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Nucleoplasma

Che cos'è il nucleoplasma?

Si definisce con il termine “nucleoplasma” la porzione del protoplasma che, in contrapposizione al citoplasma, occupa la parte non cromatinica del nucleo.

Il nucleoplasma è delimitato dalla membrana nucleare e di fatto rappresenta tutto ciò che è presente all’interno del nucleo ad eccezione della cromatina, cioè del DNA cromosomiale e le proteine ad esso associate. In quanto facente parte del nucleo cellulare, è una struttura citologica esistente solo nelle cellule degli organismi eucariotici.

Nucleoplasma

Figura 1: Il nucleoplasma rappresenta tutto il contenuto del nucleo ad eccezione della cromatina, ed è in connessione col citoplasma attraverso i pori della membrana nucleare.

Funzione del nucleoplasma

Il nucleoplasma rappresenta di fatto il mezzo acquoso che rende possibili le reazioni chimiche e il funzionamento dei processi metabolici nel nucleo. La densità del nucleoplasma è minore di quella del citoplasma, permettendo una maggiore velocità di spostamento delle molecole in esso contenute, l’attività degli enzimi nucleari, il trasporto dei precursori necessari allo svolgimento delle reazioni chimiche nonché dei loro prodotti finali.

Struttura del nucleoplasma

Osservandolo, il nucleoplasma appare di aspetto viscoso ed omogeneo, e mostra una affinità ridotta ai trattamenti con coloranti tipicamente utilizzati in un laboratorio di citologia.  E’ possibile distinguere una frazione più chiara e dall’aspetto meno viscoso, definita ialoplasma.

La componente principale del nucleoplasma è rappresentata dalla matrice nucleare, una sostanza viscosa di natura colloidale costituita per oltre l’80 per cento da acqua. Nella matrice sono disperse molte molecole, che vengono trasportate attivamente attraverso il nucleo da trasportatori specifici,  e tra cui ritroviamo proteine, lipidi, ormoni e glucidi, oltre a circa il 30 per cento dell’RNA presente nel nucleo e piccole quantità di fosforo e di DNA.

All’interno del nucleoplasma, è possibile distinguere delle componenti granulari e particelle ribonucleoproteiche disperse. Disperse nella matrice, infine, è possibile rinvenire numerosi nucleotidi necessari per la duplicazione del DNA.

Nucleo della cellula eucariotica

Figura 2: Nucleo della cellula eucariotica. E' possibile osservare il nucleolo (scuro, al cento) circondato dal nucleoplasma.

Funzione delle varie componenti del nucleoplasma

Frazione proteica: le proteine del nucleoplasma rappresentano circa il 10 per cento del contenuto proteico del nucleo; la componente ribonucleoproteica, che rappresenta la maggior parte di questo tipo di molecole in tutto il nucleo (solo una piccola parte è associata al nucleolo), prende parte ai meccanismi di splicing e probabilmente possiede anche altre funzioni ancora poco note.

Frazione lipidica: la componente lipidica, in sospensione e associata alla cromatina,  ha una azione molto importante;  in questa infatti ritroviamo gli acidi grassi che svolgono un ruolo essenziale nella regolazione dell’espressione genica.

Ormoni: gli ormoni dispersi nel nucleoplasma sono di tipo steroideo, essenzialmente testosterone, cortisolo, aldosterone, estrogeni e progesterone. Questi ormoni svolgono una molteplicità di ruoli sia legati al funzionamento dei geni, legando specifici recettori nucleari, sia funzioni extra-genomiche attivando delle cascate di segnali intracellulari attraverso recettori di membrana.

Glucidi e cofattori: la componente glucidica è costituita essenzialmente da precursori o prodotti intermedi della glicolisi, unitamente a cofattori a questa associati.

Frazione granulare del nucleoplasma

La componente granulare del nucleoplasma è costituita da due tipologie di granuli: i granuli di intercromatina e i granuli di pericromatina.

L’intercromatina è costituita da ribonucleoproteine associate ad enzimi e forma granuli della dimensione di circa 20-25 nm. Si trovano sparsi praticamente in tutto il nucleo e appaiono collegati gli uni gli altri mediante sottili filamenti la cui natura non è ben chiara. Anche la funzione specifica di questi granuli non è stata ancora identificata con certezza.

L’altra componente granulare è costituita dai granuli di pericromatina, costituita da particelle che appaiono particolarmente elettrodense nella parte interna, con una sorta di alone più chiaro tutt’intorno costituito da materiale meno denso.

La componente molecolare di questi granuli è costituita da RNA, organizzato in modo da formare delle fibrille molto ravvicinate associate a catene di amminoacidi. Come per  l’altra componente, la funzione di questi granuli è ancora poco definita.

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