La cèl·lula és la unitat elemental dels organismes vius de la Terra i té una organització química complexa d'estructures anomenades orgànuls. Aquests inclouen el nuclèol, l'estructura i les funcions del qual estudiarem en aquest article.
Característiques dels nuclis eucariotes
Les cèl·lules nuclears contenen orgànuls arrodonits sense membrana, més densos que el carioplasma i anomenats nuclèols o nuclèols. Van ser descoberts al segle XIX. Ara els nuclèols estan ben estudiats gràcies a la microscòpia electrònica. Gairebé fins als anys 50 del segle XX, les funcions dels nuclèols no estaven determinades, i els científics consideraven aquest orgànul, més aviat, com un dipòsit de substàncies de reserva utilitzades durant la mitosi.
La investigació moderna ha establert que l'organoide inclou grànuls de naturalesa nucleoproteïna. A més, experiments bioquímics han confirmat que l'orgànul conté una gran quantitat de proteïnes. Són ells qui determinen la seva alta densitat. A més de proteïnes, el nuclèol conté ARN i una petita quantitat d'ADN.
cicle cel·lular
És interessant que en la vida d'una cèl·lula, que consisteix enperíode de repòs (interfase) i divisió (meiosi - en el sexe, mitosi - en cèl·lules somàtiques), els nuclèols no es conserven permanentment. Així, en la interfase, el nucli amb el nuclèol, les funcions del qual són la preservació del genoma i la formació d'orgànuls sintetitzadors de proteïnes, estan necessàriament presents. Al començament de la divisió cel·lular, és a dir, en profase, desapareixen i es tornen a formar només al final de la telofase, romanent a la cèl·lula fins a la següent divisió o fins a l'apoptosi - la seva mort..
Organizador nuclear
A la dècada dels 30 del segle passat, els científics van descobrir que la formació de nuclèols està controlada per determinades seccions d'alguns cromosomes. Contenen gens que emmagatzemen informació sobre l'estructura i les funcions del nuclèol a la cèl·lula. Hi ha una correlació entre el nombre d'organitzadors nucleolars i els propis orgànuls. Per exemple, la granota amb urpes conté en el seu cariotip dos cromosomes formadors de nucleols i, en conseqüència, hi ha dos nuclis als nuclis de les seves cèl·lules somàtiques.
Com que les funcions del nuclèol, així com la seva presència, estan estretament relacionades amb la divisió cel·lular i la formació de ribosomes, els propis orgànuls estan absents en els teixits cerebrals altament especialitzats, la sang i també en els blastòmers d'un zigot triturador.
Amplificació de nucleols
En l'etapa sintètica de la interfase, juntament amb l'autoduplicació de l'ADN, hi ha una replicació excessiva del nombre de gens d'ARNr. Com que les principals funcions del nuclèol són la producció de ribosomes, el nombre d'aquests orgànuls augmenta bruscament a causa de la sobresíntesi dels loci d'ADN que porten informació sobre l'ARN. Nucleoproteïnes no associadesels cromosomes comencen a funcionar de manera autònoma. Com a resultat, es formen molts nuclèols al nucli, allunyant-se dels cromosomes formadors de nuclèols. Aquest fenomen s'anomena amplificació del gen de l'ARNr. Continuant estudiant les funcions del nuclèol a la cèl·lula, observem que la seva síntesi més activa es produeix en la profase de la divisió de reducció de la meiosi, com a resultat de la qual els oòcits de primer ordre poden contenir diversos centenars de nuclèols.
La importància biològica d'aquest fenomen es fa evident, atès que en les primeres etapes de l'embriogènesi: trituració i blastulació, es necessita un gran nombre de ribosomes per sintetitzar el principal material de construcció: la proteïna. L'amplificació és un procés força comú; es produeix en l'oogènesi de plantes, insectes, amfibis, llevats i també en alguns protistes.
Composició histoquímica de l'orgànul
Continuem l'estudi de les cèl·lules eucariotes i les seves estructures, i considerem el nuclèol, l'estructura i les funcions del qual estan interconnectades. S'estableix que conté tres tipus d'elements:
- Nucleonema (formacions filamentoses). Són heterogenis i contenen fibrilles i grumolls. Formant part de les cèl·lules vegetals i animals, els nucleonemes formen centres fibril·lars. L'estructura citoquímica i les funcions del nuclèol també depenen de la presència d'una matriu en ell: una xarxa de molècules de proteïnes de suport de l'estructura terciària.
- Vacúols (zones clares).
- Grànuls granulars (nucleolines).
Des del punt de vista de l'anàlisi química, aquest orgànul està compost gairebé íntegrament per ARN i proteïnes, iL'ADN només es troba a la seva perifèria, formant una estructura en forma d'anell: la cromatina perinucleolar.
Així, hem establert que el nuclèol consta de cinc formacions: centres fibril·lars i granulars, cromatina, reticle proteic i un component fibril·lar dens.
Tipus de nucleols
L'estructura bioquímica d'aquests orgànuls depèn del tipus de cèl·lules en què estan presents, així com de les característiques del seu metabolisme. Hi ha 5 principals tipus estructurals de nuclèols. El primer - reticular, és el més comú i es caracteritza per una abundància de material fibril·lar dens, grumolls de nucleoproteïnes i nucleona. El procés de reescriptura de la informació dels organitzadors nucleolars és molt actiu, de manera que els centres fibril·lars són poc visibles en el camp de visió del microscopi.
Com que les funcions principals del nuclèol a la cèl·lula són la síntesi de subunitats ribosòmiques, a partir de les quals es formen orgànuls sintetitzadors de proteïnes, el tipus d'organització reticular és inherent tant a les cèl·lules vegetals com a les animals. El tipus de nucléols en forma d'anell es troba a les cèl·lules del teixit connectiu: limfòcits i endoteliòcits, en els quals els gens d'ARNr pràcticament no es transcriuen. Els nuclèols residuals es produeixen a les cèl·lules que han perdut completament la capacitat de transcripció, com els normoblasts i els enteròcits.
L'espècie segregada és inherent a les cèl·lules que han experimentat una intoxicació amb carcinògens i antibiòtics. I, finalment, el tipus compacte del nuclèol es caracteritza per molts centres fibril·lars i una petita quantitat denucleonem.
Matriu nucleolar de proteïnes
Continuem l'estudi de l'estructura interna de les estructures del nucli i determinem quines són les funcions del nuclèol en el metabolisme cel·lular. Se sap que al voltant del 60% de la massa seca d'aquest orgànul està explicada per les proteïnes que formen la cromatina, les partícules ribosòmiques i també per les pròpies proteïnes nucleolars. Anem a detenir-los amb més detall. Algunes de les proteïnes estan implicades en el processament: la formació d'ARN ribosòmic madur. Aquests inclouen l'ARN polimerasa 1 i la nucleasa, que eliminen els triplets addicionals dels extrems de la molècula d'ARNr. La proteïna fibril·lar es troba en el component fibril·lar dens i, com la nucleasa, duu a terme el processament. Una altra proteïna és la nucleolina. Juntament amb la fibril·larina, es troba en el PFC i el FC dels nuclèols i en els organitzadors nucleolars dels cromosomes de la profase de la mitosi.
Un polipèptid com la nucleofosina es troba a la zona granular i el component fibril·lar dens, està implicat en la formació de ribosomes a partir de subunitats 40 S i 60 S.
Quina és la funció del nuclèol
La síntesi d'ARN ribosòmic és la tasca principal que ha de realitzar el nuclèol. En aquest moment, la transcripció es produeix a la seva superfície (és a dir, en centres fibril·lars) amb la participació de l'enzim ARN polimerasa. En aquest organitzador nucleolar, es sintetitzen centenars de preribosomes, anomenats glòbuls de ribonucleoproteïnes. Formen subunitats ribosòmiques, que surten del carioplasma pels porus nuclears i acaben al citoplasma de la cèl·lula. La petita subunitat 40S s'uneix a l'ARN missatger i només després a ellsla subunitat gran 40S està connectada. Es forma un ribosoma madur, capaç de dur a terme la traducció: la síntesi de proteïnes cel·lulars.
En aquest article, hem estudiat l'estructura i les funcions del nuclèol a les cèl·lules vegetals i animals.
