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Envoltura nuclear

La envoltura nuclear o membrana nuclear es una membrana doble que envuelve el núcleo de las células eucariotas, tales como las células animales, plantas y hongos.

La envoltura nuclear separa el contenido del núcleo, llamado nucleoplasma, del contenido que cerca el núcleo hasta la membrana plasmática, llamado citoplasma.

La envoltura nuclear posee dos membranas, poros y una lámina nuclear

La membrana nuclear consiste en dos membranas concéntricas que delimitan el núcleo y están separadas entre sí por un espacio de 20 a 40 nm. La membrana nuclear interna contacta con el nucleoplasma y la membrana nuclear externa contacta con el citoplasma y puede formar un continuo con el retículo endoplasmático y puede incluir ribosomas.

Las membranas nucleares son, a semejanza de otras membranas nucleares, una bicapa fosfolipídica permeable a moléculas pequeñas hidrofóbicas.

En determinados lugares las dos membranas se aproximan y forman los poros nucleares. Estos poros son formados por complejos proteicos y permiten la comunicación entre el nucleoplasma y el citoplasma.

Es a través de los poros nucleares que ocurre el paso de proteínas de ARNs entre el núcleo y el citoplasma.

En la cara nucleoplasmática de la membrana nuclear interna ocurre una red fibrosa constituida por filamentos proteicos, llamada lámina nuclear. La lámina nuclear soporta la membrana nuclear interna, interactúa con histonas y otras proteínas cromasomales y puede auxiliar en la organización de los contenidos nucleares.

La lámina nuclear es constituida por proteínas llamadas láminas asociadas a otras proteínas. Las láminas componen una clase de filamentos intermedios. Las láminas forman dímeros que se asocian en polímeros lineares.

El núcleo y la envoltura nuclear separan físicamente el lugar de transcripción del de traducción

El núcleo es la estructura subcelular más proeminente de la célula. Es en este organelo donde está almacenada la información genética en la forma de moléculas de ácido desoxirribonucleico (ADN).

Es en este compartimento donde ocurre la transcripción del ADN a ARN mensajero (mARN).

La traducción ocurre en el citoplasma. Esta es una diferencia notoria entre eucariotas y procariotas. La inexistencia de un núcleo, separado por una membrana, en las células procariotas, hace con que la traducción del mARN ocurra en simultáneo con la transcripción.

La existencia del núcleo en los eucariotas permite también que el mARN sufra modificaciones post-transcripcionales como el splicing alternativo.

La membrana nuclear también permite el transporte de factores de transcripción presentes en el citoplasma para el interior del núcleo, algo imposible en los procariotas.

Así, la existencia de una barrera que separa el material genético donde ocurre la transcripción del citoplasma, donde ocurre la traducción, faculta nuevos mecanismos de regulación de la expresión génica en las células eucariotas que no son posibles en los procariotas.

Las proteínas y los ARNs son transportados selectivamente por los poros nucleares

Los poros nucleares son complejos proteicos que permiten la difusión libre de agua, azúcares e iones, pero impiden el paso de macromoléculas indiscriminada.

Los poros nucleares son altamente selectivos y permiten un tráfico bidireccional para una enorme gama de proteínas.

Las proteínas destinadas al núcleo como histonas, ADN polimerasa, ARN polimerasa y factores de transcripción son “etiquetadas” por una secuencia específica de aminoácidos llamadas señales de localización nuclear y son reconocidas por receptores de transporte nuclear (importinas) que dirigen el transporte de estas proteínas por los poros nucleares.

De forma semejante, proteínas destinadas a ser exportadas para el citoplasma a partir del núcleo, son “etiquetadas” con una secuencia específica de aminoácidos llamada señal de exportación nuclear que son reconocidos por receptores, llamados exportinas que dirigen la proteína para el poro nuclear.

Los ARNs son transportados del núcleo para el citoplasma a través de los poros nucleares bajo la forma de complejos ribonucleicos.

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References:

  • Cooper, G. M., & Hausman, R. E. (2013). Cell: A molecular approach (6th ed.). S.l.: Sinauer Associates.
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  • Purves, W.K., Orians, G.H., Heller, H.C., Sadava, D. (1998). Life, the science of Biology. Massachusetts: Sinauer Associates, Inc.
  • Solomon, E. P., Berg, L. R., & Martin, D. W. (2008). Biology(8th ed.). Belmont: Thomson Brooks/Cole.
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