CARACTERIZE O NÚCLEO CELULAR E SEUS CONSTITUINTES. CITANDO SUAS PARTE FUNÇÕES.

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O núcleo celular, primeiramente descrito por Franz Bauer, em 1802, é uma estrutura presente nas células eucariontes, que contém o ADN (ou DNA) da célula. É delimitado pelo envoltório nuclear, e se comunica com o citoplasma através dos poros nucleares. O núcleo possui duas funções básicas: regular as reações químicas que ocorrem dentro da célula (metabolismo), e armazenar as informações genéticas da célula. O seu diâmetro pode variar de 11 a 22.25 μm.

Além do material genético, o núcleo também possui algumas proteínas com a função de regular a expressão gênica, que envolve processos complexos de transcrição, pré-processamento do mRNA (RNA mensageiro), e o transporte do mRNA formado para o citoplasma. Dentro do núcleo ainda se encontra uma estrutura denominada nucléolo, que é responsável pela produção de subunidades dos ribossomos. O envoltório nuclear é responsável tanto por separar as reações químicas que ocorrem dentro do citoplasma daquelas que ocorrem dentro do núcleo, quanto por permitir a comunicação entre esses dois ambientes. Essa comunicação é realizada pelos poros nucleares que se formam da fusão entre a membrana interna e a externa do envoltório nuclear.

O interior do núcleo é composto por uma matriz denominada de nucleoplasma, que é um líquido de consistência gelatinosa, similar ao citoplasma. Dentro dele estão presentes várias substâncias necessárias para o funcionamento do núcleo, incluindo bases nitrogenadas, enzimas, proteínas e fatores de transcrição. Também existe uma rede de fibras dentro do nucleoplasma (chamada de matriz nuclear), cuja função ainda está sendo discutida.

O ADN presente no núcleo encontra-se geralmente organizado na forma de cromatina (que pode ser eucromatina ou heterocromatina), durante o período de interfase. Durante a divisão celular, porém, o material genético é organizado na forma de cromossomos. Sua posição é geralmente central, acompanhando o formato da célula, mas isso pode variar de uma para outra. Nos eritrócitos dos mamíferos, o núcleo está ausente.

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Nucléolo

 

Micrografia electrónica de um núcleo celular, mostrando um nucléolo com uma coloração escura.

Ver artigo principal: Nucléolo

O nucléolo é uma estrutura presente dentro do núcleo, nâo envolta por membrana. Por vezes é classificado como suborganelo. Forma-se em volta de repetições de ADNr, ADN que codifica o ARN ribossomal (ARNr). Estas regiões são denominadas regiões organizadoras de nucléolo. O papel principal do nucléolo é o de sintetizar ARNr e de formar os ribossomas. A coesão estrutural do nucléolo depende da sua actividade, já que a formação de ribossomas resulta na associação temporária de componente nucleolares, facilitando assim mais formação de ribossomas e logo uma maior associação. Este modelo é suportado por observações de que a inactivação do ADNr resulta na mistura de componentes nucleolares.^[22]

O primeiro passo na formação do ribossoma é a transcrição do ADNr, efectuado por uma proteína chamada RNA polimerase I, dando origem a um pré-ARNr precursor, de grandes dimensões. Este é clivado nas subunidades 5.8S, 18S, e 28S do ARNr.^[23] A transcrição, o processamento pós-transcricional e a formação do ribossoma, ocorrem no nucléolo, auxiliado por moléculas de ARN nucleolar pequeno (snoRNA, em inglês), algumas das quais derivado de splicing de intrões de genes codificantes de ARN mensageiro, relacionados com funções ribossomais. As subunidades ribossomais já formadas são as estruturas de maior dimensão que passam pelos poros nucleares.^[4]

Quando observado através do microscópio electrónico, o nucléolo pode ser visto como sendo constituído por três regiões distintas: uma região interior (centro fibrilar), rodeada pelo componente fibrilar denso, que por sua vez é rodeado pelo componente granular. A transcrição do ADNr ocorre no centro fibrilar ou na fronteira entre o centro fibrilar e o componente fibrilar denso. Quando a transcrição de ADNr é aumentada, verifica-se a detecção de mais centros fibrilares. A maior parte da clivagem e modificação do ARNr ocorre no componente fibrilar denso, enquanto que os passos mais tardios, envolvendo a assemblagem de proteínas em subunidades ribossomais, ocorre no centro granular.^[23]