Tópicos do Artigo
- Introdução
- Envoltório Nuclear
- Lâmina Nuclear
- Cromatina
- Nucléolo
- Nucleoplasma
Introdução
A presença do núcleo é a característica fundamental que diferencia as células eucarióticas das procarióticas. A maior parte do material genético celular está armazenado no DNA presente no núcleo, com apenas uma fração menor localizada fora dele, especificamente nas mitocôndrias e nos cloroplastos. Além disso, o núcleo regula o metabolismo celular por meio da transcrição do DNA em diversos tipos de RNA, que posteriormente são traduzidos em proteínas, responsáveis por executar as funções determinadas pela informação genética. Geralmente, o núcleo está posicionado no centro da célula. Entretanto, em células especializadas no armazenamento de substâncias a serem secretadas, como as células acinosas do pâncreas e as células caliciformes do intestino, o núcleo tende a se localizar na região basal. Já nas células vegetais, o núcleo ocupa uma posição periférica, devido à presença de um grande vacúolo central no citoplasma.
Envoltório Nuclear
A membrana nuclear isola o núcleo do citoplasma, desempenhando um papel crucial em mantê-lo como um compartimento separado e permitindo que a célula regule o acesso ao seu material genético. Essa estrutura só pode ser observada com o auxílio de um microscópio eletrônico, já que a espessura de suas membranas é inferior ao limite de resolução do microscópio óptico.
Diferente de outras membranas biológicas, a membrana nuclear não é contínua. Em certos pontos, a membrana externa se funde com a interna, criando os poros nucleares. Esses poros são parcialmente ocupados por aglomerados de proteínas, conhecidos como complexos de poro, que facilitam e controlam o transporte de macromoléculas entre o núcleo e o citoplasma. Cada poro é formado por dois anéis proteicos dispostos em um padrão octogonal, que delimitam sua estrutura. Um desses anéis está conectado à face nuclear – chamado de anel nuclear –, enquanto o outro está ligado à face citoplasmática da membrana – denominado anel citoplasmático. A organização octogonal desses anéis cria um canal central, parcialmente preenchido por filamentos proteicos que se estendem como raios e se entrelaçam no interior do canal.
Lâmina Nuclear
Junto à face interna da membrana nuclear, está localizada a lâmina nuclear, uma rede de proteínas com espessura entre 20 e 50 nm, que se interrompe na região dos poros nucleares. Essa estrutura é composta por proteínas chamadas lâminas, que fazem parte de uma classe de filamentos intermediários presentes no núcleo. Cada molécula de lâmina é formada por um dímero de subunidades proteicas, que se unem por meio de segmentos em forma de hélice alfa de cada cadeia polipeptídica, possuindo ainda regiões não helicoidais nas extremidades. As lâminas se conectam à membrana nuclear por meio de proteínas integradas à membrana interna, como as LAP 1 e 2, a emerina e a LBR.
Além de contribuir para a manutenção da forma e oferecer suporte estrutural à membrana nuclear, a lâmina nuclear também atua na fixação das fibras de cromatina ao envoltório nuclear. Estudos indicam que mudanças na lâmina nuclear podem afetar diversas funções do núcleo, sugerindo que essa estrutura desempenha papéis adicionais, como a participação nos processos de replicação e transcrição do DNA, na regulação da expressão gênica, na organização do citoesqueleto e na promoção da sobrevivência celular.
Cromatina
O termo cromatina refere-se a toda a parte do núcleo que, excetuando os nucléolos, pode ser corada e observada ao microscópio óptico. Nas células eucarióticas, o DNA se associa a proteínas específicas, formando a cromatina. A organização e o nível de condensação da cromatina variam conforme o tipo celular e são características de cada célula. Além disso, uma mesma célula pode exibir diferentes graus de condensação da cromatina, dependendo do seu estágio funcional e do seu nível de diferenciação. As proteínas que se ligam ao DNA para compor a cromatina são divididas em dois grupos: histonas e não histonas. Quando a cromatina é isolada, também é possível identificar uma pequena quantidade de RNA associada a ela.
Do ponto de vista molecular, um gene pode ser descrito como uma sequência de nucleotídeos no DNA que é traduzida em um produto funcional, seja uma molécula de RNA ou uma cadeia polipeptídica. No entanto, o genoma das células eucarióticas contém uma grande quantidade de sequências de DNA que não são traduzidas em produtos funcionais, ou seja, são não codificantes. Além disso, os genes eucarióticos frequentemente apresentam regiões codificantes, chamadas éxons, intercaladas por segmentos não codificantes, conhecidos como íntrons.
A cromatina pode ser visualizada em dois padrões distintos de coloração: uma porção que se cora intensamente, chamada heterocromatina, e outra, menos corada e mais uniforme, denominada eucromatina. Esses dois tipos de cromatina foram inicialmente identificados por seus diferentes graus de compactação. A cromatina ativa, ou eucromatina, é a forma em que o DNA se expressa na célula, pois apenas nesse estado ele pode ser transcrito nos diversos tipos de RNA.
Nucléolo
Os nucléolos são estruturas esféricas presentes no núcleo das células eucarióticas, não sendo revestidos por membrana. Eles estão presentes em todas as células que possuem núcleo e seu tamanho geralmente está associado à atividade de síntese proteica no citoplasma. Células com alta produção de proteínas, seja por secreção ou por rápida proliferação, tendem a apresentar nucléolos maiores em comparação com outras células. Além disso, os nucléolos contêm uma pequena quantidade de DNA, que corresponde à região da cromatina onde estão localizados os genes responsáveis pela codificação do RNA ribossômico (rRNA), conhecido como DNA ribossômico (rDNA).
Além de sua função principal na produção de rRNA, os nucléolos também participam da formação de complexos de RNA e proteínas, na montagem da enzima telomerase e no processamento de alguns tipos de RNA transportador (tRNA).
Nucleoplasma
O nucleoplasma é composto por uma solução aquosa que contém proteínas, RNA, nucleosídeos, nucleotídeos e íons, servindo como meio onde estão imersos os nucléolos e a cromatina. Grande parte das proteínas presentes no nucleoplasma são enzimas essenciais para processos como a transcrição e a replicação do DNA, incluindo RNA-polimerases, DNA-polimerases, topoisomerases, helicases, entre outras. Além disso, dispersos no nucleoplasma, encontram-se os proteossomos, complexos proteicos responsáveis pela degradação de proteínas.
Referências Bibliográficas
- UCHOA, C.; JOSÉ CARNEIRO. Biologia celular e molecular. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012.
- UNKNOWN. Por dentro do núcleo celular. Disponível em: https://medicinaenem.blogspot.com/2014/03/por-dentro-do-nucleo-celular.html. Acesso em: 7 mar. 2025.
- Cromatina. Disponível em: https://www.infoescola.com/genetica/cromatina/.
- Nucleoplasma: qué es, partes y funciones. Disponível em: https://psicologiaymente.com/salud/nucleoplasma.
