Es el organelo más grande, aprox. 5 micras. • Tiene dos membranas, separadas con un espacio de 10- 20 nm.
Es una de las estructuras más importantes de las células eucariotas, ya que contiene el material genético (ADN) y controla las actividades celulares a través de la regulación de la expresión génica.
Estructura del Núcleo
a) Membrana nuclear (envoltura nuclear):
Descripción: El núcleo está rodeado por una doble membrana llamada envoltura nuclear. Esta envoltura separa el contenido del núcleo del citoplasma.
Capas: Está compuesta por dos capas de fosfolípidos:
Membrana externa: A menudo está conectada al retículo endoplasmático rugoso (RER) y puede tener ribosomas adheridos.
Membrana interna: Se conecta a una estructura llamada lámina nuclear.
Poros nucleares: Existen perforaciones en la membrana llamadas poros nucleares. Estos poros permiten el intercambio selectivo de moléculas entre el núcleo y el citoplasma, como ARN y proteínas.
b) Nucleoplasma:
Descripción: Es el líquido gelatinoso dentro del núcleo, también conocido como carioplasma o jugo nuclear.
Composición: Contiene agua, iones, nucleótidos, enzimas y otras moléculas necesarias para la replicación y transcripción del ADN.
c) Cromatina:
Descripción: La cromatina es una combinación de ADN y proteínas (principalmente histonas). En su estado relajado, la cromatina se encuentra dispersa en el núcleo.
Tipos de cromatina
Eucromatina: Forma relajada de cromatina, que está activa en la transcripción, es decir, en la producción de ARN mensajero (ARNm) a partir del ADN.
Heterocromatina: Forma compacta de cromatina, que generalmente está inactiva y no se transcribe.
Función: Durante la división celular, la cromatina se condensa en cromosomas visibles, los cuales se distribuyen a las células hijas.
Funciones del núcleo
a) Almacenamiento de la información genética:
El núcleo contiene la mayor parte del ADN de la célula. El ADN lleva las instrucciones necesarias para el funcionamiento, crecimiento y reproducción celular. Estas instrucciones están codificadas en los genes, que son secuencias de nucleótidos específicas dentro del ADN.
b) Replicación del ADN:
Antes de que una célula se divida (mitosis o meiosis), el ADN en el núcleo debe ser replicado. Esto asegura que cada célula hija reciba una copia completa del material genético. La replicación del ADN ocurre durante la fase S del ciclo celular.
c) Transcripción del ADN:
El ADN en el núcleo se transcribe en ARN mensajero (ARNm), que luego es transportado al citoplasma para ser traducido en proteínas. Este proceso es esencial para la expresión génica.
Además del ARNm, el núcleo produce otros tipos de ARN como el ARN ribosómico (ARNr) y el ARN de transferencia (ARNt), que también juegan un papel en la síntesis de proteínas.
d) Regulación génica:
El núcleo controla qué genes se expresan en una célula en un momento dado. Esto permite que las células respondan a señales internas y externas y mantengan su función especializada.
Organización del material genético
a) Genes y ADN:
El ADN en el núcleo está organizado en genes. Los genes contienen la información necesaria para sintetizar proteínas.
En los seres humanos, el núcleo contiene 23 pares de cromosomas (46 en total), que llevan aproximadamente 20,000-25,000 genes.
b) Cromosomas:
Durante la división celular, el ADN se organiza en estructuras altamente compactas llamadas cromosomas. Cada cromosoma es una molécula única de ADN que ha sido empaquetada en torno a proteínas histonas.
Función evolutiva del núcleo
El núcleo apareció por primera vez en los organismos eucariotas y les dio una ventaja evolutiva al permitir una mayor organización y control sobre la expresión génica y la replicación del ADN. También permitió la compartimentación de las funciones celulares, lo que facilitó el desarrollo de estructuras más complejas.
El núcleo es el centro de control de la célula, ya que alberga el material genético, regula la expresión génica y coordina procesos vitales como la replicación y la transcripción del ADN.