Núcleo e ciclo celular

NÚCLEO CELULAR

CONCEITO:

Estrutura arredonda ou alongada localizada geralmente no centro da célula, seu diâmetro varia de 5 a 10m na célula animal. É constituído pelo envoltório nuclear, cromatina, nucléolo e matriz nuclear (nucleoplasma).

NúcleoContém o genoma (DNA)

-estoque gênico (informação gênica)

-centro de controle celular

nucléolo cromatinaLâmina nuclear

Complexo do poro nuclear

NÚCLEO CELULAR

¨ Envoltório nuclear- possui duas membranas e forma a cisterna perinuclear. Apresenta poros com delgados diafragmas que regulam as trocas de moléculas.

¨ Matriz nuclear- preenche o espaço entre a cromatina e o nucléolo. Constituída principalmente de proteínas.

¨ Cromatina- constiuída de filamentos duplos de DNA associados a proteínas. Possuem 2 tipos: Heterocromatina e a Eucromatina.

¨ Cromatina sexual- na intérfase um dos cromossomos X permanece condensado. Somente visto no sexo feminino.

• Nucleossomos – unidade estrutural dos cromossomos das células eucariontes, constituída por um segmento de DNA que envolve uma parte central formada por moléculas histonas.

• Histonas – proteínas com carga elétrica positiva (proteína básica) que se prende ao DNA (carga negativa)para constituir os nucleossomos, componentes fundamentais dos cromossomos.

• Heterocromatinas – cromatina que permanece condensada e portanto geneticamente inativa.

• Eucromatina – cromatina correspondente a parte não condensada.

Cromatina : associação DNA+ proteínas

Cromatina em diferentes graus de condensação

cromossomos

cromossomos

NÚCLEO CELULAR

NUCLÉOLOS:- São formações arredondadas, basófilas, ricas em RNA e proteínas. Os núcleos podem ter 1 ou mais nucléolos que podem ter tamanhos variáveis.- Possuem 3 porções:

1- Região granular- formada por grânulos de RNA.2- Região fibrilar- constituída por RNA na forma de

filamentos.3- Região cromossômica- contém filamentos de DNA.

- A síntese e acúmulo de RNAr ocorre no nucléolo.

nucléolo

Formação do ribossomo

História

1869 - Friedrich Miescher Substância ácida no núcleo = ácido nucléico

1944 - Avery, MacLeod e McCarty Sugeriram a função do DNA

1953 - Hershey Comprovou a função do DNA

Em 1928, Frederick Griffith realizou vários experimentos que forneceram evidências que a informação genética está contida em uma molécula específica

DNA

• DNA - é o gene que através de duas propriedades replicação e Transcrição - determina os caracteres hereditários, além de transmiti-los de geração a geração.

• O DNA existe principalmente no núcleo das células, onde aparece na constituição química dos cromossomos, ocorrendo ainda no nucléolo.

• Também: cloroplastos e mitocôndrias.

Enrolamento da dupla fita

A estrutura dos Ácidos Nucleicos

A estrutura dos Ácidos Nucleicos

Legenda

Bases nitrogenada

s

Grupo fosfato

Açúcar

G; A

C;T

- açúcar- grupo fosfato

- base nitrogenada

O nucleotídeo é composto por:

A estrutura dos Ácidos Nucleicos

Nucleosídeo

Características importantes: estrutura química e tamanho

BASES NITTROGENADA

Citosina Timina

Adenina Guanina

Desoxirribose

Estrutura química das bases nitrogenadas do DNA

Estrutura química do açúcar

A estrutura dos Ácidos Nucleicos

Liga

ções

A estrutura dos Ácidos Nucleicos

Ligaçã

o f

osf

odié

ster

1953 - Watson e Crick Elucidaram a estrutura do DNA

Ácidos nucléicos

Anéis aromáticos- hidrofóbicos

Orientação Pareamento

Uniformidade

Ligação fosfodiéster

Representação (5’ 3’)

GRUPO CETO C=OGRUPO AMINO C-NH2

PH adicional - N dos anéis aromáticos

Estrutura do DNA

Efeitos do Superenrolamento

• Eletroforese em gel de agarose

• Microscopia eletrônica

• Velocidade de sedimentação

– Adenina – Guanina– Citosina – Timina

– Adenina– Guanina– Citosina– Uracila

Purinas

Pirimidinas

Bases Nitrogenadas

DNA RNA

Açúcar

Desoxirribose Ribose

Fita dupla Fita simples

Diferença entre DNA e RNA

As principais diferenças entre os ácidos DNA e RNA

 DNA RNA

Pentose Desoxirribose Ribose

Bases púricas Adenina e Guanina

Adenina e Guanina

Bases pirimídicas

Citosina e Timina Citosina e Uracila

Estruturas Duas cadeias Helicoidais

Uma cadeia

Enzima hidrolítica

Desoxirribonuclease (DNAase)

Ribonuclease (RNAase)

Origem Replicação Transcrição

Enzima sintética DNA - polimerase RNA - polimerase

Função Informação genética

Síntese de proteínas

RNA• RNA - comanda a síntese de proteínas, processo onde

atuam diferentes tipos de RNA.• RNA é sintetizado no núcleo, acaba migrando para o

citoplasma. • RNAt (transportador) transfere os aminoácidos do

hialoplasma para os ribossomos que os encadeiam. • RNAm (mensageiro) recebe do DNA, codificada, a

seqüência de aminoácidos transmitindo-a para os ribossomos.

• RNAr (ribossômico) associado a proteínas entra na constituição dos ribossomos, organóides celulares onde os anminoácidos se encadeiam para formar proteínas.

Estrutura do RNA

mRNA – 1 a 5 % do RNA totalrRNA – 75 % do RNA totaltRNA – 10 a 15 % do total

hnRNA – RNA heterogêneo nuclearsnRNA – RNA pequeno nuclear

tRNA

rRNA

DNADNA

RNA

Proteína

Replicação

Transcrição

Tradução

Trasncrição Reversa

Replicação DNA

Transcrição

Tradução

Proteína

Transcrição reversa

DNA simples fitanúcleo

citoplasma

Fluxo de informação

Tradução

Síntese de DNA (replicação)

Síntese de RNA (transcrição)

Síntese de proteínas (tradução)

Proteína

aminoácidos

Fluxo da informação genética: o dogma central da biologia

CÉLULA

Transcrição

Processamento do RNA

RNAm maduro

DNA

Transporte

Núcleo

RNAm

Ribossomo

Cadeia de Aminoácidos

Tradução

RNATranscricão

DNA

Replicação

ProteínaTraduçãoRN

A

CitoplasmaNúcleo

CARIÓTIPO

Os cromossomos humanos “coloridos”

CROMOSSOMO METAFÁSICO

NÍVEIS DE COMPACTAÇÃO DA CROMATINA

Ciclo celular

A célula se reproduz por uma seqüência ordenada de eventos que duplicam seus componentes e depois a dividem em duas.

As células originam-se de outras células

Teoria celular:

Ciclo celular

Células filhas

Replicação cromossômica e crescimento celular

Divisão celular

Segregação cromossômica

- Copiar e transferir sua informação genética para a próxima geração de células

Processos :

Divisão celular Controlada e coordenada

Tipo Celular Duração do ciclo celular

Células jovens de embrião de sapo

30 minutos

Células de levedura 1,5 – 3 horas

Células epiteliais do intestino

~12 horas

Fibroblastos de mamíferos, em cultura

~20 horas

Células hepáticas humanas

~1 ano

Fase M

Mitose (divisão nuclear)

Citocinese (divisão citoplasmática)

Fase G1

Fase G2

Fase S (replicação do DNA)

Interfáse

Ciclo celular

Aciona a maquinaria da mitose Aciona o término da mitose e procede com a citocinese

Montagem do fuso mitótico

Divisão celular completa

Aciona maquinaria da replicação do DNA

Replicação do DNA

Processos do ciclo celular são acionados pelos sistema de controle do ciclo celular

Leveduras

Todo DNA é replicado? O DNA está intacto?O Ambiente é favorável?

Ponto de checagem em G2

Todos os cromossomos estão ligados ao fuso?

Ponto de checagem na metáfase

O meio é favorável?O DNA está intacto?

Ponto de checagem em G1

ciclina

Quinase depedente de ciclina (Cdk)

Sistema de controle do ciclo celular :

Fosforilação (proteinoquinases)

Desfosforilação(proteinofosfatases)

Ativar

Desativar

proteínas

Ativação/ inativação das quinases

fosforilação

Aciona maquinaria mitótica

Aciona maquinaria de replicação de DNA

Meio extracelular desfavorável

DNA danificado

DNA replicado incompletamente

DNA danificado oureplicado incompletamente

Cromossomos ligados de modo

desapropriado ao fuso mitótico

G0

Morte celular programada (Apoptose)

Apoptose:

metamorfose de um girino em um sapo

necroseapoptose

Ativação da procaspase

Cascata da caspase

Apoptose é mediada por uma cascata proteolítica intracelular

Entrada na apoptose é irreversível

G2

S

M

G1

G0

Pontos de controle – “checkpoints”

G1:“Ponto de decisão”

Proteínas : ciclinas e quinases (internos)

Hormônios (externos)

Sinais químicos