Concetti Chiave
- Il nucleo è l'organello centrale della cellula, responsabile della duplicazione del DNA e copiatura dell'RNA, con una struttura interna ben organizzata.
- Il nucleolo, privo di membrana, è suddiviso in tre zone, ognuna con funzioni specifiche nella biogenesi dei ribosomi.
- I pori nucleari, formati dalle membrane del nucleo, permettono il passaggio di molecole tra il nucleo e il citosol, regolato dalle nucleoporine FG.
- Le esportine trasportano il cargo nucleare legandosi a Ran-GTP, ma vengono disattivate nel citosol, causando il rilascio del cargo.
- Il fattore NF-κB, inibito dalla proteina IkB nel citoplasma, viene attivato in risposta a stimoli infiammatori e trasportato nel nucleo per stimolare la trascrizione genica.
Il ruolo del nucleo
Il nostro nucleo è un organello fondamentale, perché possiamo dire che la regione di controllo di tutta la cellula degli esseri umani. Basta che ti immagini il nucleo come il capo della cellula.
Al suo interno avvengono quelli che sono tutti i processi fondamentali di duplicazione del DNA e copiatura dell’RNA. La sua organizzazione interna è tutt’altro che casuale, o anzi possiamo dire che è molto ben precisa: il nucleoplasma contiene tantissimissimi sub-domini funzionali rappresentati dai territori cromosomici, gli speckles (ricchi in proteine per la maturazione dell’RNA) e i corpi di Cajal, coinvolti nella biogenesi dei piccoli RNA nucleari.
Il nucleo è il compartimento cellulare che racchiude il materiale genetico. È di forma sferica o ellittica e occupa generalmente una posizione centrale di quello che è il citosol cellulare.
Struttura e funzione del nucleolo
Distinguiamo tre zone nel nucleolo:
- Centro fibrillare: contiene i geni dell’rRNA non ancora trascritti.
- Regione fibrillare densa: è il luogo in cui avviene la maturazione dell’rRNA.
- Regione granulare: qui i rRNA si assemblano e formano i ribosomi.
Il nucleo è delimitato da una doppia membrana, che costituisce l’involucro nucleare o carioteca. Tra le due membrane c’è uno spazio detto spazio perinucleare. Queste due membrane in alcuni punti si fondono per formare i pori nucleari. I pori nucleari consentono il passaggio di molecole dal nucleo al citosol e sono rivestiti da proteine. Queste proteine formano il complesso del poro nucleare (NCP), che consente il passaggio di determinate sostanze. Le proteine più importanti sono le nucleoporine FG, che appunto hanno il dominio FG che è come un rullo che fa entrare o uscire le molecole.
Tra le strutture più evidenti si trova il nucleolo, una regione non delimitata da membrana, la cui funzione principale è la biogenesi dei ribosomi.
Esportine e trasporto nucleare
Le esportine invece si caricano il cargo solo quando sono legate anche a Ran-GTP. Abbiamo detto che Ran-GTP si trova dentro il nucleo, mentre fuori c’è la GAP che forma Ran-GDP. Questo significa che quando sta dentro l’esportina si può legare a Ran-GTP e quindi anche al cargo da esportare, mentre una volta uscita nel citosol, incontra GAP che le disattiva la Ran e quindi disattiva anche l’esportina, causando il rilascio del cargo.
Spesso i cargo hanno le sequenze di riconoscimento “mascherate” da proteine inibitorie che appunto lo coprono. Altre volte i cargo sono comunque inattivi e per essere attivati devono essere fosforilati per essere attivati.
Regolazione del fattore NF-κB
Un esempio è il fattore di trascrizione NF-κB (cioè favorisce la trascrizione) , che nel citoplasma è normalmente inibito dalla proteina IkB (cioè lo maschera). Solo in presenza di uno stimolo infiammatorio IkB viene fosforilato, liberando NF-κB. L’importina riconosce il segnale di NF-κB e lo trasporta nel nucleo, dove può attivare la trascrizione di quel determinato gene.
Questi sono tutti esempi di come il corpo umano gestisce le risorse che ha nel modo più efficiente possibile anche perché ciò è essenziale affinché la cellula possa avere un risparmio energetico con la massima efficienza. Infatti la cellula deve sfruttare ogni processo con la massima efficienza.
Domande da interrogazione
- Qual è il ruolo principale del nucleo nella cellula?
- Quali sono le tre zone principali del nucleolo e le loro funzioni?
- Come funzionano i pori nucleari nel trasporto delle molecole?
- Qual è il ruolo delle esportine nel trasporto nucleare?
- Come viene regolato il fattore di trascrizione NF-κB?
Il nucleo è l'organello fondamentale che controlla tutti i processi cellulari, inclusa la duplicazione del DNA e la copiatura dell'RNA, fungendo da "capo" della cellula (testo).
Le tre zone del nucleolo sono: il centro fibrillare (dove si trovano i geni dell'rRNA non trascritti), la regione fibrillare densa (dove avviene la maturazione dell'rRNA) e la regione granulare (dove i rRNA si assemblano per formare i ribosomi) (testo).
I pori nucleari, formati da una doppia membrana, consentono il passaggio di molecole tra il nucleo e il citosol, grazie a proteine chiamate nucleoporine FG che regolano l'ingresso e l'uscita delle sostanze (testo).
Le esportine si legano al cargo solo in presenza di Ran-GTP, permettendo l'esportazione delle molecole dal nucleo al citosol; una volta nel citosol, incontrano GAP che disattiva Ran e l'esportina, causando il rilascio del cargo (testo).
NF-κB è normalmente inibito dalla proteina IkB nel citoplasma; in presenza di uno stimolo infiammatorio, IkB viene fosforilato, liberando NF-κB che viene poi trasportato nel nucleo per attivare la trascrizione di specifici geni (testo).
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