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)

48

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