O núcleo

introdução

O núcleo ou núcleo da célula é a maior organela de uma célula e está localizado no citoplasma das células eucarióticas. O núcleo da célula arredondada, delimitado por uma membrana dupla (envelope nuclear), contém a informação genética contida na cromatina, o ácido desoxirribonucléico (DNA). Como um repositório de informações genéticas, o núcleo da célula é de importância central para a hereditariedade.

Função do núcleo da célula

Todas as células humanas, exceto os eritrócitos, têm um núcleo no qual o DNA está na forma de cromossomos. O núcleo da célula regula e controla todos os processos que ocorrem em uma célula. Por exemplo, as instruções para a síntese de proteínas, a transmissão de informações genéticas, a divisão celular e vários processos metabólicos.

Além de armazenar a informação genética, dobrando (Replicação) de DNA e a síntese de ácidos ribonucleicos (RNA) por meio da transcrição do DNA (transcrição), bem como a modificação deste RNA (processamento) para as funções mais importantes do núcleo celular.

Além do DNA no núcleo da célula, os humanos também possuem DNA mitocondrial na mitocôndria, cuja replicação é completamente independente do núcleo. As informações de muitas proteínas necessárias para a cadeia respiratória são armazenadas aqui.

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Ilustração de um núcleo celular

1. Núcleo celular -
   Núcleo
2. Membrana nuclear externa
   (Envelope nuclear)
   Nucleolemma
3. Membrana nuclear interna
4. Corpúsculos nucleares
   Nucléolo
5. Plasma nuclear
   Nucleoplasma
6. Fio de DNA
7. Poro nuclear
8. Cromossomos
9. célula
   Celulla
   A - núcleo
   B - célula

Você pode encontrar uma visão geral de todas as imagens do Dr. em: imagens médicas

Qual é a substância nuclear?

Substância nuclear é a informação genética codificada no núcleo. Isso também é conhecido como DNA (ácido desoxirribonucléico). Uma molécula de DNA ou RNA é, por sua vez, composta de blocos de construção químicos básicos, os nucleotídeos, e consiste em um açúcar (desoxirribose para DNA ou ribose para RNA), um resíduo de fosfato ácido e uma base. As bases são chamadas de adenina, citosina, guanina ou timina (ou uracila no caso do RNA). O DNA é único por causa da sequência fixa das quatro bases, que difere em cada pessoa.

O DNA não está na forma de uma fita livre, mas envolve proteínas especiais (histonas), que são conhecidas coletivamente como cromatina. Se esta cromatina for comprimida ainda mais, os cromossomos são formados, que são visíveis ao microscópio na metáfase da mitose. Os corpúsculos em forma de bastonete são, portanto, os portadores da informação genética e estão envolvidos na divisão do núcleo. Uma célula normal do corpo humano tem 46 cromossomos dispostos em pares (conjunto de cromossomos duplos ou diplóides). 23 cromossomos vêm da mãe e 23 cromossomos do pai.

Saiba mais sobre o DNA

Além disso, o núcleo contém o nucléolo, que é particularmente perceptível como uma zona compactada. Consiste em RNA ribossomal (rRNA).

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Qual é o carioplasma?

O carioplasma também é conhecido como plasma nuclear ou nucleoplasma. Ele descreve as estruturas que se encontram dentro da membrana nuclear. Em contraste, existe também o citoplasma, que é delimitado pela membrana celular externa (plasmalema).

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Estas duas salas consistem principalmente de água e vários aditivos. Uma diferença importante entre o carioplasma e o citoplasma são as diferentes concentrações de eletrólitos, como Cl- (cloreto) e Na + (sódio). Este meio especial no carioplasma representa o ambiente ideal para os processos de replicação e transcrição. A cromatina, que contém o material genético, e o nucléolo também são armazenados no carioplasma.

Tamanho do núcleo

Os núcleos das células eucarióticas geralmente têm uma forma arredondada e um diâmetro de 5-16 µm. O nucléolo conspícuo pode ser visto claramente ao microscópio óptico e tem um diâmetro de 2–6 µm. Em geral, a aparência e o tamanho do núcleo da célula dependem fortemente do tipo de célula e da espécie.

A membrana dupla do núcleo da célula

O núcleo da célula é separado do citoplasma por uma membrana dupla. Essa membrana dupla é chamada de envelope nuclear e consiste em uma membrana nuclear interna e outra externa, com o espaço perinuclear entre elas. Ambas as membranas estão conectadas entre si por poros e, portanto, formam uma unidade fisiológica (consulte a próxima seção).

Em geral, as membranas duplas sempre consistem em uma bicamada lipídica na qual várias proteínas estão embutidas.Essas proteínas podem ser modificadas com vários resíduos de açúcar e habilitar as funções biológicas específicas da membrana nuclear.

Como todas as membranas duplas, o envelope nuclear tem tanto um amor de água (hidrofílico), bem como para evitar a água (hidrofóbico) Porção e, portanto, é solúvel em gordura e água (anfifílico) Em soluções aquosas, os lípidos polares da membrana dupla formam agregados e estão dispostos de modo que a parte hidrofílica fique voltada para a água, enquanto as partes hidrofóbicas da camada dupla estão ligadas umas às outras. Esta estrutura especial cria as condições para a permeabilidade seletiva da membrana dupla, o que significa que as membranas celulares são permeáveis ​​apenas a certas substâncias.

Além da troca regulada de substâncias, o envelope nuclear também serve para delimitar (Compartimentalização) do núcleo da célula e forma uma barreira fisiológica de modo que apenas certas substâncias podem entrar e sair do núcleo da célula.

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Para que são necessários os poros nucleares?

Os poros da membrana são canais complexos com diâmetro de 60 a 100 nm que formam uma barreira fisiológica entre o núcleo e o citoplasma. Eles são necessários para o transporte de certas moléculas de ou para o núcleo da célula.

Essas moléculas incluem, por exemplo, mRNA, que é de grande importância na replicação e subsequente tradução. O DNA é primeiro copiado no núcleo da célula para que o mRNA seja criado. Essa cópia do material genético sai do núcleo da célula por um poro nuclear e chega aos ribossomos, onde ocorre a tradução.

Funções do núcleo da célula

Dois processos biológicos elementares ocorrem no núcleo da célula: por um lado, a replicação do DNA e, por outro lado, a transcrição, ou seja, a transcrição do DNA em RNA.

Durante a divisão celular (mitose), o DNA dobra (replicação). Somente depois que toda a informação genética foi duplicada, a célula pode se dividir e, assim, formar a base para o crescimento e a renovação celular.

Durante a transcrição, uma das duas fitas de DNA é usada como molde e convertida em uma sequência de RNA complementar. Uma variedade de fatores de transcrição determinam quais genes são transcritos. O RNA resultante é modificado em muitas etapas adicionais. O produto final estável que pode ser exportado para o citoplasma e, finalmente, traduzido em blocos de construção de proteínas é chamado de RNA mensageiro (mRNA).

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O que acontece quando o núcleo da célula se divide?

A divisão do núcleo celular é entendida como a divisão de um núcleo celular, que pode ocorrer de duas maneiras diferentes. Os dois tipos, mitose e meiose, diferem em seu processo e também em sua função. Dependendo do tipo de divisão do núcleo que ocorreu, diferentes células-filhas são obtidas.

Depois que a mitose termina, você tem duas células-filhas idênticas à célula-mãe e que também têm um conjunto diplóide de cromossomos. Este tipo de divisão do núcleo celular predomina no organismo humano. Sua função é a renovação de todas as células, como as das células da pele ou as das membranas mucosas. A mitose ocorre em várias fases, mas há apenas uma divisão real dos cromossomos.

Em contraste com isso, a meiose consiste em um total de duas divisões centrais. O resultado de uma meiose completa são quatro células que contêm um conjunto haplóide de cromossomos. Essas células germinativas são necessárias para a reprodução sexual e, portanto, só são encontradas nos órgãos genitais.

Nas mulheres, são os óvulos que estão presentes nos ovários desde o nascimento. Nos organismos masculinos, os espermatozóides são produzidos nos testículos e estão prontos para a fertilização.
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Quando o óvulo e o espermatozóide se fundem durante a fertilização, dois conjuntos haplóides de cromossomos formam uma célula com um conjunto diplóide.

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O que é uma transferência de núcleo celular?

Uma transferência de núcleo (sinônimo: transplante de núcleo) é a introdução de um núcleo em um óvulo sem núcleo. Isso foi produzido artificialmente com antecedência, por exemplo, usando radiação UV. A célula-ovo agora nucleada pode então ser inserida em um indivíduo sexualmente maduro e carregada até o termo. Dessa forma, a célula anteriormente nucleada recebe informações genéticas e, como resultado, muda.

Este procedimento representa um tipo de fertilização assexuada e foi usado pela primeira vez em 1968. Existem abordagens terapêuticas que visam a produção de tecidos específicos a partir de células-tronco que podem ser usados ​​para transplantes. Além disso, a transferência nuclear de células somáticas pode ser usada para clonagem. No entanto, por questões éticas, isso só é permitido para animais, embora também aqui seja controverso, pois muitos animais morrem durante esse processo ou nascem doentes. O exemplo mais famoso é a ovelha clonada Dolly. Esta ovelha clonada era geneticamente idêntica ao animal-mãe.

O núcleo de uma célula nervosa

As células nervosas (neurônios) são células diferenciadas terminalmente. Em contraste com outras células, elas não podem mais se dividir. No entanto, os neurônios têm a capacidade de se regenerar e a repetição específica de tarefas ("treinamento do cérebro") aumenta a plasticidade do cérebro.

O núcleo da célula fica no corpo celular (soma) da célula nervosa. O envelope nuclear contém mielina, uma substância que ocorre especificamente no sistema nervoso e tem apenas um conteúdo proteico mais baixo do que outras membranas duplas.

A recepção e transmissão de informações na forma de impulsos elétricos (potenciais de ação) é a tarefa mais importante dos neurônios. Os neurotransmissores são mensageiros químicos que permitem que as células nervosas se comuniquem umas com as outras. Como centro de controle do neurônio, o núcleo da célula regula principalmente a produção das várias substâncias mensageiras e a expressão dos respectivos receptores.

Ao ligar um neurotransmissor ao receptor apropriado, o efeito correspondente é transferido para a célula nervosa. É crucial que não haja efeitos específicos do transmissor, mas apenas efeitos específicos do receptor. Isso significa que o efeito da substância mensageira depende do receptor.