Introdução à Biologia/Célula/Estrutura e organização da célula/Núcleo

O núcleo celular é uma estrutura envolta por membrana que protege o DNA nas células eucariotas (desde fungos até plantas e animais). Há alguns organismos que não possuem núcleo e outras estruturas organizadas, os procariotos, como é o caso das bactérias.

A membrana do núcleo é denominada carioteca e é muito semelhante em composição à membrana plasmática, com dupla camada lipoproteica. Possui inúmeros poros, que permitem a comunicação com o citoplasma e o fluxo de diversas substâncias, como os RNAs.

• Encontra-se apenas nas células eucarióticas.
• Nas células eucarióticas o DNA encontra-se separado do citoplasma por uma dupla membrana que delimita uma organela de tamanho considerável, o chamado núcleo celular. Este foi descoberto por Robert Brown em 1833.
• O núcleo apresenta uma forma variável, contudo geralmente apresenta uma forma arredondada, lobulada ou oval.
• É a organela mais volumosa e nas células animais encontra-se normalmente no centro da célula enquanto nas células vegetais este é empurrado para a periferia para junto dos outros organelas devido ao tamanho dos seus vacúolos.
• Tem como principais funções: armazenar as informações genéticas, sintetizar os ácidos nucleicos necessários para o funcionamento e para a respiração celular e sintetizar ribossomas.

O núcleo é constituído por:

• Invólucro nuclear (também chamado de carioteca)
  • Separa o meio interior do núcleo do citoplasma.
  • É constituído por uma dupla camada de membrana unitária onde existem numerosos poros (de 25 a 100 nm de diâmetro) que permitem a comunicação com o citoplasma. Estes resultam da fusão entre a membrana interna e a externa do invólucro nuclear.
  • A membrana externa tem continuidade no lúmen de Retículo Endoplasmático e em algumas frações contém ribossomas.
• Nucléolos
  • São corpúsculos refrigentes que costumam encontrar-se normalmente num número constante em cada tipo de célula (1 ou 2).
  • Tem uma forma arredondada, basófila e rica em moléculas de RNA e proteínas.
  • Tem uma estrutura reticular formada por uma rede de RNA que apresenta massas de DNA.
  • Apresenta um aspecto esponjoso e encontra-se mergulhado no nucleoplasma uma vez que não tem uma membrana para separa.
  • Tem como função a síntese e amadurecimento do RNA a partir do DNA a ele associado. As moléculas de RNA antes de chegarem ao citoplasma sofrem complexas modificações.
  • Atualmente, os nucléolos, são considerados constrições secundárias de determinados cromossomos.
  • Quanto maior este for e em maior número se encontrar, maior será a síntese proteica da célula.
• Cromatina
  • Formada por massas densas, os elétrons e constituída pela associação das macromoléculas de DNA com um tipo de proteínas denominadas de histonas. Estas associações encontra-se espalhadas pelo núcleo mas, maioritariamente, localizam-se junto dos nucléolos e do invólucro nuclear.
  • Quando o núcleo não está durante a fase de divisão estes filamentos encontram-se bastante enrolados, só assim é que cabem dentro do núcleo.
  • A cromatina pode encontrar-se sob duas formas, ou seja:
  • cromatina condensada (Heterocromatina) – quando a célula está em divisão e os cromossomas estão curtos e espessos.
  • cromatina dispersa (Eucromatina) – quando a célula não está em divisão e a cromatina encontra-se espalhada pelo núcleo, e os filamentos tornam-se finos e longos.
• Nucleoplasma
• O DNA presente no núcleo encontra-se sob a forma de cromatina durante o período da interfase contudo durante a divisão celular este encontra-se organizado na forma de cromossomas.

• O primeiro a observar os cromossomos foi Karl Wilhelm van Nägeli em 1842 mas o seu comportamento apenas foi descrito em 1882 pelo cientista Walther Flemming. Em 1910, Thomas Hunt Morgan provou que os cromossomos são formados por genes.
• Quando a célula está em divisão celular o material genético troca de aspecto e aparecem os cromossomos. Estes são filamentos que resultam da condensação da cromatina.
• São longas sequências de DNA que contêm vários gene] e outras sequências de nucleótidos com funções específicas.
• Cada cromossomo tem uma determinada constrição, o centrómero, que divide o filamento dos braços, iguais ou não. Longitudinalmente os cromossomos estão divididos em cromatídeos, exceto imediatamente depois da divisão celular.
• Através da observação ao microscópio eletrônico podemos verificar que os cromossomos são formados por um longuíssimo filamento de 10 nm de diâmetro, que se designa por nucleofilamento. Este filamento encontra-se enrolado de acordo com uma estrutura complexa.
• Os cromossomas podem ser classificados de acordo com a posição do centrómero, nomeadamente;
  • metacêntricos – com um dos braços de longitude sensivelmente igual.
  • submetacêntricos – com o centrômero um pouco deslocado.
  • aciocêtricos – quando um dos braços é sensivelmente mais curto.
  • telocêntricos – se o centrômero parece terminal.

• Os cromossomos contêm o DNA da célula e o seu número é constante em todas as células dos organismos da mesma espécie, exceto nas células reprodutoras (óvulo e espermatozoide). Por exemplo, no Homem são 46 cromossomos distribuídos de cada célula sexual. Ao conjunto dos cromossomos de uma espécie ou de um indivíduo dá-se o nome de cariótipo.