de la envoltura nuclear se controla mediante la adición y eliminación de grupos fosfato a las proteínas dentro del núcleo. Estas fosforilación Las reacciones de desfosforilación y están reguladas por enzimas llamadas quinasas La membrana nuclear que forma la envoltura se reduce a una variedad de pequeñas vesículas membranosas, y las Los poros que habían estado presentes en la envoltura nuclear se separan. Recuerde que estos no son simples agujeros en la envoltura, sino canales que están regulados activamente para evitar que ciertas sustancias simplemente entren y salgan del núcleo de forma descontrolada. manera. Durante telofase
, que no tienen núcleos, el material genético se encuentra en un grupo suelto característico en el citoplasma de la célula. Mientras que algunas células eucariotas son anucleadas (p. Ej., Glóbulos rojos), la mayoría de las células humanas contienen uno o más núcleos que almacenan información, envían comandos y realizan otras funciones celulares "superiores".
La estructura del núcleo
; todos los orgánulos también tienen una doble membrana plasmática que separa el orgánulo del citoplasma, la sustancia gelatinosa que constituye la mayor parte de la masa del interior de una célula.
.
( singular nucleolus
).
Información genética del núcleo
: un azúcar de cinco carbonos llamado desoxirribosa, un grupo fosfato
y una base nitrogenada
. Las secciones de azúcar y fosfato de la molécula son invariables, pero la base nitrogenada viene en cuatro tipos: adenina (A), citosina (C), guanina (G) y timina (T).
. Esto ocurre mediante la unión entre bases nitrogenadas de cadenas adyacentes. Críticamente, los tipos de enlaces que se pueden formar en esta disposición están limitados a AT y CG.
la otra.
, que se enrollan en otras estructuras y así sucesivamente; esta exquisita estratificación de enrollamiento y empaquetamiento es lo que finalmente permite que tanta información genética se condense en un espacio tan pequeño.
y euchromatin
. La heterocromatina está muy compacta incluso según los estándares de la cromatina en general, y su ADN generalmente no se transcribe en ARN que codifica un producto proteico funcional.
••• Sciencing Gene Expression and the Nucleus
.
, como se les llama, asociados con ellos. Pero_ cada codón invariablemente codifica el mismo aminoácido_.
) mientras dejando intactos los segmentos de codificación de proteínas ( exones
). Este ARNm procesado deja el núcleo del citoplasma.
División Celular y el núcleo
, la envoltura nuclear desaparece.
.
, y cuando la envoltura se disuelve, las laminas se despolimerizan y en su lugar existen brevemente como dímeros
o grupos de dos subunidades.
, el paso final en la mitosis, se forman dos nuevas envolturas nucleares alrededor de los dos conjuntos de cromosomas hijos, y la célula entera se divide en el proceso de citocinesis para completar la división celular.
