Funções do núcleo da célula

introdução

O núcleo da célula (núcleo) forma a maior organela de células eucarióticas e está localizada no citoplasma, separada por uma membrana dupla (envelope nuclear). Como portador da informação genética, o núcleo da célula contém a informação genética na forma de cromossomos (fita de DNA) e, portanto, desempenha um papel essencial na herança. A maioria das células de mamíferos tem apenas um núcleo; ele é redondo e tem um diâmetro de 5 a 16 micrômetros. Com certos tipos de células, por ex. As fibras musculares, ou células especializadas do osso, podem ter mais de um núcleo.

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Funções do núcleo da célula

O núcleo da célula é a organela mais importante em uma célula e representa 10-15% do volume celular. O núcleo contém a maior parte da informação genética de uma célula. Em humanos, além do núcleo da célula, as mitocôndrias também contêm DNA ("DNA mitocondrial"). No entanto, o genoma mitocondrial codifica apenas algumas proteínas, que são principalmente necessárias na cadeia respiratória para a produção de energia.

Leia mais sobre isso em:

• Mitocôndria
• Respiração celular em humanos (cadeia respiratória)

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

Armazenamento de informação genética

Como um depósito de ácido desoxirribonucléico (DNA), o núcleo da célula é o centro de controle da célula e regula muitos processos importantes do metabolismo celular. O núcleo da célula é essencial para o funcionamento de uma célula. Células sem núcleo geralmente não sobrevivem. Uma exceção a isso são os glóbulos vermelhos nucleados (Eritrócitos) Além das funções regulatórias, as tarefas do núcleo da célula incluem o armazenamento, a duplicação e a transferência do DNA.

O DNA encontra-se na forma de uma longa hélice dupla semelhante a uma fita no núcleo da célula, onde é compactamente compactado em cromossomos com proteínas centrais, as histonas. Os cromossomos consistem em cromatina, que apenas se condensa para formar cromossomos microscopicamente visíveis durante a divisão celular. Cada célula humana contém 23 cromossomos, cada um em duplicata, que são herdados de ambos os pais. Metade dos genes em uma célula vem da mãe, a outra metade do pai.

O núcleo da célula controla os processos metabólicos dentro da célula usando moléculas mensageiras feitas de RNA. A informação genética codifica para proteínas que são responsáveis ​​pela função e estrutura da célula. Se necessário, certas seções do DNA, chamadas genes, são transcritas em uma substância mensageira (RNA mensageiro ou mRNA) .O mRNA que se forma sai do núcleo da célula e serve como molde para a síntese das respectivas proteínas.

Pense no DNA como um tipo de linguagem criptografada composta de quatro letras. Estas são as quatro bases: adenina, timina, guanina e citosina. Essas letras formam palavras, cada uma composta por três bases, chamadas códons.

Cada códon codifica um aminoácido específico e, portanto, forma a base para a biossíntese de proteínas, porque a sequência de bases dos genes é traduzida em uma proteína pela ligação dos respectivos aminoácidos. A totalidade dessas informações criptografadas é chamada de código genético. A sequência específica das bases torna nosso DNA único e determina nossos genes.

Mas não apenas as bases estão envolvidas na estrutura do DNA. O DNA é composto de nucleotídeos em uma fileira, que por sua vez consistem em um açúcar, um fosfato e uma base. Os nucleotídeos representam a espinha dorsal do DNA, que tem a forma de uma dupla hélice helicoidal. Além disso, essa fita é ainda mais condensada para que se encaixe no pequeno núcleo da célula. Então também falamos de cromossomos como a forma de embalagem do DNA. Com cada divisão celular, o DNA completo é copiado de modo que cada célula filha também contenha a informação genética completamente idêntica.

Cromossomos usados ​​para empacotar DNA

Um cromossomo é uma certa forma de empacotamento de nosso material genético (DNA) que só é visível durante a divisão celular. O DNA é uma estrutura linear longa demais para caber no núcleo da célula em seu estado natural. Esse problema é resolvido por várias espirais de DNA que economizam espaço e pela incorporação de pequenas proteínas em torno das quais o DNA pode continuar a se envolver. A forma mais compacta de DNA são os cromossomos. Ao microscópio, estes aparecem como pequenos corpos em forma de bastão com uma constrição central. Esta forma de DNA só pode ser observada durante a divisão celular, ou seja, durante a mitose. A divisão celular, por sua vez, pode ser dividida em várias fases, em que os cromossomos são mais bem representados na metáfase. As células normais do corpo têm um conjunto duplo de cromossomos, que consiste em 46 cromossomos.

Mais informações sobre a divisão do núcleo celular estão disponíveis em: Mitose

RNA como parte do núcleo da célula

O RNA descreve o ácido ribonucléico, que possui uma estrutura semelhante à do DNA. No entanto, esta é uma estrutura de fita simples, que difere do DNA em componentes individuais. Além disso, o RNA também é muito mais curto que o DNA e tem várias tarefas diferentes em comparação com ele. Desta forma, o RNA pode ser dividido em diferentes subgrupos de RNA que realizam diferentes tarefas. Entre outras coisas, o mRNA desempenha um papel importante durante a divisão do núcleo celular. Como o tRNA, também é usado na produção de proteínas e enzimas. Outro subgrupo de RNA é o rRNA, que faz parte dos ribossomos e, portanto, também está envolvido na produção de proteínas.

Síntese proteíca

A primeira etapa na biossíntese de proteínas é a transcrição do DNA em mRNA (transcrição) e ocorre no núcleo da célula. Uma fita de DNA serve como molde para uma sequência complementar de RNA. No entanto, como nenhuma proteína pode ser produzida dentro do núcleo da célula, o mRNA formado deve ser descarregado no citoplasma e levado aos ribossomos, onde ocorre a síntese real das proteínas. Dentro dos ribossomos, o mRNA é convertido em uma sequência de aminoácidos que são usados ​​para construir proteínas. Este processo é conhecido como tradução.

Antes que o RNA mensageiro possa ser transportado para fora do núcleo, ele é primeiro processado em várias etapas, ou seja, certas sequências são anexadas ou cortadas e colocadas juntas novamente. Isso significa que diferentes variantes de proteínas podem surgir de um transcrito. Esse processo permite que os humanos produzam um grande número de proteínas diferentes com relativamente poucos genes.

Replicação

Outra função importante da célula, que ocorre no núcleo da célula, é a duplicação do DNA (Replicação) Em uma célula, há um ciclo constante de acumulação e degradação: velhas proteínas, poluentes e produtos metabólicos são decompostos, novas proteínas devem ser sintetizadas e energia deve ser produzida. Além disso, a célula cresce e se divide em duas células-filhas idênticas. Antes que uma célula possa se dividir, entretanto, todas as informações genéticas devem ser duplicadas. Isso é importante porque o genoma de todas as células de um organismo é absolutamente idêntico.

A replicação ocorre em um ponto precisamente definido no tempo durante a divisão celular no núcleo da célula; ambos os processos estão intimamente ligados e são controlados por certas proteínas (Enzimas) regulamentado. Primeiro, o DNA de fita dupla é separado e cada fita simples serve como molde para a duplicação subsequente. Para fazer isso, várias enzimas se acoplam ao DNA e complementam a fita simples para formar uma nova hélice dupla. Ao final desse processo, uma cópia exata do DNA foi criada, que pode ser passada para a célula filha quando ela se divide.

No entanto, se ocorrerem erros em uma das fases do ciclo celular, várias mutações podem se desenvolver. Existem vários tipos de mutações que podem ocorrer espontaneamente durante as diferentes fases do ciclo celular. Por exemplo, se um gene é defeituoso, ele é chamado de mutação genética. No entanto, se o erro afetar certos cromossomos ou partes de cromossomos, então é uma mutação cromossômica. Se o número do cromossomo for afetado, isso levará a uma mutação do genoma.

O tópico também pode ser do seu interesse: Aberração cromossômica - o que significa?

Poros nucleares e vias de sinalização

A membrana dupla do envelope nuclear tem poros que servem ao transporte seletivo de proteínas, ácidos nucléicos e substâncias sinalizadoras de e para o núcleo.

Certos fatores metabólicos e substâncias de sinalização entram no núcleo por meio desses poros e influenciam a transcrição de certas proteínas. A conversão da informação genética em proteínas é rigorosamente monitorada e regulada por muitos fatores metabólicos e substâncias sinalizadoras, fala-se de expressão gênica. Muitas vias de sinalização que ocorrem em uma célula terminam no núcleo, onde influenciam a expressão gênica de certas proteínas.

Corpo nuclear (nucléolo)

Dentro do núcleo das células eucarióticas está o nucléolo, o corpo nuclear. Uma célula pode conter um ou mais nucléolos, e as células que são muito ativas e se dividem com frequência podem conter até 10 nucléolos.

O núcleo é uma estrutura esférica e densa que pode ser vista claramente ao microscópio óptico e é claramente definida dentro do núcleo da célula. Ele forma uma área funcionalmente independente do núcleo, mas não é circundado por sua própria membrana. O nucléolo é composto de DNA, RNA e proteínas que se encontram juntas em um denso conglomerado. A maturação das subunidades ribossomais ocorre no nucléolo. Quanto mais proteínas são sintetizadas em uma célula, mais ribossomos são necessários e, portanto, as células metabolicamente ativas têm vários corpos nucleares.

Função do núcleo na célula nervosa

O núcleo de uma célula nervosa tem uma variedade de funções. O núcleo de uma célula nervosa está localizado no corpo celular (Soma) junto com outros componentes celulares (organelas), como o retículo endoplasmático (RE) e o aparelho de Golgi. Como em todas as células do corpo, o núcleo da célula contém a informação genética na forma de DNA. Devido à presença de DNA, outras células do corpo são capazes de se duplicar por meio da mitose. No entanto, as células nervosas são células muito específicas e altamente diferenciadas que fazem parte do sistema nervoso. Como resultado, eles não são mais capazes de dobrar. No entanto, o núcleo da célula assume outra tarefa importante. As células nervosas são, entre outras coisas, responsáveis ​​pela excitação de nossos músculos, o que, em última análise, leva ao movimento dos músculos. A comunicação entre as células nervosas e entre as células nervosas e os músculos ocorre por meio de substâncias mensageiras (Transmissor) Essas substâncias químicas e outras substâncias importantes que sustentam a vida são produzidas com a ajuda do núcleo da célula. Não apenas o núcleo da célula, mas também os outros componentes do soma desempenham um papel importante. Além disso, o núcleo da célula controla todas as vias metabólicas em todas as células, incluindo as células nervosas. Para fazer isso, o núcleo da célula contém todos os nossos genes, que, dependendo do uso, podem ser lidos e traduzidos nas proteínas e enzimas necessárias.

Mais informações sobre as características especiais da célula nervosa estão disponíveis em: Célula nervosa