The nucleus | Cells | MCAT | Khan Academy

Summary

El guión del video ofrece una visión detallada de la célula eucariota y su núcleo, un organelo esencial. Se describe cómo el núcleo está rodeado por dos membranas que lo separan del citoplasma y cómo el material genético se encuentra dentro. Se destaca la importancia del nucleoplasma y cómo se produce el ARNm en su interior. El video también explica el funcionamiento de los poros nucleares, que permiten el transporte selectivo de proteínas y ARN entre el núcleo y el citoplasma. Además, se menciona el nucleolus, el centro del núcleo, como el lugar de ensamblaje de los ribosomas. Finalmente, se conecta el núcleo con el retículo endoplásmico, destacando cómo la membrana externa del núcleo es continua con la del retículo.

Takeaways

• 🧬 El núcleo es un organelo crucial en las células eucarióticas, cuya función principal es contener el material genético de la célula.
• 🏰 El núcleo está rodeado por dos membranas separadas: una membrana externa y una interna, que lo separan del citoplasma.
• 🌌 Dentro del núcleo se encuentra el nucleoplasma, un líquido que no está en continuidad con el citoplasma.
• 🚪 Los poros nucleares son complejos que permiten el transporte selectivo de sustancias entre el núcleo y el citoplasma.
• 🔍 Los poros nucleares reconocen señales especiales en las proteínas para permitir su transporte hacia y desde el núcleo.
• 🧩 El núcleo contiene el ADN o cromosomas de la célula, y dentro de él se encuentra una zona densamente compactada llamada nucleolo.
• 🛠️ El nucleolo es el centro del núcleo y es el lugar de ensamblaje de los ribosomas.
• 🧬 En el nucleolo se produce ARN ribosomal, que junto con proteínas, se ensambla para formar ribosomas completos.
• 🔄 Los ribosomas, que contienen proteínas producidas en el citoplasma, son transportados de regreso al núcleo y luego al citoplasma.
• 🔗 El núcleo está estrechamente asociado con otro organelo, la retículo endoplásmico, con el que comparte su membrana externa.
• 📐 El espacio interior del retículo endoplásmico está en continuidad con el espacio entre las membranas del núcleo.
• 📁 El término 'envelope nuclear' se refiere a la combinación de las membranas internas y externas, junto con los poros nucleares, que encierran el núcleo.

Q & A

¿Cuál es la función principal del núcleo en una célula eucariota?

La función principal del núcleo es contener el material genético de la célula, es decir, el ADN o cromosomas.

¿Cuál es la estructura que compone el núcleo y qué lo separa del citoplasma?

El núcleo está compuesto por dos membranas: una membrana externa y una interna. Estas membranas separan el núcleo del citoplasma, el espacio lleno de líquido que conforma la mayoría de la célula y las partes no compartimentalizadas de la célula.

¿Qué es el citoplasma y cómo está relacionado con el nucleoplasma?

El citoplasma es el espacio lleno de líquido que conforma la mayoría de la célula y las partes no compartimentalizadas. El nucleoplasma es el fluido dentro del núcleo. Aunque el citoplasma y el nucleoplasma no son continuos, hay una transferencia de sustancias entre ellos a través de los poros nucleares.

¿Qué ocurre en el interior del núcleo y cómo se relaciona con la producción de ARNm?

El interior del núcleo es donde se produce el ARN mensajero (ARNm). El ARNm necesita ser transportado al citoplasma para ser traducido en proteínas.

¿Qué son los poros nucleares y cómo funcionan en la transferencia de sustancias?

Los poros nucleares son complejos especiales que atraviessan ambas membranas, la externa e interna, permitiendo el transporte selectivo de compuestos entre el citoplasma y el núcleo. Reconocen señales especiales en diferentes proteínas para permitir su transporte.

¿Qué es el nucleolus y cuál es su función principal?

El nucleolus es una área densamente compactada dentro del núcleo y es el sitio de ensamblaje de los ribosomas. Contiene regiones de ADN que producen ARN ribosomal, que junto con proteínas, conforman los ribosomas completos.

¿Cómo se relaciona el núcleo con la retículo endoplásmico?

El núcleo está íntimamente asociado con la retículo endoplásmico. La membrana externa del núcleo es continua con las membranas que forman la retículo endoplásmico, y el espacio interior de la retículo endoplásmico es continuo con el espacio entre las membranas del núcleo.

¿Qué se entiende por 'envelope nuclear' y qué incluye?

El envelope nuclear se refiere a la combinación de las membranas internas y externas, junto con los poros nucleares. Estos tres estructuras juntos forman el envelope nuclear que rodea y protege el núcleo.

¿Por qué es importante la compartimentación del núcleo de la célula restante?

La compartimentación del núcleo es importante para mantener el control y la regulación de los procesos celulares, como la síntesis de ARN y proteínas, y para proteger el material genético de la célula.

¿Cómo se transportan las proteínas del citoplasma hacia el núcleo y viceversa?

Las proteínas del citoplasma son transportadas hacia el núcleo a través de los poros nucleares, donde pueden ser ensambladas en los ribosomas. Las proteínas que forman parte de los ribosomas son producidas en el citoplasma y luego transportadas de regreso al núcleo para su ensamblaje.

¿Cuál es la relación entre el ARN ribosomal y los ribosomas?

El ARN ribosomal es una forma de ARN que se encuentra en los ribosomas y forma la mayor parte de su estructura. Se produce en el nucleolus y se ensambla con las proteínas para formar ribosomas completos.

Outlines

00:00

🌐 Estructura y Función del Núcleo Celular

El primer párrafo describe el núcleo como un importante organelo dentro de una célula eucariota. El núcleo está rodeado por dos membranas: una externa y una interna, que lo separan del citoplasma. Dentro del núcleo se encuentra el nucleoplasma, el líquido que lo compone. El núcleo es el lugar donde se produce el ARNm (ARN mensajero), pero este necesita ser transportado al citoplasma para ser traducido en proteínas. Además, las proteínas del citoplasma, como las polisasas, deben entrar en el núcleo para convertir el ADN en ARNm. Este intercambio ocurre a través de poros nucleares, estructuras selectivas que reconocen señales en las proteínas para permitir su transporte. El núcleo también contiene el material genético en forma de ADN o cromosomas, y dentro del núcleo se encuentra el nucleolus, una área densa y compacta que es el sitio de ensamblaje de los ribosomas, compuestos por ARN ribosomal y proteínas.

05:03

🔗 Relación del Núcleo con la Retículo Endoplásmico

El segundo párrafo explora la relación topológica entre el núcleo y la retículo endoplásmico. La membrana externa del núcleo se conecta con las membranas de la retículo endoplásmico, creando una continuidad entre los espacios internos de ambos. El espacio interior de la retículo endoplásmico está conectado con el espacio entre las membranas externa e interna del núcleo. El término 'envoltura nuclear' se refiere a la combinación de las membranas internas y externas, junto con los poros nucleares, que engloban y protegen el núcleo.

Keywords

💡Célula eucariota

Una célula eucariota es una célula que tiene un núcleo y organelos celulares definidos. En el video, esta es la célula que se está examinando, y su estructura y funciones son fundamentales para entender el tema principal del video.

💡Núcleo

El núcleo es uno de los orgánulos más importantes en una célula eucariota, encargado de contener el material genético de la célula. En el video, se describe su estructura y su función principal, destacando su importancia en la organización y el funcionamiento de la célula.

💡Membrana

Las membranas son estructuras que componen barrera selectiva en las células. En el contexto del video, el núcleo está rodeado por dos membranas: una externa y una interna, que aíslan al núcleo del citoplasma y regulan el tránsito de moléculas entre estos espacios.

💡Citoplasma

El citoplasma es el líquido que llena la mayor parte de la célula y alberga a las partes no compartimentalizadas de la célula, como se menciona en el guion. Es el entorno en el que se desarrollan muchas de las reacciones químicas y procesos celulares.

💡Nucleoplasma

El nucleoplasma es el equivalente al citoplasma dentro del núcleo, compuesto por un fluido que alberga las moléculas y estructuras necesarias para la síntesis de ARNm y la replicación del ADN, como se describe en el video.

💡ARNm

El ARN mensajero (ARNm) es una molécula esencial en la expresión génica, que se produce en el núcleo y luego se transporta al citoplasma para ser traducido en proteínas, tal como se detalla en el guion.

💡Poros nucleares

Los poros nucleares son estructuras complejas que permiten el tránsito selectivo de moléculas entre el núcleo y el citoplasma. El video enfatiza su importancia en el transporte de ARNm y proteínas, y cómo son selectivos en el proceso.

💡Nucleolo

El nucleolo es una región densamente compactada dentro del núcleo, que es el sitio de ensamblaje de los ribosomas, como se menciona en el guion. Es una parte crucial del núcleo debido a su función en la síntesis de ARN ribosomal.

💡Ribosomas

Los ribosomas son estructuras celulares que se encargan de la síntesis de proteínas a partir del ARNm. En el video, se describe cómo se ensamblan en el nucleolo y luego se transportan al citoplasma.

💡Retículo endoplásmico

El retículo endoplásmico es otro importante orgánulo celular que tiene una conexión topológica con el núcleo, como se ilustra en el guion. Su membrana externa es continua con la membrana del núcleo, lo que sugiere una relación estrecha en el tránsito y síntesis de proteínas.

💡Envelope nuclear

El envelope nuclear se refiere a la combinación de las membranas internas y externas del núcleo, junto con los poros nucleares. En el video, se describe cómo estos elementos juntos forman la estructura que aísla y protege al núcleo.

Highlights

The nucleus is one of the most important organelles in a eukaryotic cell.

The primary function of the nucleus is to contain the cell's genetic material.

The nucleus is surrounded by two membranes: an outer and an inner membrane.

The outer and inner membranes separate the nucleus from the cytoplasm.

The nucleoplasm is the fluid inside the nucleus.

The cytoplasm and nucleoplasm are not continuous.

MRNA is produced in the nucleus and needs to be transported into the cytoplasm.

Proteins in the cytoplasm can be transported into the nucleus, such as polymerases.

Transport of materials like MRNA and proteins occurs at the nuclear pore.

The nuclear pore spans both the outer and inner membranes.

The nuclear pore is selective and recognizes special signals on proteins for transport.

The nucleus contains DNA or chromosomes.

The nucleolus is a densely compacted area within the nucleus.

The nucleolus is the site of ribosome assembly.

Ribosomal RNA is produced in the nucleolus and combined with proteins to form ribosomes.

Ribosomes are trafficked through the nuclear pore into the cytoplasm.

The outer membrane of the nucleus is continuous with the endoplasmic reticulum.

The nuclear envelope refers to the combination of the inner and outer membranes along with the nuclear pores.

Transcripts

- [Voiceover] Here's a diagram of a eukaryotic cell.

Let's look a little bit closer at the structure

of one of the most important organelles

in the eukaryotic cell, the nucleus.

So here we have a depiction of the nucleus.

And the most important function of the nucleus

is to contain the genetic material of the cell.

But what is the structure?

Let's look at the outside of the nucleus first.

The nucleus is surrounded by two separate membranes,

an outer membrane and an inner membrane.

Let's look at this structure up close.

So, we have an outer membrane,

and we have an inner membrane.

These two membranes separate the nucleus from the cytoplasm,

which is the liquid-filled space that makes up

the majority of the cell, and all of

the non-compartmentalized parts of the cell.

Essentially, the parts of the cell that aren't

enclosed within an organelle.

On the inside of the nucleus is

what's called the nucleoplasm.

In the nucleoplasm is the fluid inside the nucleus.

And so these two, the cytoplasm and nucleoplasm,

aren't continuous.

However, a lot of the times, the stuff needs to be

transported between the nucleoplasm and the cytoplasm.

So think the interior of the nucleus is where

MRNA is produced, but MRNA needs to get

into the cytoplasm where it can be translated into protein.

And also, proteins in the cytoplasm need to be able to get

into the nucleus, such as polymerases,

which convert DNA into messenger RNA.

So this transport of things like MRNA out of the nucleus,

and protein into the nucleus, happens at a special

complex called a nuclear pore.

And so there's another nuclear pore over here

in my blown-up diagram of the outer and inner membranes.

What's interesting about the nuclear pore,

is that it spans both membranes,

the outer membrane and the inner membrane,

so that compounds in the cytoplasm can be transported

into the nucleus, and compounds in the nucleus

can be transported out.

But now, the cell has gone to a lot of trouble

to create these two lipid membranes

to isolate the nucleus from the rest of the cell.

So the nuclear pore is actually very selective

in what can be transported inside and out.

And so the nuclear pore actually recognizes

special signals on different proteins,

and only with the presence of these signals,

can proteins be transported into and out of the nucleus

through the nuclear pore.

So the nucleus' primary function is to contain

the cell's DNA, or chromosomes.

But when you look at the nucleus up close,

you see there is a very densely compacted area.

And this area is called the nucleolus.

Just as the nucleus is kind of the center of the cell,

the nucleolus is the center of the nucleus.

And now, but why is the nucleolus so much more

compact and dense than the rest of the nucleus?

Well, that's because the nucleolus

has a very important function.

And that is, the site of ribosome assembly.

So the nucleolus is densely packed with regions of DNA

that produce not messenger RNA, but ribosomal RNA.

Which is the RNA that makes up the majority of the ribosome.

And it is at the site of the nucleolus where

this ribosomal RNA is assembled with

the proteins that also make up the ribosome,

into a fully-formed ribosome.

And the ribosomes then, can be trafficked

through the nuclear pore, out into the cytoplasm.

The ribosomes also have proteins in them,

and these proteins are produced in the cytoplasm,

and are trafficked back into the nucleus

where they can be assembled, and then make

the return trip back into the cytoplasm.

So there's lots of stuff moving back and forth

in the nuclear pores.

But it's very important for the compartmentalization

of the nucleus from the rest of the cell.

To move into our next discussion,

the nucleus is intimately associated with

another organelle, the endoplasmic reticulum,

which you can see in the faded green outline.

An interesting topological feature of the nucleus,

is that the outer membrane, remember which we've drawn

up in the top left, is actually continuous

with the membranes that make up the endoplasmic reticulum.

So I'll just kinda draw that.

This outer membrane just turns around

and actually becomes the membranes

of the endoplasmic reticulum.

And I won't draw it all in.

So the interior space of the endoplasmic reticulum,

is continuous with the interior space

of between the outer and inner nuclear membranes.

And one final term used to describe the nucleus,

is the nuclear envelope.

And the nuclear envelope just refers to

the combination of the inner and outer membranes

along with the nuclear pores.

So these three structures together comprise

the nuclear envelope, which encloses the nucleus.