Tema 7: LA CÉLULA.

EL NÚCLEO
Núcleo a microscopio
electrónico

Célula a microscopio óptico

ÍNDICE
1.- LA TEORIA CELULAR.
2.- EVOLUCIÓN CELULAR. TEORIA ENDOSIMBIÓTICA
3.- TIPOS DE ORGANIZACIÓN CELULAR
4.- EL NÚCLEO
5.- LA ENVOLTURA NUCLEAR
6.- LA CROMATINA
7.- EL NUCLEOPLASMA
8.- EL NUCLEOLO
9.- LOS CROMOSOMAS
ROBERT HOOKE(1665): Con sus observaciones postuló el nombre célula para referirse a los
compartimentos que encontró en un pedazo de corcho, al observar al microscopio
VAN LEEUWENHOEK (1673): Realizó observaciones de microorganismos de charcas,
eritrocitos humanos, espermatozoides.
SCHWANN Y SCHLEIDEN (1839): Postularon el primer concepto sobre la teoría celular: las
células son las parte elementales tanto de plantas como de animales.
VIRCHOW (1850): Escribió: Todas las células provienen de otras células”.
Ampliación, no hace falta estudiar
En la actualidad la TEORÍA CELULAR queda definida por:
 La célula es la unidad anatómica y fisiológica de todos los
seres vivos:
- anatómica porque todos los seres vivos están
constituidos por una o más células .
- fisiológica porque es la parte más pequeña capaz de
realizar las funciones vitales ( nutrición, relación y
reproducción).

 Cada célula procede de otra célula anterior por división de la

misma.

 La información genética se transmite de célula a célula y es

imprescindible para su funcionamiento

 Las reacciones químicas del metabolismo de un ser vivo

Ampliación
A principios de los años 80, Altman y Cech,
demostraron que el ARN era capaz de
catalizar una serie de reacciones, incluida la
polimerización de nucleótidos.
Este primer ARN enzimático, capaz de
replicarse, recibió el nombre de ribozima.
El ARN constituyó el primer sistema genético
y, por tanto, existió un “mundo de ARN” en
el que se dieron importantes pasos en la
evolución química .
Posteriormente, este ARN quedaría rodeado
de una membrana compuesta por
fosfolípidos, formando el primer modelo
celular: la célula primitiva.
2.-
 Importante
La teoria endosimbiótica
Lynn Margullis, en 1967, propuso que las células eucariotas se originaron a partir
de una primitiva célula, que en un momento englobaría a otras células u
organismos procarióticos( bacterias), estableciéndose entre ambos una relación
endosimbionte.
El núcleo, las mitocondrias y los cloroplastos poseen moléculas de ADN que revelan
un origen diferente, además de doble membrana y ribosomas.
Teoría de la
endosimbiosis
Evidencias de la endosimbiosis en mitocondrias y
cloroplastos:
• Tienen moléculas de ADN circulares exclusivas sin
relación con el ADN del núcleo y similar al de
bacterias.
• Tienen ribosomas y producen sus propias proteínas.
• Tienen una doble membrana y la más interna es
similar a la de procariotas.
• Tanto procariotas como
mitocondrias y cloroplastos
se dividen por bipartición
 3. TIPOS DE ORGANIZACIÓN
CELULAR
Podemos encontrar dos tipos de células en los seres vivos:
CÉLULA PROCARIOTA
El material genético ADN está libre en
el citoplasma.
Sólo posee unos orgánulos llamados
ribosomas.
Es el tipo de célula que presentan las
bacterias (eubacterias y arqueobacterias)

CÉLULA EUCARIOTA

El material genético ADN está encerrado

en una membrana y forma el núcleo.
Poseen un gran número de orgánulos.
Es el tipo de célula que presentan el
resto de seres vivos.
3. 1 CÉLULA PROCARIOTA
Han sido las primeras células sobre
nuestro planeta, y estuvieron en
exclusiva durante millones de
años.
Comprende dos phyla:
 Arqueobacterias (extremófilas)
 Eubacterias
Características generales:
- Suelen ser muy pequeñas(1 10μm)
- Poseen una membrana
plasmática recubierta de pared
celular bacteriana de composición
variable según el grupo.
- Se dividen por (bipartición).
- El citoplasma posee dos regiones bien diferenciadas: El nucleoide, región
donde se halla el ADN, y el resto del citoplasma.

- Pueden presentar flagelos que permiten la locomoción, fimbrias para la

adherencia y pilis que intervienen en la reproducción permitiendo el
intercambio de ADN

- Algunas pueden presentar

una cápsula o glucocálix
de naturaleza glucídica.
- Tienen ribosomas 70 S
en el citoplasma.

- Tienen mesosomas, que

son repliegues de la
membrana, que contienen
enzimas implicados en
respiración y replicación.
3.2 LA CÉLULA EUCARIOTA

• Es mucho más compleja que la procariota.

• Algunas presentan polaridad ( ordenación ) como las neuronas.
• Presentan una membrana plasmática que rodea y delimita la célula.

• En el citoplasma encontramos los ribosomas, pero de 80 S, y está

compartimentado por los sistemas de endomembranas.
• El material genético, el ADN, se encuentra aislado del citoplasma
mediante la membrana nuclear, teniendo un verdadero núcleo.
• La compartimentación del citoplasma supone una división territorial
dentro de la propia célula, lo que permite desarrollar diferentes
funciones al mismo tiempo y que sea más eficaz.
DIFERENCIAS ENTRE PROCARIOTAS Y EUCARIOTAS
Pared

Los enzimas respiratorios de encuentran

en repliegues de la membrana llamados
mesosomas. Membrana sin colesterol.
 DIFERENCIAS ENTRE CÉLULAS ANIMALES Y VEGETALES
Diferencias y Célula Vegetal Célula Animal
semejanzas
Forma de las células no Poliédrica Esférica
especializadas
Tamaño Generalmente son mayores Generalmente son menores
Membrana Son similares en ambos tipos de células.
plasmática
Pared celular Es exterior a la membrana plasmática. Formada No tienen
por celulosa y constituye el esqueleto celular.
Orgánulos celulares Son comunes a ambos tipos celulares, por ejemplo:Mitocondrias, R. End., Rb., Ap. de Golgi,...
Orgánulos exclusivos - Los cloroplastos, pueden realizar la fotosíntesis Las vacuolas, son denominadas, en éstas,
de las células vegetales - Las vacuolas, adquieren gran tamaño (hasta el vacuolas digestivas o lisosomas
son: 95 % del volumen del citoplasma). Acumulan secundarios, son de pequeño tamaño
gran variedad de sustancias: de reserva, de
desecho, pigmentos, agua, etc.

Orgánulos exclusivos - Los centriolos: están relacionados con el

de las células animales movimiento, se encuentran, o bien en la base
son: de cilios y flagelos o en parejas, formando el
diplosoma en el interior del centrosoma
(organizador de los microtúbulos en el
citoplasma celular).

Posición del núcleo: Se encuentra desplazado contra la membrana Suele ser central,
plasmática por las grandes vacuolas y ocupa una
posición excéntrica.
Movilidad Carece de capacidad para desplazarse (excepto Pueden ser móviles mediante pseudópodos o
casos particulares como algunos gametos). pueden poseer cilios y flagelos.
Tamaño celular
El tamaño es microscópico y variable entre 1-100 micras.
El tamaño corresponde al del soma y no a las prolongaciones.
Las células homólogas presentes en individuos que presentan diferentes tamaños tienen igual
magnitud (un hepatocito mide lo mismo en un humano que en un ratón)
Las diferencias de tamaño entre los organismos no depende del tamaño de sus células sino del
número de células.
A veces hay células con un gran tamaño, como el óvulo de la avestruz, cuyo diámetro puede
llegar a ser de 8’5 cm.
LONGEVIDAD DE LAS CÉLULAS

La vida de una célula puede durar desde unos 30 minutos en algunas

bacterias, 8 horas las células intestinales humanas, hasta toda la vida humana
en la mayoría de neuronas.
Si son pequeñas, la relación superficie/ volumen es mayor y eso les permite tomar más
fácilmente sustancias del medio.
4. EL NÚCLEO
• Contiene material genético en forma de ADN.
• En él, se produce la replicación del ADN y su transcripción a ARN
mensajero, ARN ribosómico y ARN transferente.
• El núcleo aparece en todas las células salvo en las procariotas y en
los eritrocitos(glóbulos rojos)maduros de mamíferos.
• El núcleo nos lo podemos encontrar en dos fases distintas:
- interfase o período comprendido entre dos divisiones celulares
consecutivas (núcleo interfásico o en reposo), el ADN está en forma de
cromatina
- división (núcleo mitótico o meiótico), se observan los
cromosomas.
Las células suelen tener un solo núcleo,
a excepción de las polinucleadas (en las
células musculares estriadas), o las que
carecen de él (los glóbulos rojos).
 4.1 Características del núcleo
COMPONENTES
1. Envoltura nuclear: Con doble membrana, la
externa conectada con el Retículo
Endoplasmático. Las membranas tienen
2
poros que se comunican con el citoplasma. 1
3
2. Nucleoplasma o matriz nuclear: Medio
acuoso del interior 4

3. Nucléolo. Corpúsculo esférico sin

membrana. Su función es la formación de
ribosomas. Puede haber más de uno en la
célula.
4. Cromatina. Filamentos de ADN asociados a
proteínas. Cuando la célula se va a dividir, se
organizan y condensan en cromosomas.
Origen de células polinucleadas: sincitio y plasmodio
 5. LA ENVOLTURA NUCLEAR

La membrana externa se
continua con el Retículo
endoplasmático rugoso.

La interna tiene proteínas

adosada que forman la
lámina nuclear, en la que
se ancla la cromatina.
 Membrana nuclear externa: con ribosomas.
Unida al Retículo endoplasmático Similar a
Membrana plasmática
Espacio perinuclear
(intermembrana)
Poro

Citosol
Membrana nuclear
interna

Lámina nuclear:
dispuesta en capas . Sirve
de anclaje cromatina,
regula crecimiento,
interviene en la formación
de los poros
Nucleoplasma

Cromatina
 LÁMINA NUCLEAR
(también llamada lámina fibrosa).

Está formada por proteínas fibrilares unidas a la membrana nuclear

interna (del tipo de los filamentos intermedios) y funcionan como esqueleto
del núcleo.

Sus principales funciones son:

• Interviene en la desorganización y reorganización de las

membranas nucleares al comienzo y al fin de la división celular.

• Es un punto de unión de las fibras de cromatina.

• Ancla al núcleo y al citoesqueleto celular, lo que le permite

mantener una posición determinada en la célula.
Poros nucleares
•Se producen por la unión o fusión de las 2 membranas que forman la envoltura
nuclear y son estructuras dinámicas, capaces de formarse y desaparecer
dependiendo del estado funcional de la célula, regulan la apertura como un
diafragma.
•Son canales acuosos que regulan los intercambios de moléculas entre el núcleo
y el citosol. Permiten la circulación de pequeñas moléculas hidrosolubles y de
macromoléculas (proteínas, ARN) por transporte activo.
•La cantidad de poros es muy variable: presentan más las células que tienen
mayor actividad transcripcional.
•Cuando se observan al microscopio electrónico no son simples orificios sino
estructuras complejas que se denominan complejo de poro.
6.- LA CROMATINA
Cromatina:
•Es la forma que toma el material hereditario o ADN durante la
interfase del ciclo celular.

•Es el ADN asociado a proteínas formando una estructura

empaquetada y compacta.

•Las proteínas pueden ser:

- Básicas denominadas histonas, de 5 clases: H1, H2A, H2B, H3, H4.
- Proteínas más ácidas llamadas no histonas, que corresponde con
enzimas implicadas en la replicación, transcripción y regulación del
ADN.

• Las histonas favorecen la condensación del material genético para

poder organizarse y formar los cromosomas cuando la célula esta
dividiéndose.
Encontramos dos tipos de cromatina:
1. Heterocromatina:
Estado condensado: No se transcribe
Hay 2 tipos: constitutiva (siempre condensada) y facultativa (depende del
estadio de desarrollo, es parte que se inactiva al especializarse la célula

2. Eucromatina:
Es una forma más laxa, con gran actividad
de transcripción (ADN- ARNm).

La cromatina, en el momento de la división celular, se empaqueta y condensa

hasta formar los cromosomas
Recuerda la estructura terciaria del ADN
Collar de perlas
Solenoide
En cromosomas metafásicos se observa un esqueleto proteico
(proteínas no histonas) del cromosoma (scaffold=ANDAMIO) del que
salen bucles de ADN

Los bucles de ADN fijados

a las proteínas andamio
se pliegan formando una
700 nm 300 nm superhélice
 Compactación de la cromatina.
El nº1 corresponde a la molécula de ADN (fibra de DNA)
En el nº 2 , vemos el ADN unido a proteínas globulares (histonas), formando una estructura
denominada "collar de perlas", formado por la repetición de unas unidades que son los
nucleosomas, que corresponderían a cada perla del collar. (fibra nucleosomica)
En el nº 3 se pasa a una estructura de orden superior formando un "solenoide” (fibra de 30nm)
En el nº 4, se consigue aumentar el empaquetamiento, formando la fibra de cromatina, nuevos
"bucles".
En el nº 5, llegamos al grado de mayor espiralización y compactación, formando un denso
paquete de cromatina, que es en realidad, un cromosoma.

1 2 3 5
4

Por lo tanto podemos decir que cromatina y cromosomas químicamente son lo

mismo, y el cromosoma sería un paquete de cromatina muy compacto.
7. EL NUCLEOPLASMA o matriz nuclear
 También llamado carioplasma o cariolinfa.
 Se trata del medio interno que llena el núcleo.
 Es una matriz coloidal semifluida, semejante al citosol o
hialoplasma, con agua y otros componentes como cromatina,
nucleótidos y enzimas implicados en la replicación y transcripción.
 Contiene al nucleolo y a la cromatina (ADN + proteínas)
 En el nucleoplasma se produce:
La síntesis de ARN y la replicación del ADN
8.-EL NUCLEOLO
 Es una estructura esférica sin membrana que lo delimite.
 Según la célula pueden haber uno o más.
 Se localizan próximos a la envoltura nuclear y sólo se observa en la
interfase.
 Están formados por fibras de cromatina que rodean y penetran en el
nucleolo, ARNr y proteínas enzimáticas.
 Su función es : la síntesis del ARNr y el procesado y
empaquetamiento de subunidades ribosomales. A mayor tamaño del
nucleolo, más activa está la célula.

 En la mitosis desaparece ,y cuando termina la mitosis, los cromosomas

se vuelven a desespiralizar, se forma de nuevo el nucleolo a partir de
ellos, en concreto a partir de unos genes que contienen información para
la síntesis del ARNn (ARN nucleolar). Son las llamadas Regiones
Organizadoras Nucleolares de los cromosomas (NOR)
Al M.E. se observan dos componentes en la mayoría de los nucléolos:

- La región fibrilar ,donde ocurre

la transcripción y ensamblaje inicial

- La región granular, donde se

produce la maduración de las
subunidades ribosomales

El nucleolo es mayor en células

activas , que sintetizan muchas
proteínas y que por tanto
requieren más ribosomas
9. LOS CROMOSOMAS
•Los cromosomas son estructuras compactas formadas por cromatina
altamente condensada, contienen las unidades hereditarias o genes

• Sólo son visibles cuando la célula se está dividiendo, durante la

mitosis o la meiosis. Los cromosomas metafásicos son los más
estudiados y los que se conoce su estructura.

•Los cromosomas de plantas y animales, durante la etapa de la división

celular, tienen la forma típica de una letra H o X: poseen dos cromátidas
unidas por el centrómero (constricción primaria)

•Las regiones terminales de los cromosomas se llaman telómeros y los

brazos corresponden a los sectores de cromátidas entre centrómero y
telómero.

• Se denomina cinetocoro a la estructura de naturaleza proteica, alrededor

del centrómero que permite la separación de las cromátidas y es donde se
polimerizan los microtúbulos durante la división celular o mitosis.
 Centrómero
(constricción que divide al cromosoma en 2 brazos)
En función de la posición del centrómero
y de los índices de proporcionalidad, se
distinguen cuatro tipos.
Cinetocoro
BRAZO (puntos de separación de
los cromosomas)

Constricciones
secundarias
(relacionadas con la
formación del nucléolo)

BRAZO

Bandas
(segmentos de cromatina
que tiñen con diferente Telómero
intensidad) En humanos, secuencia TTAGGG repetida miles de
Cromátidas veces. Esenciales en la duplicación y protección de los
(resultado de la duplicación cromosomas. Se les puede unir un fragmento llamado
del material genético) satélite.
Los cromosomas están formados por dos cadenas de ADN idénticas llamadas
CROMÁTIDAS HERMANAS, que se unen por un punto llamado CENTRÓMERO.
El centrómero divide a cada cromátida en dos partes que se denominan BRAZOS.
Centrómero Centrómero y telómero
Elemento de DNA responsable de la
• Telómero
segregación o separación de cromátidas
hermanas en mitosis y meiosis. .Elemento de DNA que sella los extremos de los
cromosomas y les confiere protección y estabilidad.
Divide cada cromátida en 2 brazos que
•

pueden ser iguales o no dependiendo de su Contiene secuencias repetidas de TTAGGG que se

•

posición. van acortando en cada replicación

•A ambos lados aparecen estructuras Relacionados con el envejecimiento celular y cáncer

•

proteicas, cinetocoros, lugares de

polimerización de los microtúbulos que
intervienen en la separación de cromátidas.
Los cromosomas se pueden clasificar en base a la posición del
centrómero en:
Metacéntricos Submetacéntricos
(brazos iguales) (brazos ligeramente
desiguales)

Centrómero
Centrómero

Acrocéntricos Telocéntricos
(brazos muy desiguales) (solo visible un brazo)

Centrómero
Centrómero
pares de
 CARIOTIPO
El cariotipo es el conjunto de cromosomas de una célula.
Es constante en todas las células que pertenecen a un mismo organismo, excepto en las
células reproductoras o gametos, que contienen la mitad de cromosomas que una célula
normal.
Es característico de la especie y no guarda relación con el nivel evolutivo alcanzado por la
especie.

CARIOTIPO HUMANO: 23 pares de cromosomas

 Cromosomas somáticos o autosomas  pares del 1 al
22, comunes en los dos sexos
 Cromosomas sexuales o heterocromosomas:  par
23 (X o Y)
responsable de la determinación del sexo
XX = ♀ XY = ♂

 Número de cromosomas:
 Células haploides (n): 1 juego de cromosomas
 Células diploides (2n): aparecen en la mayoría de
organismos y tienen dos juegos de cromosomas. Se dice que estos
son cromosomas homólogos porque contienen información
genética para los mismos caracteres.
 Células poliploides (xn): 3, 4 o más juegos de cromosomas
Cuando los cromosomas se ordenan por parejas de homólogos de mayor a menor
tamaño se le llama CARIOGRAMA

Heterocromosomas
masculinos

Heterocromosomas
femeninos
Patrones de bandas de los
cromosomas humanos.
(técnica de coloración)

Cromosomas 1-22 están

numerados en el orden aproximado
de tamaño.
Una típica célula humana somática
(no germinal) contiene dos de cada
uno de estos cromosomas, más
dos cromosomas sexuales ( dos
cromosomas X en las mujeres, un
cromosoma X y un cromosoma Y
en un varón).

Bandeo cromosómico
Cada cromosoma revela un
patrón específico de bandas
claras y oscuras
Curiosidad
Características del Núcleo Celular y sus Componentes
Partes del Núcleo Celular Descripción Función

Estructura rodeada por una Regular la función celular.

Núcleo doble membrana con poros. Control del metabolismo,
Contiene reproducción (ciclo celular)
cromatina/cromosomas y y diferenciación celular.
nucléolo.
Estructura formada por dos Continuación del RER. Posee
Envoltura Nuclear unidades de membrana unidas a poros que regulan el pasaje
nivel de los poros nucleares. entre núcleo y citoplasma

Cuerpo granular en el núcleo, Sitio de síntesis del RNA

Nucléolo que consiste en ARN y ribosómico y de ensamble
proteínas. de los ribosomas.
ADN asociado a proteínas, Empaquetamiento
tanto estructurales (histonas) (plegamiento) de ADN. El
Cromatina como a proteínas regulatorias. ADN compone los genes.
La cromatina es visible durante Funciones regulatorias de la
la interfase celular transcripción genética.
ADN asociado a proteínas, en Contienen los genes que son
Cromosomas estado superenrrollado. Visible las unidades de información,