03-NUCLEO CELULAR 2012

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Prof. Augusto Dinis
BIOLOGIA CELULAR 1
Núcleo
• Conservação e replicação do genoma
• Regulação da transcrição dos genes
• Processamento dos RNAs resultantes da 
transcrição do DNA
Centro de controlo da célula
Principais componentes do núcleo interfásico
Invólucro nuclear, Nucleoplasma, Cromatina e Nucléolo(s)
Microfotografia TEM de um núcleo interfásico (à esquerda) e respectiva representação esquemática (à direita)
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BIOLOGIA CELULAR 2
Constituintes estruturais
• Membranas nucleares
• Poros nucleares
• Lâmina nuclear
Invólucro nuclear
Separação temporal e espacial dos fenómenos
de expressão genética
(De Robertis e De Robertis, 1996)
__
__
______
___
____
Invólucro Nuclear
Microfotografia TEM da região perinuclear Representação esquemática
do Invólucro Nuclear
Membranas nucleares
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BIOLOGIA CELULAR 3
Lâmina Nuclear
Interface estrutural e funcional entre a membrana interna nuclear e a 
cromatina periférica
(Cooper & Hausman, 2009)
Comportamento do invólucro nuclear durante a mitose
Alberts et al., 2002
A lâmina nuclear desempenha um papel crucial na desorganização e reorganização do 
invólucro nuclear durante a divisão do núcleo
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BIOLOGIA CELULAR 4
Microfotografia TEM do invólucro nuclear após criofractura (à esquerda; Cooper & Hausman, 2009) 
e respectiva representação esquemática (à direita)
Poros Nucleares
Canais de transporte selectivo entre o núcleo e o citoplasma
Poros Nucleares
Representações esquemáticas da simetria octogonal do complexo poro nuclear e microfotografia TEM de poros 
num invólucro corado negativamente (em cima, à direita). (Azevedo, 2005; Cooper & Hausman, 2009)
(constituídos por nucleoporinas)
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BIOLOGIA CELULAR 5
CROMATINA
Complexo de DNA e proteínas originado durante o
processo evolutivo, que veio permitir às células
eucarióticas conter, num compartimento de
aproximadamente 10 µm, a maior parte do seu
DNA (≈ 2 m)
s
CROMATINA
(De Robertis e De Robertis, 1996)
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BIOLOGIA CELULAR 6
Microfotografia TEM da estrutura em rosário da cromatina obtida pela técnica do estendido
CROMATINA
nucleossoma
Representações esquemáticas de um nucleossoma (à esquerda) e de uma sequência de nucleossomas, 
primeiro nível da organização da cromatina (à direita) (Cooper & Hausman, 2009)
CROMATINA
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BIOLOGIA CELULAR 7
CROMATINA
Microfotografia TEM da fibra de 30 nm (em cima) e respectivas interpretações esquemáticas (Lodish et al., 2000, 2009)
CROMATINA
Modelo radial da estruturação da fibra de cromatina (fibra de 300 nm) 
em interfase
Alberts et al., 2002
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BIOLOGIA CELULAR 8
Modelo da estruturação do cromossoma metafásico
DNA
nucleossomas
armação esquelética
solenóide de 30 nm
(Lodish et al., 1995)
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BIOLOGIA CELULAR 9
CROMATINA
• Eucromatina
• Heterocromatina
Constitutiva:
- Centromérica; telomérica; intercalar
Facultativa:
- Cromatina sexual ou corpúsculo de Barr
Tipos de Cromatina
Inactivação do cromossoma X (Alberts et al., 2002)
Heterocromatina facultativa
Presente apenas em determinados tipos de células de um organismo ou só em determinados 
estádios especiais de desenvolvimento
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BIOLOGIA CELULAR 10
Cromossomas metafásicos
• Transcrição e processamento de RNAs
ribossómicos e montagem das subunidades 
ribossómicas.
• Parece intervir também na modificação de 
alguns RNAs, já que vários tipos de RNA 
(RNAt, RNAi) se movem para o nucléolo
em etapas específicas do seu processamento.
Nucléolo
Fábrica de produção de ribossomas nas células 
eucarióticas
(De Robertis e De Robertis, 1996)
Ribossoma da célula eucariótica
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BIOLOGIA CELULAR 11
Ribossomas
Componentes das subunidades ribossómicas em ribossomas procarióticos e eucarióticos
(Cooper & Hausman, 2007)
Polirribossomas
Microfotografias TEM de polirribossomas e respectiva interpretação esquemática
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BIOLOGIA CELULAR 12
Biogénese dos ribossomas
rRNA 18S, 5,8S e 28S Região Organizadora Nucleolar (NOR)
rRNA 5S Telómeros dos Cromossomas
Proteínas ribossómicas Citoplasma
NUCLÉOLO
Representação esquemática da organização ultrastrutural nucleolar e microfotografia TEM dum 
nucléolo (NC) mostrando o componente fibrilar denso (Cf), o componente granular (Cg) e o 
cromossoma nucleolar (Cr) em íntima ligação com um centro fibrilar (CF)
(Azevedo, 2005)
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BIOLOGIA CELULAR 13
Nucléolo e biogénese dos ribossomas
Nucléolo mostrando o componente fibrilar denso (CfD) marcado com grãos de prata após a aplicação
da técnica autorradiográfica. Esta técnica permitiu estabelecer a correlação no processo de biogénese
dos ribossomas:
DNA Nucleolar Zona Fibrilar Zona Granular
Nucléolo e biogénese dos ribossomas
Organizador nucleolar 
estendido para TEM 
mostrando 11 genes rRNA 
(genes ribossómicos) 
consecutivos
Configuração em “Árvore de 
Natal” das moléculas 
precursoras do rRNA nascente
Mapa genético de uma unidade 
de rDNA
(De Robertis e De Robertis, 1996)
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BIOLOGIA CELULAR 14
Nucléolo e biogénese dos ribossomas
Esquemas mostrando o processamento do RNA ribossómico nos nucléolos
(Cooper & Hausman, 2009)
Processamento do pre-rRNA e montagem 
das subunidades ribossómicas
(Lodish et al., 2004)
(Cooper & Hausman, 2009)