Celulas transparentes con nucleo, membrana celular y cromosomas visibles

En la biología celular, el núcleo (núcleos plurales, del núcleo latino o nuculeus, que significa núcleo o semilla) es un orgánulo encerrado en la membrana que se encuentra en las células eucarióticas. Los eucariotas generalmente tienen un solo núcleo, pero algunos tipos de células, como los glóbulos rojos de mamíferos, no tienen núcleos, y algunos otros tienen muchos.

Los núcleos celulares contienen la mayor parte del material genético de la célula, organizado como múltiples moléculas de ADN lineales largas en complejos con una gran variedad de proteínas, como las histonas, para formar cromosomas. Los genes dentro de estos cromosomas son el genoma nuclear de la célula y están estructurados de tal manera que promueven la función celular. El núcleo mantiene la integridad de los genes y controla las actividades de la célula regulando la expresión génica: el núcleo es, por lo tanto, el centro de control de la célula. Las estructuras principales que componen el núcleo son la envoltura nuclear, una membrana doble que encierra a todo el orgánulo y aísla su contenido del citoplasma celular, y la matriz nuclear (que incluye la lámina nuclear), una red dentro del núcleo que agrega soporte mecánico , al igual que el citoesqueleto, que es compatible con la célula como un todo.

Debido a que la membrana nuclear es impermeable a moléculas grandes, se requieren poros nucleares para regular el transporte nuclear de moléculas a través de la envoltura. Los poros cruzan ambas membranas nucleares, proporcionando un canal a través del cual las moléculas transportadoras transportan activamente las moléculas más grandes mientras que permiten el movimiento libre de moléculas pequeñas e iones. Se requiere el movimiento de moléculas grandes tales como proteínas y ARN a través de los poros tanto para la expresión génica como para el mantenimiento de los cromosomas. Aunque el interior del núcleo no contiene ningún subcompartimento ligado a la membrana, su contenido no es uniforme y existe una cantidad de cuerpos sub-nucleares, constituidos por proteínas únicas, moléculas de ARN y partes particulares de los cromosomas. El más conocido de estos es el nucleolo, que está involucrado principalmente en el ensamblaje de los ribosomas. Después de producirse en el nucléolo, los ribosomas se exportan al citoplasma donde traducen el ARNm.

El núcleo de la célula contiene la mayoría del material genético de la célula en forma de múltiples moléculas lineales de ADN organizadas en estructuras llamadas cromosomas. Cada célula humana contiene aproximadamente dos metros de ADN. Durante la mayor parte del ciclo celular, estos se organizan en un complejo ADN-proteína conocido como cromatina, y durante la división celular se puede ver que la cromatina forma los cromosomas bien definidos, familiares de un cariotipo. Una pequeña fracción de los genes de la célula se encuentra en su lugar en la mitocondria.

Hay dos tipos de cromatina. Euchromatin es la forma de ADN menos compacta, y contiene genes que con frecuencia se expresan en la célula. Esta estructura también se categoriza como heterocromatina solo en ciertos tipos de células o en ciertas etapas de desarrollo, y heterocromatina constitutiva que consiste en componentes estructurales cromosómicos como telómeros y centrómeros. Durante la interfase, la cromatina se organiza en parches individuales discretos, denominados territorios cromosómicos. Los genes activos, que generalmente se encuentran en la región eucromática del cromosoma, tienden a ubicarse hacia el límite del territorio del cromosoma.