Aula: nucleo celular e estrutura dos Cromossomos

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Disciplina: Biologia Celular e Molecular 
Profa: Ana Beatriz G Duarte 
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 Núcleo  Maior organela celular 
 
 Várias funções 
 Armazenamento e controle informação genética 
 Duplicação e transcrição DNA 
 Nucléolo: 
▪  Montagem de ribossomos 
▪  Proteínas específicas e RNA 
 
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 Massa amorfa viscosa circundada por 
envoltório 
▪ DNA 
▪  cromatina (interfase) 
 Matriz nuclear 
▪  rede fibrilar de proteínas 
 nucléolos 
▪ Forma irregular 
▪ Síntese do RNAr 
 Nucleoplasma 
▪ Substância fluida com solutos dissolvidos 
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 2 membranas paralelas 
 Barreira 
▪ Íons, solutos, macromoléculas 
▪ Espaço perinuclear 
▪ Poros Nucleares 
 Membrana externa 
▪ Polirribossomos aderidos 
▪ Contínua com RER 
 Membrana Interna 
▪ Proteínas 
▪ Lâmina nuclear associada 
cromatina 
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 Rede de fibras proteicas 
 Superfície interna do envoltório nuclear 
▪ Suporte mecânico, formação do envoltório 
▪ Sítio ligação cromatina  fixação 
▪ Filamentos de lamina  filamentos intermediários 
▪ Ligada a receptores na Memb. Nuclear interna 
 Papel na Mitose 
▪ Fosforilação 
▪  desorganização da membrana nuclear 
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 Poros nucleares 
 Pontos de fusão entre as membranas nucleares 
 Passagem  mRNAs, t RNAs, proteínas, enzimas 
 Núcleo  citoplasma 
 
 Complexo proteico 
 Forma de cesta 
 Simetria octagonal 
 Protrusão para citoplasma e nucleoplasma 
 No e densidade variáveis 
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 Estrutura: 
 3 anéis: 
▪ Citoplasmático 
▪ Membrana nuclear externa 
▪ Fibrilas projetadas citoplasma 
▪ Mediano 
▪ ptns transmembrana 
▪ Bloqueiam a fluidez 
▪ Nuclear 
▪ Membrana nuclear Interna 
▪ Filamentos 
▪ Anel distal 
 
 
 
 
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 Estrutura: 
 Filamentos anel 
citoplasmático 
▪ Reconhecimento moléculas 
 Arranjo octogonal 
▪ 8 partículas 
 Anel distal + filamentos 
  cesta nuclear 
 
 
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 Complexo do poro  mecanismos transporte 
 
 1) difusão 
▪ Sem gasto de energia 
▪ Tamanho máximo 50 kDa 
▪ Equilíbrio entre compartimentos 
 
 2) difusão facilitada 
▪ Interação com moléculas do complexo poro 
▪ Sem gasto de energia 
 
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 Complexo do poro  mecanismos transporte 
 
 3) Importação mediada por sinal 
▪ Sinais de localização nuclear (NLS) 
▪ Receptores citoplasmáticos medeiam interações com 
complexo do poro 
▪ Fibrilas no anel citoplasmático 
 
 4) Exportação mediada por sinal 
▪ Depende de interações com poro 
▪ Requer sinais de exportação nuclear (NES) 
▪ Receptores 
▪ Dependente de energia 
 
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 Organização física 
 Cromatina 
▪ DNA + Proteínas 
▪ Diferentes configurações da molécula 
▪ Controle 
 DNA e bases nitrogenadas 
▪ Código genético 
 Histonas 
▪ Proteínas ligadas ao DNA 
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 Cromatina Organizada 
▪ não sobrepostos 
▪ compartimentalizados 
 Locais específicos: 
▪ Cromossomo X inativo 
▪ Corpúsculo barr 
▪ Centrômeros e telômeros 
▪  próx. Envoltório 
 Matriz nuclear com rede de 
filamentos interativos 
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 Todas as informações no DNA de um 
organismo  Genoma 
 Sequência de nucleotídeos de 1 gene pequeno 
 ½ página de livro 
 Sequência completa  genoma inteiro 
 1.000 livros de 1.000 páginas 
Como toda a informação do genoma pode ser 
compactada em cada núcleo celular? 
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1 célula 
Toda informação 
de 1 organismo 
1,5 a 2m de 
DNA 
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 Células eucarióticas 
 Cromossomos  Moléculas de DNA fita dupla 
empacotadas 
▪ Armazenamento no núcleo 
▪ Segregação da informação na divisão celular 
 Empacotamento 
▪ Proteínas especializadas 
▪ Ligam e dobram DNA  Cordões e alças 
 Diferentes níveis organizacionais 
▪ Acesso à informação 
▪ Replicação 
▪ Reparo 
▪ Expressão gênica 
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 DNA e Histonas: 
 5 tipos histonas: 
▪ H1, H2A, H2B, H3, H4 
 
 Octâmero 
 Unidade estrutural básica da cromatina 
▪ Nucleossomos 
 
 1 cromossomo 
  1 milhão de nucleossomos 
 
 Histonas 
 H1  se ligam a região de espaçamento 
 H3 e H4  modificações pós-traducionais 
▪ Modificam padrão de armazenamento DNA 
▪ Alteram expressão gênica 
 
 
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Nucleossomo 
8 proteínas histônicas 
H2A, H2B H3 e H4 
Uma fita dupla ~147 pb circundam o 
octâmero 
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 4 histonas do cerne 
 Pequenas proteínas 
carregadas positivamente 
(Arginina e Lisina) 
 Ligação com fosfato e 
açucares 
 Ligação das histonas a 
regiões inespecíficas do 
DNA 
 
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longas caudas N-
terminal se estendem 
para fora do 
nucleossomo 
Modificações 
químicas covalentes 
Controle da estrutura 
cromatina 
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Fibra de nucleossomo 
(histonas) - 140 pb 
Espaçamento: 20-60pb 
DNA dupla 
hélice 
Estrutura 
condensada 
em solenoide 
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2 cromátides com 10 
voltas cada 
1 volta c/ 30 rosetas 
1 Roseta c/ 6 alças 
1 alça com 70.000 pb 
Fibra de 30 nm 
Nucleossomos em colar de 
contas 
DNA dupla hélice 
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 Genoma humano 
 46 cromossomos contém genes 
 Cromossomo mitocondrial 
 
 1 cromossomo 
 1 molécula contínua e única de DNA 
Cromatina  DNA + proteínas 
 
 Célula em divisão 
 Condensação DNA  Cromossomos 
▪ Cromatina altamente condensada 
▪ Visível microscopicamente 
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 Genoma Humano 
 3,2 x 109 nucleotídeos 
 1 cél. Humana diplóide ~ 2m de DNA 
 Adulto = 2x1011 Km de DNA 
 Condensação máxima cromatina 
 Divisão celular  metáfase 
 Cromossomos 
 22 pares de cromossomos autossomos 
 1 par sexual 
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 Cromossomos 
 Organização funcional não-aleatória de genes 
 Regiões ricas/pobres em genes 
 
 Anormalidades cromossômicas 
 Em regiões ricas  consequências clínicas + graves 
 
 Projeto Genoma Humano (2003) 
 Organização complexa 
 3 bilhões pb 
▪ < 1,5% proteínas 
▪ 5% elementos regulatórios  expressão gênica 
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 DNA único 
 Sequência de nucleotídeos representados 1 vez 
 25.000 genes  DNA cópia única 
 
 DNA repetitivo 
 Sequências  repetidas ~ 1 milhão de vezes 
(tandem) 
▪ Mantém estrutura cromossômica 
▪ Fonte de variação individual (testes DNA) 
▪ Controle expressão gênica 
▪ Predisposição a eventos patológicos no genoma 
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 Sequências em tandem 
 Repetições DNA não codificante 
 
 DNA satélite 
 10-15% das sequências DNA 
repetitivo 
 Agrupadas em centrômeros 
 Região organizadora nucléolo  
RON 
▪ Associada ao nucléolo na prófase 
▪ RNA ribossômico 
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 Braços curtos e longos 
 Centrômero 
 Divisão celular 
 Ponto de fixação de proteínas 
▪ Fuso mitótico 
▪ Cópias em tandem 
▪ Asseguram a segregação 
cromossômica correta 
 Telômeros 
 Estabilização da molécula DNA 
 Sequências repetidas 
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 Extremidades dos cromossomos 
 3 a 20 Kb 
 Sequência TTAGGG  repetidas 
 Região associada à proteínas 
 Previne fusão dos cromossomos 
 Locais de ligação de proteínas 
 
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