Esquema
que representa la analogía entre la manera como el cuerpo humano guarda
toda su información genética en cada una de las células
del organismo y la forma como lo hace la humanidad en obras impresas como las
enciclopedias.
El
núcleo celular
El
núcleo es la parte de la célula que, por lo general, se ubica
en el centro. Su tamaño es variable y está en relación
con el tamaño y la actividad de la célula.
Todas las células, con excepción de los glóbulos rojos
y las plaquetas de la sangre de los mamíferos, tienen un núcleo
rodeado de citoplasma.
De ordinario, cada célula tiene un solo núcleo, aunque hay excepciones.
Por ejemplo:
*
Algunos microorganismos como el paramecio muestran dos núcleos: un macronúcleo
generalmente esférico y un micronúcleo, de forma variable.
*
Ciertos
hongos primitivos tienen cientos de núcleos.
*
Algunas células musculares tienen varios núcleos.
Los núcleos varían de tamaño y de forma. Sin embargo, siempre poseen tres importantes componentes: el jugo nuclear, los cromo-nemas y los nucléolos. En las células eucarióticas tales componentes se hallan encerrados por la membrana nuclear.
Con
el fin de averiguar qué funciones desempeña el núcleo dentro
de la célula, científicos del siglo pasado idearon una experiencia.
Eligieron un organismo unicelular, la ameba, y la seccionaron de tal manera
que una parte conservara el núcleo y careciera de él.
Al cabo de un tiempo la parte que conservó el núcleo regeneró
las partes que le habían sido quitadas y continuó viviendo. En
cambio la parte sin núcleo no pudo recuperarse sino que degeneró
y murió.
Este mismo organismo unicelular sirvió a comienzos de este siglo, para
realizar otro tipo de experiencia llamada enuclación.
Una ameba fue sometida a una “operación" a fin de extirparle
su núcleo. Se observó entonces que en el núcleo separado
de la ameba se producen una serie de cambios que, aunque no llegan a ser visibles,
producen daños irreparables.
La ameba sin el núcleo es capaz de mantener durante algún tiempo
sus funciones vitales: se acortan sus seudópodos y se desplaza más
lentamente, y sus vacuolas pulsátiles continúan en actividad.
Si bien es capaz de incorporar partículas alimenticias no puede digerirlas
y, por consiguiente, no le sirven de alimento. Tampoco puede aprovechar para
nutrirse las reservas acumuladas en el citoplasma, como lo hace normalmente
una ameba con núcleo cuando no puede conseguir alimento. En cambio puede
respirar sin inconvenientes durante más de una semana.
Si esta situación continúa la ameba muere aproximadamente al cabo
de dos semanas de realizada la enucleación.
En cambio, si por medio de una nueva operación se le introduce el núcleo
a la ameba, aun después de varios días de su enucleación,
se restablecen rápidamente sus funciones,
se mueve con normalidad, puede digerir sus alimentos, reproducirse, etc.
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Ameba |
Euglena |
Paramecio |
La
membrana nuclear
La membrana nuclear está constituída por dos capas densas separadas
por una región más clara. En ellas se presentan poros más
o menos del mismo tamaño, a través de los cuales se produce el
intercambio de materiales entre núcleo y citoplasma.
El
jugo nuclear
En el interior de la membrana nuclear se encuentra un líquido viscoso
de naturaleza proteica, donde están disueltos los productos que fabrica
el propio núcleo, así como diferentes sustancias procedentes del
citoplasma. Entre ellos podemos citar algunos tipos de mononucleótidos.Es
llamado también nucleoplasma o carioplasma, que es la matriz en la que
se encuentran el nucleolo y la cromatina.
La propiedad fundamental de las células más evolucionadas es la
de poseer membrana nuclear.
El
nucléolo
Hacia la región central del núcleo suelen encontrarse uno o más
gránulos constituídos por ácido ribonucléico (ARN).
Tales partículas reciben el nombre de nucléolos.
Los nucléolos son cuerpos densos de forma redondeada que carecen de membrana.
Su función primordial es la de asociarse con proteínas para producir
ribosomas, éstos salen a través de los poros de la envoltura nuclear
para participar en la elaboración de proteínas, razón por
la cual el nucléolo es un elemento clave en la regulación de la
síntesis de proteínas.
Por esta razón, las células cuya función básica
es la de elaborar proteínas como las del páncreas, tienen nucléolos
de gran tamaño o en mayor número.
Los nucléolos no son permanentes en la célula sino que desaparecen
cuando empieza la división celular y nuevamente se regeneran cuando ésta
termina.
El
cromonema
En el jugo nuclear se distingue una serie de filamentos o cromonemas, los cuales
se entretejen originando una red de hilos finos. Estos filamentos están
constituídos por cromatina. Químicamente, la cromatina corresponde
al ácido desoxirribonucléico (ADN).
La cromatina es una sustancia granulosa llamada así
por su propiedad de absorber los colorantes usados en laboratorios. Está
formada por moléculas de ADN
asociadas por proteínas y organizadas en filamentos que constituyen el
material genético o hereditario. Este material genético presenta
diferente aspecto según el momento de la vida celular.
Durante la interfase, es decir en el momento en que la célula no está
reproduciéndose, tiene la apariencia de tenues filamentos que constituyen
la cromatina, sustancia que contiene la información necesaria para que
los mecanismos celulares desarrollen las funciones vitales.
Cuando la célula inicia el proceso de su división. el material
genético toma el aspecto de cuerpos compactos llamados cromosomas, constituidos
por cromatina condensada y dispuesta en espiral.
a.
Los cromosomas
Los
cromosomas se presentan por pares, formados por dos unidades que se llaman cromosomas
homólogos.
El número de cromosomas es constante para cada especie y no guarda relación
con el tamaño de sus individuos ni ton el grado de evolución de
la misma. Ese número recibe el nombre de número diploide y se
representa mediante la fórmula cromosómica 2n, en la que n significa
el número de pares. Las células reproductoras llevan por razones
obvias la mitad de dicha cantidad, por lo cual se dice que tienen un número
haploide de cromosomas.
El hombre posee 23 pares de cromosomas, por eso su fórmula cromosómica
es 2n = 46 y fue dada por Tijo y Levan en 1956. Los cromosomas están
formados por un filamento de ADN
enrollado en forma muy compleja.
En el momento de la reproducción celular el ADN
se autoduplica y el cromosoma queda formado por dos filamentos idénticos
llamados cromátidas, que permanecen unidos en una zona denominada centrómero.
A ambos lados se encuentran los brazos, que pueden ser de igual o de diferente
tamaño.
b.
Estructura de los cromosomas
El tamaño de los cromosomas es variable y su forma es diversa. Sin embargo,
estos filamentos presentan un punto de constricción llamado centrómero,
que divide el cromosoma en dos brazos de igual o distinta longitud. De acuerdo
a la posición del centrómero se los clasifica como:
*
Cromosomas
metacéntricos: el centrómero es central y los brazos son iguales.
* Cromosomas
submetacéntricos o acrocéntricos: el centrómero no es central
y los brazos son desiguales.
*
Cromosomas telocéntricos: el centrómero ocupa uno de los extremos
y sólo hay un brazo.

Los cromosomas de una célula forman parejas. Así por ejemplo,
los 46 cromosomas de una célula humana se organizan en 23 parejas. Los
miembros de una pareja tienen la particularidad de ser semejantes en su forma
y función. Por esta razón, cada cromosoma de una pareja se denomina
homólogo del otro.
Mediante
un método especial es posible realizar un cariotipo,
es decir una representación gráfica de cada uno de los pares de
cromosomas de un organismo.
El cariotipo del ser humano está
formado por 23 pares de cromosomas, entre los cuales se puede diferenciar el
par 23, que corresponden alos cromosomas sexuales y cada uno de los 22 pares
restantes, denominados autosomas.
En la mujer, los cromosomas del par 23 son idénticos y se denominan XX.
Enel hombre, en cambio, son diferentes y se llaman XY (el cromosoma X es igual
al de la mujer y el Y, algo más pequeño).
A
partir del momento en que Watson y
Crick proponen el modelo de ADN
formado por dos cintas espirales arrolladas una alrededor de la otra, surge
un nuevo problema: saber en qué forma se dispone el ADN
dentro de los cromosomas La solución no es fácil pues hay que
tener en cuenta que, por ejemplo el cromosoma del par Nº 1, que mide
10 mm de largo, contiene una molécula de ADN
de 8 cm de largo.
Uno de los modelos propuestos para explicarlo hace la siguiente interpretación:
La cromatina del núcleo se presenta como filamentos muy delgados llamados
nucleofilamentos, de 10 nm (nanómetros) de diámetro. Cuando
se forma el cromosoma, el microfilamento se enrolla sobre sí mismo
y forma un filamento de 39 nm de diámetro. Este vuelve a enrollarse
a su vez en el interior de diminutas esferas que se ubican alrededor de un
eje de proteínas.