A célula é a unidade elementar dos organismos vivos na Terra e possui uma complexa organização química de estruturas chamadas organelas. Estes incluem o nucléolo, cuja estrutura e funções estudaremos neste artigo.
Características dos núcleos eucarióticos
As células nucleares contêm organelas arredondadas não membranosas, mais densas que o carioplasma, chamadas nucléolos ou nucléolos. Eles foram descobertos no século 19. Agora os nucléolos são bastante estudados graças à microscopia eletrônica. Quase até os anos 50 do século 20, as funções dos nucléolos não foram determinadas, e os cientistas consideraram essa organela, antes, como um reservatório de substâncias de reserva usadas durante a mitose.
Pesquisas modernas estabeleceram que o organoide inclui grânulos de natureza nucleoproteica. Além disso, experimentos bioquímicos confirmaram que a organela contém uma grande quantidade de proteínas. São eles que determinam sua alta densidade. Além das proteínas, o nucléolo contém RNA e uma pequena quantidade de DNA.
Ciclo celular
É interessante que na vida de uma célula, que consiste emperíodo de repouso (interfase) e divisão (meiose - em sexo, mitose - em células somáticas), os nucléolos não são preservados permanentemente. Assim, na interfase, estão necessariamente presentes o núcleo com o nucléolo, cujas funções são a preservação do genoma e a formação de organelas sintetizadoras de proteínas. No início da divisão celular, nomeadamente na prófase, desaparecem e são reconstituídas apenas no final da telófase, permanecendo na célula até à próxima divisão ou até à apoptose - a sua morte.
Organizador nuclear
Nos anos 30 do século passado, os cientistas descobriram que a formação de nucléolos é controlada por certas seções de alguns cromossomos. Eles contêm genes que armazenam informações sobre a estrutura e as funções do nucléolo na célula. Existe uma correlação entre o número de organizadores nucleolares e as próprias organelas. Por exemplo, o sapo com garras contém em seu cariótipo dois cromossomos formadores de nucléolos e, portanto, há dois nucléolos nos núcleos de suas células somáticas.
Como as funções do nucléolo, assim como sua presença, estão intimamente relacionadas à divisão celular e à formação dos ribossomos, as próprias organelas estão ausentes em tecidos cerebrais altamente especializados, sangue e também nos blastômeros de um esmagando o zigoto.
Amplificação de Nucleol
Na fase sintética da interfase, juntamente com a autoduplicação do DNA, há uma duplicação excessiva do número de genes de rRNA. Como as principais funções do nucléolo são a produção de ribossomos, o número dessas organelas aumenta acentuadamente devido à supersíntese de loci de DNA que carregam informações sobre o RNA. Nucleoproteínas não associadas acromossomos começam a funcionar de forma autônoma. Como resultado, muitos nucléolos são formados no núcleo, distanciando-se dos cromossomos formadores de nucléolos. Este fenômeno é chamado de amplificação do gene rRNA. Continuando a estudar as funções dos nucléolos na célula, notamos que sua síntese mais ativa ocorre na prófase da divisão reducional da meiose, como resultado da qual os oócitos de primeira ordem podem conter várias centenas de nucléolos.
O significado biológico deste fenômeno fica claro, uma vez que nos estágios iniciais da embriogênese: esmagamento e blastulação, um grande número de ribossomos são necessários para sintetizar o principal material de construção - a proteína. A amplificação é um processo bastante comum, ocorre na oogênese de plantas, insetos, anfíbios, leveduras e também em alguns protistas.
Composição histoquímica da organela
Vamos continuar o estudo das células eucarióticas e suas estruturas, e considerar o nucléolo, cuja estrutura e funções estão interligadas. Fica estabelecido que contém três tipos de elementos:
- Nucleonema (formações filamentosas). Eles são heterogêneos e contêm fibrilas e caroços. Sendo parte de células vegetais e animais, os nucleonemas formam centros fibrilares. A estrutura citoquímica e as funções do nucléolo também dependem da presença de uma matriz nele - uma rede de moléculas de proteína de suporte da estrutura terciária.
- Vacúolos (áreas claras).
- Grânulos granulares (nucleolinas).
Do ponto de vista da análise química, esta organela é quase inteiramente composta de RNA e proteína, eO DNA está localizado apenas em sua periferia, formando uma estrutura em forma de anel - cromatina perinucleolar.
Assim, estabelecemos que o nucléolo consiste em cinco formações: centros fibrilar e granular, cromatina, retículo proteico e um componente fibrilar denso.
Tipos de nucléolos
A estrutura bioquímica dessas organelas depende do tipo de células em que estão presentes, bem como das características de seu metabolismo. Existem 5 tipos estruturais principais de nucléolo. O primeiro - reticular, é o mais comum e é caracterizado por uma abundância de material fibrilar denso, pedaços de nucleoproteínas e nucleone. O processo de reescrever informações dos organizadores nucleolares é muito ativo, então os centros fibrilares são pouco visíveis no campo de visão do microscópio.
Como as principais funções do nucléolo na célula são a síntese de subunidades ribossomais, a partir das quais se formam as organelas sintetizadoras de proteínas, o tipo de organização reticular é inerente tanto às células vegetais quanto às animais. O tipo de nucléolo em forma de anel é encontrado nas células do tecido conjuntivo: linfócitos e endoteliócitos, nos quais os genes de rRNA praticamente não são transcritos. Nucléolos residuais ocorrem em células que perderam completamente a capacidade de transcrição, como normoblastos e enterócitos.
Espécies segregadas são inerentes às células que sofreram intoxicação com agentes cancerígenos, antibióticos. E, finalmente, o tipo compacto do nucléolo é caracterizado por muitos centros fibrilares e uma pequena quantidade denucleonem.
Matriz nucleolar proteica
Vamos continuar o estudo da estrutura interna das estruturas do núcleo e determinar quais são as funções do nucléolo no metabolismo celular. Sabe-se que cerca de 60% da massa seca dessa organela é representada pelas proteínas que compõem a cromatina, partículas ribossômicas e também pelas próprias proteínas nucleolares. Vamos nos debruçar sobre eles com mais detalhes. Algumas das proteínas estão envolvidas no processamento - a formação de RNA ribossômico maduro. Estes incluem RNA polimerase 1 e nuclease, que removem trigêmeos extras das extremidades da molécula de rRNA. A proteína fibrilarina está localizada no componente fibrilar denso e, como a nuclease, realiza o processamento. Outra proteína é a nucleolina. Juntamente com a fibrilarina, é encontrada no PFC e FC dos nucléolos e nos organizadores nucleolares dos cromossomos da prófase da mitose.
Um polipeptídeo como a nucleofosina está localizado na zona granular e no componente fibrilar denso, está envolvido na formação de ribossomos das subunidades 40 S e 60 S.
Qual é a função do nucléolo
A síntese do RNA ribossômico é a principal tarefa que o nucléolo deve realizar. Neste momento, a transcrição ocorre em sua superfície (ou seja, em centros fibrilares) com a participação da enzima RNA polimerase. Nesse organizador nucleolar, centenas de pré-ribossomos, chamados glóbulos de ribonucleoproteínas, são sintetizados. Eles formam subunidades ribossômicas, que saem do carioplasma pelos poros nucleares e terminam no citoplasma da célula. A pequena subunidade 40S se liga ao RNA mensageiro e só então a elesa subunidade grande 40S é anexada. Um ribossomo maduro é formado, capaz de realizar a tradução - a síntese de proteínas celulares.
Neste artigo, estudamos a estrutura e as funções do nucléolo em células vegetais e animais.
