Armazenamento da informação biológica

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ARMAZENAMENTO DA 
INFORMAÇÃO 
Organização da informação genética nas 
células procarióticas 
 nucleóide difuso, não delimitado por membranas 
 cromossomo circular associado a proteínas 
 cromossomos lineares ou megaplasmídios 
 transcrição e tradução simultâneas 
Núcleo 
É a principal organela e serve como depósito 
da informação genética e como centro de 
controle celular. 
Qual é a função do núcleo? 
Quais as vantagens que ele proporciona à célula? 
•O núcleo corresponde a uma compartimentarização, 
dividindo a célula em núcleo e citoplasma 
•Deste modo, permite que a célula apresente um 
regulação espacial e temporal 
ORIGEM DO NÚCLEO DAS CÉLULAS 
As membranas nucleares e o RE podem ter evoluído pela 
invaginação da membrana plasmática 
Considerações gerais sobre o 
núcleo celular 
Considerações gerais sobre o 
núcleo celular 
 Estrutura presente em células eucarióticas 
 Depósito da informação genética 
 Sítio do metabolismo dos ácidos nucléicos 
 replicação, reparo e recombinação do DNA 
 transcrição e processamento do RNA 
 
 Sítio de regulação da expressão gênica 
 Sítio de montagem das subunidades ribossômicas 
 Intercâmbio de moléculas e informações com o citosol 
Transporte de RNA e proteínas 
Existe um regulação temporal 
(Albert et al., 1994) 
Nem tudo que é traduzido no citoplasma ou 
transcrito no núcleo é imediatamente transportado 
Forma, número e tamanho 
 maior organela das células eucarióticas 
 forma esférica a elipsóide 
– leucócitos polimorfonucleares 
 único na maioria dos tipos celulares 
– ausente em hemácias 
– dois em hepatócitos e miócitos cardíacos 
– múltiplos em miócitos esqueléticos 
Hemácias e leucócitos polimorfonucleares Miócitos esqueléticos 
(Albert et al., 1994) 
•Membrana externa 
•Membrana interna 
•Poros nucleares 
•Lâmina nuclear 
•Cromatina 
•Nucléolo 
Quais são os componentes 
estruturais do núcleo? 
O núcleo das células eucarióticas 
 núcleo individualizado, delimitado por duas unidades de 
membrana 
 cromossomos lineares associados a histonas e proteínas 
não-histonas 
 transcrição e tradução espacial e temporalmente 
separadas 
Lodish et al., 2004 
Envelope ou envoltório nuclear 
• duas unidades de membrana concêntricas perfuradas pelos 
complexos dos poros nucleares 
 
• membrana nuclear externa 
 contínua com o REG 
 
• espaço perinuclear 
 similar às cisternas do REG 
 
• membrana nuclear interna 
 ancorada pela lâmina nuclear 
Envelope nuclear: 
duas membranas e poros 
Lâmina nuclear 
FILAMENTOS INTERMEDIÁRIOS DE 
LAMINA 
 Filamentos intermediários de lamina formam uma rede 
 Funções – dar formato e estabilidade ao envelope nuclear; 
ponto de ligação entre a cromatina e o envelope nuclear; 
regulação da expressão gênica 
Current Opinion in Cell Biology 2015, 32:7–12 
Montagem da Lamina in vitro e ex vivo 
27 nm 
Protofilamentos 
Dímero 
2 head-to-tail polymers 
21 nm 
NPCs 
Protofilamentos 
Ciclo celular: núcleo interfásico e em 
divisão 
Lâmina nuclear 
Formação do Envelope Nuclear 
Lamina nuclear 
Ultra-estrutura do núcleo interfásico 
 envelope nuclear 
 poros nucleares 
 nucleoplasma 
 cromatina 
 nucléolo e subcompartimentos nucleares 
Nucleoplasma 
Matriz nuclear: meio para as reações do metabolismo nuclear 
 água 
 íons  Mg2+ 
 
Proteínas: replicação, reparo, recombinação do DNA 
 transcrição e processamento do RNA 
 
Metabólitos: dNTPs, NTPs 
Estrutura da cromatina 
EUCROMATINA  metabolicamente ativa (transcrição) 
HETEROCROMATINA  metabolicamente inativa 
Heterocromatina 
• Heterocromatina Constitutiva: 
- Nunca é transcrita. 
- DNA de sequência altamente repetitiva. 
 
• Heterocromatina Facultativa: 
- Transcrita apenas em alguns tipos celulares. 
 
• Altamente condensada. 
• Transcrição inativada. 
Eucromatina 
• Estado mais estendido. 
• Transcrição ativa. 
 
Níveis de condensação 
da cromatina 
 “colar de contas” 
 fibra de 30 nm 
 alças longas de cromatina 
 cromátide profásica 
 cromátide metafásica 
Lodish et al., 2004 
Nucleossomos 
Octâmero de histonas 
2 H2A, 2 H2B, 2 H3 e 2 H4 
 
Duas voltas de DNA 
Fibra de 30 nm (solenóide) 
Lodish et al., 2004 
• ligação de H1 no DNA internucleossômico 
• modelo do solenóide 
• modelo do zig-zag 
Empacotamento 
da cromatina 
Fig. 1 Old and novel views of chromatin structure. A long DNA molecule 
with a diameter of ∼2 nm is wrapped around a core histone octamer 
and forms a nucleosome with a diameter of 11 nm (Alberts et al. 2007). 
The nucleosome has long been assumed to fold into 30-nm chromatin 
fibers (left) and subsequently into the higher order organization of 
interphase 
nuclei or mitotic chromosomes. The right panel shows the novel 
hypothesis of irregularly folded nucleosome fibers 
Regulação da estrutura da 
cromatina 
• regiões expressas sob a forma de “colar de 
contas” 
• regiões não expressas sob a forma de fibra de 
30 nm ou estruturas mais condensadas 
Regulação da estrutura da 
cromatina 
 
 Acetilação neutraliza cargas + das 
histonas que interagem com o DNA 
“colar de contas” 
 Metilação impede acetilação 
fibra de 30 nm 
 Código das histonas 
interação com proteínas não-histonas e 
heterocromatinização 
Modificações covalentes 
das histonas 
Regulação da estrutura da 
cromatina 
Regulação da estrutura da 
cromatina 
Estrutura da cromatina 
Estrutura dos Cromossomos 
• Consiste de uma única molécula de DNA associada 
a proteínas que a compactam. 
• Cromatina: é o complexo de DNA e proteína. 
Territórios cromossômicos e domínios 
funcionais 
• os cromossomos interfásicos não são dispersos aleatoriamente 
• heterocromatina associada à lâmina nuclear 
• eucromatina voltada para o centro do núcleo 
• nucléolo 
• fábricas de replicação 
• corpos de Cajal  processamento dos RNAsn e RNAsno 
• grânulos intercromatina  armazenamento de fatores para 
o processamento do RNA 
Territórios cromossômicos 
Territórios cromossômicos e domínios funcionais 
Nucléolo: sítio da biogênese dos ribossomos 
Transcrição e processamento dos RNAr e 
montagem das subunidades ribossômicas 
Current Opinion in Cell Biology 2014, 28:76–83