2.3. Nucleul celular

Nucleul celular reprezintă centrul de stocare a informaţiei
genetice precum şi centrul de coordonare şi control a tuturor
activităţilor celulare.
Stocarea informaţiei genetice este posibilă datorită existenţei în
structura sa a cromatinei cromozomilor, respectiv a ADN-ului, care
este depozitarul informaţiei genetice.
Cordonarea şi controlul activităţilor celulare se realizează prin
controlul asupra sintezei de proteine structurale şi enzime.
2.3.1. Caractere morfologice generale
Nucleul se găseşte în toate celulele organismului animal, cu
excepţia hematiilor şi trobocitelor din sângele de mamifere precum şi
a celulelor din centrul cristalinului, care sunt anucleate.
Forma nucleului celular este foarte variată: sferică (în celulele
ovoide, sferice, poliedrice, cubice), alungită, de bastonaş (în celulele
musculare netede sau în celulele prismatice şi cilindrice), turtit sau
aplatizat (în celulele pavimentoase, mezoteliale sau în cele care
acumulează produse de sinteză) (fig.46).
În celulele care realizează diapedeza (neutrofilul, şi alte
leucocite) nucleul este lobat, prezentând forme foarte variate. Nucleul
prezintă forme de litera Z,C,T,U în neutrofil, respectiv de bob de
fasole, bolovan, litera D, pantof, sau litera C în monocit.
Există şi forme de nuclei înmuguriţi în unele celule poliploide
(megacariocitele din măduva osoasă hematogenă) sau în celulele
maligne.
Nucleul celular prezintă o anumită plasticitate, care îi permite
ca în anumite situaţii sub acţiunea unor factori mecanici intracelulari
acesta să se deformeze şi să aibă forme foarte diferite faţă de forma
celulei în care se găseşte (neutrofilele şi monocitele sunt aproape
sferice, dar au nuclei cu forme mult diferite şi foarte variate).
În general, nucleul celular ocupă o poziţie centrală în celulă,
aceasta fiind o poziţie "strategică" în rolul de centru coordonator şi de
comandă al acestuia. În celulele care sintetizează şi acumulează
produse de secreţie sau de rezervă (celulele caliciforme, celulele
adipoase) nucleul se poate găsi într-o poziţie excentrică. Apoi nucleul
celular mai poate fi plasat într-o. În celulele acinilor seroşi din
pancresul exocrin sau din parotidă şi în enterocite nucleul are o poziţie
medio-bazală (la limita dintre treimea bazală şi mijlocie a celulei).
Nucleul poate fi plasat în poziţie bazală -aproape de polul bazal al
celulei în celula caliciformă din epiteliul traheal şi intestinal. În
spermatozoid nucleul este plasat în interiorul capului celular.
Privitor la numărul de nuclei în celule, regula general acceptată
este "o celulă – un nucleu", cu unele excepţii: există celule anucleate
(hematia din sângele de mamifer), dar există şi celule cu mai mulţi
nuclei (unele hepatocite şi condrocite sunt binucleate, osteoclastele
pot avea 3-40 de nuclei, iar rabdocitul poate avea 120-500 de nuclei).
Se cunoaşte celula gigantică LANGHANS descrisă în
tuberculoză, în care există zeci de nuclei dispuşi la periferia
citoplasmei în formă de coroană sau de potcoavă, precum şi celulele
maligne, în care sunt de asemenea mulţi nuclei.
În celulele sănătoase prezenţa mai multor nuclei denotă o
activitate metabolică mai intensă, însă, în cele bolnave, acest lucru
este legat desigur de aspectele patologice respective.
Dimensiunile nucleului variază între 4 μ şi 50 μ: diametrul
nucleului spermatozoidului este de 4-5 μ iar al nucleulului ovulului de
40-50 μ, lungimea nucleului leiocitului este de 5 – 25 μ iar grosimea
de 1 – 3.
Variabilitatea mai mare a dimensiunilor celulare se explică pe
baza proprietăţilor citoplasmei, dar şi pe acela că în toate celulele,
nucleul îndeplineşte aceeaşi funcţie de bază şi conţine aceeaşi cantitate
de ADN. Nucleul este mai mare în celulele tinere decât în celulele
senescente. O anumită variaţie a dimensiunilor şi a volumelor nucleare
este imprimată şi de ritmul circadian şi gradul de ploidie
Raportul nucleo-plasmatic (N/P) este raportul volumetric dintre
nucleu şi citoplasmă şi se exprimă prin relaţia: NP=Vn/(Vc-Vn) unde Vn
este volumul nucleului, Vc este volumul celular iar Vc – Vn este volumul
citoplasmei celulare. Raportul nucleoplasmatic (N/P) variază între limite
largi 1/3 – 1/20, având o valoare medie optimă de 1/7 – 1/10. Raportul
nucleoplasmatic este un parametru caracteristic fiecărui tip celular; el
trebuie să fie menţinut constant, perturbarea acestuia constituind un
impuls care declanşează, între altele şi procesul de diviziune celulară. Prin
diviziune celulară sau prin mărirea volumului nuclear se restabileşte
raportul nucleo-plasmatic (N/P). În condiţii patologice raportul nucleoplasmatic
(N/P) este complet modificat, căci dacă raportul N/P nu poate
să fie refăcut funcţia celulei încetează (Teuşan, V., 2000).
Volumul nucleului celular depinde de dimensiunile pe care le
prezintă acesta, variind între câţiva zeci de microni cubi şi circa 2000 μ3.
Greutatea specifică a nucleului celular este mare şi este influenţată
de conţinutul de apă şi de starea fiziologică a celulei. Cel mai dens şi mai
greu este nucleolul, apoi urmează cromatina şi membrana nucleară şi la
urmă sucul nuclear . pH-ul nucleului este slab alcalin, având valori de 7,4
– 7,5 unităţi de pH: Vâscozitatea sucului nuclear este mai redusă decât a
citoplasmei (cu excepţia ovocitului), iar membrana nucleară este
încarcată cu sarcini electrice pozitive, în timp ce nucleolul şi cromatina
au sarcini electrice negative (Teuşan, V., 2000).
Din punct de vedere chimic nucleul celular conţine acizi nucleici
(ADN şi ARN), proteine, lipide, fosfolipide, substanţe minerale şi apă.
ADN-ul este o macromoleculă formată dintr-un număr foarte
mare de mononucleotide (104 – 106) unde este stocată întreaga cantitate
de informaţie genetică necesară funcţionării celulei. ADN-ul reprezintă
aproximativ 10% din substanţa uscată a nucleului celular.
ARN-ul este de trei tipuri: ARNm; ARNt; ARNr şi este
localizat în nucleol şi în carioplasmă .
Proteinele reprezintă 80% din substanţa uscată a nucleului
celular şi sunt de două tipuri: proteine histonice şi proteine
nonhistonice.
Lipidele sunt reprezentate prin fosfolipide şi colesterol,
reprezentând cca 5% din substanţa uscată a nucleului celular.
Substanţele minerale sunt reprezentate prin cationi metalici bivalenţi
precum Ca++, Mg++ (necesari pentru activarea enzimelor ce
guvernează metabolismul nucleotidic şi cantităţi mici de ioni de K+,
Na+, Zn++, Cu++, Co++, şi P-anorganic. Apa reprezintă 50-80% din
greutatea totală a nucleului celular, fiind legată în cea mai mare parte
de nucleoproteine.