NÚCLEO CELULAR
Autor: Julio da Silva Ramos | Publicado: 2011-09-13T04:51:00-07:00

O núcleo celular
O pesquisador escocês Robert Brown (1773- 1858) é  considerado o descobridor do núcleo celular. Embora muitos citologistas  anteriores a ele já tivessem observados núcleos, não haviam compreendido  a enorme importância dessas estruturas para a vida das células. O  grande mérito de Brown foi justamente reconhecer o núcleo como  componente fundamental das células. O nome que ele escolheu expressa  essa convicção: a palavra “núcleo” vem do grego  nux, que significa semente. Brown imaginou que o  núcleo fosse a semente da célula, por analogia aos frutos.
Hoje, sabemos que o núcleo é o centro de controle  das atividades celulares e o “arquivo” das informações hereditárias,  que a célula transmite às suas filhas ao se reproduzir.&nbsp; Células eucariontes e  procariontesA membrana celular presente nas células  eucariontes, mas ausente nas procariontes. Na célula eucarionte, o  material hereditário está separado do citoplasma por uma membrana – a  carioteca – enquanto na célula procarionte o material hereditário se  encontra mergulhado diretamente no líquido citoplasmático.

Os componentes do núcleoO núcleo das célula que não estão em processo de  divisão apresenta um limite bem definido, devido à presença da carioteca  ou membrana nuclear, visível apenas ao microscópio eletrônico.A maior parte do volume nuclear é ocupada por uma  massa filamentosa denominada cromatina. Existem ainda  um ou mais corpos densos (nucléolos) e um líquido  viscoso (cariolinfa ou nucleoplasma).&nbsp; A cariotecaA carioteca (do grego karyon, núcleo e theke,  invólucro, caixa) é um envoltório formado por duas membranas  lipoprotéicas cuja organização molecular é semelhante as demais  membranas celulares. Entre essas duas membranas existe um estreito  espaço, chamado cavidade perinuclear.A face externa da carioteca, em algumas partes,  se comunica com o retículo endoplasmático e, muitas vezes, apresenta  ribossomos aderidos à sua superfície. Neste caso, o espaço entre as duas  membranas nucleares é uma continuação do espaço interno do retículo  endoplasmático.
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Poros da carioteca A carioteca é perfurada por milhares de poros,  através das quais determinadas substâncias entram e saem do núcleo. Os  poros nucleares são mais do que simples aberturas. Em cada poro existe  uma complexa estrutura protéica que funciona como uma válvula,  abrindo-se para dar passagem a determinadas moléculas e fechando-se em  seguida. Dessa forma, a carioteca pode controlar a entrada e a saída de  substâncias. A face interna da carioteca encontra-se a lâmina  nuclear, uma rede de proteínas que lhe dá sustentação. A lâmina nuclear  participa da fragmentação e da reconstituição da carioteca, fenômenos  que ocorrem durante a divisão celular.A cromatinaA cromatina (do grego chromatos, cor) é  um conjunto de fios, cada um deles formado por uma longa molécula de DNA  associada a moléculas de histonas, um tipo especial de proteína. Esses  fios são os cromossomos.Quando se observam núcleos corados ao microscópio  óptico, nota-se que certas regiões da cromatina se coram mais  intensamente do que outras. Os antigos citologistas já haviam observados  esse fato e imaginado, acertadamente, que as regiões mais coradas  correspondiam a porções dos cromossomos mais enroladas, ou mais  condensadas, do que outras.Para assinalar diferenças entre os tipos de  cromatina, foi criado o termo heterocromatina (do grego heteros,  diferente), que se refere à cromatina mais densamente enrolada. O  restante do material cromossômico, de consistência mais frouxa, foi  denominado eucromatina (do grego eu, verdadeiro).&nbsp;  Diferentes níveis de condensação do DNA. (1)  Cadeia simples de DNA . (2) Filamento de cromatina (DNA com histonas).  (3) Cromatina condensada em interfase com centrómeros.  (4) Cromatina condensada em profase. (Existem agora duas cópias da  molécula de DNA) (5) Cromossoma em metafase
Os nucléolosNa fase que a célula eucariótica não se encontra  em divisão é possível visualizas vários nucléolos, associados a algumas  regiões específicas da cromatina. Cada nucléolo é um corpúsculo  esférico, não membranoso, de aspecto esponjoso quando visto ao  microscópio eletrônico, rico em RNA ribossômico (a  sigla RNA provém do inglês RiboNucleic  Acid). Este RNA é um ácido nucléico produzido a partir  o DNA das regiões específicas da cromatina e se constituirá um dos  principais componentes dos ribossomos presentes no citoplasma. É importante perceber que ao ocorrer a  espiralação cromossômica os nucléolos vão desaparecendo lentamente. Isso  acontece durante os eventos que caracterizam a divisão celular. O  reaparecimento dos nucléolos ocorre com a desespiralação dos  cromossomos, no final da divisão do núcleo. 
A estrutura dos cromossomos
Cromossomos da  célula interfásicaO período de vida da célula em que ela  não está em processo de divisão é denominado interfase. A cromatina da  célula interfásica, como já foi mencionada, é uma massa de filamentos  chamados de cromossomos. Se pudéssemos separar, um por um, os  cromossomos de uma célula interfásica humana, obteríamos 46 filamentos,  logos e finos. Colocado em linha, os cromossomos humanos formariam um  fio de 5 cm de comprimento, invisível ao microscópio óptico, uma vez que  sua espessura não ultrapassa 30 nm. 
Constituição química e  arquitetura dos cromossomosDescobrir a natureza química dos cromossomos foi  uma árdua tarefa que mobilizou centenas de cientistas e muitos anos de  trabalho. O primeiro constituinte cromossômico a ser identificado foi o  ácido desoxirribonucléico, o DNA. Em 1924, o pesquisador alemão Robert J. Feugen  desenvolveu uma técnica especial de coloração que permitiu demonstrar  que o DNA é um dos principais componentes dos cromossomos. Alguns anos  mais tarde, descobriu-se que a cromatina também é rica em proteínas  denominadas histonas. &nbsp; Cromossomos da célula em  divisãoQuando a célula vai se dividir, o núcleo e os  cromossomos passam por grandes modificações. Os preparativos para a  divisão celular têm inicio com a condensação dos cromossomos, que  começam a se enrolar sobre si mesmos, tornando-se progressivamente mais  curtos e grossos, até assumirem o aspecto de bastões compactos. &nbsp; Constrições cromossômicasDurante a condensação cromossômica, as regiões  eucromáticas se enrolam mais frouxamente do que as heterocromáticas, que  estão condensadas mesmo durante a interfase. No cromossomo condensado,  as heterocromatinas, devido a esse alto grau de empacotamento, aparecem  como regiões “estranguladas” do bastão cromossômico, chamadas  constrições.
Centrômero e cromátidesNa célula que está em processo de divisão, cada  cromossomo condensado aparece como um par de bastões unidos em um  determinado ponto, o centrômero. Essas duas “metades” cromossômicas,  denominadas cromátides-irmãs são idênticas e surgem da duplicação do  filamento cromossômico original, que ocorre na interfase, pouco antes de  a divisão celular se iniciar. Durante o processo de divisão celular, as  cromátides-irmãs se separam: cada cromátide migra para uma das  células-filhas que se formam.O centrômero fica localizado em uma região  heterocromática, portanto em uma constrição que contém o centrômero é  chamada constrição primária, e todas as outras que porventura existam  são chamadas constrições secundárias.
 
As partes de um cromossomo separadas pelo  centrômero são chamadas braços cromossômicos. A relação de tamanho entre  os braços cromossômicos, determinada pela posição do centrômero,  permite classificar os cromossomos em quatro tipos:metacêntrico:  possuem o centrômero no meio, formando dois braços de mesmo tamanho;
submetacêntricos:  possuem o centrômero um pouco deslocado da região mediana, formando dois  braços de tamanhos desiguais;
acrocêntricos: possuem  o centrômero bem próximo a uma das extremidades, formando um braço  grande e outro muito pequeno;
telocêntricos:  possuem o centrômero em um das extremidades, tendo apenas um braço.

Cromossomos e genes

O que são genes?As moléculas de DNA dos cromossomos contêm  “receitas” para a fabricação de todas as proteínas da célula. Cada  “receita” é um gene.Portanto, o gene é uma  seqüência de nucleotídeos do DNA que pode ser  transcrita em uma versão de RNA e conseqüentemente  traduzida em uma proteína.  
Conceito de genoma Um cromossomo é comparável a um livro de receita  de proteínas, e o núcleo de uma célula humana é comparável a uma  biblioteca, constituída por 46 volumes, que contêm o receituário  completo de todas as proteínas do indivíduo. O conjunto completo de  genes de uma espécie, com as informações para a fabricação dos milhares  de tipos de proteínas necessários à vida, é denominado genoma.  Atualmente, graças a modernas técnicas de identificação dos genes, os  cientistas mapearam o genoma humano através do Projeto Genoma Humano.
Projeto Genoma Humano  O Projeto Genoma Humano (PGH)  teve por objetivo o mapeamento do genoma humano, e a identificação de  todos os nucleotídeos que o compõem. Consistiu num esforço mundial para  se decifrar o genoma. Após a iniciativa do National Institutes of  Health (NIH) dos Estados Unidos, centenas de laboratórios de todo o  mundo se uniram à tarefa de seqüenciar, um a um, os genes que codificam  as proteínas do corpo humano e também aquelas seqüências de DNA que não  são genes. Laboratórios de países em desenvolvimento também  participaram do empreendimento com o objetivo de formar mão-de-obra  qualificada em genômica.
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Para o seqüenciamento de um gene, é  necessário que ele seja antes amplificado numa reação  em cadeia da polimerase, e então clonado em bactérias. Após a  obtenção de quantidade suficiente de DNA, executa-se uma nova reação em  cadeia (PCR), desta vez utilizando didesoxirribonucleotídeos  marcados com fluoróforos para a determinação da seqüência.O projeto foi fundado em 1990, com um  financiamento de 3 milhões de dólares do Departamento de Energia dos  Estados Unidos e dos Institutos Nacionais de Saúde dos Estados Unidos, e  tinha um prazo previsto de 15 anos.        
Devido à grande cooperação da comunidade  científica internacional, associada aos avanços no campo da  bioinformática e das tecnologias de informação, um primeiro esboço do  genoma foi anunciado em 26 de Junho de 2000, dois anos antes do  previsto.Em 14 de Abril de 2003, um comunicado de  imprensa conjunto anunciou que o projeto foi concluído com sucesso, com o  seqüenciamento de 99% do genoma humano, com uma precisão de 99,99%.Os trabalhos do projeto foram dados como  concluídos em 2003. Com a tecnologia da época, estimou-se que todos os  genes (em torno de 25.000) haviam sido seqüenciados. Deve-se lembrar que  nem todo o DNA humano foi seqüenciado. Estimativas atuais concluem que  apenas cerca de 2% do material genético humano é composto de genes,  enquanto que a maior parte parece não conter instruções para a formação  de proteínas, e existe provavelmente por razões estruturais. Muito pouco  dessa maior parte do material genético tem sua seqüência conhecida.Por limitações tecnológicas, partes do DNA que  possuem muitas repetições de bases nitrogenadas também ainda não foram  totalmente seqüenciadas. Essas partes incluem, por exemplo, os  centrômeros e os telômeros dos cromossomos.De todos os genes que  tiveram sua seqüência determinada, aproximadamente 50% codificam para  proteínas de função conhecida.Apesar dessas lacunas, a conclusão do genoma já  está facilitando o desenvolvimento de fármacos muito mais potentes,  assim como a compreensão de diversas doenças genéticas humanas.Fonte: www.sobiologia.com.br