Unidade 6: Núcleo Celular - PDF
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Aurélio Sousa Zagalo
1 Núcleo: Localização Célula Animal Célula Vegetal: Unidade 6: Núcleo Celular Disciplina: Biologia Celular e Molecular Centro de Ciências da Saúde Profa. Dra. Marilanda Ferreira Bellini Pró Reitoria de Pesquisa e de Pós Graduação Bloco L Geralmente Central Secretoras Basal Periférico Vacúolo Posição fixa associação aos filamentos do citoesqueleto biologototal.blogspot.com Unidade 6 Núcleo Celular 1. Estrutura geral 2. Núcleo Interfásico 3. Componentes do Núcleo Interfásico 4. Intérfase Núcleo Alongado Núcleo: Formato, Tamanho e Número Núcleo em formato de S Núcleo em formato de U 5. Núcleo Mitótico-Meiótico 6. Componentes do Núcleo Mitótico-Meiótico 7. Divisão celular por mitose e meiose Núcleo com cromatina descondensada Núcleo com cromatina condensada 2 Núcleos Arredondados 8. Identificação microscópica das etapas dos processos de mitose e meiose Núcleo com cromatina condensada Núcleo em formato de U Acompanha o formato e metabolismo da célula. JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012, pag. 146 Núcleo, Citoplasma e Compartimentos Intracelulares Procarionte Eucarionte Núcleo: Formato, Tamanho e Número Células Sanguíneas Ausência de Sistema de endomembranas Núcleo não envolto por membrana Presença de Sistema de endomebranas Núcleo envolto por membrana 1
2 Núcleo: Interfásico e Mitótico - Meiótico I = Intérfase G0 = Fase de Respouso ou Estacionária G1, S, G2 = duplicação do DNA e checagem M = Mitose ou Meiose divisão celular Envoltório Nuclear Membrana Externa: Ribossomos Aderidos; Continuidade com RE; Proteínas semelhantes as do RE; Proteínas Específicas (nesprinas) interagem com citoesqueleto Ancoragem e posicionamento nuclear. Núcleo: Interfásico e Mitótico - Meiótico Envoltório Nuclear Interfásico Envoltório Nuclear: Membrana Interna; Membrana Externa; Canal de Poros; Lâmina Basal; Nucléolo; Nucleoplasma; Cromatina. Mitótico - Meiótico Envoltório Nuclear: Membrana Interna; Membrana Externa; Canal de Poros; Lâmina Basal; Nucléolo; Nucleoplasma; Cromatina Cromossomos; Centrossomo; Fibras do Fuso. Membrana Interna: Composição própria de proteínas intrínsecas e periféricas; Sintetizadas pelos polirribossomos aderidos à membrana externa; Interagem com cromatina e lâmina nuclear. JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012, pag. 145 Envoltório Nuclear Envoltório Nuclear: Limite Nuclear; Isolamento e Proteção do Material genético; Trocas entre Núcleo e Citoplasma (Transportes: ativo e passivo). 2 Membranas Concêntricas Observável apenas em Microscopia Eletrônica (ME). Espessura das membranas < Poder Resolução do Microscópio de Luz (ML). Espaço Perinuclear Proteínas Solúveis Envoltório Nuclear Poros: Fusão das membranas externa e interna; Anéis Proteicos nucleoporinas > 100 tipos Cada poro: tipos Anel Citoplasmático; Anel Nuclear; Canal Central Trocas entre núcleo e citoplasma; JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012, pag. 145 JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012, pag
3 Envoltório Nuclear Nucléolo Importação de moléculas: 1) Sinais químicos ligam a molécula à proteína IMPORTINA 2 e 3) Sinais químicos importam o complexo através do poro 4) IMPORTINA se desliga da molécula e está é liberada no nucleoplasma 4) EXPORTINA se desliga da molécula e está é liberada no citoplasma 2 e 3) Sinais químicos importam o complexo através do poro 1) Sinais químicos ligam a molécula à proteína EXPORTINA Exportação de moléculas: Estruturas Esféricas; Não envolvidas por membranas; Observáveis em ML 1 a 7 µm Proteinas transcrição, processamento do RNA e formação ribossomos (Biologia Molecular) RNA ribossômicos (RNAr) ribossomos (Biologia Molecular) DNAr genes codificadores de RNAr (Biologia Molecular) Nucléolo em núcleo de ovócito (400x) JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012, pag Envoltório Nuclear Lâmina Nuclear: Rede de Proteínas: Lamininas filamentos intermediários nucleares; Interrompidas nos Poros Nucleares; Forma e Estabilidade à membrana nuclear. Participação nos processos de replicação, transcrição e regulação da expressão gênica. (próximas aulas) Nucléolo ME: CF: Centro Fibrilar, eletrón-lúcido, circular; transcrição (Biologia Molecular) CFD: Componente Fibrilar Denso, fibrilas muito finas formando uma rede; processamento RNA (Biologia Molecular) CG: Componente Granular, composto por grânulos. processamento do RNA (Biologia Molecular) JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012, pag. 147 JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012, pag. 159 Nucleoplasma ou Cariolinfa e Matriz Nuclear Nucleoplasma ou Cariolinfa: Solução aquosa Proteínas reguladoras de replicação e transcrição, nucleotídeos, íons, nucléolo e cromatina. Matriz Nuclear: Rede fibrilar Endoesqueleto; Suporte e forma do núcleo. Cromatina Do Grego: Croma = cor Toda parte do núcleo visível ao ML e corada, exceto o nucléolo. Organização dinâmica fase do ciclo celular e atividade celular. DNA + Proteínas Nucléolo e Cromatina em núcleo de ovócito (400x) 3
4 Constituição da Cromatina, DNA Contém toda a informação genética de um organismo Constituição da Cromatina, DNA Desoxirribose: Pentose; Carbonos: direita esquerda. C 1' - base C 5' - grupo fosfato Informação genes Desoxirribose Nucleotídeo Constituição da Cromatina, DNA Constituição da Cromatina, DNA DNA = Polímeros de Nucleotídeos Nucleotídeos: Fosfato; Pentose; Base nitrogenada (Adenina, Guanina, Citosina e Timina) Dupla-hélice 3,4nm 10 pares de bases Polaridade Oposta Cadeias Antiparalelas Pontes de Hidrogênio 0,34nm Diâmetro = 2nm Modificada de: Constituição da Cromatina, DNA Constituição da Cromatina Base nitrogenadas: Complementariedade: A C T G Pontes de Hidrogênio Proporção: A = T ; C = G A + G = C + T A + T C + G Purinas = 2 anéis de Carbono Pirimidinas = 1 anel de Carbono DNA + proteínas Histonas Básicas (arginina e lisina) Ligação: amino fosfato H1 ligação externa H2A H2B Octâmero H3 H4 3% de RNA nascente Não histonas Ácidas Ligadas ao DNA ou dispersas no carioplasma Estrutura dos cromossomos; Replicação e Reparo de DNA; Ativação e Repressão Gênica. Quantidade de Purinas = Pirimidinas 4
5 Compactação da Cromatina Nucleossomo: Molécula de DNA se enrola em um octâmero de histonas: 200 pares de bases (pb); Octâmero Histonas; Histona H1. H2A H2B H3 H4 H1 H1 6nm Estados Funcionais da Cromatina Heterocromatina Constitutiva Sequência repetitiva de DNA, nunca transcritas. Centrômeros e Telômeros dos cromossomos (núcleo mitótico). Telômeros Centrômero 10 nm Telômeros Compactação da Cromatina Estados Funcionais da Cromatina Fibras 10nm = nucleofilamentos 1 o nível de compactação; Associação de nucleossomos Colar de Contas. Fibras 30nm = solenóide 2 o nível de compactação; estrutura helicoidal. Corpúsculo de Barr Fêmeas de Mamíferos; Inativação intra-uterina ; Mosaico (ao acaso); Compensação de dose (XX); Diagnóstico citológico do sexo. Heterocromatina Facultativa Sequências únicas ou medianamente repetitivas, passíveis de transcrição, mas inativas. Cromatina Sexual (Corpúsculo de Barr) Célula do Epitélio Bucal CromatinaSexual JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012, pag Estados Funcionais da Cromatina Eucromatina: Transcrita expressão gênica. Estados Funcionais da Cromatina Heterocromatina: Não transcrita. Parâmetro Heterocromatina Eucromatina Coloração Intensa Fraca Compactação Altamente Compactada Transcrição Inativa Ativa Frouxamente Compactada Corpúsculo de Barr 5
6 Ciclo Celular M Mitose ou Meiose Processos que ocorrem desde a formação de uma célula até sua própria divisão em células filhas; G0: Fase estacionária; Não proliferativa; Intérfase: G0 Indefinidamente em intérfase. Células totalmente diferenciadas Ciclo Celular Intérfase: G1 Etapas Intérfase G0 G1 S G2 M Mitose ou Meiose G1: G (Gap) = Intervalo S (Síntese DNA) e M Mitose Prófase Metáfase Anáfase Telófase Meiose Prófase I Metáfase I Anáfase I Telófase I Prófase II Metáfase II Anáfase II Telófase II Síntese de proteínas que atuam na fase S; Ex: DNA polimerases, primase, helicase, topoisomerase Intérfase S (Synthesis): (2n 4C) Replicação do DNA Período entre as divisões; As células crescem e se preparam para nova divisão. 6
7 GUG GUG, primer de RNA (T substituido por U) DNA Polimerase III GUG A G GUG 7
8 DNA Polimerase III DNA Polimerase III GUG A C GUG A C C A C T G GUG C A C T G GUG DNA Polimerase III DNA Polimerase II GUG A C C GUG A C C A C T C T G GUG T C A C T G GUG DNA Polimerase III DNA Polimerase II GUG A C C A GTG A C C A C A C T G GUG C A C T G GTG 8
9 No final: 2 moléculas de DNA idênticas GTG A C C A C C A C T G GTG Ligase GTG A C C A C C A C T G GTG 1. : Desenrola, progressivamente as cadeias de DNA. 2. Topoisomerase: Relaxam a tensão contorcional do DNA, causando quebras e posteriores ligações fosfodiéster. 3. Braçadeiras (SSP): (Proteinas SSP = single strand proteins): Estabilizam fitas simples, evitando que se enrolem (complementariedade). 4. (RNA polimerase): adição de primer, curtos segmentos de RNA; 5. DNA polimerase III: Adição de nucleotídeos complementares. 6. DNA polimerase II: Substitui primers de RNA 7. DNA polimerase I: Reparo 8. DNA ligase: Liga os segmentos de DNA GTG A C C A C C A C T G GTG Ao final de S DNA duplicado O processo continua até completa duplicação do DNA 9
10 G2: Reparo Ponto de Checagem; Síntese de proteínas não-histônicas. Aofinal de G2 DNA duplicado e Reparado Intérfase: G2, reparo Bibliografia Sugerida ALBERTS, B. et al. Biologia molecular da célula. Porto Alegre: Artmed, 3ª. Edição, capítulos 8, 17 e 18 JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, Capítulos 8 e 9 CARVALHO, H. F.; RECCO-PIMENTEL, S. M. A célula São Paulo: Manole, De ROBERTIS, E. M. F.; HIB, J. Bases da biologia celular e molecular. 3. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, Acessem: 10
ME = microscópio eletrônico. RER = retículo endoplasmático rugoso ou granuloso Análises detalhadas, que incluem reconstituição por computador, permitiram a reconstrução de modelos tridimensionais dos