Cromatina nucleara

Cromatina nucleara

Cromatina reprezinta masa bazofilica dominanta in interiorul nucleului, vizibila in microscopia fotonica. Cromatina nucleara nu are un aspect uniform. Intre masele bazofile de cromatina se gasesc spatii denumite spatii intercromatiniene. Cromatina si cromozomii reprezinta doua forme de organizare a materialului genetic (ADN). In interfaza (perioada dintre doua diviziuni succesive), materialul genetic este reprezentat de cromatina iar in timpul diviziunii celulare, de cromozomi.

Cromatina in microscopia fotonica

Cromatina se gaseste:

1. dispersata in nucleoplasma, sub diferite forme:
1. granule de diferite marimi, numite cromocentri
2. granule fin dispersate
3. forma fibrilara
2. condensata la periferia nucleara, pe fata interna a invelisului nuclear, unde formeaza membrana cromatica

Eucromatina si heterocromatina

Cromatina fin dispersata in mod uniform in nucleu se numeste eucromatina. Este mai putin bazofila, iar din punct de vedere functional deosebim doua tipuri de eucromatina:

eucromatina activa, reprezinta fractii de cromatina unde au loc in mod continuu procese de transcriptie (copierea unei catene de ADN in ARNm)

eucromatina permisiva care este partial inactiva dar poate in orice clipa sa participe la procese de transcriptie.

Cromatina condensata sub forma de granule mari formeaza heterocromatina si este intens bazofila. Distingem doua tipuri de heterocromatina:

heterocromatina constitutiva, care este intotdeauna condensata in interfaza; este inactiva genetic si nu contine gene structurale si nu sufera procese de transcriptie

heterocromatina facultativa reprezinta cromatina condensata care contine gene structurale inactive. Ele se pot activa sub influenta unor factori de derepresie si se transforma in eucromatina. Heterocromatina facultativa se poate imparti in functie de tipul de cromozomi de care apartine in:

o      heterocromatina facultativa autosomala, care corespunde celor 22 de perechi de cromosomi autosomali

o      heterocromatina facultativa gonosomala care corespunde cromatinei sexuale ce formeaza corpusculul Barr in celulele somatice de la femeie si corpusculul F in celulele somatice la barbat.

Fibrele cromatiniene

La microscopul electronic, cromatina apare sub forma de fibrile cu diametru de 20 A denumite fibrile cromatiniene; aceste fibrile reprezinta unitatile structurale ale cromatinei interfazice si ale cromozomilor in mitoza.

Structura biochimica a fibrei cromatiniene:

Macromolecule de ADN - 30%

Macromolecule de ARN - 5%

Proteine bazice - 40% sunt protamine si histone

Proiect: Structura si componentele celulei Proiect: Regnul monera (procariota)

Proteine acide - 25% - non-histonice

Alte substante in cantitati mici: lipide, ioni.

Spatiile intercromatiniene

Reprezinta spatiile dintre aglomerarile de cromatina si pot avea urmatoarele aspecte:

1. fibrile pericromatiniene sunt reprezentate de elemente fibrilare dispuse la periferia cromatinei. Sunt compuse din molecule de ARN
2. granule pericromatiniene au forma de granule- sunt formate din granule de ribonucleoproteine
3. granule intercromatiniene, grupe de particule formate din ARNm
4. corpi spiralati sunt agregate sferice formate din fibrile spirale de ribonucleoproteine

NUCLEOLUL

Nucleolii sunt organite nucleare corpusculare responsabile de biogeneza acizilor ribonucleici care intra in constitutia ribozomilor. Nucleolii nu prezinta membrana proprie. Se gasesc in toate celulele eucariote, numai in interfaza. Dimensiunile lor variaza intre 1-2 mm. Nucleolii ocupa pozitii variate in nucleu: centrala, paracentrala sau sub membrana nucleara.

Structura in microscopia fotonica

Nucleolul este deosebit de refringent. Are un contur neregulat si continut heterogen. In coloratia uzuala cu hematoxilina-eozina, nucleolii apar ca si corpusculi bazofili. Prin colorare cu impregnatie argentica, distingem doua componente ale nucleolului:

nucleolema sau cromatina perinucleolara la periferie

pars amorfa - sau corpul nucleolar.

Structura in microscopia electronica

Se disting 4 componente ale structurii nucleolare:

pars fibrosa (componenta fibrilara) contine fibrile cu un diametru de 50 A, dispuse in retea (formate din ARN);

pars granulosa (componenta granulara), contine granule cu diametrul de 200 A, asemanatoare cu ribozomii (formate din ARN)

pars cromosoma (componenta cromozomiala) contine fibrile dispuse la periferia nucleolului precum si in interiorul acestuia. Pars cromosoma contine ADN;

pars amorpha (componenta nestructurata) este omogena, mai putin electronodensa. Este dispersata printre primele trei componente si este formata din proteine.

Ultrastructura nucleolului

Clasificare

In functie de ultrastructura, nucleolii se clasifica in:

nucleoli reticulari - reprezinta forma cea mai comuna, in care componentele fibrilara si granulara sunt dispuse intr-o retea densa;

nucleoli compacti - contin elemente granulare si fibrilare foarte aglomerate. Se gasesc numai in nucleii anumitor celule, cum ar fi limfocitele;

nucleoli inelari - sunt structuri neobisnuite, in care elementele fibrilare si granulare sunt dispuse periferic.

Compozitia biochimica

Principalele elemente care compun nucleolul sunt:

ARN nucleolar - reprezentat de diferite stadii de maturare ale ARNr (ribosomal)

ADN nucleolar

Proteine nucleolare - reprezinta 90% si pot fi proteine bazice sau histone si proteine acide sau non-histone. Proteinele acide sunt reprezentate de enzime care catalizeaza biosinteza si maturarea ARN

Mici cantitati de Ca, Zn, Mg.

Rolul nucleolilor

rol in sinteza ARNr. In nucleol se gasesc fragmente de ADN utilizate ca tipar numai pentru sinteza ARNr (ribosomal);

rol in pregatirea mitozei - prezenta nucleolilor in interfaza este necesara desfasurarii unei mitoze corecte;

rol in transferul ARNm si ARNt in citoplasma - nucleolul reprezinta o statie intermediara pentru ARNm si ARNt in drumul lor catre citoplasma.

Biogeneza nucleolilor

Pe parcursul unui ciclu celular, nucleolii nu sunt structuri permanente. Ei sunt prezenti in interfaza si dispar in timpul mitozei. Aparitia lor in telofaza depinde de cromosomi somatici: 13, 14, 15, 21 si 22, cromozomi care sunt denumiti organizatori nucleolari.

Organizatorii nucleolari sunt responsabili pentru formarea componentelor cromozomale ale nucleolilor (ARNm); celelalte trei componente - fibrilara, granulara si nestructurata sunt sintetizate in faza G1 a ciclului celular.