Estrutura e Função do Núcleo Celular

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Núcleo celular 
Organização e natureza 
molecular do material 
genético e do núcleo 
Disciplina: Biologia 
Celular 
 
Núcleo 
Geralmente a célula 
apresenta um único 
núcleo, que fica em 
posição central. 
 
Existem diferentes 
formas de núcleo. 
O envoltório 
nuclear, ou 
carioteca, é 
composto de duas 
membranas, 
apresentando 
poros, O espaço 
nuclear é 
preenchido pelo 
nucleoplasma, um 
gel protéico claro 
composto por 
água, DNA e 
proteínas. 
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Envelope nuclear 
Cromatina 
Nucléolo 
Poro 
Ribossomos 
Retículo 
endoplasmático 
Nucleoplasma é uma solução aquosa de 
proteínas (maioria enzimas), RNAs, nucleosídeos, 
nucleotídeos e íons, onde estão mergulhados os 
nucléolos e a cromatina. 
Nucléolo é uma estrutura envolvida na síntese de RNA e na formação 
da primeira etapa na síntese dos ribossomos e contém DNA. 
A Genética é a ciência que estuda a estrutura e o funcionamento dos 
ácidos nucléicos, o DNA (ácido desoxirribonucléico) e o RNA (ácido 
ribonucléico), logo, é a ciência que estuda a hereditariedade e a 
variação de características dos organismos. 
 
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O conjunto de 
características, que identifica 
a célula ou o indivíduo, 
depende do controle interno 
exercido pelo seu material 
genético, constituído por 
moléculas de ácido nucléico, 
mais particularmente do 
ácido desoxirribonucléico ou 
DNA. 
É esta substância, presente 
apenas nos seres vivos e 
produzida em cada uma das 
células, que determina as 
semelhanças e as 
diferenças entre os seres 
vivos que habitam com 
exclusividade o nosso 
planeta Terra. 
+ 
DNA 
• Presente no núcleo das células eucarióticas, 
mitocôndrias e cloroplastos; 
 
• Presentes no citoplasma das células procarióticas; 
 
• Nas células germinativas e no ovo fertilizado: dirige todo 
o desenvolvimento do organismo, a partir da informação 
contida em sua estrutura; 
 
• É duplicado cada vez que a célula somática se divide 
Os ácidos nucléicos são as maiores moléculas orgânicas do 
organismo. Os organismos apresentam dois tipos de ácidos 
nucléicos: o DNA, ácido desoxirribonucléico, e o RNA, ácido 
ribonucléico. 
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Nucleotídeos: 
• Formados por: 
 1 açúcar (pentose) 
 1 base nitrogenada 
 1 fosfato 
 
• DNA e RNA: 
formados por várias cadeias 
de nucleotídeos: 
 Polinucleotídeos 
Unidades fundamentais dos ácidos nucléicos 
+ DNA – Molécula 
 
• Duas cadeias (fitas) helicoidais polinucleotídicas, enroladas ao 
longo de um mesmo eixo, formando uma dupla hélice de 
sentido rotacional à direita: dextrógera: 
 
• Na dupla hélice as duas fitas de DNA são complementares (A = 
T e G = C) e apresentam polaridades opostas: antiparalelas: 
• polaridade 5’. 3’ em uma fita e 3’. 5’ na outra. 
 
• Grupo fosfato e desoxirribose (parte hidrofílica): parte externa 
da molécula. 
 
• Bases nitrogenadas (parte hidrofóbica): dentro da dupla. 
Tanto o DNA como o RNA são moléculas gigantes, 
formadas de unidades menores chamadas nucleotídeos 
que, por sua vez, são constituídos de uma molécula de 
ácido fosfórico ligada a uma pentose (desoxirribose ou 
ribose) ligada em uma base nitrogenada (adenina (A), 
guanina (G), citosina (C), timina (T)e uracila (U)). 
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+ 
 
 
• Os nucleotídeos de A, C, G, T e U são denominados, 
respectivamente, Adenina, Citosina, Guanina, Timina e Uracila; 
 
• O açúcar RIBOSE forma ribonucleosídeo, característico do RNA; 
 
• O açúcar desoxirribose forma desoxirribonucleosídeo, característico 
do DNA; 
. 
As Pentoses: 
Pentoses 
Carboidratos 
+ O Fosfato: 
 
• Adição de um ou mais radicais fosfato à pentose, através 
de ligação éster origina os Nucleotídeos; 
 
• Os grupos fosfato são responsáveis pelas cargas 
negativas dos nucleotídeos e dos ácidos nucléicos; 
 
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+ COMPLEMENTAÇÃO DE BASES 
NITROGENADAS DO DNA 
ADENINA 
TIMINA 
Se liga a Timina por 
duas pontes de 
hidrogênio. 
A = T 
GUANINA 
CITOSINA 
Se liga a citosina por 
três pontes de 
hidrogênio. 
G C 
Bases nitrogenadas 
Existem cinco bases nitrogenadas diferentes, que são 
divididas em 
dois grupos: 
 
• Purinas: Adenina e Guanina; 
• Pirimidinas: Timina, Uracila e Citosina. 
 
Existem apenas quatro por vez no DNA e no RNA. 
 
• DNA: Adenina, Timina, Guanina e Citosina; 
• RNA: Adenina, Uracila, Guanina e Citosina. 
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Bases nitrogenadas 
Adenina Guanina 
Bases púricas 
Bases nitrogenadas 
Adenina 
Bases pirimídicas 
Timina Uracila 
A diferença da timina para a uracila é o radical CH3. 
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Se numa das cadeias tivermos: 
A T C G C T G T A C A T 
 
 
Na cadeia complementar o que 
teremos ?????: 
T A G C G A C A T G T A 
 
Duplicação/replicação do DNA 
Por que o DNA se replica? 
 
• Para manter a perpetuação da espécie; 
• Para manutenção de um tecido; 
• Para o desenvolvimento de um indivíduo; 
• Se ele se replicar, a célula terá que se dividir. 
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O DNA: características 
O DNA possui uma molécula de fita dupla: 
Essas fitas são: 
 Antiparalelas; 
complementares 
(A-T e C-G); 
produzidas de forma semiconservativas. 
Fita mãe (antiga) 
Fita filha (nova) 
Fita filha (nova) 
Fita mãe (antiga) 
O DNA serve de molde para: 
 A síntese de novas moléculas de DNA (duplicação) 
 A síntese de moléculas de RNA (transcrição) 
 
 
Algumas destas moléculas de RNA, que denominamos RNA 
mensageiros (mRNA), poderiam servir de molde para: 
 A síntese de proteínas (tradução), que ocorre nos ribossomos 
 
DNA Duplicação DNA DNA 
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O Dogma da Biologia Molecular 
DNA 
mRNA 
Proteína 
Transcrição 
Replicação 
Tradução 
O Dogma da Biologia Molecular 
Transcrição 
Replicação 
Tradução 
DNA 
DNA 
PROTEÍNA 
RNA 
A transcrição consiste na produção de uma molécula de RNA 
a partir da informação genética que está no DNA; 
 
A informação é transferida de uma molécula para a outra 
para que seja enviada ao citoplasma, onde será interpretada 
por meio da tradução em proteína; 
 
A molécula de RNA produzida com esta finalidade é 
chamada de RNA mensageiro (mRNA). 
Transcrição 
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Tradução de proteínas 
Participam do processo de tradução três tipos de RNA: 
mRNA  Formado no núcleo, contém “mensagem” – código transcrito a partir 
do DNA – para síntese de proteínas. O código é um conjunto de 3 nucleotídeos 
chamado CÓDON; 
 
tRNA  Presente no citoplasma, transporta aminoácidos até os ribossomos 
para síntese proteica. Possui um anticódon complementar ao códon; 
 
rRNA  o rRNA + proteínas formam a estrutura dos ribossomos. As 
subunidades maior e menor. 
 
Tabela do código genético 
Tradução de proteínas 
• Os ribossomos fazem a leitura dos códons e posteriormente a 
ligação que une os aminoácidos para formar a proteína; 
 
• O tRNA traz o aminoácido correspondente aos códons do mRNA. 
Síntese da Transcrição e Tradução 
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Pequena região de 
dupla-hélice de DNA 
Forma da cromatina 
“colar de contas” 
Fibra de cromatina de 
30nm com 
nucleossomos 
empacotados 
Secção de um cromossomo na 
forma estendida 
Secção condensada de 
um cromossomo 
centrômero 
Cromossomo - A fita de DNA é muito longa, isso com certeza poderia 
atrapalhar na hora da divisão celular (quando o DNA também tem 
que se dividir, indo cada uma das cópias para uma das células filha). 
Por isso o DNA se condensa, formando as estruturas que chamamosde cromossomos. Eles nada mais são do que o DNA altamente 
condensado. 
 
Todo o DNA de uma célula não se concentra em um único 
cromossomo. Cada espécie tem um número determinado de 
cromossomos; a espécie humana, por exemplo, tem um conjunto de 
46 cromossomos, presentes nos núcleos de cada célula. 
Os cromossomos homólogos não são idênticos; cada gene ocupa 
um lugar bem definido dentro do cromossomo, e este lugar se 
chama locus gênico. Os cromossomos homólogos possuem os 
mesmos loci gênicos, ou seja, os alelos se distribuem da mesma 
maneira nos dois cromossomos. 
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Os cromossomos são compostos por: 
 
• Duas cromátides divididas em braços (curto e longo); 
• Centrômero; 
• Telômeros. 
Braço 
cromossômico Constrição 
secundária 
Centrômetro 
(constrição 
primária) 
Cromátide 
Estrutura do cromossomo 
• Cromossomo  DNA + 
proteínas  filamento de 
cromatina  bastonete 
 
– Braço curto p 
– Braço longo q 
– Apresenta um estrangulamento 
• Centrômero 
 
Os cromossomos humanos são classificados 
morfologicamente em: 
 
• Metacêntrico (M); 
• Submetacêntrico (SM); 
• Acrocêntrico (A). 
M 
SM 
A 
C - centrômero 
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Cromossomos 
• Espécie Humana  46 cromossomos 
– 23 pares de cromossomos homólogos (pai e mãe) 
• 22 autossomos 
• 1 cromossomos sexuais 
 
• Genoma 
– Número de cromossomos nas células 
– Genoma da Espécie Humana = 46 cromossomos 
Os cromossomos são, também, classificados em: 
 
• Autossômicos: são os 22 pares de cromossomos não sexuais; 
• Alossômicos: são os 2 cromossomos sexuais. 
 
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O cariótipo é uma técnica utilizada para visualização e verificação dos 
cromossomos. 
 
Por meio dela é possível analisar o número e a estrutura dos 
cromossomos. 
 
Por meio do cariótipo, representamos o conjunto diploide (2n) de 
cromossomos das células somáticas de um organismo. 
 
Um cariótipo pode ser representado pela imagem dos 
cromossomos (cariograma) ordenados de acordo com o tamanho 
dos cromossomos. 
 
Na montagem de um cariótipo é possível determinar a 
normalidade ou anormalidade 
(síndromes cromossômicas). 
 
Síndromes cromossômicas 
Síndrome de Down (trissomia do 21) 
• Hipotonia; 
• Pescoço curto; 
• Ponte nasal achatada; 
• Implantação baixa das orelhas; 
• Língua grande; 
• Mãos curtas e largas; 
• Quinto dedo da mão curto; 
• Olhos oblíquos; 
• Retardo mental (30 a 60 QI); 
• 1/ 1.250; 
• Expectativa de vida 60 a 70 anos. 
Algumas síndromes cromossômicas são bem conhecidas: 
Síndrome de Edwards (trissomia do 18) 
• Retardo mental; 
• Malformações do coração; 
• Hipertonia; 
• Mandíbulas retraídas; 
• Implantação baixa das orelhas; 
• Esterno é curto; 
• Mãos cerradas características com 
sobreposição dos dedos; 
• Calcanhar proeminente; 
• Pé de “cadeira de balanço”; 
• 1/ 7.500; 
• Expectativa de vida alguns meses. 
Síndromes cromossômicas 
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Síndrome de Klinefelter (XXY) 
• Altos; 
• Magros; 
• Braços e pernas longas; 
• Testículos pequenos; 
• Implantação baixa das orelhas; 
• Geralmente inférteis; 
• Ginecomastia em 1/3 dos homens; 
• Dificuldade de aprendizado; 
• 1/ 1.000. 
Síndromes cromossômicas 
Síndrome de Turner (X0) 
• Baixa estatura; 
• Infantilismo sexual; 
• Ausência de ovários; 
• Face em forma de triângulo; 
• Pescoço largo; 
• Peito largo em forma de escudo; 
• Inteligência normal; 
• 1/ 4.000. 
Síndromes cromossômicas 
Divisão celular 
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+ 
Nosso organismo está sempre realizando divisões 
celulares. Há dois tipos de divisão celular, a mitose e a 
meiose, e nós realizamos tanto uma quanto outra, mas em 
situações diferentes 
+ 
+ 
O ciclo celular compreende dois períodos fundamentais: 
a) intérfase 
b) divisão celular. 
 
 
A maior parte do ciclo celular decorre na intérfase. A divisão 
celular é um processo relativamente rápido que ocorre em 
função das atividades da intérfase. Durante o ciclo celular, 
ocorre também a duplicação das organelas. 
 
. 
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+ 
Divisão celular 
As células precisam se dividir 
constantemente para: 
 
• Crescimento do organismo; 
• Reposição de células mortas; 
• Para permitir a reprodução. 
O núcleo participa ativamente da 
divisão celular, pois os cromossomos 
são divididos entre as células-filhas. 
Fonte: sciepro / science photo library 
G0 – Repouso 
G1 – Síntese de 
proteínas 
S – Divisão do DNA 
G2 – Reparo 
AULA 06: Núcleo 
Divisão celular 
A divisão celular é parte do ciclo celular, segmentado 
em: 
Anáfase 
Telófase 
Metáfase 
Prófase 
G2 
S 
G0 
G1 
Interfase 
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Divisão celular 
Existem dois tipos de divisão celular: 
 
Mitose 
• Divisão das células somáticas; 
• Células-filhas idênticas à célula inicial; 
• Objetiva o desenvolvimento do organismo e a renovação 
 ou regeneração dos tecidos. 
 
 
Meiose 
• As células-filhas não são idênticas à célula inicial; 
• Células diploides originam haploides; 
• Destina-se à formação de gametas e reprodução da espécie. 
Mitose 
Formação do 
fuso acromático 
Degradação da 
carioteca. 
PRÓFASE 
Perfilamento dos 
cromossomos 
replicados. 
 
METÁFASE 
Fuso 
 
acrom
ático 
Separação 
das 
cromátides 
irmãs. 
ANÁFASE 
Divisão 
celular 
propriamen
te dita. 
TELÓFASE 
AULA 06: Núcleo 
Biologia Celular 
Meiose 
PRÓFASE I 
ANÁFASE I 
PRÓFASE II 
METÁFASE II 
ANÁFASE II 
GAMETAS 
1 2 
3 
4 
5 
6 
Formação do fuso acromático; 
Degradação da carioteca; 
Crossing over. 
Separação dos cromossomos 
Homólogos. 
Os cromossomos não podem 
ficar com as cromátides divididas. 
Perfilamento do cromossomos 
duplicados. 
Separação das cromátides irmãs. 
Os quatro gametas são diferentes. 
CROSSING 
OVER 
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Divisão celular 
Fonte: Douglas Clulow 
+ Crossing over ou recombinação 
genética 
+