Cellula vegetale
Il nucleo di una cellula eucariotica controlla direttamente o indirettamente praticamente tutte le attività fisiologiche della cellula, incluso l’inizio, la regolazione e la fine degli eventi enzimatici.
E’ anche il depositario delle informazioni genetiche (il genoma), ospitando e proteggendo i cromosomi e i geni che portano. In tutte le cellule eucariotiche il nucleo è generalmente la struttura cellulare più grande e più centrale, anche se nelle cellule di deposito delle piante alcuni tipi di vacuoli possono essere più grandi e più vistosi.
Il nucleo, dalla parola greca nucle (che significa “fossa” o “nocciolo”) è il centro di comando e controllo della cellula. Le sei funzioni di base del nucleo sono, in primo luogo, proteggere e immagazzinare i geni, proteggendo infine l’acido desossiribonucleico (DNA) su cui i geni sono organizzati dal resto della cellula.
In secondo luogo, organizzare i geni nei cromosomi per facilitare il loro movimento e la loro distribuzione durante la divisione cellulare; in terzo luogo, organizzare lo svolgimento del DNA durante la copia dei geni per la produzione di migliaia di proteine.
Quarto, per produrre e trasportare molecole regolatrici, soprattutto enzimi e altri prodotti genici, nel citoplasma; quinto, per produrre le subunità dei ribosomi; e sesto, per rispondere agli ormoni e ad altri segnali chimici ricevuti attraverso i pori nucleari.
Componenti
Strutturalmente, il nucleo consiste di diverse parti distinte: un involucro nucleare, nucleoplasma, cromatina, e uno o più suborganelli chiamati nucleoli. L’involucro nucleare forma una barriera protettiva che isola il nucleo dal citoplasma
L’involucro consiste di due membrane unitarie (una membrana a doppia unità) che sono strutturalmente simili alle altre membrane della cellula. La membrana esterna è strettamente associata al rettile endoplasmatico (ER) della cellula e può essere continua con esso. Come l’ER ruvido del citoplasma, la membrana nucleare esterna ha ribosomi incorporati in essa.
Schema del nucleo
Alcuni scienziati, infatti, suggeriscono che l’involucro nucleare sia solo una versione localizzata e specializzata dell’ER. La membrana nucleare interna è rivestita da uno strato fibroso, chiamato lamina nucleare, che fornisce forza e struttura alla forma del nucleo e può anche servire come sito di legame per alcune cromatine.
A intervalli, l’involucro nucleare è perforato da piccoli pori che funzionano come canali di comunicazione per lo scambio controllato di materiali tra il nucleo e il citoplasma. Collettivamente, i pori nucleari coprono circa il 10% della superficie del nucleo.
Ogni poro nucleare è un complesso costituito da un poro centrale che è stato stimato in 30-100 nanometri di diametro. I pori nucleari selettivamente permeabili funzionano come vie di entrata e di uscita per una varietà di molecole idrosolubili, soprattutto prodotti nucleari, come le subunità dei ribosomi, le molecole di RNA messaggero (acido ribonucleico) e le proteine cromosomiche.
Il protoplasma all’interno del nucleo è chiamato nucleoplasma. Come il citoplasma, consiste in una miscela gelatinosa di sostanze e organelli, ma si differenzia per una maggiore concentrazione di nucleotidi e altre molecole organiche che vengono utilizzate nella sintesi del DNA e dell’RNA.
Le strutture principali all’interno del nucleoplasma includono il DNA e solitamente un organello, ma a volte diversi, chiamato nucleolo. Tranne che durante la divisione cellulare, le molecole di DNA si presentano come una rete di fibre srotolate chiamate cromatina. Durante la divisione cellulare i filamenti molecolari di DNA si avvolgono e si sovrappongono intorno alle proteine istone per condensare e formare i cromosomi.
Il numero di cromosomi che si trovano nel nucleo sono specifici per ogni specie di pianta e animale. Gli esseri umani, per esempio, hanno quarantasei cromosomi, il tabacco ne ha quarantotto, il mais ne ha venti, le carote ne hanno diciotto e i piselli quattordici cromosomi.
Il nucleolo è il più grande organello visibile nel nucleo. È tipicamente associato a specifiche regioni di cromosomi, chiamate regioni organizzatrici nucleari, che contengono geni che dirigono la sintesi delle subunità ribosomiali.
I prodotti principali dell’attività del nucleolo sono le unità di RNA ribosomiale (rRNA). Queste subunità sono infine complessate con proteine ribosomiali e trasportate dal nucleo nel citoplasma da speciali proteine trasportatrici.
Altri siti all’interno del nucleo, chiamati domini funzionali, controllano la sintesi di molecole messaggere (pre-mRNA) e di trasferimento (tRNA). Una volta formate, queste molecole sono poi complessate con proteine e trasportate come nucleoproteine nel citoplasma.
Divisione cellulare
Anche se apparentemente stabile e durevole, il nucleo scompare dalla vista normale e si riforma durante la divisione cellulare in quasi tutte le piante tranne che nei lieviti, che mantengono un nucleo chiaramente definito durante tutto il processo di divisione.
In altre cellule vegetali eucariotiche il nucleo scompare presto durante la profase della mitosi, quando l’involucro nucleare viene frammentato enzimaticamente in piccole vescicole quasi invisibili. Queste non vengono riassemblate fino agli eventi finali della telofase, quando si riformano intorno ai cromosomi e sono controllate dalla lamina delle cellule figlie.
.