Você já se perguntou o que tem dentro do núcleo das células? Acompanhe esta trilha de Biologia para a Recomposição de Aprendizagem e vamos descobrir juntos!
Antes de falarmos sobre o núcleo celular, precisamos relembrar o que é a célula, não é mesmo? Caso você não se lembre, a célula é a unidade básica da vida, presente em todos os organismos vivos.
A célula é a menor estrutura capaz de realizar funções vitais, incluindo o crescimento, o metabolismo, as respostas a estímulos e também a reprodução. De modo geral, existem dois tipos principais de células: procarióticas e eucarióticas.
Vamos relembrar rapidamente o que diferencia esses dois tipos celulares? Vem comigo!
Videoaula sobre a composição química das células
Para entender melhor como é a composição química das células, a professora Cláudia de Souza Aguiar preparou um resumo excelente no vídeo a seguir. Assista:
Células procariontes
As células procariontes são células encontradas em organismos unicelulares (aqueles formados por uma única célula), como as bactérias e as arqueas. Estes tipos celulares não possuem núcleo definido, ou seja, isto significa que o material genético está disperso no citoplasma.
Além disso, as estruturas internas das células procariontes são mais simples do que nas células eucariontes, incluindo estruturas como os ribossomos, a membrana plasmática e, frequentemente, uma parede celular.
Ilustração de uma célula procariótica, com indicações de diferentes estruturas da célula. (Adaptada de Mariana Ruiz Villarreal).
Células eucariontes
Já as células eucariontes, por outro lado, são um tipo celular encontrado nos organismos multicelulares (aqueles formados por mais de um tipo celular), como as plantas, os animais, os fungos e os protistas. Neste caso, o núcleo é melhor definido, uma vez que o material genético está protegido por uma membrana nuclear.
As células eucariontes contêm também várias organelas celulares (estruturas internas especializadas) dentre elas as mitocôndrias, os cloroplastos (em plantas), o retículo endoplasmático e o aparelho de Golgi, os quais desempenham funções específicas.
Videoaula sobre estrutura celular
No vídeo a seguir, a professora Cláudia fala sobre as principais estruturas que compõem uma célula eucarionte. Confira
Principais estruturas das células eucariontes
Ilustração de uma célula vegetal e suas diversas estruturas. (Imagem adaptada por Eneli Gomes de Mariana Ruiz Villarreal).
MEMBRANA PLASMÁTICA: a membrana plasmática é a estrutura que envolve a célula, controlando a entrada e saída de substâncias. Composta por uma bicamada de fosfolipídios com proteínas embutidas.
CITOPLASMA: o material gelatinoso dentro da célula onde estão suspensas as organelas é denominado de citoplasma. Esta estrutura gelatinosa, contém citosol, um fluido que envolve as organelas.
ORGANELAS:
- Mitocôndrias: são as estruturas responsáveis pela produção de energia através da respiração celular.
- Retículo Endoplasmático (RE):
- RE Rugoso: porção do retículo que sintetiza as proteínas com a ajuda dos ribossomos.
- RE Liso: parte do retículo que sintetiza os lipídios e processa as toxinas.
- Aparelho de Golgi: encarregado por codificar, empacotar e distribuir proteínas e lipídios.
- Lisossomos: estruturas que contêm enzimas digestivas responsáveis por degradar os materiais celulares.
- Cloroplastos: responsáveis por realizar o processo de fotossíntese nas plantas e algas.
GIF ilustrando dois diferentes tipos de células eucariontes, animal e vegetal. (FONTE: Quizz)
Mas se você estiver acompanhando a nossa aula, está faltando alguma estrutura, não é? Sim, ele mesmo, o núcleo da célula.
O que é o núcleo celular?
O núcleo celular é uma das estruturas mais importantes dentro de uma célula eucariótica, que atua como o “centro de controle da célula”. Ele é responsável por abrigar e proteger o material genético, mais conhecido como DNA (Ácido desoxirribonucleico), além de regular diversas atividades celulares essenciais.
GIF de uma célula eucarionte com suas organelas e um núcleo celular notável (estrutura redonda cheia de “furinhos”), em uma perspectiva tridimensional. (FONTE: )
Antes de falarmos mais sobre o núcleo celular, que tal um pequeno resumo sobre a diferença entre DNA e RNA? Você se lembra? Se não, acompanhe comigo esse esquema que diferencia essas duas estruturas tão importantes para a vida!
Esquema mostrando as principais diferenças entre a molécula do DNA e do RNA. (FONTE: Explica do Zero)
Mas que tal explorarmos com mais detalhes quais são suas características e funções principais?
Estrutura do núcleo celular
A estrutura do núcleo celular é complexa e organizada, sendo responsável por desempenhar um papel crucial no armazenamento e regulação do material genético. Seus principais componentes e suas respectivas funções são:
Envelope nuclear
O núcleo é delimitado por uma membrana dupla que chamamos de envelope nuclear. Este envelope separa o conteúdo do interior do núcleo e do citoplasma. Composto por duas camadas (membranas internas e externas) de lipídios, o envelope nuclear possui poros nucleares (o que no GIF anterior chamamos de “furinhos”).
Estes poros são estruturas complexas formadas por proteínas que auxiliam na regulação e no transporte de moléculas entre o núcleo e o citoplasma, permitindo a passagem de RNA e proteínas.
Afinal, você já pensou como poderia ser problemático se qualquer molécula entrasse dentro do núcleo celular? Ou até mesmo dentro das células? Por isso as membranas (das células, núcleos e organelas) são tão essenciais para o funcionamento correto do organismo.
Nucleoplasma
Mas e dentro do núcleo, tem o quê? No seu interior, existe uma substância gelatinosa que chamamos de nucleoplasma. Essa substância, nada mais é do que água, íons, proteínas, enzimas e outras moléculas. O nucleoplasma é responsável por envolver e proteger o material genético e outras estruturas nucleares.
Cromatina
O material genético no núcleo é encontrado na forma de cromatina, que é basicamente um complexo de DNA e proteínas. A cromatina pode ser encontrada em duas formas:
- Eucromatina: Um tipo de cromatina menos compactada e mais ativa, onde ocorre a expressão dos genes.
- Heterocromatina: Outro tipo da cromatina mais compactada e que geralmente encontra-se inativa em termos de expressão gênica.
Durante a divisão celular, a cromatina se condensa para formar os cromossomos, que são estruturas visíveis ao microscópio.
GIF elucidando parte do processo de divisão celular, no qual o material genético em forma de cromossomos é dividido entre as duas novas células que irão se formar. (FONTE: Visible Biology)
Nucléolo
O nucléolo é uma região extremamente densa no interior do núcleo que não é delimitada por uma membrana. Nele, ocorre a síntese de RNA ribossômico (rRNA) e o início da montagem dos ribossomos (no citoplasma, ocorre a formação dos ribossomos funcionais, fundamentais para a síntese de proteínas).
Matriz nucleolar
Por último, mas não menos importante, precisamos citar também a matriz nuclear, uma rede de fibras proteicas que fornece todo o suporte estrutural ao núcleo. Além disso, a matriz nucleolar também é responsável por ajudar a organizar a cromatina e outras componentes nucleares. Ela também se relaciona com a regulação de processos essenciais, tais como a replicação do DNA e a transcrição gênica.
Funções do núcleo celular
O núcleo das células desempenha diversas funções cruciais para a os seres eucariontes sendo essencial para não apenas o seu funcionamento como também sua reprodução. Mas existem outras funções exercidas pelo núcleo celular que pode ser que você não conheça, como por exemplo:
Armazenamento de informação genética:
Como vimos anteriormente, no núcleo está armazenado o DNA, estrutura que contém todas as “instruções” necessárias para o funcionamento, crescimento, desenvolvimento e reprodução da célula.
Esse material genético está organizado na forma de cromossomos, sendo que a integridade e a regulação do DNA são fundamentais para a estabilidade genética da célula.
Regulação da Expressão Gênica
Além do armazenamento do DNA, o núcleo controla ainda a expressão dos genes, ou seja, determina quais genes são ativados ou desativados em resposta a diferentes condições que o organismo se encontra.
Isso acontece por meio de mecanismos que envolvem fatores de transcrição e outras proteínas reguladoras que você não precisa saber agora. Mas é interessante entender que essa expressão gênica garante que as proteínas necessárias sejam produzidas no momento e nas quantidades ideais.
Síntese de RNA
Você sabia que a transformação (chamada de transcrição) do DNA em RNA ocorre no interior do núcleo? Esse processo envolve a produção de diferentes tipos de RNA, incluindo:
- RNA mensageiro (mRNA): Aquele que carrega a informação genética do DNA para os ribossomos, onde é são formadas as proteínas (processo de tradução)
- RNA ribossômico (rRNA): Outro tipo de ribossomos que compõem a estrutura dos ribossomos, essenciais para a síntese de proteínas.
- RNA de transferência (tRNA): Responsável pelo transporte dos aminoácidos para os ribossomos durante a tradução do mRNA em proteínas.
Organização do Ciclo Celular
Para finalizar, ressaltamos também a importância do núcleo na coordenação do ciclo celular. Uma vez que assim se garante que o material genético seja duplicado corretamente durante a fase de replicação e distribuído igualmente entre as células filhas durante a divisão celular.
O controle rigoroso do ciclo celular é essencial para que a reprodução celular aconteça de maneira adequada e para a prevenção de anomalias genéticas, como o câncer, por exemplo.
Videoaula recomendada
Para complementar o que você aprendeu, assista às aulas da professora Juliana Evelyn Santos sobre o núcleo celular, cromatina, cromossomos e divisão celular:
REFERÊNCIAS:
BOUZON, Zenilda Laurita; GARGIONI, Rogério; OURIQUES, Luciane. Biologia celular. 2ª Ed. Florianópolis: BIOLOGIA/EAD/UFSC, 2010. 238 p.
RIBEIRO, Maria Cecília Menks. Genética Molecular. 1ª Ed. e 2. reimp. Florianópolis: BIOLOGIA/EAD/UFSC, 2014. 158 p.
