Núcleo Interfásico: Estrutura e Componentes

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Núcleo Interfásico 
 Considerada a maior organela celular 
Métodos De Estudos 
Microscopia Óptica 
• Microscopias especiais (contraste de fase) 
• Uso de corantes básicos 
• Histoquímica – Reação de Feulgen → DNA 
• Radioautografia, etc. 
Microscopia Eletrônica de Transmissão e de Varredura 
MORFOLOGIA DO NÚCLEO 
Forma 
• Geralmente acompanha a forma da célula 
o Prismáticas → núcleos alongados 
o Poligonais, cúbicas ou esféricas → núcleos esféricos 
• Outras formas 
o Lobulados – leucócitos (Neutrófilos) 
o Foice – cabeça do espermatozóide de rato 
o Achatados – células endoteliais 
o Reniforme – leucócito (Monócitos) 
o Fusiformes – célula muscular estriada 
Número 
• Único – em geral 
• Dois ou Mais – células hepáticas 
• Várias dezenas – fibra muscular estriada esquelética / sinciciotrofoblasto. 
Posição 
• Depende da função da célula 
o Central 
o Deslocado para um dos pólos da célula. 
COMPONENTES DO NÚCLEO 
• Envoltório Nuclear 
• Cromatina 
• Matriz 
• Nucleoplasma 
• Nucléolos 
Envoltório Nuclear 
O envoltório nuclear (EN) é composto por duas Membranas concêntricas, uma Interna e outra Ex-
terna, que delimitam um espaço conhecido como Espaço Perinuclear. 
 Estas membranas fundem-se em interrupções canaliculares, denominadas Complexos de Poros. 
Membranas Nucleares 
 Cada membrana apresenta uma espessura de 7 a 8 nm, e outras características similares às das bi-
omembranas. 
Membrana Nuclear Externa (MNE) 
Similaridade entre a MNE e a membrana do RE 
Presença de polirribossomos aderidos à sua superfície, sugerindo a existência dos mesmos comple-
xos relacionados à ancoragem dos ribossomos e translocação de peptídeos encontrados na membrana do 
RE. 
Existe continuidade entre a MNE e a membrana do RE, o que garante ainda a comunicação do espa-
ço perinuclear com a luz do RE. 
 Em alguns tipos celulares, como nos eritrócitos de aves, o RE é reduzido e sua função é exercida 
pela MNE. 
Membrana Nuclear Interna (MNI) 
 Apresenta características únicas de associação com a lâmina nuclear e com a cromatina ou cromos-
somos. 
 Apresenta componentes fundamentais à estruturação nuclear, principalmente os receptores para 
componentes da lâmina nuclear e, por ancorar componentes protéicos. Dentre as proteínas integrais, te-
mos: 
 P58 – proteína integral da MNI receptora para a lâmina B 
 LAP (Proteína Associação à Lâmina nuclear) 
Ligação com a lâmina nuclear 
Interações com a cromatina (em especial, a cromatina condensada). Possível envolvimento na pró-
pria formação do envoltório nuclear ► Enzimas envolvidas com o metabolismo nuclear do fosfatidilinositol 
e da biossíntese do colesterol. 
 Um terceiro domínio das MN é a extensão que passa pelos complexos de poros. Esta parte da 
membrana possui pelo menos duas proteínas restritas a esta região. 
Espaço Perinuclear (EP) 
 Formado por um distanciamento uniforme entre as duas membranas nucleares, podendo variar de 
10 a 50 nm. 
 Por estímulo hormonal ou de intoxicação por diferentes tipos de drogas, o EP pode apresentar-se 
dilatado e irregular. 
 Quando por algum motivo o RE apresentar-se dilatado, é comum que o EP apresente o mesmo 
comportamento. 
 Devido à conexão entre o EP e o RE, acredita-se que os conteúdos dos dois sejam semelhantes, ou 
seja, um ambiente altamente redutor, com grande concentração de cálcio e com enzimas envolvidas no 
processamento dos peptídeos nascentes. 
Complexo de Poro (CP) 
 A superfície do EN é marcada pela presença de poros que correspondem a pontos de fusão entre as 
MNI e MNE, sendo denominados de complexo de poro (CP). 
 O número e a densidade de CP variam consideravelmente; os oócitos são extremamente ricos em 
CP ao passo que, os espermatozóides são desprovidos deles. 
Modelo de Complexo de Poro 
Modelo do CP baseado no uso de técnicas de microscopia eletrônica e de análise e reconstrução de 
imagens. 
 O CP é formado por 8 unidades dispostas octagonalmente. Cada unidade é formada por duas subu-
nidades, uma colunar, voltada para o centro do CP e uma luminal, voltada para o EP. 
 As diferentes unidades são conectadas nas extremidades citoplasmáticas e nuclear, formando dois 
anéis (subunidades anelares). 
 Além desses dois anéis, as subunidades colunares são conectadas na sua porção mediana, forman-
do um anel no centro do canal (subunidade anular). 
 A membrana nuclear, situada no CP, passa pelo espaço entre as subunidades colunar e luminal. 
 O espaço deixado pela membrana entre as duas subunidades formam dois canais de 10 nm cada 
um. 
 Apresenta estruturas filamentosas que formam uma estrutura em cesto (gaiola nuclear) na face 
nuclear. 
 Há filamentos que se projetam a partir das diferentes subunidades em direção ao citoplasma, mas 
eles são individualizados e não arranjados em cestos, como na face nuclear. 
Ao longo destas fibrilas, em ambos os lados, alinham-se as várias proteínas chamadas nucleopori-
nas, implicadas no transporte de substâncias pelo CP. 
 No CP existe ainda, um grânulo intra-anular, cujas análises de susceptibilidade enzimática, demons-
traram ser principalmente de complexos RNA-proteínas. 
Funções do CP 
Acredita-se que o CP possua cerca de 100 proteínas diferentes associadas entre si na formação de 
sua estrutura e na execução de suas funções 
O CP é o local onde ocorre o transporte de proteínas, RNA e suas combinações, entre o núcleo e o 
citoplasma celular, à custa de gasto de energia. 
O CP participa também, na compartimentalização das proteínas integrais da membrana nuclear, 
mantendo os ambientes típicos das MNI e MNE e da própria membrana associada ao CP. 
Lamelas Anelares (LA) 
 LA representam conjuntos de membranas empilhadas, formando cisternas, duas a duas. Cada dupla 
de membrana é atravessada por poros que se assemelham aos CP. 
 Estão presentes marcantemente, nas células germinativas masculinas e femininas de inúmeras es-
pécies e nas células tumorais. 
 As prováveis funções desempenhadas pelas LA são: 
o Síntese de alguns tipos de enzimas, de tubulinas, de hormônios esteróides. 
o Origem de organelas como as mitocôndrias e do próprio EN. 
o Armazenamento de cálcio. 
o Reservatório de diferentes tipos de biomembranas e de RNAm e outros complexos RNA-
proteínas. 
Lâmina Nuclear (LN) 
 A LN corresponde a uma estrutura elétron-densa, com espessura mais freqüente de 10 nm, mas 
podendo chegar até 200 nm, justaposta à face interna do EN (MNI). 
 Pertencentes aos grupos das proteínas dos FI, são compostas de 3 proteínas de membrana extrín-
secas, denominadas laminas A, B e C. 
 As laminas A e C são transcritas a partir do mesmo gene, ao passo que, a lamina B é codificada de 
um RNAm que é sintetizado de um gene distinto daquele que origina as laminas A e C. 
 A lamina B, modificada pós-translacionalmente, pela adição de um grupo isoprenil, liga-se aos lipí-
dios da membrana. A MNI possui um receptor específico para a lamina B. 
 As laminas A e C ligam-se então à lamina B que está aderida à MNI, originando uma malha bidi-
mensional e promovendo a conexão entre a MNI e a cromatina perinuclear. 
Nucléolo 
 O nucléolo é a estrutura mais facilmente visível, mesmo sem coloração e in vivo, em microscopia de 
luz comum, devido ao seu índice de refração ser mais alto do que o dos outros elementos do núcleo e do 
citoplasma das células eucarióticas. 
 Foi primeiramente descrito por Fontana em 1781, e sua denominação – nucléolo - foi dada por 
Valentin, em 1839. 
 
Funções 
1. O nucléolo é a organela celular cuja função principal é produzir ribossomos. 
2. O nucléolo é também o local onde outros RNAs são produzidos e outros complexos RNA-
proteínas são reunidos. Exemplos: U6 snRNP, telomerase, partícula de reconhecimento do sinal (PRS). 
 3. RNAt que transportam aminoácidos para a síntese protéica são processadas no nucléolo. 
 
Resumindo – O nucléolopode ser considerado como uma grande fábrica na qual diferentes RNAs são pro-
duzidos e reunidos com proteínas, formando uma grande variedade de complexos ribonucleoproteínas. 
Morfologia 
 
Tamanho e forma – dependem do estado funcional celular, variando conforme a espécie e, numa mesma 
espécie, de tecido para tecido e mesmo de célula para célula. 
 Células em processo de secreção (glandulares e neurônios) e em muitas tumorais, o nucléo-
lo é MAIOR. Por outro lado, células endoteliais e as da glia, eles são PEQUENOS. 
 
Localização – muitas vezes é visto próximo à periferia nuclear, porém, essa regra não é fixa. 
 
Número – maioria das células possui UM nucléolo. 
Hepatócitos, células vegetais e células animais em cultura → mais de um nucléolo. 
Oócitos de anfíbios → em algumas situações possuem até 3.000 nucléolos por núcleo. 
 
Ultra-estrutura e Regiões do Nucléolo 
 Os nucléolos possuem áreas ricas em elementos granulares (grânulos com diâmetro ao redor de 15 
a 20 nm) e áreas predominantemente fibrilares (3 a 4 nm de espessura), que variam em disposição tridi-
mensional, de acordo com o tipo celular. 
 O nucléolo NÃO está envolto por membrana, o que pode significar que NÃO exista barreira para 
difusão entre nucléolo e nucleoplasma. 
 
Classicamente – 4 regiões distintas do nucléolo podem ser identificadas: 
1. Zona fibrilar – de coloração pálida, contém DNA que não está sendo transcrito. 
2. Região fibrilar – contém muitas moléculas de RNAr em processo de transcrição, fatores de 
transcrição UBF e SL1 e a RNA polimerase I. 
3. Região granular – onde se encontram subunidades ribossomais em diferentes estados de pro-
cessamento ou maturação. 
4. Matriz nucleolar – uma rede fibrosa que pode participar na organização do nucléolo. 
 
Importante – Células em diferentes estágios fisiológicos exibem variações no tamanho do nucléolo, princi-
palmente devido ao componente granular. Células que são muito ativas na síntese protéica contêm muitas 
partículas ribossomais precursoras em maturação. O aumento da região granular provavelmente reflete o 
tempo necessário para a reunião dos RNAs (rRNAs)com proteínas de cada subunidade ribossomal. 
 
 Classificação 
Reticulados – com nucleolonema, estrutura fialmentosa trabeculada com cerca de 1.000 nm de espessura 
e contendo em seu corpo, predominantemente, elementos granulares de ribonucleoproteínas (RNP), mas 
também fibrilares. 
 
Compactos – os elementos se superpõem e se anastomosam numa massa compacta. 
Observados em células em proliferação, podendo representar a 1ª. Etapa de desenvolvimento de 
um nucléolo que será do tipo reticulado, ou resultem no bloqueio de síntese de RNA nucleolar. 
 
Com camadas concêntricas – a parte central é representada pelo elemento fibroso e a cortical, periférica, 
contém os elementos granulares. 
 Esse tipo de nucléolo é muito comum em oócitos de anfíbios. 
 
Centros Fibrilares 
Fazem parte dos elementos fibrilares do nucléolo os centros fibrilares, que se distribuem forman-
do áreas pequenas, circulares e eletronlúcidas, circundadas por um componente fibrilar denso, de caráter 
eletrondenso. 
 Os centros fibrilares, na realidade, correspondem às Regiões Organizadoras de Nucléolos (RONs) 
nas células em interfase. 
 Estão presentes nas constrições secundárias dos cromossomos 13, 14,15, 21 e 22. Considerando a 
condição diplóide dos cromossomos, existe em média, 20 cópias do gene do RNAr 45S em cada um. 
Composição Química dos Nucléolos 
 O nucléolo é um grande agregado de macromoléculas, incluindo: 
o Genes do RNAr 
o Precursores do RNAr 
o rRNAs maduros 
o Enzimas de processamento do RNAr 
o Pequenas ribonucleoproteínas chamadas snoRNPs 
o Subunidades protéicas (incluíndo proteínas Não histonas) 
o DNA ribossomal (DNAr) 
o Partículas ribossomos parcialmente reunidas. 
Métodos de Evidenciação dos Componentes Nucleolares 
 RNAr 
 Bioquimica ou radioautografia 
 Citoquimica de basofilia (azul de Toluidina a pH 4,0 + controle com RNAase). 
 Microscopia eletrônica (método de Bernhard para complexos RNA-proteínas). 
 Proteínas nucleolares (mais de 100 proteínas diferentes) 
 Bioquímica (eletroforese bidimensional). 
 Citoquímicos (fast green, Impregnação pela Prata, Eosina - proteínas NÃO histonas e 
também para algumas enzimas, como as ATPases). 
Imunocitoquímica – localização de RNA ou de proteínas nucleolares. 
 DNAr 
 Bioquímica (alto teor em bases GC, - ao redor de 60%). 
Matriz Nuclear 
 A arquitetura do núcleo interfásico está sustentada basicamente pelos seguintes componentes, 
morfologicamente distintos: envoltório nuclear, lâmina nuclear, cromatina, nucléolo e também por uma 
matriz protéica, chamada matriz nuclear. 
 MN consiste de uma porção morfológica e bioquimicamente distinta, por se apresentar como uma 
estrutura protéica fibro-granular, em trama ou espongiforme, que alicerça o núcleo, distinguindo-se dos 
outros componentes da cromatina. 
 Ela associa-se ao DNA quando o mesmo contém seqüências ricas em A – T, sendo estas conhecidas 
como Regiões de Associação de Matriz (MAR) ou “Scaffold associated region” (SAR). 
 Este arcaboço protéico prende o DNA durante os processos de duplicação e regula a transcrição 
nos eucariontes, juntamente com as histonas. 
Métodos de estudos 
 Os estudos sobre os componentes da MN envolvem as extrações bioquímicas seqüenciais, utilizan-
do tampões de alta força iônica, detergentes não iônicos e nucleases. 
Estruturalmente 
Tratamentos bioquímicos → processamento para microscopia de luz ou eletrônica. 
Microscopia de luz → imprints → fixação → tratamento com solução de NaCl 2M → tratamento com Tri-
ton X-100 → coloração citoquímica para proteínas (p.ex., Fast Green) ou imunocitoquímica. 
Microscopia eletrônica – imunocitoquímica ultra-estrutural. 
 
Composição química da MN 
 A MN pode associar-se a até 80% do DNA genômico, estando ele na forma de filamentos cromatíni-
cos ou cromossômicos. 
Proteínas 
Matrinas – são as principais e maiores proteínas da MN, distinguindo-se bioquimicamente das laminas A, B 
e C da LN e das proteínas nucleolares, como a B-23 e também das hnRNP (ribonucleoproteínas heterogê-
neas). 
 
Metaloproteínas – são as proteínas que garantem a integridade estrutural da MN sem, entretanto, impe-
dir as inter-relações dos componentes da Matriz com os da cromatina. 
 
Glicoproteínas – podem exercer um papel funcional no transporte e reconhecimento de sinais na MN. 
 
Enzimas do metabolismo cromatínico – podem fazer parte da arquitetura da MN. 
Por exemplo, as topoisomerases, que atuam efetivamente no processo de duplicação do DNA, são consti-
tuintes da MN. 
RNA 
 É o segundo componente em abundância na MN, encontradas sob a forma de hnRNP ou também 
em pequenas ribonucleo-partículas nucleares (snRNP) 
 Estes elementos são resultantes do processamento e clivagens de RNAs cromatínicos e nucleolares. 
Morfologicamente, eles se organizam em grânulos intercromatínicos, estruturados em filamentos pericro-
matínicos. 
DNA e fosfolipídios – São contaminações? 
Aspectos Funcionais 
 Juntamente com os componentes cromatínicos, a Matriz Nuclear define a forma e o tamanho nu-
clear; 
fornece um suporte estrutural para vários processos do metabolismo do núcleo interfásico, como 
transcrição e mecanismos de reparo; 
é a maior responsável pela alta compartimentalização funcional dentro do núcleo interfásico. 
	Métodos De Estudos
	Microscopia Óptica
	Microscopia Eletrônica de Transmissão e de Varredura
	MORFOLOGIA DO NÚCLEO
	Forma
	Número
	Posição
	COMPONENTES DO NÚCLEO
	Envoltório Nuclear
	Membranas Nucleares
	Membrana Nuclear Externa (MNE)
	Espaço Perinuclear (EP)
	Complexo de Poro (CP)
	Modelo de Complexo de Poro
	Funções do CP
	Lamelas Anelares (LA)
	Lâmina Nuclear (LN)
	Nucléolo
	Funções
	Morfologia
	Ultra-estrutura e Regiões doNucléolo
	Matriz Nuclear
	Métodos de estudos
	Proteínas
	RNA
	DNA e fosfolipídios – São contaminações?
	Aspectos Funcionais