Il nucleo
Il nucleo è un organello chiuso da una membrana presente nella maggior parte delle cellule eucariotiche. Il nucleo è il più grande organello della cellula e contiene la maggior parte delle informazioni genetiche della cellula (anche i mitocondri contengono DNA, chiamato DNA mitocondriale, ma costituisce solo una piccola percentuale del contenuto complessivo del DNA della cellula). L’informazione genetica, che contiene le informazioni per la struttura e la funzione dell’organismo, si trova codificata nel DNA sotto forma di geni. Un gene è un breve segmento di DNA che contiene informazioni per codificare una molecola di RNA o un filamento proteico. Il DNA nel nucleo è organizzato in lunghi filamenti lineari che sono attaccati a diverse proteine. Queste proteine aiutano il DNA ad arrotolarsi per una migliore conservazione nel nucleo. Pensate a come una corda si arrotola strettamente se si torce un’estremità mentre si tiene l’altra. Questi lunghi filamenti di DNA e proteine arrotolati sono chiamati cromosomi. Ogni cromosoma contiene molti geni. La funzione del nucleo è di mantenere l’integrità di questi geni e di controllare le attività della cellula regolando l’espressione genica. L’espressione genica è il processo con cui l’informazione in un gene viene “decodificata” da varie molecole cellulari per produrre un prodotto genico funzionale, come una molecola di proteina o una molecola di RNA.
Il grado di avvolgimento del DNA determina se i filamenti del cromosoma sono corti e spessi o lunghi e sottili. Tra le divisioni cellulari, il DNA nei cromosomi è più lascamente arrotolato e forma filamenti lunghi e sottili chiamati cromatina. Prima che la cellula si divida, la cromatina si arrotola più strettamente e forma i cromosomi. Solo i cromosomi si colorano abbastanza chiaramente da essere visti al microscopio. La parola cromosoma deriva dalla parola greca chroma (colore), e soma (corpo), a causa della sua capacità di essere colorato fortemente da coloranti.
L’involucro nucleare
L’involucro nucleare è una doppia membrana del nucleo che racchiude il materiale genetico. Separa il contenuto del nucleo dal citoplasma. L’involucro nucleare è composto da due strati lipidici, una membrana interna e una membrana esterna. La membrana esterna è continua con il reticolo endoplasmatico ruvido. Nell’involucro nucleare si trovano molti piccoli fori chiamati pori nucleari. Questi pori nucleari aiutano a regolare lo scambio di materiali (come RNA e proteine) tra il nucleo e il citoplasma.
Il Nucleolo
Il nucleo di molte cellule contiene anche un organello non legato alla membrana chiamato anucleolo, mostrato nella figura sottostante. Il nucleolo è principalmente coinvolto nell’assemblaggio dei ribosomi. I ribosomi sono organelli fatti di proteine e RNA ribosomiale (rRNA), e costruiscono le proteine cellulari nel citoplasma. La funzione dell’rRNA è quella di fornire un modo per decodificare i messaggi genetici all’interno di un altro tipo di RNA (chiamato mRNA), in amminoacidi. Dopo essere stati fabbricati nel nucleolo, i ribosomi sono esportati nel citoplasma, dove dirigono la sintesi proteica.
Il nucleo delle cellule eucariotiche. In questo diagramma sono visibili le doppie membrane costellate di ribosomi dell’involucro nucleare, il DNA (come cromatina) e il nucleolo. All’interno del nucleo cellulare c’è un liquido viscoso chiamato nucleoplasma, simile al citoplasma che si trova all’esterno del nucleo. La cromatina (che normalmente è invisibile), è visibile in questa figura solo per mostrare che è diffusa in tutto il nucleo.