O núcleo em uma célula eucariótica é a organela central da qual dependem a atividade vital e os processos sintéticos. Uma parte significativa do conteúdo do núcleo é representada por moléculas filamentosas de DNA de vários graus de compactação em combinação com proteínas. Estes são eucromatina (DNA descondensado) e heterocromatina (pedaços de DNA densamente empacotados).
Eucromatina desempenha um papel importante na vida da célula. Ele lê a "instrução" para a montagem do ácido ribonucleico (RNA), que se torna a base para a síntese de moléculas polipeptídicas.
Todo mundo tem um core?
Todos os seres vivos, do menor ao gigante, recebem informações genéticas na forma de ácido desoxirribonucleico. Existem duas formas fundamentalmente diferentes de representá-lo nas células:
- Os organismos procariontes (pré-nucleares) possuem células não compartimentadas. O repositório de seu único DNA circular não ligado a proteínas é apenas um remendocitoplasma denominado nucleóide. A replicação do ácido nucleico e a síntese de proteínas ocorrem em procariontes em um único espaço celular. Não os veremos a olho nu, pois os representantes desse grupo de organismos são bactérias microscópicas, de até 3 mícrons de tamanho.
- Os organismos eucarióticos são caracterizados por uma estrutura celular mais complexa, onde a informação hereditária é protegida por uma membrana dupla do núcleo. Moléculas lineares de DNA, juntamente com proteínas histonas, formam a cromatina, que produz ativamente RNA com a ajuda de complexos polienzimáticos. A síntese de proteínas ocorre no citoplasma nos ribossomos.
O núcleo formado em células eucarióticas pode ser visto durante a interfase. O carioplasma contém uma estrutura proteica (matriz), nucléolos e complexos nucleoproteicos que consistem em seções de heterocromatina e eucromatina. Esse estado do núcleo persiste até o início da divisão celular, quando a membrana e os nucléolos desaparecem e os cromossomos adquirem uma forma compacta de bastonete.
Principal no núcleo
O principal componente do conteúdo do núcleo, a cromatina, é sua parte semântica. Suas funções incluem o armazenamento, implementação e transmissão de informações genéticas sobre uma célula ou organismo. A parte diretamente replicada da cromatina é a eucromatina, que carrega dados sobre a estrutura das proteínas e vários tipos de RNA.
As partes restantes do núcleo desempenham funções auxiliares, fornecem as condições adequadas para a implementação da informação genética:
- nucléolos -áreas compactadas de conteúdo nuclear que determinam os locais para a síntese de ácidos ribonucleicos para ribossomos;
- matriz proteica organiza o arranjo dos cromossomos e todo o conteúdo do núcleo, mantém sua forma;
- O ambiente interno semilíquido do núcleo, o carioplasma, garante o transporte de moléculas e o fluxo de vários processos bioquímicos;
- A concha de duas camadas do núcleo, o cariolema, protege o material genético, fornece condução bilateral seletiva de moléculas e complexos moleculares devido aos poros nucleares complexos.
O que significa cromatina
Chromatin recebeu seu nome em 1880 graças aos experimentos de Flemming na observação de células. O fato é que durante a fixação e coloração, algumas partes da célula são especialmente bem manifestadas ("cromatina" significa "corada"). Mais tarde descobriu-se que este componente é representado por DNA com proteínas, que, devido às suas propriedades ácidas, percebe ativamente corantes alcalinos.
Os cromossomos manchados são visíveis na parte central da célula da foto, formando uma placa metafásica.
Formas de existência do DNA
Nas células de organismos eucarióticos, os complexos nucleoproteicos da cromatina podem estar em dois estados.
- No processo de divisão celular, o DNA atinge sua torção máxima e é representado por cromossomos mitóticos. Cada fita forma um cromossomo separado.
- Durante a interfase, quando o DNA da célula está mais descondensado, a cromatina preenche uniformementeespaço do núcleo ou forma aglomerados visíveis em um microscópio de luz. Esses cromocentros são mais frequentemente detectados perto da membrana nuclear.
Esses estados são alternativos entre si, cromossomos totalmente compactados não são preservados na interfase.
Eucromatina e heterocromatina
A cromatina interfásica é um cromossomo que perdeu sua forma compacta. Suas alças são afrouxadas, preenchendo o volume do núcleo. Existe uma relação direta entre o grau de descondensação e a atividade funcional da cromatina.
Suas partes, completamente "desvendadas", são chamadas de cromatina difusa ou ativa. É praticamente invisível sob um microscópio de luz após a coloração. Isso ocorre porque a hélice do DNA tem apenas 2 nm de espessura. Seu outro nome é eucromatina.
Este estado fornece aos complexos enzimáticos acesso a fragmentos de DNA semântico, sua livre ligação e funcionamento. A estrutura do RNA mensageiro (transcrição) é lida a partir de regiões difusas pelas RNA polimerases, ou o próprio DNA é copiado (replicação). Quanto maior a atividade sintética da célula no momento, maior a proporção de eucromatina no núcleo.
Seções difusas de cromatina alternam-se com zonas compactas e retorcidas de heterocromatina. Devido à maior densidade, a heterocromatina corada é claramente visível nos núcleos interfásicos.
A figura mostra a cromatina de vários graus de compactação:
- 1 - molécula de DNA de fita dupla;
- 2 - histonaproteínas;
- 3 - DNA enrolado em torno do complexo de histonas por 1,67 voltas forma um nucleossomo;
- 4 - solenóide;
- 5 - cromossomo interfásico.
Sutilezas da definição
Eucromatina em um determinado momento pode não estar envolvida em processos sintéticos. Neste caso, está temporariamente em um estado mais compacto e pode ser confundido com heterocromatina.
Heterocromatina real, também chamada de constitutiva, não carrega carga semântica e descondensa apenas no processo de replicação. O DNA nesses locais contém sequências curtas e repetitivas que não codificam aminoácidos. Nos cromossomos mitóticos, eles estão na região da constrição primária e das terminações teloméricas. Eles também separam seções de DNA transcrito, formando fragmentos intercalares (intercalários).
Como a eucromatina "funciona"
Eucromatina contém genes que, em última análise, determinam a estrutura das proteínas (genes estruturais). A decodificação da sequência nucleotídica em uma proteína ocorre com a ajuda de um intermediário capaz, diferentemente dos cromossomos, de sair do núcleo - o RNA mensageiro.
Durante a transcrição, o RNA é sintetizado em um molde de DNA a partir de nucleotídeos livres de adenil, uridil, citidil e guanil. A transcrição é realizada pelo complexo enzimático RNA polimerase.
Alguns genes determinam a sequência de outros tipos de RNA (transporte e ribossomal) necessários para completar os processos de síntese proteica no citoplasma a partir deaminoácidos.
A heterocromatina de um único cromossomo é frequentemente montada em um cromocentro bem marcado. Ao seu redor há alças de eucromatina desspiralizada. Graças a esta configuração do núcleo do DNA, complexos enzimáticos e nucleotídeos livres, necessários para a implementação das funções da eucromatina, encaixam-se facilmente nas partes semânticas.
