APORTACIO AL CONEIXEMENT D'ALGUNS DETALLSDE L'ESTRUCTURA DEL NUCLI CELLULAR

Cotnunicacio presentada el dia i6 de tnaig de 1968 pel professor

LLUIS VALLMITJANA

Director del .Ser%ci de bficroscbpia Electronica de la Unkersitatde Barcelona

Les trohalles fetes amb l'ajuda del microscopi electronic han estat

especialment fructiferes en 1'exploraci6 del citoplasma. Gracies a aquestes

noves tecniques horn ha adquirit coneixements no sospitats sobre els

constituents citoplasmatics i llur ultrastructura. En altres casos han estat

efectuades importants comprovacions.

Actualineiit, aqucst instrument, a causa d'una scrie de circumstancies,

es ja a la disposicio de la investigaci<5 barcelonina, i encara que els camps

basics ja han estat explorats, nosaltres pensem seguir les nostres investiga-

tions citologiques amb 1'ajuda d'aquest aparell. La present nota, consti-

tuex una modesta aportacio initial en aquest sentit.

El nucli cellular ha estat un dels punts on la microscopia electronica ha

donat fruits mes moderats; no obstant aixo, cal destacar l'observacio de

diversos details importants sobre estructura i limits de la niembrana nu-

cleal, constitucio del nucleol, etc. Excepcions a part, els constituents fona-

mentals, cromatina i cromosomes, son els elements que han presentat mes

dificultats a donar imatgoos satisfactories i demostratives.

Cal recordar que el nucli es presenta con una massa o sac de granuls

molt petits; es poden prescntar algunes agrupacions o zones de densitat

quelcom diferent, Its quals fins ara no han estat explicades satisfactoria-

ment, salvant la part ben caracteritzada que correspon al nucleol. Els

punts densos d'uns centenars d'A de diametre corresponen versemblant-

inent al filament elemental, possiblement cromonem^'utic, d'un cromosoma

que ha sofert um desenrotllament o ((desespiralitzacio)) extrema, i ha quc

dat redult a la macroniolccula extraordinariament Ilarga i prima que sem-

bla constituir la molccula de desoxirribonucleina. segons la major part

de les conclusions dels bioquimics. Aquesta molccula de desoxirribonu-

cleTna constitueix la base morfologica del «cromosoma» (terme biologic

quc correspon al concepte citologic de ((cromatina));. Normalment no s'ob-

serven ((agrupacions dels punts)), vistos amb el microscopi electronic, que

puguin correspondre als grups o grumolls do cromatina de la citologia

dassica; entre cis ((punts)) vistas cs probable que part dells corresponguin

a ribosomes o be a d'altres components diferents de les sections transversals

de filaments dc desoxirribonucleoproteines de significat i nombre dificil

de precisar.

31

4 LLUIS VALLMITJAV I

En alguns casos , particularment al principi de la profase, poden trobar-se agrupacions, filaments o cintes de tipus especials (probable iniciacio de1'espiralitzaci6 dels cromosomes, en sections transversals o obliques, etc.DE ROBERTIS, etc.). Altres vegades trobem certes fibres (filaments sinap-tinemals) que uncixen els futurs cromosomes, o be simplement diposits deprotelnes. En 1'espermatozoide tambe s'han descrit certs filaments relativa-ment grossos (cromosomes possiblement, potser auib una espiralitzaciointernredia, gairebe sempre parallels a 1'eix major (GRASSIl, etc.), i tarn-be grossos granuls al nucli dels espermatozoides o de les espermatides, etc.(FAWCETT). En els Protozous poden veure's tainbe certs singulars aspec-tes (r).

TROBALLES I DISCUSSIO

En les sections de ronyo de rata (2), particularment en les ccllules de1'endoteli, alguns nuclis, a mes de presentar l'aspecte caracteristic habituald'acord amb el que hem exposat anteriorment -fins granuls irregularrnentdisposats-, es poden apreciar una scric d'altres granulets, potser quelcourmes grossos, disposats regularment enfront de la membrana nucleal, eldiametre dels quals es de 15o a 20o A aproximadament.

lgnorem si aquests granulets poden representar les sections optiquesd'un cromosoma allargat i desespiralat (cromonema), segons les idees ha-bitualment admeses del nucli en repbs, que hauria adoptat aquesta dispo-sici6 extraordinariament periferica, o be si es tracta dels extrems o zonesd'altres filaments de nucleoproteInes que als voltants de la membranaadopten aquesta posicio. Encara cal suposar que aquestes estructures podenesser d'altrcs constituents diferents de la matcria cromatinica 0 cromosomes,en els quals habitualment solem centrar la importancia del nucli.

Nosaltres no aportem cap hipotesi a aquestes interpretations, i enslimitem a assenyalar el fet morfologic. Afegire que amb material diferentpodem trobar un altre cas semblant, pero aquest nou exemple es refereixa una ccllula intestinal d'enrbrio de pollet.

A la bibliografia trobem consignadcs una serie de details o uraresesn(certes fibretes, condensacions, etc.), pero no recordem haver vist descritauna distribuci6 semblant a la que hem indicat, encara que en algunesfotografies sembla veure's alguna cosa semblant (3). En el treball dc BUR-cos i FAW1'CETT hem vist uns granuls mes grans que els nostres, en esper-

(i) Recordeu eshe(ialmcnt els filaments del Wadi dels Dinofagellats.(2) Han estat utilitzadcs les tecniques babituals de la microscopia electronica; obser-

vacio feta amb Philips 200 I), i amb Tesla BS 242 D.(3) Per exemple en la lamina II, a. (IC KAUr.Avr i col., alli, referint- se a la (lamina

denso>, diuen sen la part periferica del nu>Ii esta unida a Ia cromatina, i els aansen contacte presenten una disposicio caracteristica en rosari'.

32

F[(;. i. 041tila dc 1'endoich i,clml: 01)st,l%cll cl" grallillets :1 la Imit exicl-lia del 1111(li:

Illis allics dclalls tanlb^, C^idcllls (Illito(ondrics, repIc(, de la Ilicillimilla (ullillar cli

1.(.(ol/;Il-sc a la basak-). I'll cl (Iil)tli\ I(Iitlll( es rcploduci\CTl i C, dc,la(lucil cl, giall(licts.

WMnmu: 28 MW X

FIC. 2. -- Aspeac MmQu en "a alub kwm&O dTnibri6 de I)ollc(. Atignicnt : 27 ooo x

DETALLS DE L'ESTRUCTURA DEL AUCLI CELLULAR 5

mittides o en joves espermatozoides quc fonnen Una capa flies tenvida i, pertart, mes patent, a la part periferica del nucli.

Particularment en cellules epitelials i conjuntives ha estat descrita perFAvVCETI, P.-1IRICt i col., NIAZANEC, KALIFAT i col., etc.. una zona o capa a

la part periferica del nucli; en llegir les referencies , estimarem que podrien

correspondre a l'agrupac16 de grans que hem descrit. Examinats els treballs,peso, resulta quc fan refercncia a una lhmnitta deusa o fibrosa tambe anome-

nada uzonala iinclenin limni (alnst>, la qual esta en eotitacte innnediat anlb

la membrana interna del nucli, i pot desapareixer a nivell dels porus

Esquema. - vcgcu I' expli(a66 do la fig. i

nucicals. Te una amplada de Zoo a Boo A, ofereix una certa densitat iprobablement to cstructura homogcnia, be que alguns autors creuen ob-servar-hi una fina trama filamentosa o fibrosa (4). Sense relacions amb lacromatina propiament dita, comencant a vegades per la fila de granuletsque mencionem (aixo tambc es fa patent amb una fotografia de KALIFAT)la seva natura I la seva funcio no estan dcterminades, be quc FAWCEYr la

(q) La nalnra fibrosa sembla evident en Protozous i inverlebrats, on tamb6 haCStat dCScrita (BEAMS i Col., PAPPAS, GOGGES HALL i FAWCE=, MERCER, etC.).

33

6 LLII/S r7:JLLMITJAA4

considera equivalent a una (( lamina basal ,) intranucical (i eguladora de

la permeabilitat , etc.).

Corn a conclusio volem destacar, ultra els mencionats details curiosos,

que 1'exploraci6 ultrastructural en seccions es ja nn fet a la nostra ciutat.

Em plan de presentar aqucsta nota al hoc on s'inicia en el nostre pals la

microscopia electronica en material biologic ja fa alguns am•s, amb fruits

molt positius en Bacteriologia. Vull fer patent al doctor XALABARUER Cl

men agraiment per 1'ajuda, consell i orientacio de tota classe que he rebut

en el curs dels anvvs que la gestio per a aconseguir 1'instrument de treball

necessari per als actuals estudis pass(( per fases i retards inexplicablcs.Agraeixo tambc la tasca de tots els qui han collaborat en aquest treball.

BIBLIOGRAFIA

AMBROSE., E. J.; CUCKOw , F. W., i GOPAL•AYENGAR, A. R. - The molecular organization

and fine structure of chromosomes. 8 th. «Symp. Cell. Biol.,) Leyden, 236, 19r,4.

BARIGOZZI , Cl. - The structure of the resting nucleus. 8 th. aSymp. Cell. Biol.,) Leyden,

110-120 , 1954.

BEAMS, H. IV.; TAHMISIAN , T. N.; DIVINE , R., i ANDERSON, F. - Ultrastructure of the

nuclear membrane of a Gregarine parasitic in grasshopers. ((Exp. Cell. Res. n, 13. 200-

204, 1957•BR.ACHET , J., i MIRSKY, A. -- The Cell. ((Academic Press,), 1959 etc.

BURGOS, M. H., i FAWCETr, D. W. - Studies on the fine structure of the Mammalian

testis. I. Differentiation of the sperinatids in the cat (Fells domestica), ((J. Biophvs.

and Biochem. Cvtol.)), Vol. I, n1im. 4, 287-300, 1955.FARCETr, D. W. - On the occurrence of a fibrous lamina on the inner aspect of the

nuclear envelope in certain cells of vertebrates. ((Am. J. Anat.)) erg, 129-146, 1866.

GALLAN, H. G. - Recent work on the structure of cell nuclei. 8 th. ((Symp. Cell Biol.)),

I.ecden, 89-109, 1954.

GRASSh, P. P., CARASO, N., FAVARD. P. -- Les ultrastructures eellulaires au cours rte

la spermiogenese de l'escargot (((Helix ponlatia , L.))). Evolution des chromosomes, du

rhonriome, de l'appareil de Golgi, etc. ((Ann. Sciences Nat. Zool.)), 38, 339-

380. 1956.GRAY, E. G., GITILLERY. R. W. - On nuclear structure in the ventral nerve corde of the

leech (<Hirudo medicinalis)). ((Z. Zellforscha, 6, n.o 7, 1027-1032, 1867.

RALIFAT. S . R., BouTrn,LE, M., DEI.ARUE , J. - Etude ultra.structlira le de la lamelle

dense ob.servee an contact de la membrane nucleaire interne . ((J. Microscopic.)) Vol.

6, n.° 7, 1019 -1026, 1967.MAZANEC, K. -- Prr'sen(e dc la u(_onula nucleum linlitans)) daps quclques eellules hu-

maines . (J. Microscopic.)) Vol. 6, n.0 7. 1027-1032, 1967.

MERCER, F. H. - An electron microscopic study of ((.lniocha Inotrns). ^(Proe. Roy.

Soc. B .n, 15o, 216-232, 1959.PAPPAS , G. D. -The fine structure of the nuclear envelope of the ((Amoeba proteus).

aJ. Biaphys, Biochcm. Cvtol.n, 2 spill. 431-434. 1956.PATRIZI, G ., POGFR, M. - The ultrastructure of the nuclear peryphery. The azonula

nucleum limitans . ((J. Ultrast Res.)), 17, 137-157, 1967.PAUL, J. - Cell Biology. ((Heinemann educational Books , Ltd.)) London, 1965.

34

DETALLS DE L'ESTRUCTUR.4 DEL NUCLI CEL-LULAR /

PORTER, K. R. - Changes in cell fine structure accompanying mitosis. S th. Symp. CellBiol., Leyden, 236-250. 1954.

Ris, 11. - The submicroscobic structure of the resting nucleus. 8 lh. ((Symp. Cell Biol.))Leyden, 121-134. 1954.

DE ROBERTIS, E. D. P., NOVINSKI, W. W1'.. SArz, F. A. - Biologia cclular. (,E1 Atenco,,Buenos Aires, 1965.

DISC USSIO

Dr. DOMINGO.

Agraeix al doctor Vallmitjana la comunicacio presentada, i tambc l'ofe-riment que el comunicant ha fet en el sentit de posar a la disposicio detothom qui ho necessiti els serveis de microscopia electrcnica de quedisposa.

35