Núcleo celular

O núcleo (por exemplo, o carion) está presente em todas as células humanas, exceto eritrócitos e trombócitos. As funções do núcleo são armazenar e transmitir informações hereditárias para novas células (filhas). Essas funções estão associadas à presença de DNA no núcleo. A síntese de proteínas – ácido ribonucleico, RNA e materiais ribossomais – também ocorre no núcleo.

A maioria das células possui um núcleo esférico ou ovoide, mas também existem outras formas de núcleo (em forma de anel, em forma de bastonete, em forma de fuso, em forma de conta, em forma de feijão, segmentado, em forma de pera, polimórfico). O tamanho do núcleo varia amplamente – de 3 a 25 µm. O maior núcleo é encontrado no óvulo. A maioria das células humanas é mononuclear, mas existem células binucleares (alguns neurônios, hepatócitos, cardiomiócitos). Algumas estruturas são multinucleares (fibras musculares). O núcleo possui membrana nuclear, cromatina, nucléolo e nucleoplasma.

A membrana nuclear, ou carioteca, que separa o conteúdo do núcleo do citoplasma, consiste em uma membrana nuclear interna e uma externa, cada uma com 8 nm de espessura. As membranas são separadas por um espaço perinuclear (cisterna da carioteca), com 20 a 50 nm de largura, contendo material de granulação fina com densidade eletrônica moderada. A membrana nuclear externa passa para o retículo endoplasmático granular. Portanto, o espaço perinuclear forma uma única cavidade com o retículo endoplasmático. A membrana nuclear interna está conectada internamente a uma rede ramificada de fibrilas proteicas composta por subunidades individuais.

A membrana nuclear contém numerosos poros nucleares arredondados, cada um com 50 a 70 nm de diâmetro. Os poros nucleares ocupam até 25% da superfície nuclear no total. O número de poros em um núcleo chega a 3.000 a 4.000. Nas bordas dos poros, as membranas externa e interna estão conectadas entre si, formando o chamado anel de poros. Cada poro é fechado por um diafragma, também chamado de complexo de poros. Os diafragmas dos poros têm uma estrutura complexa; são formados por grânulos de proteína conectados entre si. O transporte seletivo de partículas grandes e a troca de substâncias entre o núcleo e o citosdema da célula são realizados através dos poros nucleares.

Abaixo da membrana nuclear estão o nucleoplasma (carioplasma) (nucleoplasma, s. karyoplasma), que possui uma estrutura homogênea, e o nucléolo. No nucleoplasma de um núcleo não divisível, em sua matriz proteica nuclear, encontram-se grânulos osmiofílicos (aglomerados) da chamada heterocromatina. As áreas de cromatina mais solta, localizadas entre os grânulos, são chamadas de eucromatina. A cromatina solta também é chamada de cromatina descondensada, na qual os processos sintéticos ocorrem mais intensamente. Durante a divisão celular, a cromatina é compactada, condensada e forma os cromossomos.

A cromatina (cromatina) de um núcleo não divisível e os cromossomos de um núcleo divisível são formados por moléculas de ácido desoxirribonucleico (DNA) associadas ao ácido ribonucleico (RNA) e proteínas – histonas e não histonas. Deve-se enfatizar que a cromatina e os cromossomos são quimicamente idênticos.

Cada molécula de DNA consiste em duas longas cadeias polinucleotídicas destras (dupla hélice), e cada nucleotídeo consiste em uma base nitrogenada, glicose, e um resíduo de ácido fosfórico. A base está localizada dentro da dupla hélice, e a cadeia principal de açúcar e fosfato está do lado de fora.

A informação hereditária nas moléculas de DNA é registrada na sequência linear de seus nucleotídeos. A partícula elementar da hereditariedade é o gene. Um gene é uma seção do DNA que possui uma sequência específica de nucleotídeos responsável pela síntese de uma proteína específica.

A molécula de DNA no núcleo é compactada. Assim, uma molécula de DNA contendo 1 milhão de nucleotídeos, com seu arranjo linear, ocuparia um segmento de apenas 0,34 mm de comprimento. O comprimento de um cromossomo humano na forma estendida é de cerca de 5 cm, mas no estado compactado o cromossomo tem um volume de cerca ^de10-15 cm³.

Moléculas de DNA ligadas a proteínas histonas formam nucleossomos, que são as unidades estruturais da cromatina. Um nucleossomo tem a aparência de uma esfera com diâmetro de 10 nm. Cada nucleossomo consiste em histonas em torno das quais uma seção de DNA é torcida, incluindo 146 pares de nucleotídeos. Entre os nucleossomos, há seções lineares de DNA compostas por 60 pares de nucleotídeos.

A cromatina é representada por fibrilas que formam laços de cerca de 0,4 µm de comprimento, contendo de 20.000 a 30.000 pares de nucleotídeos.

Como resultado da compactação (condensação) e torção (superespecialização) das desoxirribonucleoproteínas (DNP) no núcleo em divisão, os cromossomos tornam-se visíveis. Essas estruturas - cromossomos (cromasomas, do grego chroma - tinta, soma - corpo) - são formações alongadas em forma de bastonete com dois braços separados pela chamada constrição - o centrômero. Dependendo da localização do centrômero e da posição relativa e do comprimento dos braços (pernas), três tipos de cromossomos são distinguidos: metacêntrico, com aproximadamente os mesmos braços; submetacêntrico, no qual o comprimento dos braços varia; acrocêntrico, no qual um braço é longo e o outro é muito curto, quase imperceptível. O cromossomo possui regiões eu e heterocromáticas. Estas últimas permanecem compactas no núcleo não em divisão e no início da prófase da mitose. A alternância de regiões eu e heterocromáticas é usada para identificar cromossomos.

A superfície dos cromossomos é revestida por diversas moléculas, principalmente ribonucleoproteínas (RNP). As células somáticas possuem duas cópias de cada cromossomo, sendo chamadas de homólogas. São idênticas em comprimento, forma e estrutura, e carregam os mesmos genes, que estão localizados da mesma maneira. As características estruturais, o número e o tamanho dos cromossomos são chamados de cariótipo. Um cariótipo humano normal inclui 22 pares de cromossomos autossomos e um par de cromossomos sexuais (XX ou XY). As células somáticas humanas (diploides) possuem o dobro do número de cromossomos: 46. As células sexuais contêm um conjunto haploide (único) de 23 cromossomos. Portanto, as células sexuais contêm duas vezes menos DNA do que as células somáticas diploides.

O nucléolo, um ou mais, é encontrado em todas as células que não se dividem. Ele se apresenta como um corpo redondo intensamente corado, cujo tamanho é proporcional à intensidade da síntese proteica. O nucléolo consiste em um nucleolonema elétron-denso (do grego peta - fio), no qual se distingue uma parte filamentosa (fibrilar), composta por muitos fios de RNA entrelaçados com cerca de 5 nm de espessura, e uma parte granular. A parte granular (granular) é formada por grãos com cerca de 15 nm de diâmetro, que são partículas de RNP - precursoras das subunidades ribossômicas. A cromatina perinucleolar está inserida nas depressões do nucleolonema. Os ribossomos são formados no nucléolo.

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