Respostas do Estudo Dirigido - Núcleo Celular - Ciclo celular - Mitocôndria - Morte celular

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FACULDADE INDEPENDENTE DO NORDESTE – FAINOR
CURSO DE ODONTOLOGIA – I SEMESTRE
DISCENTE: DANIEL SILVA DOS SANTOS COSTA
ESTUDO DIRIGIDO SOBRE NÚCLEO CELULAR
	
Descreva a organização geral do núcleo celular. Explique a importância do aparecimento do núcleo na evolução das células eucarióticas.
O núcleo é a maior organela da célula. Ele contém quase todo o ácido desoxirribonucléico (DNA) presente na célula, bem como os mecanismos para a síntese do ácido ribonucléico (RNA), e o nucléolo que nele reside, o qual é o local de formação das subunidades ribossomais. 
O núcleo é delimitado por duas membranas lipídicas e abriga três importantes componentes: a cromatina (que é o material genético da célula), o nucléolo (que é o centro da síntese do RNA ribossomais RNAr) e o nucleoplasma (que contem macromoléculas e partículas nucleares envolvidas na manutenção da célula). Ele possui duas funções básicas: regular as reações químicas que ocorrem dentro da célula, e armazenar as informações genéticas. Além do material genético, o núcleo também possui algumas proteínas com a função de regular a expressão gênica, que envolve processos complexos de transcrição, pré-processamento do mRNA (RNA mensageiro), e o transporte do mRNA formado para o citoplasma. 
Assim, o núcleo é fundamental para os seres vivos por uma enormidade de motivos, entre elas destacam-se: o fato de abrigar o DNA; de comandar todo o processo de reprodução celular que, dentre outras coisas, proporciona o aumento do tamanho do organismo, a formação de tecidos e órgãos; e possuir todos os comandos para a transcrição: processo que proporciona, como produto final, a formação de proteínas. Portanto, o núcleo é uma organela fundamental a todas as células.
Como a informação genética está armazenada na célula?
A informação genética está armazenada no DNA sob a forma de um código onde uma determinada seqüência de nucleotídeos corresponde a uma proteína com uma função específica no organismo. Ela é transmitida através do RNA e expressa através de proteínas que determinarão fatores como a cor do olho, a quantidade de melanina da pele, etc. A função da célula é expressa pelas proteínas que ela codifica.
O que é cromossomo e como ele é formado?
Os cromossomos são os responsáveis por carregar toda a informação que as células necessitam para seu crescimento, desenvolvimento e reprodução. Localizados no núcleo celular, eles são constituídos por DNA, que, em padrões específicos, são denominados genes.
Os cromossomos normalmente encontram-se em pares, mas nem sempre estão visíveis desta forma, especialmente quando se encontram descondensados e desprendidos da cromatina. Contudo, eles voltam a se condensar e se enrolar no momento da reprodução celular, nesta fase, eles podem ser vistos em pares. 
No código genético humano há 46 cromossomos (23 pares).
Os cromossomos são formados por DNA agregado a proteínas estruturais. Eles nada mais são que o material genético (Ácidos nucléicos) em sua forma enovelada. De forma sucinta, o DNA fica "enrolado" em proteínas chamadas histonas, as quais são responsáveis pela forma espiralada do cromossomo, fazendo com que esses, durante a divisão celular, sejam facilmente "quebrados" para que ocorra a divisão desse material para as células filhas. Dessa forma, o cromossomo é formado por essas proteínas + DNA (base nitrogenada, fosfato e açúcar/pentose). Como os cromossomos são derivados dos pais do indivíduo, não haverá interferência de lipideos na formação dos mesmos.
Explique a importância das histonas como proteínas estruturais dos cromossomos eucarióticos.
As histonas funcionam como a matriz na qual o DNA se enrola. Têm um papel importante na regulação dos genes. Ao compactarem o DNA, permitem que os genomas eucarióticos de grandes dimensões caibam dentro do núcleo das células. Podem sofrer modificações pós-translacionais. Estas modificações podem desempenhar um papel importante na regulação dos genes, de maneira epigenética.
Elas são produzidas no citoplasma e importadas para o núcleo da célula. Ricas em lisina e arginina, as histonas são solúveis em água. Estão sujeitas a modificações pós-traducionais, essencialmente N-terminais, mas também nos domínios globulares.
Descreva os graus de empacotamento do DNA nas células eucarióticas.
Pelo menos cinco níveis de condensação são necessários para empacotar o DNA no Cromossomo de eucariotos em uma estrutura metafásica de poucos micros de comprimento: O primeiro envolve o empacotamento do DNA como uma espiral em nucleossomos de aproximadamente de 10nm de diâmetro. Este passo envolve um octâmero de histonas. O segundo envolve a estrutura de solenóide, um segundo nível de epiralamento, produzindo uma fibra de 30nm. O terceiro são os "loops" de solenóides, ligados a um esqueleto central protéico. Esta estrutura tem aproximadamente 300nm de diâmetro. O quarto são "loops" do esqueleto protéico, formando uma estrutura gigante, super enrolada, com 700nm. Por fim, na sua máxima condensação, a cromátide cromossômica conta com cerca de 1400nm de diâmetro.
Diferencie cromatina transcripcionalmente ativa de heterocromatina transcripcionalmente inativa.
A heterocromatina corresponde a regiões do cromossomo que permanecem muito condensadas durante a interfase mantendo aparentemente, o tipo de condensação adotado pelo restante da cromatina somente durante a divisão celular. 
Verificou-se que a heterocromatina é inativa na transcrição do DNA em RNA. É, portanto, uma região do cromossomo que nunca entra em atividade de síntese de RNA, sendo geneticamente inativa. 
Já a eucromatina corresponde a regiões menos condensadas do cromossomo interfásico e os genes contidos nos cromômeros nela existentes podem entrar em atividade. Na eucromatina há, portanto, síntese interna de RNA.
Assim, a heterocromatina é compacta e transcricionalmente inativa. A eucromatina apresenta uma configuração aberta e é transcricionalmente ativa.
O que é e para que serve uma sequência de localização nuclear de uma proteína? 
O sinal de localização nuclear ou NLS é uma sequência de aminoácidos que atua como um marcador na superfície exposta da proteína. Esta sequência é usada para direcionar a proteína para o núcleo celular através do poro nuclear e para direcionar proteína recém-sintetizadas para o núcleo via seu reconhecimento através de receptores de transporte nucleares citosólicos. Tipicamente, este sinal consiste de uma pequena sequência de lisinas ou argininas carregadas positivamente. Diferentes proteínas localizadas no núcleo podem partilhar o mesmo sinal de localização nuclear. Um sinal de localização nuclear tem a função oposta de um sinal de exportação nuclear, que direciona as proteínas para fora do núcleo.
Experimentalmente, como foi possível caracterizar o transporte de moléculas através do envoltório nuclear?
É evidente que existem mecanismos de transporte especializados, tanto para promover a passagem de moléculas maiores do que o poro quanto para evitar a passagem de moléculas menores. Ainda há muitos mistérios sobre esse assunto, mas algumas características desse transporte foram descobertas experimentalmente.
Foi escolhido como modelo de estudo o transporte da proteína nucleoplasmina, já que ela funciona exclusivamente no núcleo e é grande demais para passar pelo complexo do poro por difusão. A proteína íntegra ou parcialmente digerida foi marcada com fluorocromo, microinjetada no citoplasma e observada em microscópio de fluorescência.
A nucleoplasmina é formada por vários domínios, uma cabeça globular e várias caudas lineares, iguais entre si. Quando essa proteína é injetada no citoplasma de uma célula interfásica, em poucos minutos de incubação ela entra no núcleo. Se a nucleoplasmina for submetida a uma digestão com enzimas proteolíticas, de modo a separar a cabeça das caudas, e depois estas forem injetadas separadamente, observa-se que as cabeças permanecem no citoplasma, enquanto as caudas entramno núcleo. Esse experimento mostrou que as caudas da nucleoplasmina possuem algum sinal específico que permite a entrada no núcleo. Assim, ficou demonstrado que as proteínas atravessam o complexo do poro em sua conformação nativa.
O que é e para que serve uma sequência de exportação nuclear de uma proteína? 
A exportação se dá por mecanismo semelhante ao mecanismo da importação, porém no mecanismo de exportação a sequência de aminoacidos e denominada NES ( sinal de exportação nuclear). Os componentes da via retornam para serem reutilizados.