HISTOLOGIE CURS 8-Nucleul-

Nucleus in latina = simbure. Nucleul este comp. sub cel. prez. numai in cel. eucariote si numai in interfaza (perioada dintre 2 diviziuni succesive). Este comp sub cel. in care sunt loc. cromozomii (sediul inf. genetice). Este centrul vital al cel. eucariote adica este centrul informational al acesteia deoarece el este sediul inf. genetice. (1)Este sediul copierii mesajului genetic (2) = autoreplicarea ADN-ului.Este sediul transcrierii mesajului genetic (3) = are loc biogeneza ANRm care va duce inf. in citoplasma.Altfel spus, el este centrul de comanda si conrol al cel eucariote care functioneaza ca un computer chimic. Nucleul coordoneaza:

- Toate reactiile chimice legate de desf. proceselor vitale din celula, prin controlul asupra sintezei protein-enzimelor.

- Insasi coordonarea cel. prin controlul asupra sintezei prot. de structura caci nu exista structuri cel. fara proteine.

Nucleul este cel mai imp. sal din evolutia cel, respectiv, in evolutia lumii vii.

CARACTERE GENERALE:

1) Raspandirea: este prezent in toate cel. organismului uman cu cateva exceptii: hematia, plachelete (stadii finale in evolutia unui anumit tip cel.). *Nici o cel. fara nucleu nu poate creste.

2) Numar: de regula 1 cel. = 1 nucleu, ce cateva exceptii: - cel binucleare-hepatocite - cel. cu zeci de nuclei-osteoclast, - cel. cu sute de nuclei-cel. musculara striata scheletala (20-40 nuclei pe cm)

1) Forma: de obicei nucleul preia forma celulei:- nucleu rotund intalnit in cel izodiametrice (sferice, poligonala, cubice)- nucleu alungit intalnit in cel cilindrice, fusiforme = cel. musc. netede.- nucleu turtit la cel. al caror citoplasma este ocupata de o serie de

acumulari de subst. (adipocitul alb)- nucleu reniform, ce are forma asemanatoare rinichiului = nucleul

monocitului (macrofagul tesutului sangvin)- nucleu lobat - leucocite = 2-4 lobi uniti intre ei cu punti fine de

cromatina- nucleu inmugurit la mecariocit.1) Localizare: de obicei ocupa o pozitie centrala, in centrul celulei fiind

socotita o pozitie strategica dt fiind rolul sau. Exceptii:- nucleu excentric: la cel. ce acumuleaa in citoplasm. o setie de produsi:

adipocitele, cel. caliciforme.- nucleu in 1/3 medie a cel.: cel. secretoare de proteine din pancreasul

endocrin si parotida1) Dimensiuni: variaza de la 5-15 microni.2) Cariometria: reprezinta modalitatea de det. a dimensiuniilor (volumului

nuclear) nucleilor. Exista o mare varietate de dimensiuni a nucleului, de cele mai

mult ori acestea sunt variatii functionale (ele au fost remarcate inca din 1901 de catre neurologul Gheorghe Marinescu). Exista variatii si cu varta dar cele mai importante variatii de volum sunt cele patologice. Numeroase cauze patologice pot determina mod. de volum a nucleului cum ar fi:

- Modificari toxice cel.- Boala de iradiere - Boala neoblazica

Din punct de vedere cito-patologic, modificariile nucleului sunt cele mai importante pentru diagnosticul pozitiv de cancer. (nucleii celulelor canceroase sunt de obicei de talie mare dar cu modificari morfologice extrem de variate in acelas camp microscopic iar uneori acestia pot apare ca monstruosi.)

1) Aspectul la MO: totdeauna la MO nucleii sunt bazofili in coloratia uzuala hemalauneozina HE, aparand col. in albastru-violet, nuanta mai palida la nucleii eucromatici (cer senin) si intens col. in albastru-violet (ca o pata de cerneala) la nucleii heterocromatici.

2) Ultrastructura: in nucleu se disting:- invelisul nuclear- nucleoplasma (carioplasma cu 2 comp: cromatina si cariolimfa)- nucleolul

OBS! In interiorul nucleului nu exista membrane. Interiorul nucleului nu este compartimentat de membrane. Componentele nucleului au fost izolate in stare pura prin metoda de fractionare celulara si fractionare nucleara.

A. Invelisul nuclear este un complex mambranar caracteristic cel. eucariote care separa numai in interfaza continutul nuclear de cel citoplasmatic. Strict invelisului nuclear nu este microscopica si inframicroscopica. Partea subtire care se vede la MO ca limita nucleocitoplasmatica nu este invelisul nuclear ca atare si conturul cromatinei ce acopera suplafata interna a invelisului nuclear. Invelisul nuclear are 2 caracteristci esentiale:

I) Este dublu, format din 2 memb. concentrice.II) Prezinta pori.

Componentele sale sunt:

1) Membr nucleara externa.2) Membr nucleara interna.3) Spatiul perinuclea (intre cele 2 membr.) 4) Porii.(=Anuli)5) Materialul anular.6) Lamina densa interna.

Ultrastructura invelisului nuclear este similara indiferent de tipul cel. si de specie dar este optimizata in raport cu functiile celulei.

1) Membr. nuclear externa este in contact direct cu citoplasma si se pot ata sa ribozomi. Uneori se poate surprinde pe imag ME continuinatea ei cu RE

2) Membr. nucleara interna delimiteaza continutul nuclear. din punct de

vedere al organizarii moleculare cel putin aparent ambele membrane au o ultrastructura asemanatoare altor citomembrane. (apar trilaminate la ME de transmisie). Din punct de vedere chimic sunt alc. din proteine, lipide si glicide in cant. mica. Dintre proteine de amintit CALMODULINELE rtesponsabile de reglarea celor mai multe functii intracelulare calciu-dependente.

3) Spatiul perinuclear este spatiul dintre cele 2 membrane ale invelisului, are o grosime intre 200-300 Angstomi. Cercetari recente de citochimie au aratat ca cisterna perinucleara stocheaza mari cantitati de calciu, acesta fiind un component subcelular important pentru homeostazia intracel. a ionilor de Ca.

4) Porii (Anuli) reprezinta discontinuitati in invelisul nuclear rezultati din continuitatea delor 2 membr.

* Porii din invelisul nuclear nu sunt si nu trebuie considerati ca fiind similari ca porii din membr. celulara.

Ei au un rol esential in realizarea schimburilor dintre nucleu si citoplasma in realizarea transferului de informatie genetica dar si de molecule de ARNm/t/r. Dimensiunile porilor au un diam. cuprins intre 300-1000 de Angstromi.Forma si nr. porilor variaza cu activitatea de sinteza proteica a cel: cu cat o cel sintetizeaza o cant mai mare de proteine in citoplasma cu atat este nevoie de un transfer de ARNm mai mare din nucleu catre citoplasma.

OBS! Porii nu sunt structuri permanente ci sunt structuri dinamice ce pot dispare in faza de repauz functional al celulei.

1) Materialul Anular este o formatiune ultrastructurala atasata circumferintei porului, atat pe versanul intern cat si pe cel extern al porului. Materialul Anular + Porul formeaza complexul Por. Acest material anular este in special reprezentat din punct de vedere chimic de proteine.

2) Spatiul perinuclear comunica cu lumenul RE dat continuitatii ocazionale a membr. nucleare externe cu cisternele reticulului.

A. ......Cromatina + spatiile intercromatinene formeaza nucleoplasma.....

Spatiile mai putin colorate dintre masele cromatice sunt denumite spatii intercromatiniene. Din punct de vedere chimic, cromatina este alcatuta din ADN + histone (proteinele bazice).OBS! Cromatina si cromozomii reprezinta 2 forme de organizare ala unuia si aceluias material genetic - ADN-ul. Cromatina este forma de inalta organizare a complexului ADN + histone in interfaza.Cromozomii reprezinta o forma de inalta oragnizare a complexului ADN + histone in timpul diviziunii celulare.Cromatina este ceea ce se vede la MO din cromozomi in interfaza. Prezenta ADN-ului in structura cromatinei se demonstreaza prin reactii speciale cu verde-metil pironina, ADN vine colorat in verde iar ARN in rosu. Aspectul cromatinei este acelas in nucleii apartinanad aceluias tip celular dar variaza de la un tip cel. la altul. Se poate prezenta sub mai multe forma.

a) Gramezi neregulateb) Granulec) Retea de filamente

De asemenea aspectul cromatinei variaza si cu activitatea celulei si avem 2 aspecte:

- Nucleii heterocromatici (tahicromatici) sunt nuclei intens colorati in albastru-violet heterocromatici, contin multa heterocromatina si sunt de talie mica. Exemplu: nucleul limfocitului - este mare, heterocromatic, ca o pata de carneala.

- Nucleii eucromatici (veziculosi) sunt nuclei palid colorati, prezint predominant eucromatina, au dimensiuni mari. Exemplu: nucleii cel. nervoase, nucleii cel. secretoare de proteine; La acesti nuclei se pot obs. si nucleolii 1-2 ca structuri granulare intens colorate in albastru-violet.

Eucromatina este cromatina functional activa, reprezinta cromatina mai putin condensata si este cromatina purtatoare de gene structurale, pe ea se face transcriptia (sinteza ARNm).Heterocromatina este de 2 tipuri: constitutiva si facultativa. Cea constitutiva este cea constant condensata in interfaza si se coloreaza foarte intens cu, colorantii bazici. Este genetic inactiva deoarece nu contine gene structurale. Cea facultativa este o cromatina care nu este obligatoriu condensata in interfaza. Contine gene structurale insa sunt inactive.

Corpusculul Barr: este corpuscul cromatinian prezent numai in celulele somatice ale pers. de sex feminin. A fost descris de Barr in 1949 ca marker citologic pentru determinarea sexului. Originea lui este unul din cei 2 cromozomi x din cel. somatice ale cel. ce apartin sexului feminin. poate fi atasat membr. nucleare interne sau atasat nucleolului.

Nucleolul este formatiune corpusculara intranucleara prezenta numai in interfaza a carei functie principala este biogeneza ribozomiilor (exceptie - Ribozomii mitocondriali) Nucleolul are o imp. vitala a cel. asa cum reiese ca mutantii anucleolari nu sunt viabili. In absenta nucleolului nu se formeaza ribozomi, proteine deoarece ARNm/t nu trec din nucleu in citoplasma. Sunt prezenti in toate cel. eucariote, vizibil sau nu, cu exceptia hematiilor. Au un diametru de 1-2 microni, numarul lor este direct proportional cu gradul de ploidie (nr. seturilor de cromozomi, in mod normal fii de 2 seturi). Este de asteptat ca in majoritatea cel. umane sa gasim 2 nucleoli. Forma lor, de obicei rotunda. Asezarea de obicei in centru. Aspectul la MO in col. uzuala, nucleolul apare ca un corpuscul intens bazofil, evident in nucleii eucromatici.Deoarece heterocromatina apare intens colorata in albastru-violet, lafel ca si nucleolii, in nucleii heterocromatici identificarea lor este incerta.Ultrastuctura sau aspectul la ME: in structura nucleolului intra 4 componente:

- Pars fibrosa formata din filamente groase de 50 Angstromi si lungi de 300-400 de Angstromi. Aceste filamente se gasesc adesea grupate.

- Pars granulosa alcatuite din granule cu un diam. de 200 de Angstromi similare cu ribozomii, aceasta parte este foarte bine reprezentata.

- Pars cromozoma, locul unde se gasesc cromozomii.- Pars amorfa (partea astructurata) are un aspect omogen si o densitate

medie la fluxul de electroni.

Toate cele 4 componente pot fi obs. clar numai in cazuri foarte rare. Proportia lor variaza cu tipul de cel. si cu stadiul functional al celulei.

OBS! Nucleolul nu este delimitat si nu contine membr.

Rolul nucleolului: In sinteza ARN r si in biogineza ribozomiilor. Desi nucleolul dispare ca entiate structurala in cursul mitozei, prezenta sa intranucleara este indispensabila in interfaza pt. desfasurarea ulterioara a unei mitoze normale.