Nucleul. Centrul de control si comanda al activitatii celulare.

Nucleul. Centrul de control si comanda al activitatii celulare.

Consideratii generale- este un organit prezent in toate celulele umane, cu exceptia hematiilor si trombocitelor (celule anucleate).

Indeplinsc doua functii de baza:

depozit al informatiei genetice in ADN

centrul de comanda , control si de reglare a activitatii celulare.

Rol in diviziunea celulara, nucleul fiind cel care contribuie la procesul de inmultire a celulelor.

In raport de activitatea de functionare a nucleului intilnim 2 tipuri ale structurii nucleului:

Nucleul metabolic care se intilneste in interfaza (intre fazele a doua diviziuni succesive)

Nucleul genetic- in timpul diviziunii celulare realizeaza o serie de transformari ale cromatinei in cromozom, parcurgerea unor faze pt realizarea diviziunii celulare.

Structura nucleului in interfaza

Pozitia nucleului este de obicei central in anumite situatii poate fi excentric sau deplasat spre poli cind se acumuleaza substata de rezerva in celula.

Majoritatea celulelor sunt uninucleate, exista celule binucleate (hepatocitele) ori celule osoase sau cele cartilaginoase sau cu mai muti nuclei (polinucleate) care sunt specificice celulelor osoase.

Exista si structuri specifice celulei denumite SINCITII cum sunt celulele musculare ce prezinta o masa citoplasmatica, si in structura lor pot sa aiba sute de nuclei.

Forma nucleului este de obicei cea specifica celulei in care se gaseste (cilindrica, prismatica) in raport cu functiile pe care le indeplineste in celula.

Dimensiunile nucleului sunt in functie de tesut, virsta celulei, si activitatea metabolica.

Intre volumul si dimensiunile nucleului exista un raport nucleo-plasmatic (RNP) care poate fii intre: 1/3-1/20.

Cu cit nucleul dintr-o celula este mai tinar, are o activitate metabolica mai intensa, si raportul dintre nucleu si citoplasma este in favoarea nucleului.

Cu cit nucleul imbatrineste, isi pierde proprietatea si raportul devine favorabil citoplasmei.

Structura nucleului.

Nucleul este protejat de membrana nucleara care este dubla (extera si interna) are rolul de protectie a nucleului, dar prin intreruperile in structura membranei- pori nucleari- realizeaza si schimbul de substanta si energie cu mediul extern.

Membrana interna are o structura specifica intrucit comunica cu componenetele interne ale nucleului, si este denumita- lamina nucleara.

Interiorul nucleului adaposteste lamina impreuna cu cromatina aflat intr-un sistem de dispersie in interiorul nucleului, cromatina care in timpul diviziunii celulare se transforma in cromozom.

In interiorul sau nucleul adaposteste nucleolul cu functii importante de reglare si comunicare cu alte structuri celulare fara a caror functiune nucleul nu poate exista.

Nucleul are o serie de comunicari externe cu RER- in special cu cel rugos- ce prezinta ribozomi cu rol in sinteza proteinelor- nucleul este implicat in functiile nucleoplasmei de realizare a sintezei de proteine.

Structura porilor nucleari.

Joaca un rol important in schimburile metabolice si energetice dintre nucleu si citosol- porul fiind situat intr-un spatiu intermembranar.

In general porul are o structura octagonala si prin elementele componente formeaza complexul porului - complex care isi coreleaza functiile in raport de activitatea metaboica a nucleului.

Complexul porului cuprinde asa numita granula centrala de care se ataseaza o solubilitate anulara octogonala (din 8 subunitati) legatura realizindu-se prin intermediul unei retele specifica porului coordonindu-se intreaga activitate a celor 8 subunitati prin interemediul granula centrala.

Subunitati granulare denumite si ANNULUS are proprietatea de a realiza prin granula centrala si reteaua de tubuli - posibilitatea de permeabilitate selectiva - adica de a permite traversarea membranei nucleului- numai de anumite substante, fapt care se realizeaza si prin intermediul laminei fibroase sau nucleare.

In esenta rolul porului nuclear este de a realiza transportul macromoleculelor de la nivelul nucleului spre citosol sau de la nivelul citosolului spre nucleu. Acest lucru poate fi facut datorita existentei unei structuri a laminei nucleare formata din proteine fibroase, cuprinse in categoria A, B1, B2, C.

Identificata de 2 ani in structura laminei nucleare.

Aceste proteine pe linga structura lor elicoidala au proprietatea de a genera in urma unor activitati metabolice o legatura cu cele 2 membrane - externa si interna si de a favoriza patrunderea sau iesiera de substante nu numai la nivelul porilor ci si la nivelul membranei nucleare.

Porii nucleari permit trecerea unor macromolecule dar si a unor complexe multimoleculare importante pt realizarea functiilor celulei.

Din citosol sunt importate in nucleu enzimele de sinteza a ADN si precum proteinele ce intra in constitutia cromatinei.

Nucleul exporta spre citosol precursori ribozomali, precum si particule ribo-nucleo-proteice, constituite din componente ale ARNm cu proteine specifice (sunt ribozomi specializati care largesc porii, ca macromoleculele sa poata sa treaca)

Cromatina nucleara- substante din care sunt formati cromosomii, - compuse din filamente de ADN- complexat cu proteine specifice denumite HISTONE.

Sturcura cromatinei (eucromatina si heterocromatina)- se disting prin coloratie.

Aplicatii medicale.

Heterocromatina facultativa face parte si formatiunea (descrisa de Berg si Bertran) denumita cromatina sexulaa , o caracteristica a sexului feminin- se pune in evidenta in celulele mucoasei bucale- ea reprezinta unul din cromosomii X care devine inactiv din punct de vedere genetic 20% din femei, la barbati tot in mucoasa bucala se identifica corpusculul F - care serveste la diagnosticul unor anomalii cromosomiale.

Nucleul

(Valentin), in zilele noastre deRobint s.

Rolul:- functia principala e legata de bigeneza ribozomilor- prin sinteza de ARNr.

Se presupune ca nucleul ar fi o statie intermediara intre transitul spre citosol a ARNm si ARNt de la nivelul nucleului spre citosol acest lucru e posibil prin existenta unor proteine de transport a celor 2 tipuri de ARN (m, t)

Pregatirea procesului de diviziune in special a mitozei

Aplicatii medicale:

Se bazeaza pe existenta unui raport care se formeaza intre continutul nucleului si nucleol- denumit raportul nucleo-nucleolar (RNN) pe baza acestui raport si a modului de colorare a nucleolului se determina starea de malignitate a celulei in celulele canceroase nucleoli sunt mari (hipetrofizati)- gradul de hipertrofie fiind direct proportional cu gradul de malignitate a tumorii.

Nucleolul indica alte 2 forme de malignitate.

Forma neregulata a nucleolului si aparitia in nucleu a mai multor nucleoli.

Exista situatii in care bolnavii produc anticorpi impotriva propriilor constituienti celulari in special intre antigenele nucleare care sunt produse de structurile nucleare inclusiv de proteinele A, B, C cind apare bola - lupus eritematos sistemic- (LES) apare mai fercvent la femei (1:700 printer femeile cu virsta cuprinsa intre 20-60 de ani)- se caracterizeaza prin formarea unor complexe imune care se depun in tesuturi si vase de singe- cu eruptii cutanate, artrite, dar in special afectii reanale- moartea survenind prin insuficienta renala.

Bazele moleculare LES

Autoanticorpii produsi impotriva antigenelor nucleare afecteaza ADN-ul , histonele, proteinele cromosomiale nehistonice- se degradeaza raspunsul imun avind loc o prabusire a sistemului imunitar. Prevenire si tratament - utilizare de medicamente immunosuppresoare.

Carioplasma. (sucul nuclear- matricea nucleara) este partea nucleului lipsita aparent de structura in care se afla cromatina si nucleului.

Are rol important in formarea formei nucleului

Sintetizeaza ADN, ARN,

In efectele unor hormoni steroizi

In sinteza ADN, ARN

Matricea nucleara este constituita din 2 elemente : lamina nucleara sau fibroasa (pe partea interna)

O fractiune labila a matricei recent in structura carioplasmei se desc o proteina fosforilata NUCLEOPLASMINA- o sturtura peptidica apox 10% din totalul proteinelor nucleare- cu rol deosebit in producerea    proteinelor specifice de la nivelule nucleului.