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Núcleo celular

O núcleo celular é a organela mais notável dentro da célula eucarionte e, talvez, a presença do núcleo seja a característica mais importante e definidora dessas células. A maior parte do material genético da célula eucarionte (DNA) está contido no núcleo, enquanto uma pequena quantidade é encontrada nas mitocôndrias. A maioria das células humanas tem um único núcleo, embora existam vários tipos de células que têm vários núcleos (por exemplo, osteoclastos) ou não têm nenhum núcleo (hemácias).

Este artigo discutirá a estrutura e a função do núcleo celular de maneira didática, já que constituem assuntos de extrema importância para a compreensão da citologia e da histologia.

Informações importantes sobre o núcleo celular
Definição Organela membranosa da célula eucarionte que contém o seu material genético
Partes Envelope nuclear, lâmina nuclear, nucléolo, cromossomos, nucleoplasma
Função Controle da informação genética, da síntese de proteínas e enzimas, da divisão celular e do crescimento celular
Armazenamento de DNA, RNA e ribossomos
Regulação da transcrição do mRNA
Produção de ribossomos
Conteúdo
  1. Formato e aparência
  2. Funções
  3. Estrutura do núcleo
    1. Envelope nuclear
    2. Lâmina nuclear
    3. Cromatina e cromossomos
    4. Nucléolo
    5. Nucleoplasma
  4. Notas clínicas
    1. Laminopatias
    2. Anomalias nucleares
    3. Anomalias do nucléolo
  5. Referências
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Formato e aparência

Em muitos organismos multicelulares o núcleo tem cerca de 5-10 µm de diâmetro, constituindo a maior organela da célula. Os menores núcleos têm aproximadamente 1 µm de diâmetro e são encontrados em células de leveduras.

Núcleo celular (lâmina histológica)

O formato do núcleo é geralmente esférico ou alongado. Normalmente as células têm um único núcleo, embora existam várias células multinucleadas. As células multinucleadas se originam quando ocorre cariocinese (divisão do núcleo celular) ou quando as células se fundem para formar um sincício - massa de citoplasma multinucleada formada pela fusão de células originalmente separadas - como é o caso das células musculares maduras.

Funções

O núcleo tem papéis muito importantes a desempenhar. Como contém material genético, ele coordena as atividades celulares, como a síntese proteica e a divisão celular. Anatomicamente o núcleo é formado por vários componentes, tais como o envelope nuclear, a lâmina nuclear, o nucléolo, os cromossomos e o nucleoplasma.

Todos esses componentes trabalham juntos para que o núcleo cumpra todas as suas funções:

  • Controle da informação genética da célula e, portanto, das características de hereditariedade de um organismo
  • Controle da síntese de proteínas e enzimas
  • Controle da divisão e do crescimento celular
  • Armazenamento de DNA, RNA e ribossomos
  • Regulação da transcrição do mRNA
  • Produção de ribossomos

Quando uma célula é corada histologicamente, o núcleo normalmente aparece como uma organela grande e escura, geralmente no centro da célula ou próximo a ele.

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Estrutura do núcleo

Envelope nuclear

Como o próprio nome sugere, o envelope nuclear envolve o núcleo, separando-o do citoplasma da célula. É uma membrana dupla e cada membrana é uma bicamada fosfolipídica associada a proteínas. As duas membranas estão separadas por um espaço de 20 a 40 nm, sendo frequentemente chamadas de membranas nucleares interna e externa. A membrana externa é contínua com o retículo endoplasmático da célula e, portanto, o espaço entre as membranas nucleares interna e externa se conecta com o lúmen do retículo endoplasmático. Assim como o retículo endoplasmático, a membrana nuclear externa possui ribossomos ligados a ela. Em contrapartida, a membrana interna do envelope nuclear se associa a proteínas que são específicas do núcleo e, portanto, não são encontradas em nenhum outro local da célula.

Seu estudo da histologia ficará muito mais fácil quando você dominar e entender as lâminas histológicas. Confira nosso guia de histologia para aprender essa importante habilidade e tornar sua vida de estudante muito mais fácil!

O envelope nuclear possui minúsculos poros, com diâmetros de cerca de 100 nm, que são revestidos por 50 a 100 proteínas diferentes. Esta estrutura é conhecida como complexo de poros nucleares. As membranas interna e externa do envelope são contínuas ao redor desses poros, que regulam os movimentos de macromoléculas, RNAs e proteínas para dentro e para fora do núcleo. Esse movimento é conhecido como transporte nuclear. Moléculas pequenas podem se movimentar passivamente pelos poros, mas moléculas maiores, incluindo os RNAs e muitas proteínas, são grandes demais para isso e devem ser transportadas ativamente. Durante este processo ativo, elas são seletivamente reconhecidas e transportadas em uma direção específica. A passagem de RNAs e proteínas através do complexo de poros nucleares é particularmente importante por desempenhar um papel na expressão gênica.

Lâmina nuclear

A membrana nuclear interna é revestida por uma rede de filamentos proteicos chamada de lâmina nuclear. As proteínas que compõem a lâmina nuclear são conhecidas como laminas, e elas sustentam mecanicamente o envelope nuclear, garantindo que a forma geral e a estrutura do núcleo sejam mantidas.

Além das laminas, há outro conjunto de proteínas de membrana, chamadas de proteínas associadas à lâmina, que ajudam a mediar a interação entre a lâmina e a membrana nuclear interna. Acredita-se que a lâmina nuclear, junto com as fibras proteicas chamadas de matriz nuclear, também auxiliam na organização do material genético, permitindo que ele atue com mais eficiência.

Cromatina e cromossomos

O DNA de uma célula eucarionte está localizado dentro do núcleo celular associado a proteínas chamadas de histonas. Durante a intérfase, ou seja, na fase em que a célula não está em processo de divisão, o DNA está disposto sob a forma de um filamento fino e comprido denominado cromatina. Durante a divisão celular, o DNA se condensa, enovelando-se múltiplas vezes ao redor dele mesmo para formar os cromossomos. Assim, um cromossomo é formado pela cromatina que se enrolou sobre si mesma durante a fase de divisão celular, formando as estruturas altamente espiraladas e condensadas que são os cromossomos.

Mitose

Os cromossomos estão sob grau máximo de condensação durante a metáfase da mitose. É nessa fase que os cromossomos conseguem ser visualizados com maior clareza, alinhando-se uns aos outros na placa equatoriana da célula. Durante esse processo de divisão celular, os cromossomos se dividem, formando duas cópias idênticas do cromossomo, cada uma chamada de cromátide. A cromatina, presente no núcleo quando a célula não está se dividindo, geralmente não pode ser vista mesmo que a célula tenha sido corada histologicamente.

Os núcleos das células humanas contêm 46 cromossomos, exceto pelos gametas que contém somente 23.

Nucléolo

Quando um núcleo não está se dividindo, uma estrutura chamada de nucléolo torna-se visível. Na verdade, é a estrutura mais proeminente dentro do núcleo, sendo constituída por uma por uma massa de grânulos proteicos, fibrilas e material genético sob a forma de cromatina. Normalmente há apenas um único nucléolo presente, mas alguns núcleos têm múltiplos nucléolos. Os nucléolos se desintegram durante a divisão celular.

Nucléolo das células ganglionares (lâmina histológica)

O nucléolo é importante por ser o local de produção do RNA ribossômico (RNAr), além de estar envolvido na transcrição do RNAr, no processamento do pré-RNAr e na montagem das subunidades do ribossomo, formados por uma combinação de moléculas de RNAr com proteínas. O nucléolo não possui membrana, mas contém uma densidade única que o separa do nucleoplasma circundante e permite que seja visualizado ao microscópio. Além de estar envolvido na biogênese ribossomal, acredita-se que o nucléolo tenha outras funções, pois contém uma série de proteínas não relacionadas à síntese de RNAr ou à produção de ribossomos. Acredita-se que ele desempenhe um papel em atividades como reparo de danos ao DNA, regulação do ciclo celular e processamento do RNA.

Nucleoplasma

O nucleoplasma é semelhante ao citoplasma de uma célula, por ser semilíquido e preencher o espaço dentro do núcleo. É uma espécie de protoplasma e envolve os cromossomos e nucléolos. Várias estruturas, proteínas e enzimas podem ser encontradas no nucleoplasma, tais como os corpúsculos de Cajal.

Os corpúsculos de Cajal têm entre 0,3-1,0 µm de diâmetro e podem ser encontrados nas células em proliferação, como células embrionárias e cancerosas, bem como em células que têm uma alta taxa metabólica, como os neurônios. Às vezes chamados de corpos enovelados, os corpúsculos de Cajal se ligam aos nucléolos através de proteínas especializadas chamadas proteínas coilina. A concentração dessas proteínas dentro dos corpúsculos de Cajal melhoram a eficiência dos processos nucleares.

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