introducció
El nucli cel·lular és l’orgànul més gran de les cèl·lules eucariotes i es troba al citoplasma, separat per una doble membrana (embolcall nuclear). Com a portador d’informació genètica, el nucli cel·lular conté la informació genètica en forma de cromosomes (Cadena d’ADN) i, per tant, juga un paper essencial en l’herència. La majoria de cèl·lules de mamífers només tenen un nucli; és rodó i té un diàmetre de 5 a 16 micròmetres. Alguns tipus de cèl·lules, com ara fibres musculars o cèl·lules especialitzades en ossos, poden tenir més d’un nucli.
Funcions del nucli cel·lular
El nucli cel·lular és l’orgànul més important d’una cèl·lula i representa un 10-15% del volum cel·lular. El nucli cel·lular conté la major part de la informació genètica d’una cèl·lula. En humans, a més del nucli cel·lular, el mitocòndries també contenen ADN ("ADN mitocondrial").
No obstant això, el genoma mitocondrial només codifica per a uns quants proteïnes, que són necessaris principalment a la cadena respiratòria per a la producció d’energia. Com a magatzem d’àcid desoxiribonucleic (ADN), el nucli cel·lular es considera el centre de control de la cèl·lula i regula molts processos importants del metabolisme cel·lular. El nucli cel·lular és essencial per a la funció d’una cèl·lula.
Les cèl·lules sense nucli cel·lular no solen sobreviure. Una excepció a això és el vermell sense nucli sang cèl · lules (eritròcits). A més de les funcions reguladores, les tasques del nucli cel·lular inclouen l’emmagatzematge, la duplicació i la transmissió d’ADN.
L’ADN es troba al nucli cel·lular en forma d’una doble hèlix llarga, semblant a una cadena, i està compactament embalat amb nuclis. proteïnes, les histones, per formar cromosomes. Cromosomes consisteix en cromatina, que només es condensa en cromosomes microscòpicament visibles durant la divisió cel·lular. Cada cèl·lula humana conté 23 cromosomes, cadascun dels quals es duplica i s’hereta dels dos progenitors.
Per tant, la meitat dels gens d’una cèl·lula prové de la mare i l’altra del pare. El nucli cel·lular controla els processos metabòlics dins de la cèl·lula a través de molècules missatgeres d’ARN. Els codis d'informació genètica de proteïnes que són responsables de la funció i l’estructura de la cèl·lula.
Quan cal, certes seccions d’ADN, conegudes com a gens, es transcriuen en una substància missatgera (ARN missatger o ARNm). L’ARNm format surt del nucli cel·lular i serveix de plantilla per a la síntesi de les proteïnes respectives. Es pot imaginar que l’ADN és una mena de llenguatge codificat que consta de quatre lletres.
Aquestes són les quatre bases: adenina, timina, guanina i citosina. Aquestes lletres formen paraules, cadascuna formada per tres bases, anomenades codons. Cada codó codifica un aminoàcid específic i, per tant, constitueix la base per a la biosíntesi de proteïnes, perquè la seqüència de bases dels gens es tradueix en una proteïna mitjançant la connexió dels respectius aminoàcids.
Tota aquesta informació codificada s’anomena codi genètic. La seqüència específica de bases fa que el nostre ADN sigui únic i determini els nostres gens. Però no només les bases participen en la construcció de l’ADN.
L’ADN està format per nucleòtids que s’uneixen entre si, que al seu torn consisteixen en un sucre, un fosfat i una base. Els nucleòtids formen la columna vertebral de l’ADN, que té la forma d’una doble hèlix helicoïdal. A més, aquesta cadena es condensa encara més perquè s’adapti al nucli cel·lular petit.
Això també es coneix com cromosomes com la forma d’empaquetament de l’ADN. Amb cada divisió cel·lular, es copia l’ADN complet de manera que cada cèl·lula filla conté la informació genètica completa idèntica. Un cromosoma és una forma d’envasament específica del nostre material genètic (ADN) que només és visible durant la divisió cel·lular.
L’ADN és una estructura lineal massa llarga per encabir-la al nucli cel·lular en estat natural. Aquest problema es resol mitjançant diverses espirals de l’ADN que estalvien espai i la incorporació de petites proteïnes al voltant de les quals l’ADN pot embolicar-se encara més. La forma més compacta d’ADN són els cromosomes.
Al microscopi, apareixen com a cossos en forma de vareta amb una constricció central. Aquesta forma d’ADN només es pot observar durant la divisió cel·lular, és a dir, durant la mitosi. Al seu torn, la divisió cel·lular es pot dividir en diverses fases, de manera que els cromosomes es representen millor a la metafase.
Les cèl·lules somàtiques normals tenen un doble conjunt de cromosomes, format per 46 cromosomes. L’ARN descriu l’àcid ribonucleic, que té una estructura similar a l’ADN. No obstant això, és una estructura monocatenària que difereix de l'ADN de blocs de construcció individuals.
A més, l’ARN també és molt més curt que l’ADN i té diverses tasques diferents en comparació amb l’ADN. L’ARN es pot dividir en diferents subgrups d’ARN que realitzen tasques diferents. Entre altres coses, l’ARNm té un paper important durant la divisió del nucli cel·lular.
Igual que l’ARNt, també s’utilitza en la producció de proteïnes i enzims. Un altre subgrup d'ARN és l'ARNr, que és un component de ribosomes i, per tant, també participa en la producció de proteïnes. El primer pas en la biosíntesi de proteïnes és la transcripció de l’ADN en ARNm (transcripció) i té lloc al nucli cel·lular.
Durant aquest procés, una cadena d’ADN serveix de plantilla per a una seqüència d’ARN complementària. Tanmateix, com que no es poden produir proteïnes dins del nucli cel·lular, l’ARNm format s’ha de descarregar al citoplasma i transportar-lo al ribosomes, on finalment es produeix la síntesi real de les proteïnes. Dins de ribosomes, l'ARNm es converteix en una seqüència d'aminoàcids que s'utilitzen per a la construcció de proteïnes.
Aquest procés s’anomena traducció. Tanmateix, abans que l'ARN missatger pugui ser transportat fora del nucli, primer es processa en molts passos, és a dir, certes seqüències estan unides o retallades i es tornen a muntar. D’aquesta manera, es poden produir diferents variants de proteïnes a partir d’una transcripció.
Aquest procés permet als humans produir un gran nombre de proteïnes diferents amb relativament pocs gens. Una altra funció important de la cèl·lula, que té lloc al nucli cel·lular, és la duplicació de l’ADN (replicació). En una cèl·lula, hi ha un cicle constant d’acumulació i descomposició: es descomponen proteïnes antigues, contaminants i productes metabòlics, cal sintetitzar noves proteïnes i produir energia.
A més, la cèl·lula creix i es divideix en dues cèl·lules filles idèntiques. Tanmateix, abans que una cèl·lula es pugui dividir, primer s’ha de duplicar tota la informació genètica. Això és important perquè el material genètic de totes les cèl·lules d’un organisme és absolutament idèntic.
La replicació té lloc en un moment definit de divisió cel·lular al nucli cel·lular; tots dos processos estan estretament relacionats i estan regulats per certes proteïnes (enzims). Primer es separa l'ADN de doble cadena i cada cadena serveix de plantilla per a la duplicació posterior. Amb aquesta finalitat, diversos enzims atracar-se a l’ADN i completar la cadena única per formar una nova hèlix doble.
Al final d'aquest procés, s'ha produït una còpia exacta de l'ADN, que es pot transmetre a la cèl·lula filla durant la divisió. No obstant això, si es produeixen errors en una de les fases del cicle cel·lular, es poden desenvolupar diferents mutacions. Hi ha diversos tipus de mutacions que es poden produir espontàniament durant diferents fases del cicle cel·lular.
Per exemple, si un gen és defectuós, s’anomena mutació gènica. No obstant això, si el defecte afecta certs cromosomes o parts de cromosomes, s’anomena mutació cromosòmica. Si es afecta el nombre de cromosomes, provoca una mutació gènica.
El tema també pot ser del vostre interès: Aberració cromosòmica: què s'entén per això? La doble membrana de l’embolcall nuclear té porus que serveixen per al transport selectiu de proteïnes, àcids nucleics i substàncies de senyalització fora o cap al nucli. A través d’aquests porus, determinats factors metabòlics i substàncies de senyalització entren al nucli on influeixen en la transcripció de determinades proteïnes.
La conversió de la informació genètica en proteïnes es controla estrictament i està regulada per molts factors metabòlics i substàncies de senyalització, això s’anomena expressió gènica. Moltes vies de senyalització que es produeixen en una cèl·lula acaben al nucli on influeixen en l’expressió gènica de determinades proteïnes. Dins del nucli de les cèl·lules eucariotes hi ha el nuclèol, el cos nucleic.
Una cèl·lula pot contenir un o més nucleols, mentre que les cèl·lules molt actives i que es divideixen amb freqüència poden contenir fins a 10 nucleols. El nuclèol és una estructura densa i esfèrica, clarament visible al microscopi òptic i clarament delimitada dins del nucli cel·lular. Forma una àrea funcionalment independent del nucli, però no està envoltada per la seva pròpia membrana.
El nucleol està format per ADN, ARN i proteïnes, que es troben juntes en un dens conglomerat. La maduració de les subunitats ribosòmiques té lloc al nuclèol. Com més proteïnes es sintetitzen en una cèl·lula, més ribosomes són necessaris i, per tant, les cèl·lules metabòlicament actives tenen diversos nucleols.
El nucli a cèl·lula nerviosa té diverses funcions. El nucli de a cèl·lula nerviosa es troba al cos cel·lular (soma) juntament amb altres components cel·lulars (orgànuls), com el reticle endoplasmàtic (ER) i l’aparell de Golgi. Com en totes les cèl·lules del cos, el nucli cel·lular conté la informació genètica en forma d’ADN.
A causa de la presència d’ADN, altres cèl·lules del cos són capaces de duplicar-se mitjançant la mitosi. Les cèl·lules nervioses, però, són cèl·lules molt específiques i molt diferenciades que formen part del sistema nerviós. Com a resultat, ja no poden duplicar-se.
No obstant això, el nucli cel·lular realitza una altra tasca important. Entre altres coses, les cèl·lules nervioses són les responsables de l’excitació dels nostres músculs, cosa que en última instància condueix al moviment muscular. La comunicació entre les cèl·lules nervioses entre elles i entre les cèl·lules nervioses i els músculs té lloc mitjançant substàncies missatgeres (transmissors).
Aquestes substàncies químiques i altres substàncies importants que mantenen la vida es produeixen amb l'ajut del nucli cel·lular. No només el nucli cel·lular, sinó també els altres components del soma juguen un paper important en aquest procés. A més, el nucli cel·lular controla totes les vies metabòliques de totes les cèl·lules, incloses les cèl·lules nervioses. Amb aquesta finalitat, el nucli cel·lular conté tots els nostres gens, que es poden llegir i traduir a les proteïnes i enzims necessaris en funció del seu ús. Podeu trobar més informació sobre les característiques especials de la cèl·lula nerviosa a la cèl·lula nerviosa
