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Estrutura do envoltório Estrutura do envoltório nuclearnuclearProfa. Maristela Ruberti
Oenvoltório nuclear protege Oenvoltório nuclear protege o material genético:o material genético:
O envoltório nuclear separa o núcleo do citoplasma e permite que a célula controle o acesso a seu material genético.
O envoltório nuclear é constituído por duas subunidades de membrana concentricas que limitam uma cavidade interna a cisterna perinuclear
A membrana externa tem ribossomos aderidos e apresenta continuidade com o retículo endoplasmático rugoso, razão pela qual é considerada uma porção especializada do retículo.
As membranas do envoltório são lipoprotéicas apresentando em torno de 30% de liídeos e 70% de proteínas dentre as quais glicoproteínas.
Cerca de 90% são fosfolipídeos e 10% são trigicerídeos, colesterol e ésteres de colesterol.
Esquema da lâmina nuclear e a cromatina presa a ela.
Micrografia eletrônica mostrando envoltórios nucleares compostos por duas mebranas e os poros nucleares.
O envoltório nuclear não é contínuo como as demais membranas
biológicas. Em alguns pontos a fusão da membrana interna com a
membrana externa leva ao estabelecimento dos poros, cuja
função principal é regular o trânsito de macromoléculas entre o
núcleo e o citoplasma.
Esses poros são preenchidos por agregados protéicos, os
complexos de poros. Os poros são uniformemente
espaçados e sua quantidade varia conforme o tipo celular e/ou
seu estado funcional.
O envoltório nunclear é perfurado pelos complexos de poros
Poro nuclear a parte intranuclear forma um Poro nuclear a parte intranuclear forma um anel contínuoanel contínuo
A Ran controla o sentido de translocação A Ran controla o sentido de translocação de moléculas pelo poro.de moléculas pelo poro.
Ran proteína da família das enzimas que quebram GTP em GDP GTPases.
Os receptores de importação nuclear (importinas) e de exportação (exportinas) possuem dois domínios um que se liga a Ran e outro que se liga à molécula a ser transportada. Ran hidrolisa GTP e fornece energia para o transporte das macromoléculas
Diafragmas na região do poro nuclear estruturas arredondadas (setas). Permeabilidade seletiva.
Elétron-micrografia de material preparado pelo método de criofratura. Observe as duas membranas e o poro.
A lâmina nuclear confere forma e estabilidade ao envoltório nuclear:
Rede protéica com 10-20nm de espessura;Nos vertebrados existem 3 genes que codificam 7 tipos de laminas: 2 do tipo A, 3 do tipo B e 2 do tipo C
Mutações nesses genes causam laminopatias (doenças genéticas que causam distrofia muscular) Exemplo: Síndrome de Emery-Dreifuss (EDMD).
A distrofia muscular de Emery-Dreifuss é uma forma de distrofia
muscular freqüentemente associada a contraturas articulares e
defeitos de condução cardíaca, que pode ser causada pela
deficiência da proteína emerina na membrana nuclear interna das
fibras musculares. Atinge, primeiramente, os músculos dos
calcanhares, cotovelos e pescoço, com a evolução da doença a
condução cardíaca é alterada, podendo levar o paciente à morte
Nucleoplasma: solução aquosa de proteínas, RNAs, nucleosídeos e íons, onde estão mergulhados os nucléolos e a cromatina.
O material genético está na forma de cromatina
O termo cromatina deriva do grego croma, cor e designa, com
exceção dos nucléolos, toda porção do núcleo que se cora e é
visível ao microscópio de luz.
Sua organização é dinâmica e se altera conforme a fase do ciclo
celular e com o grau de atividade da célula.
No núcleo interfásico a cromatina se apresenta compactada e/ou
descompactada. No núcleo em divisão a cormatina se encontra
altamente compactada, constituindo os cromossomos.
Assim a cromatina e os cromossomos constituem aspectos
morfológicos e fisiológicos de uma mesma estrutura.
Elétron-micrografia de corte da medula óssea.
A cromatina é constituída por DNA complexado com proteínas
Essas proteínas são as histonas e as não histônicas e um pouco de RNA também sempre é encontrado em associação ao DNA
Nucleossomo : 4 tipos de histonas (duas de cada). Uma molécula H1 ou H5 se liga na parte externa e em associação com o filamento de DNA.
Estrutura molecular da Cromatina
Cromatina e a expressão da informação genética
Estados funcionais da CromatinaOs estudos ao microscópio de luz revelaram dois padrões distintos
de coloração da cromatina que corresponem aos estágios de
compactação da mesma: a heterocromatina de coloração intensa
e uma menos corada a eucromatina.
Eucromatina: 10% na forma ativa, que é menos condensada, e o
restante, mais condensado é a eucromatina inativa.
Em um nível maior de compactação encontra-se a
heterocromatina que não é transcrita em RNA permanecendo
sempre inativa.
A mesma fibra cromatínica pode apresentar regiões eucromáticas
contínuas com regiões heterocromáticas.
A heterocromatina também se divide em heterocromatina constitutiva e
heterocromatina facultativa.
A heterocromatina constitutiva é formada por sequências gênicas
altamente repetitivas, que nunca são transcritas.
A heterocromatina facultativa é a parte da heterocormatina que, em um
mesmo organismo, se apresenta descondensada em algumas células e
condensadas em outras. Pode conter sequências gênicas em cópias
únicas ou mediamente repetitivas passíveis de transcrição, mas que são
inativadas.
O exemplo mais comum deste tipo de heterocrormatina é a cromatina
sexual dos mamíferos fêmeas, o cromossomo X. Um dos cromossomos X
nas fêmeas é inativado ainda durante a vida intra-uterina . Essa
inativação é aleatória e em algumas células o cromossomo inativado é
de origem materna e em outras de origem paterna.
Morfologia da cromatina sexual (sexo feminino). Nas células do epitélio bucal a cromatina sexual aparece como uma pequena massa densa aderida à membrana nuclear; no neutrófilo, tem aspecto de uma raquete saliente e presa a um lobo do núcleo, que é irregular nesse tipo de célula.
No nucléolo ocorre a síntese do RNA ribossômico.
Os genes que codificam os
rRNAs estão localizados em
porções de fibras
cromatínicas que, após sua
compactação, irão constituir
as constrições secundárias de
cromossomos específicos.
Essas regiões foram
denominadas de “regiões
organizadoras de nucléolos
Nors (do inglês nucleolar
organizations regions)
Síntese e processamento do RNA ribossômico
ETS = espaçador transcrito externo; ITS= espaçador transcrito interno
Estrutura do cromossomo metafásico: complexidade do empacotamento da molécula de DNA
Organização estrutural dos cromossomos
O complemento cromossômico de uma espécie é constanteToda espécie animal e vegetal tem um complemento cromossômico característico , o qual se denomina cariótipo. O cariótipo é o conjunto de características constantes dos cromossomos da espécie, quanto ao número tamanho e morfologia.
O número de cromossomos de uma espécie é constante e é mantido durante os ciclos de divisão que a célula passa. Exceção a meiose – formação dos gametas.
Espécie Nº de cromossomos
Ascaris megalocefala 2
Culex pipiens (mosquito) 6
Homo sapiens (homem) 46
Gorilla gorilla (gorila) 48
Capra hircus (cabra) 60
Equus caballus (cavalo) 66
Solanum tuberosum (batata)
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Cromossomos politênicos
Cromossomos politênicos
Fotomicrografia dos cromossomos politênicos de núcleo interfásico das glândulas salivares do inseto díptero Rhynchosciara angelae.Tamanho pode variar de 150 a 250mm.
Fotomicrografia dos cromossomos politênicos de núcleo interfásico das glândulas salivares do inseto díptero Rhynchosciara angelae. As setas indicam as regiões de pufe ou região de transcrição. Em A a região após a regressão do pufe.
Cromossomos politênicos. Fotomicrografia - inseto díptero Telmatoscopus sp.
Cromossomos plumosos
Fotomicrografia de dois ovócitos primários. As células se apresentam em meiose o nucléolo é bem visível e pode-se observar os cromossomos bem condensados.
Cariótipo Humano Faixas
Estrutura da molécula de DNAOs ácidos nucléicos são polímeros de nucleotídeos
Estrutura da molécula de DNA e RNA
O RNA contém uma Uracila no lugar da Timina
Estrutura da molécula de DNA
3,4nm
Estrutura da molécula de DNA