4.7A: El núcleo y los ribosomas

Encontrado dentro de las células eucariotas, el núcleo contiene el material genético que determina toda la estructura y función de esa célula.

Objetivos de aprendizaje

• Explicar el propósito del núcleo en células eucariotas

Puntos Clave

• El núcleo contiene el ADN de la célula y dirige la síntesis de ribosomas y proteínas.
• Encontrado dentro del nucleoplasma, el nucleolo es una región condensada de la cromatina donde se produce la síntesis de ribosomas.
• La cromatina consiste en ADN envuelto alrededor de proteínas histonas y se almacena dentro del nucleoplasma.
• Los ribosomas son grandes complejos de proteínas y ácido ribonucleico (ARN) responsables de la síntesis de proteínas cuando se transcribe el ADN del núcleo.

Términos Clave

• histona: cualquiera de las diversas proteínas simples solubles en agua que son ricas en los aminoácidos básicos lisina y arginina y están complejadas con ADN en los nucleosomas de la cromatina eucariota
• nucleolo: un cuerpo conspicuo, redondeado, no unido a la membrana dentro del núcleo de una célula
• cromatina: un complejo de ADN, ARN y proteínas dentro del núcleo celular del cual los cromosomas se condensan durante la división celular

El Núcleo

Una de las principales diferencias entre las células procariotas y eucariotas es el núcleo. Como se discutió anteriormente, las células procariotas carecen de un núcleo organizado, mientras que las células eucariotas contienen núcleos unidos a membrana (y orgánulos) que albergan el ADN de la célula y dirigen la síntesis de ribosomas y proteínas.

El núcleo almacena la cromatina (ADN más proteínas) en una sustancia similar a un gel llamada nucleoplasma. Para entender la cromatina, es útil considerar primero los cromosomas. La cromatina describe el material que conforma los cromosomas, que son estructuras dentro del núcleo que están compuestas por ADN, el material hereditario. Quizás recuerdes que en los procariotas, el ADN se organiza en un solo cromosoma circular. En los eucariotas, los cromosomas son estructuras lineales. Cada especie eucariota tiene un número específico de cromosomas en los núcleos de las células de su cuerpo. Por ejemplo, en los humanos, el número de cromosomas es 46, mientras que en las moscas de la fruta, es de ocho. Los cromosomas sólo son visibles y distinguibles entre sí cuando la célula se está preparando para dividirse. Para organizar la gran cantidad de ADN dentro del núcleo, las proteínas llamadas histonas se unen a los cromosomas; el ADN se envuelve alrededor de estas histonas para formar una estructura que se asemeja a perlas en una cuerda. Estos complejos proteína-cromosoma se llaman cromatina.

Figura: El ADN está altamente organizado: Esta imagen muestra diversos niveles de la organización de la cromatina (ADN y proteína). A lo largo de los hilos de cromatina, complejos proteína-cromosoma desenrollados, encontramos ADN envuelto alrededor de un conjunto de proteínas histonas.

Figura: El núcleo almacena el material hereditario de la célula: El núcleo es el centro de control de la célula. El núcleo de las células vivas contiene el material genético que determina toda la estructura y función de esa célula.

El nucleoplasma es también donde encontramos el nucleolo. El nucleolo es una región condensada de la cromatina donde se produce la síntesis de ribosomas. Los ribosomas, grandes complejos de proteínas y ácido ribonucleico (ARN), son los orgánulos celulares responsables de la síntesis de proteínas. Reciben sus “órdenes” de síntesis proteica desde el núcleo donde se transcribe el ADN en ARN mensajero (ARNm). Este ARNm viaja a los ribosomas, los cuales traducen el código proporcionado por la secuencia de las bases nitrogenadas en el ARNm en un orden específico de aminoácidos en una proteína.

Figura: Los ribosomas son responsables de la síntesis de proteínas: Los ribosomas están formados por una subunidad grande (parte superior) y una subunidad pequeña (parte inferior). Durante la síntesis de proteínas, los ribosomas ensamblan aminoácidos en proteínas.

Por último, el límite del núcleo se llama la envoltura nuclear. Consta de dos bicapas de fosfolípidos: una membrana externa y una interna. La membrana nuclear es continua con el retículo endoplásmico, mientras que los poros nucleares permiten que las sustancias entren y salgan del núcleo.