Núcleo Celular e Cromossomos: Importância, Estrutura e Componentes


O núcleo é encontrado em praticamente todas as células eucariontes, é nele que se encontra os cromossomos, estruturas que contêm os genes. Consequentemente o núcleo é responsável por controlar todo o metabolismo celular, pois contêm a informação necessária para a produção das proteínas de uma célula. O núcleo tem geralmente foram arredondada, mas pode assumir formas diferentes dependendo do tipo celular.

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Importância do núcleo

O pesquisador escocês Robert Brown (1773 – 1858) foi o primeiro a reconhecer a importância do núcleo para uma célula. Diversas experiências foram realizadas para provar esta afirmação, uma delas foi feita por Balbiani. Esse autor separou uma ameba em dois fragmentos, um anucleado e outro nucleado. E verificou que o fragmento anucleado morria dentro de alguns dias, enquanto que o nucleado sobrevivia. Balbiani observou ainda que se fizesse um enxerto de núcleo no fragmento anucleado isso permitia a sua sobrevivência, o que naturalmente significa ser o núcleo indispensável à vida do animal.

Embora o fragmento anucleado conserve por algum tempo as funções de motilidade, ingestão, digestão, excreção e catabolismo, ele acaba morrendo por
haver perdido a capacidade de síntese proteica, tornando impraticáveis a regeneração, o crescimento e a reprodução. E se o núcleo for totalmente isolado do citoplasma, morrerá primeiro que este.

Estrutura do núcleo interfásico

O aspecto do núcleo de uma célula muda bastante, conforme ela seja observada durante a divisão, ou no intervalo entre duas divisões (interfase). Por este motivo, trataremos de núcleo interfásico e núcleo de divisão (ou mitótico). O núcleo apresenta quatro componentes principais: Carioteca ou envelope nuclear, Nucleoplasma ou cariolinfa, Nucléolo (ou nucléolos) e Cromatina.

Componentes do núcleo interfásico

Carioteca ou envelope nuclear: é constituída por duas membranas lipoprotéicas justapostas, que em determinados pontos se unem para formar os poros nucleares. A membrana externa da cariotena é continua com o retículo endoplasmático e apresenta ribossomos aderidos à sua superfície. O poro nuclear não é uma simples abertura que liga o núcleo ao citoplasma, ele é constituído por várias proteínas, que em conjunto formam o complexo do poro, permitindo rigoroso controle da permeabilidade de macromoléculas na carioteca.

Nucleoplasma ou Cariolinfa: É a solução aquosa que envolve a cromatina e o nucléolo, nela estão presentes diversos tipos de íons, moléculas de ATP, nucleotídeos e diversos tipos de enzimas. Constitui o meio onde ocorre os processos de transcrição e replicação do DNA, formação de ribossomos etc.

Nucléolos: São corpúsculos arredondados mergulhados no nucleoplasma, normalmente em número de um ou dois por célula, não possuem membrana envolvente, e são constituídos por ribossomos (RNA ribossômico) em processo de amadurecimento e proteínas. São formados pelos cromossomos organizadores do nucléolo, aos quais ficam associados.

Cromatina: É o termo utilizado para indicar o conjunto de cromossomos desespiralizados presentes no núcleo interfásico. Devido a diferença na propriedade de adquirir cor, a cromatina foi diferenciada em dois tipos: Heterocromatina, parte que se cora mais intensamente e constitui a cromatina mais condensada; e Eucromatina, que cora-se menos e representa a cromatina menos condensada. Posteriormente observou-se que os genes ativos de uma célula fica localizado na eucromatina.

Na preparação para a divisão celular, na interfase, ocorre a duplicação dos cromossomos, em que cada um produz uma cópia idêntica de si, essas cópias permanecem unidas por meio das coesinas e são denominadas cromátides irmãs, na divisão celular a cromatina sofre condensação originando os cromossomos.

Cada cromossomo é formado por um único filamento de DNA duplicado dobrado várias vezes sobre si mesmo, adquirindo assim o aspecto compacto, em forma de bastonete duplo característico, o que facilita o movimento e a distribuição equitativa do material genético para as células filhas.
O cromosssomo possui sempre a mesma estrutura básica. A molécula de DNA se enrrola, em intervalos regulares, sobre proteínas globulares (histonas) formando os nucleossomos. Os nucleossomos associam-se formando uma estrutura helicoidal compacta chamada solenóide. Este possui regiões que se associam a proteínas de sutentação formando o cromonema, que é o filamento cromossômico básico. No decorrer da divisão celular o cromonema enrola-se sobre si para formar o cromossomo miótico típico.

Cetrômero e classificação dos cromossomos

Como foi estabelecido anteriormente, as cromátides irmãs permanecem unidas por coesinas, esta união é estabelicida em uma região especial do cromossomo, o centrômero, formando a chamada constrição primária, devido ao estrangulamento do cromossomo nesta região. É nessa região que os microtúbulos do fuso mitótico se prendem para orientar e mover os cromossomos durante a divisão celular.

Os cromossomos podem ainda apresentar outras constrições, que não a do centrômero, estas são então chamadas de constrições secundárias. Estrutura básica de um cromossomo metafásico e seus principais componentes. A porção delimitada representa a cromátide-irmã. O centrômero divide o cromossomo em duas partes chamandas braços cromossômicos, o tamanho dos braços são utilizados para classificação dos cromossomos.

De acordo com a posição do centrômero, e consequentemente do tamanho dos braços, podemos ter os seguintes tipos de cromossomos:
•            Telocêntrico – O centrômero tem posição terminal, há praticamente um único braço.
•            Acrocêntrico – O centrômero ocupa posição subterminal, um braço é muito menor do que outro.
•            Submetacêntrico – O centrômero encontra-se ligeiramente deslocado da posição central, um braço é um pouco menor que outro.
•            Metacêntrico – O centrômero se localiza bem no centro, os braços possuem tamanho igual.

Quando no conjunto de cromossomos de uma célula há dois cromossomos representantes de cada tipo, constituindo um par de cromossomos homólogos, a célula é chamada diplóide (do grego diplos = duplo) e representada por 2n. Células nas quais há apenas um cromossomo representante de cada tipo são chamadas haplóides (do grego haplos = simples) e simbolizadas por n. Exemplificando, na espécie humana as células que compõem o corpo de um indivíduo (células somáticas) são diplóides; somente os gametas ou células sexuais (espermatozóides e ovócitos II) são haplóides.

Genoma

É o conjunto de moléculas de DNA de uma espécie que contém a informação para produção de um polipeptídeo, gene, e não possui informação para produzir proteína. Na espécie humana, por exemplo, o genoma é constituído por 23 moléculas de DNA (23 cromossomos). Os autossomos, cromossomos comuns em células masculinas e femininas, são em número de 22, e os dois restantes são chamandos cromossomos sexuais, pois as células masculinas possuem cromossomos XY e células femininas cromossomos XX. Portanto o genoma humano é constituído por 22 autossomos e os cromossomos sexuais X ou Y.

Cariótipo

É o conjunto de todos os dados relativos a número, forma e tamanho, isto é, características morfológicas, dos cromossomos da espécie.

Cromossomos homólogos

São cromossomos que apresentam o mesmo tamanho, a mesma forma e a mesma sequência de genes. Em organismos de reprodução sexuada os cromossomos homólogos são ditos par cromossômico, em que um representante do par provêm do pai e o outro da mãe.