Núcleo celular

Definición

El núcleo celular es el compartimento de las células eucariotas en el que se encuentra la mayor parte del material genético o ADN. De hecho, eucariota proviene del griego y significa «que tiene núcleo verdadero»; es decir, delimitado por una membrana.

En las células procariotas, el material genético está inmerso en el citoplasma debido a la ausencia de un núcleo. En ellas, la región donde se ubica la molécula de ADN circular se denomina nucleoide.

Generalmente, todas las células eucariotas tienen un núcleo que ocupa el 10 % de su volumen. Sin embargo, hay células que lo pierden, como los glóbulos rojos maduros; células que tienen dos núcleos, como algunos hepatocitos; y células que tienen muchos núcleos, como las fibras musculares.

Características

El núcleo celular es el compartimento distintivo de las células eucariotas, además del resto de los orgánulos. Como tal, presenta las siguientes características:

• Se encuentra inmerso en el citoplasma de las células eucariotas y separado de este por una envoltura nuclear.
• Contiene el genoma principal de la célula. Si bien hay material genético dentro de las mitocondrias y los plástidos, lo hay en menor cantidad.
• Es el lugar más importante en cuanto a la síntesis de ADN (a través de la replicación) y de ARN (a través de la transcripción).
• Es capaz de desarmarse al momento de la división celular y rearmarse en cada célula hija.

Estructura y partes

El núcleo celular está delimitado por una envoltura formada por dos membranas concéntricas. Cada membrana de esta envoltura es una bicapa lipídica, semejante a la que conforma la membrana plasmática.

En las bacterias, la única molécula de ADN está unida a una zona de la cara interna de la membrana plasmática. Por lo tanto, es posible que la doble envoltura nuclear de las células eucariotas se haya originado por una invaginación de la membrana plasmática bacteriana.

A lo largo de la envoltura hay pequeños poros que conectan el interior del núcleo, llamado nucleoplasma, con el citoplasma celular. Esto hace que haya una continuidad entre el citoplasma y el nucleoplasma.

A través de los poros pasan distintas moléculas: algunas van desde el interior del núcleo hacia el citoplasma, como los ARNm (mensajeros), los ARNt (de transferencia) y las subunidades ribosomales; mientras que otras pasan desde el citoplasma hacia el nucleoplasma, como las proteínas histonas y las ARN y ADN polimerasas.

La membrana nuclear externa está conectada con la membrana del retículo endoplasmático, formando un continuo. Y en la membrana interna hay una capa de proteínas específicas que constituyen la lámina nuclear. Esta participa de la desorganización y reorganización de la envoltura nuclear durante la profase y la telofase, respectivamente. Además, la lámina nuclear funciona como soporte para el ADN y los poros nucleares.

Dentro del núcleo, en el nucleoplasma, se encuentra el ADN. En las células eucariotas, las moléculas de ADN son lineales (en comparación con los procariotas que tienen una molécula circular de ADN) y están unidas a proteínas especiales llamadas histonas. Cada molécula de ADN junto con sus histonas constituye un cromosoma.

Los cromosomas de una célula se visibilizan al microscopio como unidades independientes cuando la célula está a punto de dividirse. Esto ocurre porque el ADN se superenrolla en sus histonas, es decir, se condensa. Sin embargo, cuando la célula no está en proceso de división, el material genético se encuentra de forma laxa y se observa como una maraña de hilos. En este momento adquiere el nombre de cromatina.

En el núcleo celular se reconoce también el nucleolo, que es una región donde se sintetiza el ARNr (ribosomal) y se construyen las subunidades de los ribosomas. Generalmente hay dos nucleolos por núcleo. Al examinar un núcleo celular al microscopio electrónico, estas regiones se observan más conspicuas, con gránulos y filamentos de cromatina.

Función

La función del núcleo celular consiste en albergar el material genético de la célula y aislarlo del citoplasma y del resto de los orgánulos. De esta manera, el ADN se encuentra protegido.

Dentro del núcleo ocurre la replicación del ADN para la posterior división celular y la transcripción de múltiples genes que codifican para proteínas, ARNr o ARNt. Esto es posible gracias al accionar de distintas enzimas que actúan dentro del núcleo, como las polimerasas, las helicasas y las topoisomerasas.