El núcleo celular: un compartimento altamente estructurado

Alicia Esteban del Valle

El núcleo esta organizado en diversos dominios estructurales y funcionales. Los más destacados, y por ello conocidos desde hace mucho tiempo, son la envuelta nuclear, la cromatina y el nucleolo. La primera, además de separar el interior nuclear del citoplasma, tiene un papel importante en la regulación del intercambio de moléculas entre ambos a través de los poros nucleares y se piensa que actúa como punto de fijación de la cromatina. Los cromosomas están dispuestos de forma ordenada en regiones concretas y no al azar e incluso su replicación ocurre con un patrón espacial determinado. En el nucleolo tienen lugar la transcripción de los pre-rRNA, su procesamiento y ensamblaje en las subunidades de los ribosomas.
Sin embargo, el uso de la microscopía convencional había limitado el estudio de otras estructuras debido a la alta densidad del núcleo y a la ausencia de membranas que envuelven los compartimentos intranucleares. Por ello, no fue hasta la identificación de anticuerpos que reconocían selectivamente dominios nucleares que se profundizó en el estudio del núcleo, descubriéndose (en algunos casos redescubriéndose) otros muchos cuerpos nucleares. Cabe destacar el gran avance de estos últimos diez años en el conocimiento de las estructuras implicadas en el procesamiento del pre-mRNA. Los mRNAs en eucariotas sufren diversas modificaciones desde que son sintetizados hasta su exportación al citoplasma: metilación de las adenosinas, adición de una estructura en "cap" en su extremo 5', la eliminación de residuos en su extremo 3' junto con la adición de una cola de poliadenosina y el "splicing" (eliminación de los intrones, o zonas del mRNA no necesarias para la síntesis de una proteína, dejando sólo los exones, regiones que encontramos en el RNA maduro). La mayoría de estos procesos se realizan difusamente por el nucleoplasma. Sin embargo, se diferencian tres estructuras que contienen los complejos de RNA y proteína encargados del "splicing" (snRNPs: ribonucleoproteínas nucleares pequeñas): las fibrillas de pericromatina (FP) de distribución más difusa, los gránulos de intercromatina (GI), 20-50 regiones de aspecto granular con alta concentración de snRNPs, y los "coiled bodies" (CB, literalmente, cuerpos trenzados o enrollados, siendo de una a cinco pequeñas esferas en una célula típica). Curiosamente los CB ya habían sido descritos por Ramón y Cajal en 1903, usando una tinción de plata en neuronas que los ponía de manifiesto al microscopio óptico, pero hubo de pasar más de medio siglo para que los microscopistas electrónicos los describieran como componentes universales en prácticamente todas las células eucariotas. Estas tres estructuras ricas en snRNPs tienen un carácter dinámico; por ejemplo, al inhibirse la síntesis de pre-mRNA (y por tanto el "splicing") FP y CB desaparecen, mientras que los GI crecen en tamaño. Se sabe que la acumulación de los pre-mRNA recién sintetizados y que están siendo procesados tiene lugar en las FP, y por ello se postula que en ellas es donde tiene lugar el "splicing". Los GI serían sitios de ensamblado de las snRNPs y almacén. En cuanto a los CB existe más controversia aunque la hipótesis más aceptada les otorga un papel en la maduración y procesamiento de las snRNPs, transporte y/o reciclado.
Un componente muy abundante en el nucleoplasma, aunque de distribución difusa, son las hnRNPs (ribonucleoproteínas nucleares heterogéneas), complejos ribonucleoproteicos que se unen al pre-mRNA desde que es sintetizado (en algunos casos posibilitando el "splicing") y participando en su transporte al citoplasma. Muchas hnRNPs se asocian a la matriz nuclear o nucleoesqueleto, estructura compuesta por complejos proteicos y ácidos nucleicos que no sólo es la encargada de mantener la compatimentación del núcleo sino que participa activamente en la organización del DNA, activando en muchos casos la expresión génica; además, sobre ella tiene lugar el procesamiento y transporte del mRNA.
Muy recientemente se han descubierto otros dominios, de los que no se sabe exactamente su función. Es el caso de los "gem" llamados así por aparecer acompañando al los CB como gemelos, los "PML bodies", en los que se concentra una proteína vinculada a un tipo de leucemia, etc. Continuamente , con nuevos descubrimientos, se pone de manifiesto la alta complejidad del núcleo celular.

Alicia Esteban del Valle es becaria de F.P.I. en el laboratorio de Bioquímica.