NÚCLEO ESTRUTURA E DINAMICA ppt

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O NÚCLEO INTERFÁSICO
ETRUTURA E DINÂMICA
Compartimento intracelular, organizado, essencial da célula eucarionte.
Ocupa em torno de 10% do volume celular total.
LOCALIZAÇÃO:
Geralmente central ou deslocada do centro dependendo do tipo celular.
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TAMANHO:
De acordo com o metabolismo e conteúdo de DNA:
EX. Células com metabolismo intenso apresentam grande quantidade de proteínas associadas com a transcrição.
O NÚCLEO INTERFÁSICO
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1-11
		 
QUANTIDADE: 
hepáticas Células 
Fibras musculares estriadas esqueléticas (polinucleadas)
COMPONENTES DO NÚCLEO INTERFÁSICO
Envoltório
Matriz
Cromatina
Nucleoplasma 
Nucléolo
1-ENVOLTÓRIO ESTRUTURA E FUNÇÃO 
FUNÇÃO:
	
Proteção do DNA contra as forças mecânicas geradas pelo citoesqueleto que medeia os movimentos celulares
 
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ESTRUTURA DO ENVOLTÓRIO:
- A membrana limitante do núcleo é conhecida como envelope nuclear, compostas por membrana interna e externa
- Visível só em microscopia eletrônica devido a espessura está abaixo do poder de resolução do M.O.
 - 
 Composto de duas bicamadas lipídicas concêntricas, vazadas a intervalos não regulares por poros (3.000).
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Cada poro é formado por um grupo de proteínas que compõe uma estrutura denominada complexo do poro
As membranas são separadas pelo espaço perinuclear que é contínuo ao lúmen do RE 
- A membrana externa é contínua à membrana do retículo endoplasmático.
Subjacente a membrana interna encontra-se a lâmina nuclear de origem relacionada às proteínas fibrosas dos filamentos intermediários do citoesqueleto (laminas).
Função: Suporte estrutural;
 Sítio de ligação da cromatina.
Composicão: 
filamentos de lamina A e C que se liga à membrana interna, via lamina B por meio de interações com receptor de lamina B e proteinas associadas com atividade quinase.
Complexo de poro – estrutura 
Dois anéis com arranjo octogonal, na superfície nuclear e na superfície citoplasmática, ancorados na bicamada lipídica.
Fibrilas radiais.
Filamentos ( como cesta de basquete apenas no lado nuclear).
Nucleoporinas ( envolvidas no reconhecimento e transporte de moléculas entre o núcleo e citoplasma).
8 colunas ou raios interligando os anéis
Complexo de poro – estrutura
Dois anéis com arranjo octogonal, na superfície nuclear e na superfície citoplasmática, ancorados na bicamada lipídica.
Fibrilas radiais.(compostas por nucleoporinas)
Filamentos ( como rede de basquete apenas no lado nuclear).
OBS:Nucleoporinas ( proteínas do complexo do poro envolvidas no reconhecimento e transporte de moléculas entre o núcleo e citoplasma).
8 colunas ou raios interligando os anéis
Transito de moléculas através do complexo de poro
Passivamente em caso de moléculas de baixo peso ( até 9nm)
( as moléculas difundem-se através dos canais estabelecidos pelos raios do complexo de poros).
Com consumo de energia (GTP), em caso de moléculas de peso elevado.
Ex. Polimerases e proteínas próprias do núcleo portando sinal de localização nuclear e associação com as importinas alfa e beta.
Transito de moléculas através do complexo de poro
Passivamente em caso de moléculas de baixo peso ( até 9nm)
 As moléculas difundem-se através dos canais estabelecidos pelos raios do complexo de poros.
Com consumo de energia (GTP), em caso de moléculas de peso elevado.
Para iniciar o transporte a proteína portando um sinal de localização nuclear, deve ser reconhecida por receptores de importação nuclear.
Ex : Polimerases e proteínas próprias do núcleo portando sinal de localização nuclear e associação com proteínas específicas (importinas e exportinas)
Cada CPN pode transportar até 500 macromoléculas por segundo em em ambas as direções e ao mesmo tempo. Não se sabe como o sistema é coordenado para evitar congestão e colisões
As proteínas que formam o Complexo do Poro incluiem um grande número de pequenas repetições de aminoácidos que contêm fenilalanina e glicina ( repeticões FG)
Essas repetições servem como sítios de ligação para os receptores de importação ( importinas) e suas proteínas ligadas
O complexo, importina-proteína move-se ao longo do caminho por sucessivos eventos de ligação, dissociação e religação a sequências repetidas FG adjacentes.
Dessa forma, os complexos saltam de uma proteína do CPN para outra para atravessar o emaranhado interior.
- CICLO DE IMPORTAÇÃO E EXPORTAÇÃO 
- No núcleo, a RanGTP dissocia os complexos de importação e forma os complexos de exportação com a importina beta.
- No núcleo, um receptor de exportação nuclear CAS, ligado a RanGTP, liga-se a importina alfa liberando a proteína importada do núcleo.
- No citoplasma, as RanGTP dos dois complexos de importinas são convertidos a RanGDP pela ação da RanGAP, liberando as importinas.
- A RanGDP e a CAS são transportadas de volta ao o núcleo associados a proteína “fator de transporte nuclear 2”
No núcleo, a RanGDP libera seu GDP ligado para adquirir GTP.
- A dissociação de GDP é estimulada pela proteína RCC1 (fator de troca de nucleotídeo
- Obs: Os RNAs deixam o núcleo como um complexo:
 RNA-RNP-exportina- RanGTP, com exceção dos RNAt que se liga a uma exportina-t diretamente.
CROMATINA 
Sua organização altera-se de acordo com a fase do ciclo celular e com seu grau de atividade.
 Descompactada (cromatina)
Altamente compactada durante a divisão (cromossomo)
Composição da cromatina 
DNA e proteínas (histonas e não histônicas) além de pequena quantidade de RNA ( RNA nascente ainda associado ao DNA)
Obs: As histonas são um grupo de proteínas que possuem um conteúdo atipicamente alto de aminoácidos básicos (lisina e arginina)
As proteínas não histônicas incluem um grande número de proteínas estruturais, enzimáticas e reguladoras amplamente diversificadas. *
Tipos de histonas e suas características
H1, H2A, H2B, H3 e H4. ( ligadas à parte dos radicais fosfato no DNA)
Obs1; Os radicais fosfato, na molécula de DNA, confere o caráter ácido da cromatina.
Obs2: As histonas participam da arquitetura molecular das fibras cromatínicas
Obs3: Sua interação com o DNA pode ser alterada por fosforilação ou acetilação modificando a carga eletrostática levando as diferentes fases da divisão celular.
PROTEÍNAS NÃO HISTÔNICAS OU ACÍDICAS
GENERALIDADES:
Grupo heterogêneo de proteínas participantes da dinâmica nuclear.
Formam o arcabouço estrutural dos cromossomos
-Incluem todas as proteínas nucleares menos as histonas.
Ex: Participantes da compactação do DNA; no processo de replicação e reparo; no processo de ativação e repressão.
ESTRUTURA MOLECULAR
- Nucleossomo mais H1 = cromatossomo ( é a unidade molecular básica da cromatina)
- Proteínas acessórias
a) N1 (associa H3 à H4)
b) Nucleoplasmina (associa H2A à H2B)
Núcleo interfásico
ESTRUTURA MOLECULAR DA CROMATINA
(1974)
- Nucleossomo mais H1 = cromatossomo
 ( é a unidade molecular estrutural primária da cromatina ou o menor nível de organização dos cromossomos)
 
 - A partícula central do nucleossomo é formada por oito moléculas de histonas que formam quatro heterodímeros: 2H2A; 2H2B; 2H3 e 2H4.
 - Essas ligações são mediadas por ligações iônicas entre o fosfato carregado negativamente da estrutura básica do DNA e os resíduos, carregados positivamente, das lisinas e argininas das histonas
ACETILAÇÃO DE HISTONAS E EXPRESSÃO GÊNICA
- Cada uma das moléculas de histonas do centro do nucleossomo tem uma cauda N-terminal
Essa cauda se estende para fora da partícula central e transpassa a hélice do DNA sendo responsáveis pelo empacotamento dos nucleossomos.
Caudas N-terminais dehistonas de um nucleossomo podem se estender e fazer contato com histonas adjacentes, mediando o dobramento do filamento em uma fibra mais grossa.
- Na expressão gênica, grupos acetil , da AcetilcoenzimaA, são adicionados aos resíduos específicos de lisina nas caudas N-terminais das histonas centrais pela família de enzimas “histonas acetil transferase AHTs”
FUNÇÃO DA ACETILAÇÃO DOS RESÍDUOS DE LISINA
Neutraliza a carga positiva do resíduo de lisina, diminuindo a resistência da interação histona DNA
Desestabiliza a interação entre as caudas das histonas e várias proteínas envolvidas na manutenção da estrutura superior da cromatina
Obs: A acetilação é reversível por enzimas, localizadas na matriz nuclear, que removem os grupos acetil adicionados.
- Essas enzimas denominam-se “desacetilases de histonas (HDACs)” 
TIPOS DE CROMATINA DE ACORDO COM O GRAU DE COMPACTAÇÃO
Eucromatina (funcional)
Heterocromatina - 
a) Constitutiva – 
Ex. nos centrômeros (DNA satélite)
b) Facultativa – cromatina sexual ou corpúsculo de Barr
Obs: desenrolados no começo da vida embrionária e permanece compactados em todas as células, menos nas germinativas.
TIPOS DE CROMATINA DE ACORDO COM O GRAU DE COMPACTAÇÃO
1-Eucromatina (funcional)
2-Heterocromatina 
2.1- Constitutiva – 
Ex. nos centrômeros (DNA satélite)
 2.2- Facultativa – cromatina sexual ou corpúsculo de Barr
Obs1: descompactada no começo da vida embrionária mas, após heterocromatinizada, permanece compactada em todas as células, sendo facultativa nas células germinativas.
Obs2: Formam mosaicos celulares.
Evidências sugere que a inativação do X ocorre por adição de grupos metil ao carbono 5 de uma citosina no DNA ( metilação), impedindo a transcrição gênica.
- A reativação do X heterocromatinizado ocorre antes do início da meiose em células germinativas.
Ambos os cromossomos X estão ativos durante a oogênese e todos os gametas recebem o cromossomo X eucromático.
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MORFOLOGIA E ELEMENTOS FUNCIONAIS DOS CROMOSSOMOS
- Características gerais:
- O número, as dimensões e a forma dos cromossomos são espécie-específico.
- O número e a forma dos cromossomos em metáfase constituem o cariótipo.
- No cariótipo, os cromossomos ordenam-se de acordo com seus tamanhos e posição dos centrômeros
- Potenciais genéticos similares podem ser organizados nos cromossomos de formas bem diversas 
MORFOLOGIA E ELEMENTOS FUNCIONAIS DOS CROMOSSOMOS
- Características gerais:
- O número, as dimensões e a forma dos cromossomos são espécie-específico.
- Potenciais genéticos similares podem ser organizados nos cromossomos de formas bem diversas 
- O número e a forma dos cromossomos em metáfase constituem o cariótipo.
- No cariótipo, os cromossomos ordenam-se de acordo com seus tamanhos e posição dos centrômeros
ESTRUTURA DO CROMOSSOMO METAFÁSICO
Centrômero (constrição primária) 
Constrição secundária
Telômero 
ESTRUTURA DO CROMOSSOMO METAFÁSICO
ESTRUTURA DO CROMOSSOMO METAFÁSICO
Centrômero (constrição primária) 
Telômeros
Constrição secundária
Cromátides
Braços cromossômicos
Origens de replicação
 
ESTRUTURA DO CROMOSSOMO METAFÁSICO
Centrômero 
Contem heterocromatina constitutiva de seqüência rica em AT repetidas in tandem milhares de vezes por centrômero.
O DNA satélite possui proteínas associadas que participam na manutenção da heterocromatina e da dinâmica da divisão celular
Constrição secundaria
Telômero
Seqüência de DNA repetitivo milhares de vezes terminando em alça de fita única. TTAGGG repetidas de 500 a 5.000 vezes.
- Associados a proteínas, formam capuzes que protegem os cromossomos de nucleases.
- Facilitam interações entre o final do cromossomo e o envoltório nuclear
- impedem que as extremidades se fundam umas com as outras
CLASSIFICAÇÃO DOS CROMOSOMOS DE ACORDO COM A POSIÇÃO DO CENTRÔMERO
- Metacêntrico
- Submetacêntrico
-Acrocêntrico (13, 14, 15, 21 e 22 são satelitados)
CLASSIFICAÇÃO DOS CROMOSOMOS DE ACORDO COM A POSIÇÃO DO CENTRÔMERO
- Metacêntrico
- Submetacêntrico
-Acrocêntrico (13, 14, 15, 21 e 22 são satelitados)
NUCLÉOLO 
GENERALIDADES
Região onde as partes dos diferentes cromossomos que contêm os genes para RNA ribossômico, se agrupam (região fibrilar).
Não envolvidos por membrana
Tamanho relacionado com a intensidade de síntese protéica
Local de transcrição e processamento de RNAr e processamento de ribossomos.
Composto de proteínas e RNAr e DNA correspondente à cromatina.
- Contem os genes codificadores de RNAr 45s (200 cópias sendo 20 em cada cromossomo 13;14;15; 21 e 22 .
Formados a partir de Região Organizadora de Nucléolo (RON)
NUCLÉOLO
-ESTRUTURA:
1-Região fibrilar:
Local de síntese do RNAr 45S (transcrito primário)
2-Região granular:
Localização periférica e local de processamento das subunidades dos ribossomos.
RIBOSSOMOS 
São designados de acordo com suas taxas de sedimentação em ultracentrifugação, sendo 70S nos procariontes e 80S para os eucariontes.
São formados de subunidades grandes e pequenas que contêm, tanto RNA ribossomais quanto proteínas, as quais associam-se ao RNAr no momento da transcrição.
Catalisa a reações necessárias para a síntese protéica no que concerne as ligações peptídicas.
RIBOSSOMOS
São designados de acordo com suas taxas de sedimentação em ultracentrifugação, sendo 70S nos procariontes e 80S para os eucariontes.
São formados de subunidades grandes e pequenas que contêm, tanto RNA ribossomais quanto proteínas, as quais associam-se ao RNAr no momento da transcrição.
Catalisa a reações necessárias para a síntese protéica no que concerne as ligações peptídicas.
NUCLÉOLO