Núcleo Interfásico e em Divisão

Prévia do material em texto

Núcleo Interfásico e em Divisão
Profa. Sandra Moura
Aspectos Funcionais e Estruturais do Núcleo
CENTRO DE CONTROLE DAS ATIVIDADES CELULARES
� Contém todos os cromossomos do organismo (genoma)
� Contém a maquinaria celular para duplicação do DNA
� Síntese e processamento de RNA (RNAr, RNAm, RNAt)
Forma variável: arrendondado ou alongado (5-10 µm)
Cora-se por corantes básicos (hematoxilina)
Geralmente 1 núcleo/célula
Aspectos Funcionais e Estruturais do Núcleo
Principais componentes:
� Envoltório nuclear
� Cromatina
� Nucléolo
� Matriz nuclear
� Nucleoplasma� Nucleoplasma
HC: heterocromatina
EC: eucromatina
F: parte fibrilar do nucléolo
G: parte granular do nucléolo
Aspectos Funcionais e Estruturais do Núcleo
Hepatócitos=> condensação da cromatina na face interna no núcleo tornando possível a 
visualização do envelope nuclear. Hepatócito tem 2 núcleos.
Aspectos Funcionais e Estruturais do Núcleo
Envoltório nuclear
� Separa conteúdo nuclear do citoplasma
� Visível ao MO: revestimento interno (cromatina)
� Constituído por 2 membranas: cisterna perinuclear
� Membrana nuclear externa: contém polirribossomos / contínua ao RER
� Poros: complexo do poro� Poros: complexo do poro
Polirribossomos
Poros
Núcleo Nucléolo
Cisterna perinuclear
ME - 26.000x
Aspectos Funcionais e Estruturais do Núcleo
Complexo do poro
Função: Transporte seletivo de moléculas para dentro e fora do núcleo
� Constituído por mais de 100 proteínas
� Diâmetro externo: 120 nm
� Canal central: 9 nm (difusão passiva- íons e moléculas)
� Moléculas > 9nm: transporte ativo
Membranas (2) do envoltório nuclear Poros
Complexo do poro
ME de núcleo por criofratura
Complexo do poro
COMPLEXO DE PORO. Cisterna perinuclear e heterocromatina associada ao envoltório nuclear
ao ME de transmissão. 
Complexo do poro
COMPLEXO DE POROS=> ME Varredura
Cromatina
� Dois tipos: heterocromatina e eucromatina
� Heterocromatina: elétron-densa, grânulos grosseiros, visível ao MO
� Inativa: dupla hélice DNA compactada impedindo transcrição gênica
Aspectos Funcionais e Estruturais do Núcleo
� Constituída por dupla hélice helicoidal de DNA associada a proteínas
� Eucromatina: granulosa e clara
� Frequente nas células em produção protéica
� Ativa: filamentos de DNA em condição para transcrição gênica
� Histonas: principais proteínas associadas ao DNA => formam o nucleossomo
� Cinco tipos: H1, H2A, H2B, H3, H4
� Cromatina sexual: um dos dois cromossomos X condensado (visível sexo fem.)
Cromatina Aspectos Funcionais e Estruturais do Núcleo
ME de núcleo=> HC: heterocromatina, EC: eucromatina, Setas: nucléolo
Aspectos Funcionais e Estruturais do Núcleo
Nucleossomo
Constituído por 8 moléculas histonas: 1 par de cada – H2A, H2B, H3, H4 (octâmero)
� Envolvido por 166 pares de bases de DNA
� H1 ou H5 liga-se a 48 pares de bases de DNA
Proteínas não-histônicas: estruturais (condensação dos cromossomos),
reguladoras da atividade gênica ou enzimas (DNA e RNA polimerases)
� Envolvido por 2 voltas completas do DNA
Aspectos Funcionais e Estruturais do Núcleo
Dupla hélice de DNA
Nucleossomos: DNA + Histonas
Complexidade Estrutural do Cromossomo
Filamento de cromatina 
interfásica de 10 nm 
(sem histona H1)
Condensação em filamentos mais espessos
Condensação máxima do DNA (cromossomo metafásico)
Filamento de cromatina 
interfásica de 25 nm 
(com histona H1)
Homem: genoma é
composto por 23 pares
homólogos de cromossomos
(22 pares autossomos e 1
par cromossomo sexual)
Nucléolos
Aspectos Funcionais e Estruturais do Núcleo
� Função: produção de ribossomos
� Apresentam-se como formações intranucleares, arredondados, geralmente basófilos
Síntese de RNAr no núcleo =>modificações do RNAr =>associação à prot. citoplasmáticas
Formação de subunidades ribossomais
Somente observado durante a intérfase
� Constituição: principalmente por RNAr e proteínas (pequena quantidade de DNA inativo)
� Geralmente 1 ou 2/célula
� Heterocromatina: cromatina associada ao nucléolo
Regiões do 
nucléolo
Pars fibrosa: RNA que está sendo transcrito
Matriz do nucléolo: malhas de fibras que auxiliam a organização do nucléolo
Pars granular:reunidas subunidades ribossômicas em maturação
Somente observado durante a intérfase
Centro fibrilar: DNA inativo (não está sendo transcrito) →cromatina
Nucléolos Aspectos Funcionais e Estruturais do Núcleo
Ovócitos primários=> nucléolos bem corados e cromossomos condensados (pedaços pequenos). 
Células em meiose. Pararrosanilina e azul-de-toluidina. Grande aumento.
ME de Nucléolo
NO: DNA organizador do 
nucléolo
PF: região fibrilar
PG: região granular
NAC: cromatina associada 
Nucléolos Aspectos Funcionais e Estruturais do Núcleo
NAC: cromatina associada 
ao nucléolo
NE: envelope nuclear
C: citoplasma
Nucléolos Aspectos Funcionais e Estruturais do Núcleo
Regiões do NUCLÉOLO: região granular e região fibrilar
Matriz Nuclear
Aspectos Funcionais e Estruturais do Núcleo
� Estrutura fibrilar
� “Esqueleto” de apoio dos cromossomos interfásicos => facilitaria a transcrição 
e replicação
� Lâmina nuclear (componente) Filamentos intermediários
� Matriz Nuclear: pode ser artefato criado pelas técnicas de preparação (ME)� Matriz Nuclear: pode ser artefato criado pelas técnicas de preparação (ME)
Matriz nuclear
Divisão Celular
Mitose: uma célula (mãe) se divide em duas
� Duplicação dos cromossomos e distribuição às células-filhas
� Células-filhas apresentam número igual de cromossomos
� Processo contínuo dividido em fases distintas
� Fases da mitose:
� Prófase
� Metáfase
� Anáfase
� Telófase
Núcleo Interfásico
Homogêneo e com intensa atividade metabólica
Presente em todas as células eucariontes 
(exceto hemácias de mamíferos)
Quando célula não está em mitose=> intérfase
Duplicação do DNA e 
Centríolos
Divisão Celular: MITOSEPrófase
� Condensação gradual da cromatina
� Formação dos cromossomos mitóticos
� Fragmentação do envoltório nuclear (final da prófase)
� Fosforilação da lâmina nuclear => vesículas=> permanecem no 
citoplasma para reconstituir o envelope nuclear (final da mitose)
� Centrômeros e centríolos duplicados na intérfase separam-se (pólo celular)
� Surgem microtúbulos entre os pares de centríolos
� Início da formação do fuso mitótico
� Desintegração do nucléolo
Metáfase
� Migração cromossômica
� Participação dos microtúbulos (plano equatorial)
� Cromossomo duplicado dividi-se longitudinalmente em duas 
cromátides
� Cromátides prendem-se aos microtúbulos do fuso mitótico pelo cinetocoro
Divisão Celular: MITOSE
CROMOSSOMO METAFÁSICO normal ao ME de transmissão. 
Anáfase
� Separação e migração dos cromossomos
� Seguem em direção ao pólo celular (microtúbulos do fuso)
� Centrômeros seguem primeiro acompanhado pelo restante do cromossomo
Divisão Celular: MITOSE
Telófase
� Reconstrução dos envoltórios nucleares
� desfosforilação dos filamentos da lâmina nuclear
� Reaparecimento da cromatina – cromossomos menos condensados
� Nucléolos se reconstituem
� fusão das vesículas do envoltório nuclear
� Citocinese: divisão do material nuclear pela divisão do citoplasma
Divisão Celular: MITOSE
� Citocinese: divisão do material nuclear pela divisão do citoplasma
� Inicia no final da anáfase
� Divisão do diâmetro do anel de actina/miosina – zona equatorial 
� Divisão do citoplasma em duas partes iguais originando duas células filhas
Divisão Celular: MITOSE
Intérfase Prófase Metáfase
Divisão Celular: MITOSE
Microscopia Confocal=> Vermelho: DNA, Azul: microtúbulos
Anáfase Início da Telófase Telófaseem fase adiantada
Divisão Celular: MITOSE
Divisão Celular: MITOSE
Divisão Celular: MITOSE
Divisão Celular: MITOSE
CITOCINESE em célula animal ao ME de transmissão. Restos de microtúbulos do fuso mitótico
na região de separação entre as duas células.
Divisão Celular: MITOSE
ME célula em Metáfase=> 2 pares de centríolos (pólos, fuso mitótico (microtúbulos), cromossomos na região 
equatorial. Setas: inserção dos microtúbulos nos centrômeros. 19.000X
Divisão Celular: MITOSE
ME célula em Metáfase=> Setas: inserção dos microtúbulos nos centrômeros: cinetocoro (regiões escuras). 
50.000X
Ciclo Celular
Conjunto de modificações que a célula passa: do surgimento a duplicação celular
� Constituída por 2 fases principais: Intérfase e Mitose
Subdivisão da 
Intérfase
(Fases)
G1
S
G2
Fase G1Fase G1
� Logo depois da Mitose� Logo depois da Mitose
� Ocorre síntese de RNA e proteínas=> recuperação do volume celular
� Síntese de DNA
Fase SFase S
� Duplicação dos centrossomos e centríolos
� Célula acumula energia=> utilizada na mitose
Fase G2Fase G2
� Síntese de tubulina=> necessária para formação dos microtúbulos do fuso mitótico
G-zero: células que 
saem do ciclo celular 
(fase de repouso). Pode 
reiniciar o ciclo ou não
Ciclo Celular
R
Síntese de 
DNA, duplicação 
dos centrossomos 
e centríolos
Fases do Ciclo Celular=> G1: célula pode continuar o ciclo ou permanecer em repouso (G0), 
R: ponto de restrição=> impede que células defeituosas entrem na FASE S. M: mitose
Recuperação do volume celular: 
síntese protéica e RNA
G0
Ciclo Celular
Duplicação da molécula de DNA durante a fase S do ciclo celular, ligando-se a histonas e 
assim formando o filamento de cromatina interfásica.
Apoptose
Ativação da “programação” de autodestruição celular quando há modificação do DNA
� Importante no controle da multiplicação celular=> câncer
� Células infectadas por vírus, involução fisiológica (involução da gl. mamária após amamentação) 
� Célula diminui de tamanho, núcleo picnótico (condensação da cromatina)
� Fragmentação celular envolto por membrana plasmática=> fagocitado por macrófagos
Estágio final da 
apoptose
Leucócito
Célula 
apoptótica
Apoptose
ME: célula em apoptose=>fragmentação citoplasmática: envolta por membrana plasmática. 
Não há liberação do conteúdo celular para o espaço extracelular.
Célula saudável
Injúria 
celular
Alteração 
genética 
resultado da 
injúria
Tentativa 
celular em 
reparar o 
erro
Erro 
reparado
Apoptose
Erro não 
reparado
Mais injúria 
celular
Célula 
incapaz de 
reparar o 
erro
Auto-programação 
para morte via 
apoptose
Apoptose
Apoptose em hepatite viral
Meiose: tipo especial de divisão celular=> resulta na formação de gametas: número de
cromossomos reduzidos de diplóide (2n) para haplóide (1n)
� Produz células germinativas: ovócitos e espermatozóides
Divisão Celular: MEIOSE
� Cada gameta tem quantidade haplóide de DNA e de cromossomos
� Permite a recombinação gênica: garante variabilidade e diversidade genética
Dividida em 2 eventos:Dividida em 2 eventos:
1°) Meiose I ou divisão de redução: cada célula filha recebe metade do número de
cromossomos
� Pares homólogos de cromossomos se alinham=> cada par é separado=> dirigem-se a pólos 
opostos na célula=> célula se divide
2°) Meiose II ou divisão equatorial: produção de 4 gametas com número haplóide de
cromossomos
� Separação das cromátides de cada cromossomo (semelhante a mitose)=> migração das 
cromátides para pólos opostos=> formação de 4 células-filhas
Divisão Celular: MEIOSE I
MEIOSE I: redução no número de cromossomos de diplóide para haplóide
� Início da meiose: ocorre após duplicação do DNA na fase S
PrófasePrófase II
2ª) Zigóteno: pares homólogos de cromossomos
alinham-se em correspondência exata=> estabelecem
sinapses pelo complexo do sinaptonema: formação de
tétrade
Subdividida em 5 fases
1ª) Leptóteno: condensação dos cromossomos formados
por 2 cromátides: formação de longas fitas nucleares
tétrade
4ª) Diplóteno: cromossomos continuam se condensando
e inicia a separação
5ª) Diacinese: condensação máxima cromossômica=>
desaparecem o nucléolo e envoltório nuclear:
cromossomos livres no citoplasma
3ª) Paquíteno: cromossomos se condensam ainda mais
(ficam mais espessos e curtos)=> formam-se quiasmas
(sítios de crossing over): trocas ao acaso de material
genético entre cromossomos homólogos
Divisão Celular: MEIOSE I
� Alinhamento dos pares de cromossomos (formados cada um 
por duas cromátides) na placa equatorial do fuso meiótico
MetáfaseMetáfase II
� Distribuição aleatória dos cromossomos maternos e paternos
� Ligação de fibras do fuso ao cinetocoro dos cromossomos
Corte no Plano Polar
Corte no Plano Equatorial
Divisão Celular: MEIOSE I
� Cromossomos homólogos iniciam migração para pólos opostos da célula
AnáfaseAnáfase II
� Cromátides permanecem unidas no cromossomo
Divisão Celular: MEIOSE I
� Cromossomos chegam aos pólos opostos na célula
TelófaseTelófase II
� Formação da membrana nuclear
� Citocinese formando 2 células-filhas
� Cromossomos formados por 2 cromátides: conteúdo do DNA ainda diplóide
� Cada célula-filha entra na Meiose II
Divisão Celular: MEIOSE II
� Não é precedida pela fase S
MEIOSE II: divisão equatorial, sem síntese de DNA: formação de 4 células-filhas
Prófase II: condensação dos Metáfase II: cromossomos migram para equadorPrófase II: condensação dos
cromossomos das 2 células-filhas
Metáfase II: cromossomos migram para equador
Anáfase II: cromossomos vão para
pólos opostos da célula: separação
das cromátides
Telófase II: formação de 4 núcleos haplóides:
quantidade haplóide de DNA e número haplóide de
cromossomos, geneticamente diferentes