¿Por qué las células eucarióticas requieren un núcleo como un compartimiento separado cuando las células procariotas se manejan sin él?

Se desconoce si el núcleo fue realmente “requerido” para las células eucarióticas más antiguas. Puede haber evolucionado como una consecuencia secundaria de la fusión endosynbiotic que creó las primeras células eucariotas que, al principio, no eran necesarias para la supervivencia.

Una vez que apareció el núcleo, creó una separación espacial y temporal entre la transcripción de genes y la traducción de proteínas. El ARNm producido a partir del ADN en el núcleo ahora tuvo que ser transportado fuera del núcleo antes de que los ribosomas puedan usarlo para crear una proteína.

Esta característica, por sí misma, no tendría ninguna ventaja, pero su existencia brindó una oportunidad para, digamos, “chanchullos”. Los eucariotas podrían ahora (y lo hicieron) evolucionar para hacer una variedad de cosas en el ARNm antes de que se traduzca en una proteína. Podrían, por ejemplo, evolucionar el empalme diferencial, en el que un único ARNm se corta en varias piezas y las piezas se reorganizan en diferentes configuraciones, permitiendo que un solo gen codifique varias proteínas diferentes. Podrían desarrollar una capa adicional de defensa contra parásitos como virus y genes de salto, donde el ARNm viral puede ser dirigido y destruido antes de que se creen proteínas virales a partir de él. El podría desarrollar un nivel adicional de regulación génica en el que parte del ARNm podría destruirse o evitarse que se traduzca en proteínas para ralentizar la velocidad de creación de proteínas.

Nada de esto es posible en las células procariotas porque los ribosomas no están separados del ADN. En los procariotas, a menudo vemos que los ribosomas comienzan a traducir el ARNm en proteínas incluso antes de que el ARNm completo termine de transcribirse a partir del ADN. Es rápido, pero mucho menos flexible.

Todas estas cosas permitieron a las células eucariotas evolucionar a un grado mucho más alto de complejidad que las células procariotas. Una vez que esa complejidad evolucionó, por supuesto, los nuevos eucariotas más complejos requerirían la separación de su ADN en un núcleo para funcionar correctamente y sobrevivir.