Núcleo celular. Ácidos nucleicos

Transcripción

1 Núcleo celular El núcleo celular es un cuerpo grande (10 % tamaño celular), frecuentemente esférico y, por lo común, es la estructura más voluminosa dentro de las células eucariotas. Está rodeado por la envoltura nuclear, constituida por dos membranas. Estas membranas están separadas entre sí por un espacio llamado perinuclear y a intervalos se unen constituyendo poros ( canales ) con los que el contenido nuclear se comunica y se relaciona con el citoplasma celular. Los componentes del núcleo, además de la membrana nuclear, son los siguientes: - Material genético: es el ADN, es una molécula lineal asociada a proteínas específicas, las histonas. Cuando una célula no se está dividiendo, el ADN se ve como una maraña de hilos delgados llamados cromatina. Cuando la célula se está dividiendo las moléculas de ADN se enroscan alrededor de las proteínas histónicas y se condensan constituyendo los cromosomas, haciéndose visibles. - Nucleolo: en general existen dos nucleolos por núcleo aunque solo uno sea visible están formados por un conjunto de gránulos y fibras (formadas por cromatina, ARN ribosómico), son el sitio donde se construyen las subunidades que constituyen los ribosomas. - Jugo nuclear: sustancia líquida, similar en composición al citoplasma celular, en la que se encuentran suspendidos los nucleolos y el ADN. Este jugo es rico en nucleótidos, subunidades que le permitirán a las células sintetizar ácidos nucleicos (ADN, ARN). Las funciones del núcleo pueden resumirse en dos principales: - Lleva información hereditaria que determina si un tipo particular de célula se desarrollará en un tipo u otro de organismo, pero no en cualquier organismo sino en uno semejante al padre o a los padres. Cada vez que una célula se divide, esta información pasa a las nuevas células. - Controla la actividad celular, la regula en forma permanente (información para síntesis de enzimas), asegurando que las moléculas que ella requiere se sinteticen o se degraden en la cantidad y tipo necesarios. Ácidos nucleicos ADN y ARN: Las características de un organismo y las reacciones que hacen posible su funcionamiento dependen de las proteínas que produce. Cuáles son y en que proporción se fabrican esas proteínas está determinado por el material genético que hay en las células. Se llama material genético a una molécula conocida con el nombre de Ácido Desoxirribonucleico (ADN). Cada fragmento de ADN contiene la información (código)

2 para producir una proteína en particular, y se llama gen (unidad de información genética). Las diferencias entre organismos de la misma especie están dadas por las diferentes secuencias de nucleótidos que constituyen su ADN, dándole a cada uno características particulares, únicas y diferentes a otros individuos, incluso de su descendencia. El ADN es una macromolécula que se forma a partir de la polimerización de subunidades llamadas nucleótidos (monómeros); los nucleótidos están formados por una base nitrogenada, un azúcar pentosa, la desoxirribosa, y un grupo fosfato. azúcar pentosa base nitrogenada nucleótido grupo fosfato Solo existen cuatro bases nitrogenadas (anillos heterocíclicos compuestos por CHN) dos purinas (C 5 H 4 N 4 ), adenina y guanina, y dos pirimidinas (C 5 H 4 N 2 ), citocina y timina. Estas bases nitrogenadas forman cuatro nucleótidos diferentes. Se fabrican miles de proteínas distintas, es decir que la cantidad de nucleótidos que integran un gen y el orden en que se unen determinan las diferentes proteínas que se sintetizan. El ADN es un polímero de nucleótidos, constituido por dos cadenas lineales helicoidales enfrentadas por sus bases nitrogenadas y unidas por puentes de hidrógeno entre sí. Las bases nitrogenadas son complementarias, siempre se van a unir una base pirimídica con una púrica, por eso los únicos apareamientos posibles son C - G y A - T. Esquema de molécula de ADN: C G A G T C T A

3 Replicación del ADN: Una propiedad esencial del material genético es su capacidad para hacer copias exactas de sí mismo. Para su replicación la molécula de ADN se abre por el medio, separándose sus bases nitrogenadas complementarias al nivel de los puentes de hidrógeno. A medida que las dos cadenas se separan actúan como moldes o guías; cada una de esas cadenas dirige la síntesis de una nueva cadena complementaria a lo largo de toda su extensión, utilizando materias primas presentes en el núcleo celular. A este tipo de replicación del material genético se lo llama replicación semiconservativa porque se conserva una de las dos cadena y la otra es de neo formación, es decir, cada cadena vieja constituye el molde para la producción de una nueva. Ácido Ribonucleico (ARN): Además del ADN existe en las células otro ácido nucleico que es el Ácido Ribonucleico (ARN), La función del ARN es traducir la información presente en el ADN para la fabricación de proteínas. El ARN esta constituido por una única cadena (cadena simple) o polímeros de nucleótidos, a diferencia del ADN, el azúcar es la ribosa y la base nitrogenada timina es reemplazada por el uracilo, el grupo fosfato se mantiene. En el proceso de reproducción los progenitores transmiten a sus descendientes una copia de su material genético y con él sus características, que éstos heredaran. La información genética tiene la función fundamental de dirigir las actividades celulares porque es la que porta el código para sintetizar todas las proteínas que se requieren en las células para llevar a cabo las funciones vitales.

4 Cromatina y cromosomas Se llama material genético a una molécula conocida con el nombre de Ácido Desoxirribonucleico (ADN). Cada fragmento de ADN contiene la información (código) para producir una proteína en particular, y se le llama gen (unidad de información genética). Las diferencias entre organismos de la misma especie están dadas por las diferentes secuencias de nucleótidos que constituyen su ADN, dándole a cada uno características particulares, únicas y diferentes a otros individuos, incluso de su descendencia. El material genético dentro del núcleo celular se puede presentar como cromatina o como cromosomas según el momento del ciclo celular en que se encuentre la célula en cuestión. Si la célula está en interfase el ADN se presenta como cromatina y si está en división se presenta como cromosomas condensados. La molécula de ADN antes de que la célula se divida se condensa (compacta), la cromatina y los cromosomas representan distintos niveles de condensación del ADN. Cromatina: el ADN se presenta como hebras o filamentos finos laxos, desenrollados y entrelazados (al microscopio no se pueden diferenciar entre sí las diferentes moléculas de ADN). Esta forma de presentarse el material genético facilita la duplicación del mismo durante la interfase (se está preparando para dividirse). Cromosomas: cuando la célula entra en la etapa de división celular las moléculas de ADN se condensan formando los cromosomas (cuerpos coloreados, con pigmentos especiales). Cada molécula de ADN constituye un cromosoma, en esta etapa están duplicados. La condensación se debe a que la molécula de ADN se enrolla alrededor de las proteínas (histonas) a las que se encuentra asociado y luego se compacta. Cada cromosoma duplicado está formado por dos cromátidas hermanas unidas por una constricción central llamada centrómero. Los cromosomas no son iguales entre sí, cada uno de ellos se caracteriza por tener un tamaño determinado, el centrómero ubicado en un lugar determinado y por poseer una secuencia de genes propia

5 Si vieramos en mayor detalle cada uno de los niveles de condensación del ADN, observaríamos algo así: Cromosomas Cada cromosoma está formado por una molécula de ADN. Los cromosomas tienen una morfología característica pero no todos son iguales, están formados por las cromátidas y por un centrómero: En la imagen anterior se visualiza un cromosoma duplicado, es decir sus cromátidas se han duplicado y la información genética está repetida. Luego de la división celular las cromátidas se separan (línea punteada) quedando los cromosomas simples.

6 Tipos de cromosomas según su morfología, de acuerdo ala posición del centrómero y al largo de los brazos (cromátidas): Metacéntricos: El centrómero se localiza a mitad del cromosoma y los dos brazos presentan igual longitud. Submetacéntricos: La longitud de un brazo del cromosoma es algo mayor que la del otro. Acrocéntricos : Un brazo es muy corto (denominado p) y el otro largo (denominado q). Telocéntricos(d): Sólo se aprecia un brazo del cromosoma al estar el centrómero en el extremo. Cada cromosoma posee una secuencia de genes que le es propia, por lo tanto cada cromosoma presenta información diferente a la de los demás. Al conjunto de genes, o lo que es lo mismo, al conjunto de todos los cromosomas que componen una célula u organismo (toda la información genética que posee) se la conoce con el nombre de genoma. El proyecto del genoma humano consiste en mapear y secuenciar todo el genoma humano, es decir, determinar la secuencia completa de nucleótidos de los genes del ADN humano e identificar y localizar esos genes en los cromosomas

7 Cada organismo tiene un número de cromosomas característico de su especie. Estos cromosomas se presentan de a pares dentro del núcleo, es decir, que de cada modelo de cromosomas hay dos, un par. Cada uno de los miembros del par tiene información sobre los mismos caracteres. A éstos cromosomas se los denomina homólogos, cada miembro del par de cromosomas homólogos fue heredado de cada uno de los progenitores durante la reproducción sexual a través de los gametos. Cada homólogo del par se asemeja en tamaño, forma y en el tipo de información genética que posee. Ej: el ser humano tiene en sus células somáticas 46 cromosomas o 23 pares de cromosomas homólogos, en cada par hay un homólogo heredado de la madre y uno heredado del padre.

8 A la identificación y el ordenamiento de los pares de cromosomas homólogos de una especie se lo conoce como cariotipo de la especie; en el ser humano sería de 22 pares de cromosomas somáticos o autosomas (del par 1 al 22) y un par de cromosomas sexuales (el par 23). Al número de cromosomas de las células somáticas se lo conoce como número diploide, es decir, que están presentes en cada una de ellas los dos miembros de cada par de cromosomas homólogos (dotación doble). A éste número se lo conoce como 2 n (n: dotación simple). Al número de cromosomas de las células sexuales (gametas) se lo conoce como número haploide, es decir, que están representados en cada una de ellas un solo miembro de cada par de homólogos (un solo homólogo, dotación simple). A este número se lo conoce como número n. Cromosomas sexuales: El cariotipo humano es de 23 pares de cromosomas (46 cromosomas en total), 22 pares de autosomas y un par, el par 23, de cromosomas sexuales. Estos cromosomas determinan el sexo, hay dos variantes el cromosoma X y el cromosoma Y. Cuando el par presente en las células somáticas es XX el individuo es mujer, cuando el par presente en las células somáticas del individuo es XY es varón. Micrografía de cromosomas X e Y del ser humano

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