El concepto de núcleo es uno de los más repetidos en el mundo científico, siempre refiriéndose a una unidad básica y esencial como puede ser el núcleo atómico, el terrestre, el de las estrellas o el propio núcleo celular. El origen etimológico del mismo también guarda relación con la naturaleza, ya que procede del latín nucleus que se refiere a la parte comestible de la nuez o al hueso de la fruta. En términos generales referirse al núcleo de algo supone hablar de lo primordial y básico o de un elemento que vertebra y organiza.

A pesar de que nuestro cuerpo contiene billones de núcleos, no pudo ser observado por primera vez hasta hace unos trescientos años. Lo más probable es que el primer ser humano que observó un núcleo celular fue Anton van Leeuwenhoek, uno de los padres de la microscopía. Dedicó parte de su vida a observar todo aquello «invisible a los ojos» con lo que se encontraba. Entre otras muestras estudió los glóbulos rojos del salmón, donde vio por primera vez el núcleo. Muchos años después Robert Brown un médico, botánico y cirujano escocés cuya vida fue apasionante, le asignó el nombre de núcleo e hizo la primera descripción científica del mismo. A lo largo del siglo XIX y del XX se fue conociendo más sobre su estructura, componentes y su función, se descubrió la mitosis celular, se le asoció con la herencia, etc.

El origen evolutivo del núcleo supone uno de sus mayores misterios. Hoy en día, no está claro como se formó, aunque existen diferentes teorías sobre su origen. Lo que si está claro es que el núcleo es una de las principales características que diferencian a una célula eucariota de una procariota. Para ser más exactos la diferencia radica en la presencia de una envoltura nuclear que aísla al material genético del resto de componentes celulares. Esto permite que el material genético pueda ser procesado de forma más eficiente y que pueda madurar a través de diferentes procesos.

A pesar de que nuestro cuerpo contiene billones de núcleos, no pudo ser observado por primera vez hasta hace unos trescientos años.

Todas las células humanas presentan núcleo salvo los glóbulos rojos… ¡sí!, los mismos en los que van Leeuwenhoek observó el núcleo por primera vez.  ¿Cómo es esto posible? Básicamente por que los mamíferos son los únicos vertebrados cuyos glóbulos rojos maduros no presentan núcleo. Este hecho, es actualmente otra cuestión por resolver. Se cree que durante la evolución en mamíferos estas células perdieron el núcleo para poder almacenar más hemoglobina. Otra hipótesis hace referencia a que los glóbulos rojos deben atravesar capilares muy estrechos, algo que consiguen plegándose, por lo que si tuvieran núcleo esto no sería posible y se generarían problemas vasculares.

Pero ¿qué hace al núcleo celular tan especial? Lo interesante está en su interior. Almacena el misterio más fascinante de la vida, el ADN. Y lo más interesante de todo no es el hecho de almacenarlo, sino cómo lo almacena. El planteamiento es sencillo, el diámetro de un núcleo animal estándar es de 5 micras (muy muy pequeño), sin embargo, almacena todo el ADN, que en el caso de los humanos si lo estirásemos tendría una longitud de 1,74 metros. ¿Cómo es esto posible? La evolución ha resuelto esta paradoja de una forma similar a como el ser humano resolvió el problema del almacenamiento de información digital, a través de la compresión. El material genético se enrolla y comprime gracias a unas proteínas llamadas histonas. En primer lugar, se enrolla alrededor de estas proteínas, formando una estructura similar a un collar de perlas. Este collar de ADN y proteínas se vuelve a plegar sobre sí mismo, y así sucesivamente gracias a la intervención de otras proteínas que ayudan en esta ardua, pero eficaz, tarea. El proceso es complejo, y genera todo tipo de quebraderos de cabeza en los estudiantes que se enfrentan a él por primera vez, pero el resultado es increíble. La compresión es tal, que se reduce el tamaño del material genético unas diez mil veces. Es, probablemente, uno de los mecanismos más eficaces y fascinantes de toda la biología celular.

Además del material genético, en el interior nuclear hay otras estructuras que participan en sus múltiples funciones. Una de las más conocidas es el nucleolo, aunque hay muchas otras. De hecho, llegados a este punto deberíamos hablar de Santiago Ramón y Cajal, pero ¿qué tiene que ver el padre de la neurociencia con el núcleo celular? En realidad, bastante. Para ello tenemos que hablar de una de las estructuras que encontramos en el núcleo, conocidas hasta hace poco como cuerpos condensados o cuerpos enrollados. En torno al año 1903, Ramón y Cajal observó un corpúsculo redondeado en el interior del núcleo de las neuronas, cerca del nucleolo, al que llamó cuerpo accesorio. Estas estructuras suponen otro de los misterios del núcleo. Aparecen en células metabólicamente muy activas como las neuronas o las células tumorales y están relacionados con la maduración del ARN. Recientemente se ha descubierto que su alteración podría estar relacionada con algunos tipos de distrofias musculares. Desde hace dos décadas, este corpúsculo se conoce como cuerpo de Cajal, gracias al J.G. Gall que inició una cruzada científica para que recibiera el nombre de su descubridor.

De hecho, llegados a este punto deberíamos hablar de Santiago Ramón y Cajal, pero ¿qué tiene que ver el padre de la neurociencia con el núcleo celular?

Todo lo contado hasta el momento es una pequeña mota de lo que supone el núcleo celular. Alberga el libro de la vida, conocer como este es leído e interpretado por las células es uno de los aspectos más bonitos de la biología. Mucho se ha escrito hasta la fecha sobre el núcleo celular, pero lo más fascinante es que aun queda mucho por escribir.

Para saber más

Cavalier-Smith, Thomas. 2010. Origin of the cell nucleus, mitosis and sex: roles of intracellular coevolution. Biology Direct 2010, 5:7

Torres Montaner, Antonio. 2002. El cuerpo accesorio de Cajal. REV ESP PATOL; Vol 35, n.º 4: 529-532.