Organización de las células eucariotas

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Organización de las células eucariotas
Compartimentos celulares
El núcleo es el orgánulo principal de la célula eucariota, tanto animal como vegetal. Contiene el 
genoma celular, y en su interior tiene lugar la replicación del ADN y la síntesis de ARN. Según la 
teoría endosimbiótica, se originó por plegamiento de la membrana plasmática de una célula 
procariota.
-En la mayoría de las células eucariotas hay solo un núcleo, aunque puede haber dos.
-En las células que normalmente se dividen el tamaño del núcleo guarda relación con el 
citoplasma.
-En las que no se dividen, cada tipo celular tiene un tamaño celular bien definido que está 
relacionado con el trabajo que debe hacer la célula. Un factor importante que modifica el tamaño 
nuclear es la cantidad de ADN.
-La forma del núcleo no es estática, generalmente se adapta a la célula.
-La posición es casi siempre central, pero puede variar.
-El núcleo puede estar en dos estados diferentes: en reposo, o núcleo interfásico, y en división, o 
núcleo mitótico.
En él se distinguen las siguientes partes: membrana nuclear, nucleoplasma, cromatina y nucleolo.
Envoltura nuclear
La envuelta nuclear separa al nucleoplasma del citoplasma y regula el movimiento de 
macromoléculas entre ellos, establece la forma nuclear y contribuye a la organización interna del 
núcleo ya que aporta lugares de anclaje para la cromatina. 
Está formada por una doble membrana externa e interna, quedando entre ambas un espacio 
intermembranoso, formando todos estos elementos las denominadas cisternas perinucleares.
La membrana externa: tiene ribosomas en su cara citoplasmática y se continúa con la membrana 
del RE liso o rugoso, por lo que hay una comunicación directa entre el espacio perinuclear y la luz o
lumen del RE.
La membrana interna: Su cara nuclear está cubierta por una red de fibras proteicas, llamada 
lámina nuclear, que proporciona soporte al núcleo y sirve como punto de anclaje a la cromatina.
Lámina nuclear
La lámina nuclear es un entramado proteico que separa la membrana interna de la envuelta 
nuclear de la cromatina. Pertenecen a la familia de los filamentos intermedios. 
Estas proteínas se disponen en forma de malla cubriendo toda la cara interna de la envuelta 
nuclear. La asociación íntima entre la membrana interna de la envuelta nuclear y la lámina nuclear 
se produce gracias a la existencia de al menos 20 proteínas localizadas en la membrana interna. 
Una de sus principales funciones es la de mantener la estructura de la envuelta nuclear. La 
desorganización y organización de la envuelta nuclear durante la división celular se debe a 
acciones enzimáticas sobre las láminas.
La forma nuclear cambia cuando cambia la expresión de las proteínas que forman la lámina 
nuclear. Otra de las funciones es servir de soporte para diversas reacciones relacionadas con la 
cromatina. Pero además sirve de punto de anclaje del núcleo al citoesqueleto de la célula, lo que 
permite al núcleo situarse en una posición determinada dentro de la célula o moverse por su 
interior. 
Poros nucleares
Las cisternas de la envuelta nuclear, dejan unos huecos entre ellas donde se encuentran los poros 
nucleares. Éstos son grandes complejos moleculares y denominados en su conjunto complejo del 
poro. Son la puerta de comunicación entre núcleo y citoplasma y todo el transporte 
nucleocitoplasmático se da a través de ellos. 
Las proteínas que forman parte del complejo del poro se denominan nucleoporinas. Las proteínas 
que forman los poros nucleares se asocian para formar 8 bloques que configuran un octágono 
regular y se organizan formando anillos: el anillo citoplasmático orientado hacia el citoplasma, el 
anillo radial situado en el hueco que deja la envuelta nuclear y es responsable de anclar el 
complejo del poro a las membranas de la envuelta nuclear y el anillo nuclear que se encuentra en 
el nucleoplasma. 
Además, desde cada bloque se proyectan fibrillas proteicas que van hacia el citoplasma 
denominadas fibras citoplasmáticas, y otras al interior del núcleo que reciben el nombre de fibras 
nucleares. Éstas últimas se conectan a otro conjunto de proteínas que forman una estructura 
cerrada llamada jaula nuclear o anillo distal. 
Los poros nucleares contienen un canal acuoso cuando está en reposo, que se puede expandir 
cuando realiza transporte activo. El canal puede permitir el paso libre de pequeñas moléculas pero
restringir el movimiento de otras de mayor tamaño con potencial papel fisiológico. Éstas 
moléculas y otras más grandes cruzan por transporte pasivo facilitado. Pero aunque sea pasivo 
facilitado pueden viajar en contra de su gradiente, por tanto necesitan energía que es aportada 
por el gradiente de otras moléculas denominadas Ran-GTPasas. 
El transporte mediado por los poros nucleares está orquestado por las proteínas Ran GTPasas y 
por unas familias de proteínas denominadas importinas y exportinas. Las moléculas Ran-GTPasas 
son trascendentales tanto para la importación como para la exportación de moléculas. Son las 
responsables de crear un gradiente que dirige el transporte y crear este gradiente es la única parte
del transporte por parte de los poros nucleares que gasta energía. Las moléculas Ran pueden estar
en tres estados: Ran-GTP, Ran-GDP y Ran. El paso de un estado a otro está mediado por otras 
enzimas. 
Las proteínas que tienen que ser importadas al nucleoplasma necesitan poseer una secuencia de 
aminoácidos o péptido señal de entrada y las que tienen que ser exportadas un péptido señal de 
salida. Estas secuencias de aminoácidos serán reconocidas por las importinas o por las exportinas, 
respectivamente. Las proteínas de los poros nucleares no interaccionan directamente con las 
proteínas transportadas sino son las importinas y las exportinas. Estos complejos importina-
proteína o exportina-proteína utilizan los gradientes de las moléculas Ran-GTP o Ran-GDP para 
cruzar los poros nucleares y llevar sus cargas al otro lado. Además de proteínas, las moléculas de 
ARN deben también atravesar los poros nucleares. El mecanismo que usan los distintos tipos de 
ARN para ser transportados difieren entre sí, pero todos están mediados por un mecanismo de 
asociación con proteínas. 
Nucleoplasma
Es una red de fibras que ocupa todo el interior del núcleo y le proporciona soporte estructural. En 
él se encuentra la cromatina, diversos sistemas enzimáticos relacionados con la actividad nuclear, 
ribonucleoproteínas, que forman una red de fibras que sirve para el almacenaje de ARN y diversas 
moléculas e iones.
Cromatina
Es el material genético del núcleo. Se presenta en forma de grumos y fibrillas que están dispuestos
por el nucleoplasma.
Cada fibrilla de cromatina está formada por una molécula de ADN y muchas proteínas. Las 
principales proteínas asociadas a la cromatina son las histonas, aunque, en menor proporción, 
también presenta proteínas no histónicas.
La tarea de empaquetar el ADN la realizan las histonas, que se unen al ADN y lo pliegan, 
originando una serie de curvas y bucles con una estructura que evita que este se convierta en un 
ovillo no manejable. El ADN se compacta más en unas zonas que en otras, así los genes que se 
tienen que transcribir quedan accesibles a los enzimas y otras proteínas (no histónicas) para su 
reparación, transcripción y replicación.
Tipos de cromatina:
-Heterocromatina: Forma más condensada de la cromatina y transcripcionalmente inactiva. 
-Eucromatina: Más extendida y transcripcionalmente activa. Es la más abundante en la interfase.
Nucleolo 
Es una estructura esférica que carece de membrana y que destaca en el núcleo. Aparece como un 
conjunto de gránulos y pequeñas fibras. Se piensa que son parte de subunidades ribosómicas y 
filamentos de cromatina.
Suele haber uno o dos por núcleo, aparece siempre cerca de determinadas áreas de ciertos 
cromosomas, estos lugares se llaman regiones organizadoras del nucleolo (NOR), yson fragmentos
de ADN nuclear que transcriben ARNr. Durante la mitosis, al comienzo de la profase, el nucleolo 
desaparece. Al finalizar la telofase, los organizadores nucleolares de algunos cromosomas 
empiezan a transcribir ARNr para formarlo.
En el nucleolo se sintetizan todos los tipos de ARNr, excepto una pequeña porción llamada 5S, de 
la subunidad mayor, que se transcribe a partir de la eucromatina próxima a la envoltura nuclear.
En el nucleolo se forman las subunidades de los ribosomas, al unirse los ARNr con proteinas 
procedentes del citoplasma. Estas subunidades salen a través de los poros nucleares.