Saltar al contenido

Humano, rana Xenopus y levadura · modelo 3D

El núcleo

El núcleo es la bolsa que guarda el ADN. En células de riñón de rata se calculan unos 1960 poros tras dividirse y unos 2830 antes de volver a hacerlo. La forma del poro es humana; muchos detalles vienen de rana y levadura.1, 2, 3

Una puerta en dos membranas

La envoltura son dos membranas: la externa mira al resto de la célula y la interna, al ADN. En cada poro se doblan y se unen en un borde curvo. La separación entre ambas no está medida: aquí es un valor elegido.4, 5, 6

Ocho piezas iguales

Desde arriba se ven ocho radios iguales. De lado, tres anillos apilados: uno hacia el citoplasma, que es el resto de la célula, otro en medio y otro hacia el núcleo. Aislado, el poro humano mide unas 75 millonésimas de milímetro de alto.3, 7, 8

Dos caras distintas

Hacia el citoplasma salen filamentos, hilos flexibles. Hacia el núcleo cuelga la cesta. De la cesta no hay coordenadas y su forma cambia de un poro a otro: los ocho hilos y el aro de aquí son una forma aproximada.4, 9, 10

Un canal lleno

El canal está ocupado por cadenas de proteína que se agitan sin parar. Las moléculas pequeñas las cruzan solas; las medianas se frenan más a menudo. Esa nube es un dibujo: la forma real de las cadenas no se ha resuelto.7, 11, 12

Entra una importina

La importina transporta proteínas hacia el núcleo. Su carga lleva una señal de entrada, un trozo corto que la importina reconoce. Con una carga de prueba, en células humanas, el cruce dura unos 10 ms, una centésima de segundo; aquí va muchísimo más lento.13, 14

Ran marca el sentido

Dentro del núcleo, la proteína Ran lleva GTP, una molécula que guarda energía. Al encontrarla, la importina suelta la carga y regresa con Ran al citoplasma. Allí Ran rompe su GTP y queda con GDP, la forma gastada.9, 13, 15

Sale un ARN mensajero

El ARN mensajero, la copia de un gen, sale por la misma puerta con su propio transportador. En células de ratón el viaje entero dura unos 180 ms, menos de un quinto de segundo. Cruzar es lo más corto; anclarse y soltarse tardan más.16, 17

El canal se abre

Las ocho piezas del anillo interno se separan y el canal se ensancha; los anillos de las caras se abren bastante menos. La escena parte de dos formas medidas en poros humanos; el paso continuo entre ellas es un dibujo.2, 5, 8

Humano, rana Xenopus y levadura · modelo 3D

El poro nuclear es una estructura de proteínas que atraviesa la doble membrana del núcleo de la célula. Por él entran y salen las moléculas grandes, en los dos sentidos y con control de lo que pasa.

En una frase

El poro nuclear es una gran estructura de proteínas, abierta en la doble membrana que rodea el núcleo, por la que pasan en los dos sentidos todas las moléculas grandes que entran o salen de él.

Qué vas a aprender

  • Describir dónde está un poro nuclear, qué partes tiene y cuánto mide.
  • Explicar por qué las moléculas pequeñas cruzan solas y las grandes necesitan ayuda.
  • Contar cómo una importina mete una proteína en el núcleo y qué decide el sentido.
  • Distinguir lo seguro de lo que aún se discute sobre la barrera del canal.

Cómo funciona

Las copias de los genes se hacen dentro del núcleo y tienen que salir; muchas proteínas hacen el viaje contrario. Las moléculas grandes solo cruzan por los poros. El núcleo tiene una pared doble: dos membranas, una dentro de otra. Esa pared doble se llama envoltura nuclear. En cada poro, las dos membranas se doblan y se unen en un borde redondeado. Así el agujero queda forrado de membrana, y dentro encaja una estructura de proteínas.4, 5, 6, 18

Del canal del poro al núcleo entero
10 µm1 µm100 nm10 nmNúcleo, calculado10 µmPoro, de ancho120 nmPoro, de alto75 nmCanal, de ancho43 nm

Poro humano aislado. El núcleo, unos 10 µm, es un cálculo hecho con el número de poros y su densidad en células de riñón de rata, no una medida.1, 5, 8

El armazón es la parte rígida del poro. Lo forman ocho piezas iguales en círculo alrededor del canal, como los gajos de una naranja con el centro hueco. Esas piezas componen tres anillos apilados: el anillo interno rodea el canal, el citoplásmico queda encima, del lado del citoplasma, que es el resto de la célula, y el nuclear, debajo. En humano, el conjunto mide unos 120 nm de ancho. Un nanómetro, nm, es una millonésima de milímetro: cien poros en fila medirían algo más de una centésima de milímetro. Lo forman alrededor de mil proteínas.3, 7, 8, 19

Las dos caras del poro son distintas. Hacia el citoplasma salen filamentos flexibles. Hacia dentro cuelga la cesta, cuya forma cambia de un poro a otro y se conoce poco. Más allá queda el ADN, enrollado en los discos que enseña el modelo del nucleosoma de BeI.4, 9, 10

El canal está ocupado por las cadenas FG, proteínas largas y sin forma fija. Su nombre viene de dos piezas que se repiten muchas veces en ellas, con las iniciales F y G. Juntas forman una barrera. Las moléculas pequeñas la atraviesan solas. Cuanto más grande es una molécula, más la frena, sin un tamaño exacto a partir del cual deje de pasar. Y no solo cuenta el tamaño: dos proteínas de la misma masa cruzan a ritmos muy distintos según cómo sea su superficie.7, 12, 20, 21

Las proteínas grandes cruzan con una importina, una proteína que las transporta hacia el núcleo. Cada proteína que debe entrar lleva una señal de localización nuclear: un trozo corto de su propia cadena. La importina reconoce ese trozo y se une a la proteína. En el caso más estudiado, la importina son dos proteínas juntas: una lee la señal y la otra se une a las cadenas FG, y esa unión les abre paso. Siguiendo moléculas sueltas en células humanas, una carga de prueba pasa unos 10 milisegundos en el poro, una centésima de segundo, casi siempre moviéndose al azar.9, 13, 14

El sentido lo marca otra proteína, Ran. Ran puede llevar unida una molécula pequeña llamada GTP. Ran con GTP es como una pila llena; cuando rompe el GTP, la pila queda gastada. La comparación vale solo para eso: lo que importa no es la energía, sino en qué lado está llena. Dentro del núcleo, una proteína pegada al ADN le devuelve a Ran su GTP. En el citoplasma, Ran lo rompe. Por eso Ran con GTP abunda dentro y escasea fuera. La importina llega al núcleo, encuentra Ran con GTP y suelta allí su carga. Luego vuelve con Ran al citoplasma. Allí Ran rompe su GTP y la importina queda libre.9, 13, 15

La importina, en cada vuelta
  1. Citoplasma: toma la carga Reconoce la señal de localización nuclear y se une a la carga.
  2. Canal: cruza hacia dentro Se une a las cadenas FG y avanza al azar. Cruzar no gasta energía.
  3. Núcleo: suelta la carga Encuentra Ran con GTP, que abunda dentro, y deja allí la carga.
  4. Canal: vuelve con Ran Sale hacia el citoplasma unida a Ran con GTP. Tampoco gasta energía.
  5. Citoplasma: queda libre Ran rompe su GTP y suelta la importina. Ahí se gasta la energía.

Se repite la vuelta de la importina; cada carga cruza una sola vez. Dentro del núcleo, una proteína pegada al ADN devuelve a Ran su GTP.9, 13, 14, 22

Cruzar el poro no gasta energía. La energía se gasta en el ciclo de Ran, que recicla las importinas para otra vuelta. Por eso el sentido depende de dónde hay Ran con GTP, y no del poro. Ejemplo: si en un experimento se pone más Ran con GTP fuera que dentro, el transporte cambia de sentido. Con cargas de prueba, un poro admite como máximo unos mil cruces por segundo.9, 22, 23

El ancho del canal, cerrado y abierto
Poro aislado43 nm de ancho
Poro en células intactas57 nm de ancho
Forma cerrada de la escena42 nm de ancho
Forma abierta de la escena54 nm de ancho

Poros humanos. Las dos primeras se midieron en imágenes de criotomografía; las dos últimas, entre los átomos de las dos formas que usa la escena.2, 5, 25

El canal tampoco tiene un ancho fijo: puede abrirse más o menos. En células humanas intactas es más ancho que en poros aislados. Al abrirse, las ocho piezas del anillo interno se separan; los anillos de las caras se abren bastante menos y lo frenan. En una levadura, los poros se estrechan si la célula se queda sin energía y vuelven a abrirse después. Según una propuesta, el ancho depende de lo tensa que esté la envoltura.2, 5, 8, 24

Cómo se sabe

En 1950, Callan y Tomlin estudiaron con el microscopio electrónico la membrana del núcleo en ovocitos de anfibio, las células que darán huevos. Ese microscopio usa electrones en vez de luz y distingue cosas mucho más pequeñas. En 1984 se vio, en células de mono, que una secuencia corta de una proteína viral bastaba para meter en el núcleo proteínas que se quedan fuera. El número de poros se ha calculado en células vivas de riñón de rata, a partir de cuántos hay por superficie, y se ha contado en levadura de panadería sobre cortes vistos al microscopio electrónico.1, 26, 27, 28

La forma del armazón sale sobre todo de la criotomografía: se congelan muy deprisa poros o células enteras, se fotografían con electrones desde muchos ángulos y se compone una imagen en tres dimensiones. Así se midieron poros dentro de células humanas en cultivo. El modelo de levadura de 2018 sumó otros datos. En 2022, un programa que predice la forma de una proteína a partir de su secuencia ayudó a encajar las piezas humanas. Los detalles finos se vieron en ovocitos de rana.2, 3, 5, 7

El paso se ha seguido molécula a molécula: se marca una carga con un tinte que brilla y se filma. Se hizo en células humanas a las que se abrió la membrana que las rodea, con el núcleo intacto. El reparto de Ran con GTP se vio con sensores que cambian de color, en extractos de huevo de la rana Xenopus. La salida del ARN mensajero, la copia de un gen, se filmó en células vivas de ratón.14, 15, 16

Lo que sigue abierto

  • Sólido Que el sentido del transporte lo marca el reparto de Ran con GTP y que el cruce en sí no gasta energía.13, 15, 22
  • Abierto Cómo se organizan las cadenas FG en el canal. Unos modelos las ven como un gel, otros como un cepillo que se encoge y se estira, y otros como una barrera que solo superan las moléculas que se unen a ellas.11, 18, 21, 29
  • Indicios Que el poro se abra o se cierre según lo tensa que esté la envoltura.2, 24
  • Abierto Si abrir o cerrar el canal cambia lo que pasa por él. Al abrirse, el canal gana volumen y las cadenas FG quedarían menos apretadas, pero no se ha demostrado que eso regule el paso.5, 30

Lo que se suele confundir

Se suele pensarEl poro es un agujero vacío en la membrana.

En realidadUn armazón de unas mil proteínas rodea el agujero, y el canal está lleno de cadenas FG que frenan a las moléculas grandes.8, 11

Se suele pensarHay un tamaño exacto que separa lo que pasa de lo que no.

En realidadLa barrera es blanda: frena más cuanto mayor es la molécula, y su superficie también cuenta.12, 20

Se suele pensarCruzar el poro cuesta energía.

En realidadEl paso por el canal no la gasta. La energía se usa al reciclar las importinas, en el ciclo de Ran.13, 22

Conceptos clave

Envoltura nuclear
Las dos membranas que rodean el núcleo. Los poros la atraviesan.
Cadenas FG
Proteínas sin forma fija que llenan el canal del poro y forman su barrera.
Importina
Proteína que lleva otras proteínas hacia el núcleo a través del poro.
Señal de localización nuclear
Trozo corto de una proteína que la marca para entrar en el núcleo.
Ran
Proteína que lleva GTP dentro del núcleo y GDP fuera. Ese reparto marca el sentido del transporte.

Actividad de repaso

¿Por qué una proteína grande necesita una importina para entrar en el núcleo?

Las cadenas FG frenan a las moléculas grandes; la importina se une a ellas y la proteína atraviesa el canal.

¿Qué ocurre con la carga cuando la importina encuentra Ran con GTP?

La importina suelta la carga dentro del núcleo y vuelve al citoplasma junto a Ran.

¿Qué parte del poro se mueve cuando el canal se abre?

El anillo interno separa sus ocho piezas y ensancha el canal; los anillos de las caras se abren bastante menos.

Para recordar

  1. El poro nuclear es la única puerta del núcleo para las moléculas grandes, en los dos sentidos.
  2. Su canal está lleno de cadenas FG, que frenan lo grande salvo que viaje con una importina.
  3. El sentido lo marca Ran con GTP dentro del núcleo, y la energía se gasta al reciclar, no al cruzar.

Cómo está hecho este modelo

Cada pieza del modelo se ha contrastado con las fuentes. Aquí constan su valor y lo que se ha simplificado.

PiezaValorSimplificaciónFuente
Núcleo con su envolturaUnos 10-12 µm de diámetro (deducido de 1960-2830 poros a 6-7 poros por µm² en células de rata NRK)Esfera perfecta de 10 µm; el tamaño es deducido y el rótulo lo dice. La envoltura de lejos es un vidrio que brilla por el borde; dentro, la cromatina como nube de puntos, igual que en el modelo del nucleosoma1
Poros en el núcleoEn células de rata NRK se calculan unos 1960 al principio de G1 y 2830 al final de G2, a partir de la densidad (6-7 por µm²) y la superficie nuclear; 2000-4000 en HeLa (citado); 65-182 contados en levadura2200 puntos repartidos al azar con densidad uniforme (unos 7 por µm² sobre 314 µm²), cada uno de 120 nm. Sin cúmulos1, 28
Armazón del poroCoordenadas de 7R5K (humano, constreñido): 101 cadenas, 78 030 residuos por radio, simetría de 8. Medido en estas coordenadas: 123 nm de ancho en el anillo citoplásmico y 128 en el nuclear (centros de las cuentas) y 71 nm de altoUn punto por cada 5 residuos (media de sus carbonos alfa): 15 662 puntos por radio, 125 296 en total, como esferas de 1,1 nm. No se dibujan hélices ni cadenas laterales2, 25
Simetría de ochoOcho radios iguales alrededor del eje que va del citoplasma al núcleoSimetría exacta: la unidad asimétrica de 7R5K se copia con sus ocho giros de 45°. En la célula la simetría es aproximada7, 8, 25
Anillo internoCanal de 42 nm entre carbonos alfa en 7R5K (cálculo sobre las coordenadas); en células humanas intactas, unos 57 nmSe asignan al anillo interno las cadenas de Nup93, Nup188, Nup205, Nup155, NUP35, Nup54, Nup58, Nup62, NDC1 y Aladin cuyo centro queda a menos de 14 nm del plano medio. Color verde5, 25, 31
Anillos citoplásmico y nuclearDos coronas de complejos Y en cada cara, 16 por anillo; ELYS en el anillo nuclearLas cadenas se reparten por la altura de su centro. Turquesa arriba, lavanda abajo3, 5, 25, 32
Anillo luminal8 NUP210 por radio (64 en el poro), de 39 a 75 nm del eje en 7R5K (cálculo propio sobre carbonos alfa)Amarillo pálido. En la vista de los anillos, las membranas se hacen translúcidas y el anillo luminal se oscurece para que se lea el cuerpo de unos 120 nm2, 25
DilataciónDe 7R5K (constreñido) a 7R5J (dilatado). Medido en las coordenadas, cada una centrada en su propio eje de simetría: el canal pasa de 42 a 54 nm (unos 12 nm más) y el armazón de 71 a 75 nm de alto; los anillos externos también se abren unos 4 nm de radioInterpolación lineal de cada punto entre las dos entradas, con 7R5J girada 15,2° sobre el eje para casarla con 7R5K. Se abre en unos 3 s al dejar la parada del ARNm, con la cámara aún cerca y un rótulo propio; luego la cámara vuelve al núcleo. Los unos 20 nm de Petrovic et al. se refieren a reconstrucciones in situ de varias especies, no a estas dos entradas2, 8, 25
Envoltura nuclear: dos membranasDos bicapas que se funden en un cuello alrededor del poroUna sola superficie de revolución: plana lejos, media circunferencia en el cuello. Grosor de cada bicapa, 4,5 nm: valor elegido, no consta en la ficha. El cuello pasa a 47,9 nm del eje en 7R5K y 52,4 en 7R5J (borde del armazón más media bicapa). Cada bicapa son dos hojas coral y, en el corte, la sección clara-oscura-clara. Sin lípidos uno a uno. Los ángulos de 42° y 28° no se dibujan5, 7
Hueco entre las membranasNo consta en las fuentesEsquemático: planos medios a +11 y −10 nm, unos 16 nm de hueco, elegido para que el anillo luminal de 7R5K quepa entre las dos. Es el mismo en todo el parche
Filamentos citoplásmicos8 grupos de cinco NUP358; sus dominios llegan hasta unos 50-60 nm hacia el citoplasmaLa base son las cadenas de NUP358 de 7R5K. Desde su punto más alto sale un tubo fino de unos 50 nm, inventado, que se mece despacio: 40 tubos3, 4, 9, 25
Cesta nuclearSe extiende al menos 50-100 nm hacia el nucleoplasma; su forma cambia de un poro a otro y no hay coordenadasDibujo inventado, no una medida: ocho tubos que salen del anillo nuclear de 7R5K y se juntan en un anillo de 28 nm de radio unos 78 nm más abajo. Rotulado «forma aproximada»9, 10, 30
Barrera de FGCientos de cadenas desordenadas (número exacto no consta); no se sabe si forman gel, cepillo, fase o redMaraña esquemática de 184 cadenas de 56 cuentas: una en cada Nup62, Nup54, Nup58, Nup98 y Nup214 del modelo, desde su cuenta más cercana al eje, y dos por radio en la cara nuclear por Nup153, que no está en 7R5K. Caminos al azar que salen en todas direcciones y llenan el canal sin forma de tapón ni malla; si se ve más densa en un punto, es efecto del dibujo y no un dato. Se agitan. No aparece hasta la parada de la barrera7, 9, 11, 25
Moléculas pequeñas y medianasCorte orientativo de 20-40 kDa, sin umbral nítido36 esferas de 1,5 nm que cruzan al azar y 12 de 4,8 nm que entran en el canal con un 3 % de probabilidad en cada intento. Tamaños inventados9, 12
Importina βUnos 8,4 × 7,6 × 6,6 nm medidos sobre 1QGK (humano, con el dominio IBB de importina α)Tubo por los carbonos alfa de 1QGK. Hélices dextrógiras comprobadas: el 72 % de los diedros de carbonos alfa consecutivos está entre +30° y +70°13, 25
Importina α y cargaLa importina α reconoce la señal de localización nuclear de la carga y se une a la importina β por su dominio IBBEl IBB sale de 1QGK; el resto de la importina α es un elipsoide de 10 × 4 nm y la carga una esfera de 5 nm con la señal como un parche magenta. Tamaños inventados9, 13
Paso de la importinaUnos 10 ms dentro del poro moviéndose al azar; ≥10 cargas a la vezCruza en 8 s: unas 800 veces más lento. Va de arriba abajo con un vaivén; no es una difusión simulada. Se ven 6 complejos a la vez14
Ran-GTP, Ran-GDP y NTF2Ran-GTP abunda en el núcleo y escasea fuera; la importina suelta la carga al unir Ran-GTP; fuera, Ran pasa a GDP y NTF2 la devuelve al núcleoTamaños no constan: Ran es una esfera de 3,6 nm (amarilla con GTP, gris con GDP) y NTF2 dos esferas verdes. 46 Ran-GTP dentro y 8 Ran-GDP fuera. Ritmo inventado (18 s el ciclo)9, 13, 15
ARN mensajero saliendoEn ratón: anclaje unos 80 ms, paso 5-20 ms, liberación unos 80 ms; sale con el receptor NXF1·NXT1Partícula de unos 20 nm inventada: hebra ámbar con 20 proteínas y 3 receptores rosas. Anclaje y liberación, 6 s cada uno por 80 ms (unas 75 veces más lento); cruce, 1,2 s para unos 15 ms (el paso medido es de 5-20 ms). DDX19 es una esfera naranja en la cara citoplásmica16, 17
CromatinaNo está en la ficha del poroCuentas azules de 11 nm (el color y el tamaño del modelo del nucleosoma), en grumos bajo la cesta y detrás del poro. Solo para situar el núcleo
Retículo endoplasmáticoContinúa la membrana externaNo se dibuja6
Núcleo con su envoltura
Valor
Unos 10-12 µm de diámetro (deducido de 1960-2830 poros a 6-7 poros por µm² en células de rata NRK)1
Simplificación
Esfera perfecta de 10 µm; el tamaño es deducido y el rótulo lo dice. La envoltura de lejos es un vidrio que brilla por el borde; dentro, la cromatina como nube de puntos, igual que en el modelo del nucleosoma
Poros en el núcleo
Valor
En células de rata NRK se calculan unos 1960 al principio de G1 y 2830 al final de G2, a partir de la densidad (6-7 por µm²) y la superficie nuclear; 2000-4000 en HeLa (citado); 65-182 contados en levadura1, 28
Simplificación
2200 puntos repartidos al azar con densidad uniforme (unos 7 por µm² sobre 314 µm²), cada uno de 120 nm. Sin cúmulos
Armazón del poro
Valor
Coordenadas de 7R5K (humano, constreñido): 101 cadenas, 78 030 residuos por radio, simetría de 8. Medido en estas coordenadas: 123 nm de ancho en el anillo citoplásmico y 128 en el nuclear (centros de las cuentas) y 71 nm de alto2, 25
Simplificación
Un punto por cada 5 residuos (media de sus carbonos alfa): 15 662 puntos por radio, 125 296 en total, como esferas de 1,1 nm. No se dibujan hélices ni cadenas laterales
Simetría de ocho
Valor
Ocho radios iguales alrededor del eje que va del citoplasma al núcleo7, 8, 25
Simplificación
Simetría exacta: la unidad asimétrica de 7R5K se copia con sus ocho giros de 45°. En la célula la simetría es aproximada
Anillo interno
Valor
Canal de 42 nm entre carbonos alfa en 7R5K (cálculo sobre las coordenadas); en células humanas intactas, unos 57 nm5, 25, 31
Simplificación
Se asignan al anillo interno las cadenas de Nup93, Nup188, Nup205, Nup155, NUP35, Nup54, Nup58, Nup62, NDC1 y Aladin cuyo centro queda a menos de 14 nm del plano medio. Color verde
Anillos citoplásmico y nuclear
Valor
Dos coronas de complejos Y en cada cara, 16 por anillo; ELYS en el anillo nuclear3, 5, 25, 32
Simplificación
Las cadenas se reparten por la altura de su centro. Turquesa arriba, lavanda abajo
Anillo luminal
Valor
8 NUP210 por radio (64 en el poro), de 39 a 75 nm del eje en 7R5K (cálculo propio sobre carbonos alfa)2, 25
Simplificación
Amarillo pálido. En la vista de los anillos, las membranas se hacen translúcidas y el anillo luminal se oscurece para que se lea el cuerpo de unos 120 nm
Dilatación
Valor
De 7R5K (constreñido) a 7R5J (dilatado). Medido en las coordenadas, cada una centrada en su propio eje de simetría: el canal pasa de 42 a 54 nm (unos 12 nm más) y el armazón de 71 a 75 nm de alto; los anillos externos también se abren unos 4 nm de radio2, 8, 25
Simplificación
Interpolación lineal de cada punto entre las dos entradas, con 7R5J girada 15,2° sobre el eje para casarla con 7R5K. Se abre en unos 3 s al dejar la parada del ARNm, con la cámara aún cerca y un rótulo propio; luego la cámara vuelve al núcleo. Los unos 20 nm de Petrovic et al. se refieren a reconstrucciones in situ de varias especies, no a estas dos entradas
Envoltura nuclear: dos membranas
Valor
Dos bicapas que se funden en un cuello alrededor del poro5, 7
Simplificación
Una sola superficie de revolución: plana lejos, media circunferencia en el cuello. Grosor de cada bicapa, 4,5 nm: valor elegido, no consta en la ficha. El cuello pasa a 47,9 nm del eje en 7R5K y 52,4 en 7R5J (borde del armazón más media bicapa). Cada bicapa son dos hojas coral y, en el corte, la sección clara-oscura-clara. Sin lípidos uno a uno. Los ángulos de 42° y 28° no se dibujan
Hueco entre las membranas
Valor
No consta en las fuentes
Simplificación
Esquemático: planos medios a +11 y −10 nm, unos 16 nm de hueco, elegido para que el anillo luminal de 7R5K quepa entre las dos. Es el mismo en todo el parche
Filamentos citoplásmicos
Valor
8 grupos de cinco NUP358; sus dominios llegan hasta unos 50-60 nm hacia el citoplasma3, 4, 9, 25
Simplificación
La base son las cadenas de NUP358 de 7R5K. Desde su punto más alto sale un tubo fino de unos 50 nm, inventado, que se mece despacio: 40 tubos
Cesta nuclear
Valor
Se extiende al menos 50-100 nm hacia el nucleoplasma; su forma cambia de un poro a otro y no hay coordenadas9, 10, 30
Simplificación
Dibujo inventado, no una medida: ocho tubos que salen del anillo nuclear de 7R5K y se juntan en un anillo de 28 nm de radio unos 78 nm más abajo. Rotulado «forma aproximada»
Barrera de FG
Valor
Cientos de cadenas desordenadas (número exacto no consta); no se sabe si forman gel, cepillo, fase o red7, 9, 11, 25
Simplificación
Maraña esquemática de 184 cadenas de 56 cuentas: una en cada Nup62, Nup54, Nup58, Nup98 y Nup214 del modelo, desde su cuenta más cercana al eje, y dos por radio en la cara nuclear por Nup153, que no está en 7R5K. Caminos al azar que salen en todas direcciones y llenan el canal sin forma de tapón ni malla; si se ve más densa en un punto, es efecto del dibujo y no un dato. Se agitan. No aparece hasta la parada de la barrera
Moléculas pequeñas y medianas
Valor
Corte orientativo de 20-40 kDa, sin umbral nítido9, 12
Simplificación
36 esferas de 1,5 nm que cruzan al azar y 12 de 4,8 nm que entran en el canal con un 3 % de probabilidad en cada intento. Tamaños inventados
Importina β
Valor
Unos 8,4 × 7,6 × 6,6 nm medidos sobre 1QGK (humano, con el dominio IBB de importina α)13, 25
Simplificación
Tubo por los carbonos alfa de 1QGK. Hélices dextrógiras comprobadas: el 72 % de los diedros de carbonos alfa consecutivos está entre +30° y +70°
Importina α y carga
Valor
La importina α reconoce la señal de localización nuclear de la carga y se une a la importina β por su dominio IBB9, 13
Simplificación
El IBB sale de 1QGK; el resto de la importina α es un elipsoide de 10 × 4 nm y la carga una esfera de 5 nm con la señal como un parche magenta. Tamaños inventados
Paso de la importina
Valor
Unos 10 ms dentro del poro moviéndose al azar; ≥10 cargas a la vez14
Simplificación
Cruza en 8 s: unas 800 veces más lento. Va de arriba abajo con un vaivén; no es una difusión simulada. Se ven 6 complejos a la vez
Ran-GTP, Ran-GDP y NTF2
Valor
Ran-GTP abunda en el núcleo y escasea fuera; la importina suelta la carga al unir Ran-GTP; fuera, Ran pasa a GDP y NTF2 la devuelve al núcleo9, 13, 15
Simplificación
Tamaños no constan: Ran es una esfera de 3,6 nm (amarilla con GTP, gris con GDP) y NTF2 dos esferas verdes. 46 Ran-GTP dentro y 8 Ran-GDP fuera. Ritmo inventado (18 s el ciclo)
ARN mensajero saliendo
Valor
En ratón: anclaje unos 80 ms, paso 5-20 ms, liberación unos 80 ms; sale con el receptor NXF1·NXT116, 17
Simplificación
Partícula de unos 20 nm inventada: hebra ámbar con 20 proteínas y 3 receptores rosas. Anclaje y liberación, 6 s cada uno por 80 ms (unas 75 veces más lento); cruce, 1,2 s para unos 15 ms (el paso medido es de 5-20 ms). DDX19 es una esfera naranja en la cara citoplásmica
Cromatina
Valor
No está en la ficha del poro
Simplificación
Cuentas azules de 11 nm (el color y el tamaño del modelo del nucleosoma), en grumos bajo la cesta y detrás del poro. Solo para situar el núcleo
Retículo endoplasmático
Valor
Continúa la membrana externa6
Simplificación
No se dibuja

Referencias

  1. Dultz E, Ellenberg J (2010). Live imaging of single nuclear pores reveals unique assembly kinetics and mechanism in interphase. J Cell Biol. doi:10.1083/jcb.201007076
  2. Mosalaganti S, Obarska-Kosinska A, Siggel M, et al. (Kosinski J, Beck M) (2022). AI-based structure prediction empowers integrative structural analysis of human nuclear pores. Science. doi:10.1126/science.abm9506 (leído por el resumen)
  3. Zhu X, Huang G, Zeng C, et al. (Shi Y) (2022). Structure of the cytoplasmic ring of the Xenopus laevis nuclear pore complex. Science. doi:10.1126/science.abl8280 (leído por el resumen)
  4. Bley CJ, Nie S, Mobbs GW, et al. (Hoelz A) (2022). Architecture of the cytoplasmic face of the nuclear pore. Science. doi:10.1126/science.abm9129 (leído por el resumen)
  5. Schuller AP, Wojtynek M, Mankus D, et al. (Medalia O, Schwartz TU) (2021). The cellular environment shapes the nuclear pore complex architecture. Nature. doi:10.1038/s41586-021-03985-3
  6. Petrovic S, Mobbs GW, Bley CJ, Nie S, Patke A, Hoelz A (2022). Structure and Function of the Nuclear Pore Complex. Cold Spring Harb Perspect Biol. doi:10.1101/cshperspect.a041264 (leído por el resumen)
  7. Kim SJ, Fernandez-Martinez J, Nudelman I, et al. (Sali A, Rout MP) (2018). Integrative structure and functional anatomy of a nuclear pore complex. Nature. doi:10.1038/nature26003
  8. Petrovic S, Samanta D, Perriches T, et al. (Hoelz A) (2022). Architecture of the linker-scaffold in the nuclear pore. Science. doi:10.1126/science.abm9798 (leído por el resumen)
  9. Tu LC, Musser SM (2011). Single molecule studies of nucleocytoplasmic transport. Biochim Biophys Acta. doi:10.1016/j.bbamcr.2010.12.011
  10. Sabinina VJ, Hossain MJ, Hériché JK, et al. (Ellenberg J) (2021). Three-dimensional superresolution fluorescence microscopy maps the variable molecular architecture of the nuclear pore complex. Mol Biol Cell. doi:10.1091/mbc.E20-11-0728 (leído por el resumen)
  11. Yu M, Heidari M, Mikhaleva S, et al. (Hummer G, Lemke EA) (2023). Visualizing the disordered nuclear transport machinery in situ. Nature. doi:10.1038/s41586-023-05990-0 (leído por el resumen)
  12. Timney BL, Raveh B, Mironska R, et al. (Sali A, Rout MP) (2016). Simple rules for passive diffusion through the nuclear pore complex. J Cell Biol. doi:10.1083/jcb.201601004 (leído por el resumen)
  13. Wing CE, Fung HYJ, Chook YM (2022). Karyopherin-mediated nucleocytoplasmic transport. Nat Rev Mol Cell Biol. doi:10.1038/s41580-021-00446-7
  14. Yang W, Gelles J, Musser SM (2004). Imaging of single-molecule translocation through nuclear pore complexes. Proc Natl Acad Sci U S A. doi:10.1073/pnas.0403675101 (leído por el resumen)
  15. Kalab P, Weis K, Heald R (2002). Visualization of a Ran-GTP gradient in interphase and mitotic Xenopus egg extracts. Science. doi:10.1126/science.1068798 (leído por el resumen)
  16. Grünwald D, Singer RH (2010). In vivo imaging of labelled endogenous β-actin mRNA during nucleocytoplasmic transport. Nature. doi:10.1038/nature09438 (leído por el resumen)
  17. Xie Y, Ren Y (2019). Mechanisms of nuclear mRNA export: A structural perspective. Traffic. doi:10.1111/tra.12691 (leído por el resumen)
  18. Rout MP, Aitchison JD, Magnasco MO, Chait BT (2003). Virtual gating and nuclear transport: the hole picture. Trends Cell Biol. doi:10.1016/j.tcb.2003.10.007 (leído por el resumen)
  19. Fontana P, Dong Y, Pi X, et al. (Wu H) (2022). Structure of cytoplasmic ring of nuclear pore complex by integrative cryo-EM and AlphaFold. Science. doi:10.1126/science.abm9326 (leído por el resumen)
  20. Frey S, Rees R, Schünemann J, et al. (Görlich D) (2018). Surface Properties Determining Passage Rates of Proteins through Nuclear Pores. Cell. doi:10.1016/j.cell.2018.05.045 (leído por el resumen)
  21. Frey S, Richter RP, Görlich D (2006). FG-rich repeats of nuclear pore proteins form a three-dimensional meshwork with hydrogel-like properties. Science. doi:10.1126/science.1132516 (leído por el resumen)
  22. Englmeier L, Olivo JC, Mattaj IW (1999). Receptor-mediated substrate translocation through the nuclear pore complex without nucleotide triphosphate hydrolysis. Curr Biol. doi:10.1016/s0960-9822(99)80044-x (leído por el resumen)
  23. Ribbeck K, Görlich D (2001). Kinetic analysis of translocation through nuclear pore complexes. EMBO J. doi:10.1093/emboj/20.6.1320 (leído por el resumen)
  24. Zimmerli CE, Allegretti M, Rantos V, et al. (Kosinski J, Beck M) (2021). Nuclear pores dilate and constrict in cellulo. Science. doi:10.1126/science.abd9776 (leído por el resumen)
  25. wwPDB (RCSB PDB, PDB-IHM) y EMDB (2026). Entradas 7R5K, 7R5J, 8ZZC (PDBDEV_00000012), 7N9F, 7N85, 9A1P (PDBDEV_00000097), 9A1M, 7FIK, 7TDZ, 7WKK, 7WB4, 7PEQ, 7PER, 7TBL, 1QGK; mapas EMD-14321, EMD-14322, EMD-24258, EMD-7321. La base se describe en Berman et al. 2000, «The Protein Data Bank», Nucleic Acids Research 28: 235-242.. Base de datos (consultada el 04-11-2026). doi:10.1093/nar/28.1.235
  26. Callan HG, Tomlin SG (1950). Experimental studies on amphibian oocyte nuclei. I. Investigation of the structure of the nuclear membrane by means of the electron microscope. Proc R Soc Lond B Biol Sci. doi:10.1098/rspb.1950.0047 (leído por el resumen)
  27. Kalderon D, Roberts BL, Richardson WD, Smith AE (1984). A short amino acid sequence able to specify nuclear location. Cell. doi:10.1016/0092-8674(84)90457-4 (leído por el resumen)
  28. Winey M, Yarar D, Giddings TH, Mastronarde DN (1997). Nuclear pore complex number and distribution throughout the Saccharomyces cerevisiae cell cycle by three-dimensional reconstruction from electron micrographs of nuclear envelopes. Mol Biol Cell. doi:10.1091/mbc.8.11.2119 (leído por el resumen)
  29. Lim RYH, Fahrenkrog B, Köser J, et al. (Aebi U) (2007). Nanomechanical basis of selective gating by the nuclear pore complex. Science. doi:10.1126/science.1145980 (leído por el resumen)
  30. Akey CW, Singh D, Ouch C, et al. (Villa E, Rout MP) (2022). Comprehensive structure and functional adaptations of the yeast nuclear pore complex. Cell. doi:10.1016/j.cell.2021.12.015
  31. Huang G, Zhan X, Zeng C, et al. (Shi Y) (2022). Cryo-EM structure of the inner ring from the Xenopus laevis nuclear pore complex. Cell Res. doi:10.1038/s41422-022-00633-x (leído por el resumen)
  32. Huang G, Zhang Y, Zhu X, et al. (Shi Y) (2022). Cryo-EM structure of the nuclear ring from Xenopus laevis nuclear pore complex. Cell Res. doi:10.1038/s41422-021-00610-w (leído por el resumen)

Esquema, no fotografía. Contrastado con las fuentes citadas. Versión 1.0, 04-11-2026.