Nucleo, Biologia cellulare ed elementi di genetica

Nucleo

Il 99,9% del DNA è contenuto nel nucleo (il restante 0,01% nel mitocondrio). Il nucleo consta di un involucro membranoso (carioteca), un nucleoscheletro (lamina e matrice nucleare) e nucleoplasma (contenente DNA organizzato con proteine, cioè cromatina, RNA, enzimi e ribozimi).

Involucro membranoso (carioteca)

L'involucro membranoso (carioteca) delimita il nucleo, racchiude il DNA e funge da filtro selettivo. La carioteca è rivestita da ribosomi ed è collegata al RER (anch'esso rivestito da ribosomi). I pori nucleari si formano dove le membrane nucleari interna ed esterna (che insieme costituiscono l'involucro nucleare) sono in contatto tra loro. I pori forniscono una via di passaggio per le macromolecole, anche se quest'ultime vengono selezionate. Attraverso il poro passano proteine ed RNA. Le proteine entrano ed escono mentre l'RNA esce solamente.

Nucleoscheletro

Il nucleoscheletro è formato dalla lamina nucleare e dalla matrice nucleare. La prima sostiene la carioteca e determina la forma del nucleo. È assente in alcuni eucarioti e nelle piante. La seconda è una fitta rete fibrosa ancorata alla carioteca (secondo alcuni scienziati non esiste).

Nucleolo

Il nucleolo è più di uno nelle cellule con elevata attività biosintetica. Come funzione ha la biogenesi dei ribosomi in quanto contiene RNA. È distinto in due porzioni: la porzione granulare e quella fibrillare. Quest'ultima sintetizza gli RNA ribosomiali 5,8 S, 18 S e 28 S (tranne il 5 S che non è sintetizzato nel nucleolo). Questi RNA ribosomiali, come già detto in passato, si associano alle proteine ribosomiali che entrano nel nucleo mediante il complesso del poro citato prima. Così si formano le subunità del ribosoma.

Cromatina

Tornando al nucleo in generale, ogni cromosoma è composto da materiale genetico, il DNA, e diversi tipi di proteine che aiutano a comprimerlo affinché stia all'interno del nucleo. Il complesso formato dal DNA e questo tipo di proteine è definito cromatina. La cromatina, così chiamata per la sua sensibilità verso i coloranti, si definisce come una combinazione di DNA e proteine appartenenti in massima parte ad una classe di piccoli polipeptidi chiamati istoni.

Il nucleosoma, ovvero l'unità fondamentale in cui viene ammassata la cromatina, si compone di una parte centrale costituita da otto istoni intorno ai quali si avvolge due volte il filamento di DNA. Il grado di condensazione del DNA del cromosoma eucariote si osserva mediante la colorazione della cromatina. Si rilevano due tipi di cromatina: l'eucromatina e l'eterocromatina.

L'eucromatina, a differenza dell'eterocromatina, contiene una quantità maggiore di proteine non istoniche ed è costituita da DNA scarso.