Nucli Cel·lular, Cromatina i Fases de la Mitosi

Nucli Interfàsic: Forma, Posició i Funció

El Nucli interfàsic, en general, presenta una forma esfèrica, tot i que es poden trobar altres formes. La seva posició és central, però de vegades pot estar de manera perifèrica dins de la cèl·lula. La mida del nucli està entre 5-30 µm (micròmetres) i la seva funció principal és controlar tota la cèl·lula.

Embolcall Nuclear o Membrana Nuclear

L'Embolcall Nuclear està format per una doble membrana:

• La membrana externa està relacionada amb el RER (Reticle Endoplasmàtic Rugós) i, per tant, també està recoberta per ribosomes.
• La membrana interna està relacionada amb el nucleoplasma i presenta una estructura fibrosa anomenada Làmina Nuclear.

La Làmina Nuclear està formada per proteïnes que constitueixen filaments intermedis. Té la funció de controlar la cromatina durant el procés de la divisió cel·lular i també de mantenir la configuració de l'embolcall nuclear i dels porus nuclears.

Porus Nuclear: Comunicació Nucleoplasma-Citosol

Els Porus Nuclears són estructures que permeten la comunicació entre el nucleoplasma i el citosol. Es troben distribuïts per tota la superfície de l’embolcall nuclear amb una densitat de 11-60 porus/µm². Estan formats per proteïnes que es distribueixen en una simetria octogonal. A la part central presenten un grànul central, deixant un petit espai de comunicació que permet el pas de proteïnes, com les histones, necessàries per al nucli.

Nucleoplasma o Matriu Nuclear

El Nucleoplasma és el contingut intern del nucli, una matriu col·loidal rica en proteïnes, com els enzims implicats en la duplicació i transcripció de l’ADN. També s'hi troben proteïnes fibril·lades que serveixen per fixar la cromatina i el nuclèol.

Cromatina: Composició i Estructura

La Cromatina està formada per ADN i proteïnes (principalment histones). En determinats moments, s'hi pot trobar ARN, però de manera transitòria.

L'estructura bàsica de la cromatina són unitats anomenades nucleosomes. L’ADN s’enrotlla al voltant de les proteïnes histones, formant així un nucleosoma. Les histones són proteïnes que permeten estabilitzar l’ADN.

Tipus de Cromatina

Heterocromatina (Cromatina Condensada)

L'Heterocromatina és la cromatina inactiva pel que fa a la transcripció de l’ADN. Es distingeixen dos tipus:

• Constitutiva: No es transcriu mai i es localitza al voltant del centròmer mitòtic o bé en forma de bandes al llarg dels braços del cromosoma.
• Facultativa: Presenta moltes variacions segons el tipus de cèl·lula. En les cèl·lules embrionàries n'hi ha poca quantitat i va augmentant a mesura que la cèl·lula envelleix. Es tracta de cromatina que pot ser inactivada. Una característica notable és el Corpuscle de Barr, un cromosoma X inactiu que es troba en el nucli de les dones.

Nuclèol

El Nuclèol és una estructura densa, sense membrana, localitzada dins del nucli. Conté els enzims encarregats de la síntesi de l'ARN ribosòmic (ARNr). Per tant, està format per proteïnes, ARN i ADN. Només és visible durant la interfase; en la divisió cel·lular desapareix.

Divisió Cel·lular

La Divisió Cel·lular és el procés que participa en el creixement d’un ésser viu i en la renovació de les seves cèl·lules.

Cromosomes: Estructura i Funció

Els Cromosomes són estructures de cromatina altament condensada que apareixen durant la divisió cel·lular. S’estudien millor quan la cèl·lula es troba en metafase.

Un cromosoma metafàsic consta de dues cromàtides germanes, resultat de la duplicació de l’ADN. Aquestes estan unides per una zona estreta anomenada Centròmer o constricció primària. El centròmer és el punt on s'uneixen els microtúbuls del fus acromàtic durant la mitosi i la meiosi.

Components Específics del Cromosoma

• Cinetocor: Estructura proteica situada al centròmer on s'ancoren els microtúbuls del fus acromàtic.
• Telòmers: Són els extrems dels cromosomes. Tenen un paper important, ja que eviten que l’ADN es perdi durant la divisió.
• Organitzador Nuclear: És una constricció secundària que només es troba en aquells cromosomes que intervenen en la formació del nuclèol.
• Satèl·lit: És l'extrem d’un cromosoma separat per una constricció secundària. No es troba en tots els cromosomes.

Tipus de Cromosomes segons la Posició del Centròmer

Metacèntrics

La posició del centròmer és central i els braços són iguals.

Submetacèntrics

El centròmer està desplaçat i els dos braços són desiguals.

Acrocèntrics

El centròmer està molt desplaçat i un dels braços és molt més curt que l’altre.

Telocèntrics

El centròmer és terminal i només hi ha un braç.

Ploidia

Haploide (n)

Les cèl·lules tenen un sol joc de cromosomes (diferents tipus de cromosomes).

Diploide (2n)

Hi ha dos jocs de cromosomes, és a dir, dos cromosomes de cada tipus (homòlegs).

Cicle Cel·lular

El cicle de vida de la cèl·lula és molt variable i depèn del tipus cel·lular. Consta de dues etapes principals:

Interfase (G1, S, G2)

És el període més extens del cicle, on la cèl·lula es prepara per a la divisió. Inclou les fases G1, S i G2.

Divisió Cel·lular (Fase M)

Inclou la Mitosi i la Citocinesi (o divisió del citoplasma).

Mitosi

La Mitosi té com a finalitat garantir que les cèl·lules filles tinguin la mateixa dotació cromosòmica (i genètica) que la cèl·lula mare.

Fases de la Mitosi

Profase

Comença la condensació dels cromosomes. El nuclèol disminueix la seva mida. Es formen els àsters (microtúbuls amb forma estrellada que apareixen a partir del centròmer). Al centròmer apareix l'estructura proteica anomenada cinetocor.

Prometafase

Desapareix l'embolcall nuclear. Els centríols comencen a desplaçar-se cap als pols. Els microtúbuls (que formaven l’àster) creixen, s’acosten entre si i es comencen a unir a la zona del cinetocor.

Metafase

Els cromosomes es distribueixen a la zona central de la cèl·lula (placa metafàsica). En aquest moment, el cromosoma arriba a la seva màxima condensació.

Anafase

Es produeix la separació de les cromàtides germanes dels cromosomes quan es trenquen els dos cinetocors. Les fibres del fus mitòtic s’escurcen. Apareixen els microtúbuls interzonals entre els cromosomes que se separen. Al mateix temps, les fibres del fus acromàtic s’allarguen, separant els pols de la cèl·lula.

Telofase

Les cromàtides (ara anomenades cromosomes fills) arriben als extrems de la cèl·lula. Les fibres del fus acromàtic s’allarguen, mentre que les fibres del cinetocor desapareixen. Els cromosomes es van descondensant, la cromatina s'expandeix i comença a reaparèixer l'embolcall nuclear i el nuclèol.

Citocinesi (Divisió del Citoplasma)

Citocinesi en Cèl·lules Animals

Consisteix en un estrangulament de la membrana citoplasmàtica (mitjançant l’anell contràctil d’actina) a la zona central de la cèl·lula.

Citocinesi en Cèl·lules Vegetals

Consisteix en el dipòsit de paret cel·lular (formació del fragmoplast) entre els dos nuclis fills, sense que hi hagi estrangulament de la membrana cel·lular.