Nucleo interfásico

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O NÚCLEO 
INTERFÁSICO
Prof. Dr. Cleber Machado de Souza
Foi descoberto como 
parte integrante das 
células eucarióticas
Descrito por Brown, 1833 
Introdução
Podemos encontrar o núcleo 
celular em 2 fases diferentes
núcleo interfásico
núcleo mitótico
Introdução
Compartimento
intracelular
Percentual do 
volume celular total
Número 
aproximado 
por célula
Citosol 54 1
Mitocôndrias 22 1700
Retículo 12 1
Núcleo 6 1
Golgi 3 1
Peroxissomos 1 400
Lisossomos 1 300
Características
Geralmente 
ele é único
Características
Existem 
células com 
dois ou mais 
núcleos
Células 
musculares
Célula ou Fibras musculares
MiofibrilasNúcleo
Características
Envoltório 
nuclear
Separa o núcleo do citoplasma
Permitindo 
acesso ao 
material 
genético
Envoltório nuclear
É constituído por 2 
unidades de membrana
que são concêntricas
E que limitam uma cavidade 
interna – cisterna perinuclear
Envoltório nuclear Envoltório nuclear
Membrana interna
Uma rede de filamentos 
intermediários que 
constitui a lâmina nuclear
Apresenta associada a 
sua face nucleoplasmática
Envoltório nuclear
Envoltório nuclear
Contínua com 
a membrana 
do retículo 
endoplasmático 
rugoso (RER) 
http://www.portaleducacao.com.br/arquivos/imagens_conteudo/Z66_retículo.jpg
Membrana externa
Envoltório nuclear
Possui ribossomos
aderidos a mesma
Não é contínuo...
Em alguns pontos, ocorre 
a fusão da membrana 
externa com a interna...
Levando a formação 
de poros nucleares
Envoltório nuclear
Envoltório nuclear
Poros - > complexos de poros nuclear (NPC)
Na fase de duplicação do DNA
Envoltório nuclear_complexos de poros
São importadas 106 histonas/3 minutos
Cada complexo importa 100 
moléculas de histonas/minuto
São muito importantes no processo de 
importação e exportação de moléculas
Então...
Os NPCs são 
formados por 
um complexo 
protéico (50)
Nucleoproteínas 
(NUP) ou 
nucleoporinas
Envoltório nuclear_complexos de poros
Envoltório nuclear_complexos de poros Envoltório nuclear_complexos de poros
É ancorado na bicamada 
lipídica, nos pontos em que 
as membranas estão fundidas
Através de duas proteínas 
intrínsecas transmembranas
POM121 GP210
Envoltório nuclear_complexos de poros
Envoltório nuclear_complexos de poros
Síndrome do Triplo A - Acalasia - Alacrima - Hormônio ACTH - Ausência de lágrimas 
A sindrome do Triplo A é uma desordem autossômica recessiva caracterizada pela tríade de 
hormônio adrenocorticotrófico (ACTH) resistente a insuficiência adrenal, acalasia
hipertrofia do cárdia gastroesofágico, impedindo a entrada de alimentos do estômago, e 
alacrima (ausência de lágrimas). achalasia termo significa "não relaxar" e refere-se à
incapacidade do esfíncter inferior do esôfago (um anel de músculo situado entre o esôfago 
eo estômago) para abrir e deixar o alimento passar para o estômago. Como resultado, os 
pacientes com acalásia tem dificuldade em engolir alimentos.
Função de 
seletividade
Sobre as 
moléculas 
que entram
ou saem do 
núcleo
Envoltório nuclear_transporte nuclear
Moléculas com 
até 9 nm de 
diâmetro
Atravessam 
rapidamente o 
complexo nos 
dois sentidos 
Transporte 
passivo
Envoltório nuclear_transporte nuclear
Grandes moléculas 
(proteínas, RNAs) 
são transportadas
Através de 
um processo 
que usa
indiretamente 
o GTP
Envoltório nuclear_transporte nuclear
O núcleo importa
proteínas de alto 
peso molecular
específicas do 
citoplasma
Ex: polimerases do 
DNA (100.000 Da)
“Entrada”
Envoltório nuclear_transporte nuclear
A importação do citoplasma
para o núcleo necessita de:
Receptores específicos - importinas
Ran (GTPase); Ran-GEF; Ran-GAP
Sinal de localização nuclear (SLN)
Envoltório nuclear_transporte nuclear
As grandes proteínas ao serem 
sintetizadas no citoplasma 
São “marcadas” com sinais 
de localização nuclear...
SLN são seqüências curtas de 
aminoácidos ricos em lisina/arginina
Envoltório nuclear_transporte nuclear Envoltório nuclear_transporte nuclear
Envoltório nuclear_transporte nuclear
O SLN permite a ligação
específica com o receptor
O sinal de localização 
nuclear (SLN)...
Proteínas citoplasmáticas 
da família das importinas
É reconhecido pelos 
receptores de importação 
Envoltório nuclear_transporte nuclear
Proteína
Envoltório nuclear_transporte nuclear
Após a ligação da importina
forma-se um complexo...
Importina + SLN-proteína
Esse complexo é reconhecido pelas 
nucleoproteínas (NUPs) presentes 
nos complexos de poros...
Envoltório nuclear_transporte nuclear Envoltório nuclear_transporte nuclear
Proteína
Envoltório nuclear_transporte nuclear
Nucleoproteína (NUP)
Após a entrada 
do complexo 
no núcleo...
A importina deverá
ser desligada do 
complexo protéico
Envoltório nuclear_transporte nuclear
Auxiliada pela Ran
Envoltório nuclear_transporte nuclear
Proteína
Envoltório nuclear_transporte nuclear
Ran
GTP
Ran
GTP
Ran
GTP
A Ran também 
auxilia a saída
da importina
do núcleo...
Envoltório nuclear_transporte nuclear
Proteína
Ran
GTP
Ran
GTP
Envoltório nuclear_transporte nuclear
A Ran usa
o GTP para 
liberar a 
importina
Envoltório nuclear_transporte nuclear
Para esse fim será
preciso a ação da 
Ran-GAP...
Proteína
Ran
GTP
Ran
GDP
Proteína ativadora de GTPase (Ran-GAP)
Envoltório nuclear_transporte nuclear
A Ran necessita de duas proteínas 
na realização da sua função...
Ran-GAP
Envoltório nuclear_transporte nuclear
Ran-GEF
1
2
3
4
Envoltório nuclear_transporte nuclear
Envoltório nuclear_transporte nuclear
Entretanto, o sinal 
de localização 
nuclear não é
removido da 
proteína que foi 
transportada 
para o núcleo 
Envoltório nuclear_transporte nuclear
A exportação de moléculas 
do núcleo para o citoplasma é
semelhante à importação
Sentido oposto
Receptores específicos - exportinas
Sinal de exportação nuclear
Ran (GTPase); Ran-GAP; Ran-GEF
Envoltório nuclear_transporte nuclear
1
2
3
4
5
6
12
3
4
4
5
6
7
8 9
Envoltório nuclear_transporte nuclear
Lâmina nuclear
Está associada à superfície 
interna do envoltório nuclear
Rede protéica do citoesqueleto 
que se interrompe nos poros
Lâmina nuclear
Manter a forma do envoltório nuclear
Dar suporte estrutural ao envoltório
Responsável pela ligação das fibras 
cromatínicas ao envoltório
Lâmina nuclear
Função...
Lâmina nuclear
Nucleoplasma
É constituído 
por uma 
solução aquosa
Nucleoplasma
Nucléolo e a 
cromatina
Íons, RNAs, nucleotídeos, proteínas (fibrosas)
Encontramos uma rede de 
proteínas fibrosas...
� Dar volume ao núcleo
� Fixar o material genético
Matriz nuclear
Nucleoplasma
São as proteínas 
fibrosas da matriz 
nuclear...
http://www.ghente.org/imagens/ciencia/cariotipo_patau.jpgEm seus lugares 
específicos dentro
do núcleo
Que fixam o 
material genético
Nucleoplasma
Nucléolos
São estruturas 
“esféricas”
Nucléolos
Não envolvidos
por membrana 
plasmática 
Sua forma e 
o tamanho
variam de 
acordo com...
Nucléolos
- > Tipo celular
- > Estado funcional da célula
Nucléolos 
grandes e 
complexos
Nucléolos
São encontrados 
em células que 
apresentam alta 
atividade de 
produção de 
ribossomos
Nucléolos 
pequenos
Nucléolos
São encontrados 
em células que 
produzem poucos 
ribossomos
São estruturas 
muito densas
Compostas de 
60% de matéria 
secaDNA, RNAr
e proteínas
Nucléolos
Granular
Nucléolos
Fibrilar
Fibrilar denso
Apresentam três
componentes 
morfológicos:
Nucléolos
Esses componentes (granular, fibrilar e 
fibrilar denso) representam os locais de: 
Transcrição e 
processamento 
(RNAr)
Montagem das 
subunidades 
dos ribossomos 
Nucléolos Nucléolos
Material 
genético
A molécula de DNA
Watson e Crick fizeram a “descoberta”
estrutural da molécula do DNA...
Porém eles utilizaram uma série 
de descobertas anteriores para 
chegar finalmente ao modelo 
estrutural descrito em 1953
A molécula de DNA
FFFFrederick rederick rederick rederick GGGGriffithriffithriffithriffith EEEErwin rwin rwin rwin ChargaffChargaffChargaffChargaff
Estabeleceu 
regras empíricas
sobre as 
quantidades de 
cada nucleotídeo 
do DNA 
RRRRosalindosalindosalindosalind FFFFranklinranklinranklinranklin
Em 1951, Rosalind
utilizou a difração 
de raios-X na 
estrutura do DNA
LLLLinus Paulinginus Paulinginus Paulinginus Pauling OOOO DNA exposto...DNA exposto...DNA exposto...DNA exposto...
Ácidos 
nucléicos
Ácidos nucléicos
Os ácidos nucléicos (DNA e 
RNA) são constituídos pela 
polimerização de unidades
Conhecidas por 
nucleotídeos 
Nucleotídeos
Cada 
nucleotídeo
consiste de 
um grupamento 
fosfato, 
um açúcar 
e de bases 
nitrogenadas
Nucleotídeo
BN
fosfato
açúcar
Nucleotídeos
Grupamento 
fosfato
É carregado 
negativamente
Grupamento fosfato
Grupamento 
açúcar
O açúcar na 
molécula do 
DNA é uma 
PENTOSE
Nucleotídeo
Grupamento açúcar
Desoxirribose
Nucleotídeo
BN
fosfato
açúcar
C4’
C5’
C2’
C1’
C3’
Os carbonos 
da molécula 
da pentose são 
numerados no 
sentido horário
Grupamento açúcar
Ligação fosfodiéster
açúcar
fosfato
BN
açúcar
fosfato
BN
açúcar
fosfato
BN
C5’
É a ligação que 
ocorre entre os 
nucleotídeos
C3’
Ligação fosfodiéster
açúcar
fosfato
BN
açúcar
fosfato
BN
açúcar
fosfato
BN
O grupo fosfato 
liga-se ao carbono 
3’ do açúcar de 
um nucleotídeo
C3’
C5’
E ao carbono 5’
do açúcar do 
nucleotídeo 
seguinte
Ligação fosfodiéster
Bases nitrogenadas
Bases nitrogenadas
No DNA, as duas cadeias de 
polinucleotídeos estão unidas
através de ligações fracas
Pontes de hidrogênio
Que ocorrem entre as bases 
das duas fitas do DNA
Bases nitrogenadas Bases nitrogenadas
Orientação das fitas
açúcar
fosfato
BN
açúcar
fosfato
BN
açúcar
fosfato
BN
C5’
C3’
Haverá sempre em 
uma das pontas 
da cadeia do DNA...
Orientação das fitas
Grupo fosfato livre
no carbono 5’ da 
desoxirribose
E um grupo OH
ligado ao carbono 3’
da desoxirribose
Orientação das fitas
A estrutura do DNA
Fosfatos e os 
açúcares são 
componentes 
invariáveis nos 
nucleotídeos
Apresentam uma 
função estrutural 
na molécula de DNA
Estrutura do DNA Estrutura do DNA
A parte que 
guarda a 
informação 
importante 
para a síntese 
das proteínas 
são as bases 
nitrogenadas
Estrutura do DNA
Uma grande curiosidade...
O DNA de uma única célula possui um 
comprimento total de quase 2 metros...
No corpo humano existem 1013 células ...
Alinhando todo o DNA de todas as 
células teríamos 2 x 1013 metros
50.000 vezes a distância entre a Terra e a Lua
Estrutura do DNA
Genes
Genes
É um segmento de DNA...
Que inclui todas as seqüência 
nucleotídicas necessárias... 
Para síntese da seqüência de 
aminoácidos que fabricará...
Cadeia polipeptídica
Genes
Genes
Cromossomos
Cromossomos
Consiste em uma única fita 
de DNA linear e proteínas
Essas proteínas associadas é
que dobram e empacotam a 
longa e fina fita de DNA...
Formando uma estrutura 
bastante compactada...
Cromossomos
Com exceção das 
células germinativas...
Cada célula humana contém 
uma cópia vinda do pai e 
outra vinda da mãe (2 cópias 
de cada cromossomos)
Cromossomos homólogos
Cromossomos
Padrão de bandas
Colorações específicas...
Coloração com 
tripsina e Giemsa
Produz bandas escuras
nas regiões ricas em A-T
Cromossomos
Cromossomos Cromossomos Cromossomos
Cromatina
Cada célula humana possui 
cerca de 2 metros de DNA
O núcleo possui 
de 5 a 8µm de 
diâmetro
Cromatina Cromatina
Cromatina
O DNA ficará complexado
com proteína específicas
Cromatina
Para se conseguir 
essa compactação...
Proteínas acessórias que 
interagem com o DNA
podem ser classificadas:
Não-histonas
Histonas
Cromatina
De acordo com as atividades 
funcionais dessas proteínas...
Proteínas que participam da estrutura 
do cromossomo
Cromatina_não-histonas Cromatina_não-histonas
Proteínas que participam da estrutura 
do cromossomo
Proteínas relacionadas no processo de 
replicação e reparo
Cromatina_não-histonas
De acordo com as atividades 
funcionais dessas proteínas...
Cromatina_não-histonas
Proteínas acessórias que 
interagem com o DNA
podem ser classificadas:
Não-histonas
Histonas
Cromatina
São proteínas básicas
Com alta proporção de 
aminoácidos positivamente 
carregados (lisina e arginina)
Cromatina_histonas
Cromatina_histonas
São muito 
estáveis e 
conservadas
Não são 
renovadas 
constantemente
Cromatina_histonas
Ligam-se ao DNA graças 
a interação eletrostáticas
Por meio dos radicais amino
Cromatina_histonas
Radicais fosfato do DNA 
Existem 5 tipos de histonas
H1
H2A
H2B
H3
H4
Cromatina_histonas
O DNA possui 
diversos níveis 
de compactação
A organização da cromatina 
é bastante dinâmica...
Níveis de compactação
� Compactada / condensada
� Descompactada / descondensada
A cromatina pode ser encontrada 
de duas formas...
O DNA irá sofrer diferentes 
níveis de compactações
Fibra de 10 nm
Fibra de 30 nm
Níveis de compactação
Alça
Cromossomo
Para essa organização...
Níveis de compactação
-> Fibra de 10 nm
-> Fibra de 30 nm
-> Alça
-> Cromossomo
O DNA associado
com as histonas
produz uma 
unidade 
estrutural... 
Níveis de compactação
“Cerne do nucleossomo”
“cerne do nucleossomo”
é formado por:
Enrolados (1,7 voltas 
a esquerda) em um 
octâmero de histonas 
Níveis de compactação
147 pares de bases de DNA
O octâmero
de histonas é
formado por...
Duas moléculas
de cada uma das 
histonas H2A, 
H2B, H3 e H4 
Níveis de compactação
Níveis de compactação
Primeiro nível de 
compactação da 
cromatina
Níveis de compactação
Representado pela 
fibra de 10 nm
Cerne do nucleossomo
+ DNA de ligação *
Níveis de compactação
Cerne do nucleossomo
+ DNA de ligação
Nucleossomo
Níveis de compactação
1º. nível de compactação 
da cromatina
Segundo nível 
de compactação 
da cromatina
Representado pela 
fibra de 30 nm
Níveis de compactação
Nucleossomo + histona H1
Níveis de compactação
Níveis de compactação
2º. nível de compactação 
da cromatina
Níveis de compactação
-> Fibra de 10 nm
-> Fibra de 30 nm
Níveis de compactação
Níveis de compactação
-> Fibra de 10 nm
-> Fibra de 30 nm
-> Alça
-> Cromossomo
A cromatina é
encontrada em 
diferentes estados 
funcionais 
A organização da cromatina 
é bastante dinâmica...
Pois se altera de acordo com 
a fase do ciclo celular (1)
E com o grau de 
atividade celular (2)
Estados funcionais da cromatina
O grau de 
condensação 
da cromatina
Tem um 
significado 
funcional 
importante
1
2
Estados funcionais da cromatina
A cromatina apresentagraus 
diferentes de coloração que 
refletem a sua compactação 
Estados funcionais da cromatina
Porção de coloração 
menos intensa�Eucromatina
�Cromatina menos condensada
Cromatina na 
sua fase menos 
condensada
É visualizada 
dispersa no 
nucleoplasma
Eucromatina
A cromatina apresenta graus 
diferentes de coloração que 
refletem a sua compactação 
Estados funcionais da cromatina
Porção de coloração 
menos intensa�Eucromatina
Porção de coloração 
mais intensa �Heterocromatina
�Cromatina menos condensada
�Cromatina mais condensada
Cromatina na 
sua fase mais 
condensada
Encontra-se mais 
presente na 
periferia do núcleo
Heterocromatina Estados funcionais da cromatina
-> Eucromatina
-> Heterocromatina
A organização da cromatina 
é bastante dinâmica...
Complexos de remodelamento 
da cromatina (depende de ATP)
Estados funcionais da cromatina Estados funcionais da cromatina
As fêmeas de mamíferos
possuem 2 cromossomo X 
Completamente ao acaso... 
durante a fase embrionária...
Ficando o mesmo inativado
Heterocromatina
Torna-se máxima a condensação 
de apenas um dos cromossomos X
O cromossomo X heterocromático 
é observado no núcleo
Como uma partícula esférica
Conhecido por cromatina sexual
Heterocromatina
Que se cora fortemente