I -MOLÉCULAS DA VIDA E SUAS TRANSFORMAÇÕES

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P r o f . E s p . L u c a s M a n o e l L i m a S a n t o s 
 
 
 
 
 
 
MOLÉCULAS DA VIDA E SUAS 
TRANSFORMAÇÕES 
 
 
UNIVERSIDADE ESTADUAL DO PARÁ 
CENTRO DE CIÊNCIAS SOCIAIS E EDUCAÇÃO 
CURSO DE LICENCIATURA PLENA EM 
 CIÊNCIAS NATURAIS 
Conceição do Araguaia – PA, Março de 2014. 
Núcleo Celular 
 O núcleo é um dos compartimentos essenciais 
da célula eucarionte 
 
 A presença do núcleo é a principal característica 
que distingue as células eucariontes. 
 
 O núcleo ocupa 10% do volume total da célula e 
nele se encontra confinado o DNA, exceto o das 
mitocôndrias. 
 
 
Núcleo Celular 
 O núcleo é delimitado pela carioteca ou 
envoltório nuclear; 
 
 Composta por duas membranas concêntricas que 
continuam com a membrana do RE; 
 
Núcleo Celular 
 
Núcleo Celular 
 O envoltório nuclear tem inúmeras perfurações - chamadas de 
poros - que comunicam o interior do núcleo com o citosol. 
 
 Além disso, encontra-se reforçada por duas malhas de filamentos 
intermediários, uma que se apoia sobre a superfície interna do 
envoltório - a lâmina nuclear - e outra que o faz sobre a superfície 
externa; 
 
Núcleo Celular 
No compartimento nuclear estão localizados: 
 
 1) Quarenta e seis cromossomos, cada um formado 
por uma única molécula de DNA combinada com 
numerosas proteínas. 
 
 2)Várias classes de RNA (mensageiro, ribossômicos, 
de transferência, pequenos), que são sintetizados no 
núcleo quando seus genes são transcritos. 
 
Estes RNA saem do núcleo pelos poros do envoltório 
nuclear depois de seu processamento. 
 
 
 
 
Núcleo Celular 
 3) O nucléolo, onde estão localizados os genes 
dos RNAr e os RNAr recém-sintetizados. 
 
Núcleo Celular 
 4) Diversas proteínas, que tem como função: 
 
 Regular as atividade dos genes; 
 Promover o processamento dos RNA; 
Se combinam com os: 
 RNAr no nucléolo; 
 DNA polimerases; 
 RNA polimerases, etc. 
 
 Essas proteínas são produzidas no citosol e ingressam 
no núcleo pelos poros do envoltório nuclear. 
 
 
Núcleo Celular 
 5) Os elementos mencionados se encontram 
dispersos na matriz nuclear ou nucleoplasma, 
cuja composição é escassamente conhecida. 
 
Núcleo Celular 
Envoltório Nuclear (Carioteca) 
 Dissemos que o envoltório nuclear ou carioteca é composto por 
duas membranas concêntricas que atravessam os poros; 
 
 Estas se unem ao nível dos poros, que se acham distribuídos mais ou 
menos regularmente por todo o envoltório; 
 
Núcleo Celular 
 O espaço entre a membrana externa 
e a membrana interna - ou espaço 
perinuclear - comunica- se com a 
cavidade do RE. 
 
 A membrana externa continua com a 
membrana do RE e é comum aparecer 
associada a um grande número de 
ribossomos; 
 
 As proteínas sintetizadas nestes 
ribossomos são incorporadas às 
membranas do envoltório ou lançadas 
no espaço perinuclear. 
 
Núcleo Celular 
 A membrana nuclear interna é 
sustentada pela lâmina nuclear, que é 
uma malha delgada de filamentos 
laminares (laminofilamentos) 
entrecruzados; 
 
 A lâmina nuclear se interrompe 
somente à altura dos poros; 
 
 Algumas proteínas integrais da 
membrana nuclear interna servem 
como pontos de ancoragem para os 
filamentos laminares. 
 
 A lâmina nuclear confere resistência 
ao envoltório nuclear e estabelece sua 
forma, geralmente esférica. 
 
Núcleo Celular 
Os poros do envoltório nuclear são estruturas complexas 
 
 Os 3.000 a 4.000 poros que o envoltório nuclear tem são 
muito mais que simples canais entre o nucleoplasma e o 
citosol. 
 
 
Núcleo Celular 
Neles existe um conjunto de proteínas chamadas nucleoporinas, que compõem 
uma estrutura denominada complexo do poro e que consta dos seguintes 
elementos: 
 
 1) Oito colunas protéicas que formam uma parede cilíndrica em torno da qual a 
membrana externa do envoltório nuclear continua com a membrana interna. 
 
 No lado citosólico, as extremidades das colunas protéicas compõem um anel ou 
boca interna do poro nuclear. 
 
 No lado externo ocorre algo similar. 
 
 
Núcleo Celular 
 2) Proteínas de ancoragem que amarram as colunas proteicas ao envoltório 
nuclear. 
 
Cada proteína se liga a uma das colunas, atravessa a membrana do envoltório e 
sua extremidade se sobressaindo espaço perinuclear. 
 
 3) Proteínas radiais que surgem das colunas e se orientam para o centro do poro. 
 
Como se encurtam e se alongam, convertem o complexo do poro em um 
diafragma. 
 
Núcleo Celular 
 
 4) Fibrilas protéicas que nascem 
das aberturas intema e externa 
do complexo e se projetam para o 
nucleoplasma e o citosol, 
respectivamente. 
 
 Além disso, uma fibra circular une 
entre si extremidades distais das 
fibrilas que partem da abertura 
interna. 
 
Núcleo Celular 
 Mais adiante, veremos que as 
fibrilas protéicas intervêm na 
passagem das proteínas através 
do poro; 
 
 O complexo do poro mede cerca 
de 30 nm de altura e 100 nm de 
diâmetro. 
 
 Entretanto, as proteínas radiais 
reduzem seu orifício, cujo 
diâmetro oscila entre 9 e 25 nm. 
 
Núcleo Celular 
 Através dele passam íons e moléculas pequenas e grandes em ambas as direções. 
 
 Geralmente, os íons e as moléculas pequenas são transferidos de modo passivo, sem 
gasto de energia. 
 
 Ao contrário, as macromoléculas (proteínas e moléculas de RNA), antes de passarem 
forçam o encurtamento das proteínas radiais, e por isso o complexo do poro se 
comporta como um diafragma que adapta sua abertura às dimensões das moléculas 
que devem atravessá-lo. 
 
Núcleo Celular 
A passagem de macromoléculas através do complexo do 
poro é Regulada 
 
 As macromoléculas que ingressam no núcleo são as e 
certos RNA pequenos que retomam ao compartimento 
nuclear depois de tê-lo abandonado temporariamente; 
 
 As macromoléculas que saem do núcleo, no entanto, são 
proteínas envelhecidas ou que deixaram de funcionar; 
 
 Se dirigem ao citosol a fim de serem destruídas por 
proteassomas - e diversos tipos de RNA combinados com 
proteínas. 
 
Núcleo Celular 
Entrada de proteínas no núcleo. 
 
 Ao contrário das proteínas destinadas às mitocôndrias e 
aos peroxissomas - as proteínas destinadas ao núcleo 
ingressam estando pregueadas, já que adquirem suas 
estruturas terciárias e quaternárias no citosol, após o 
término de sua síntese; 
 
 A entrada das proteínas no núcleo se realiza mediante um 
mecanismo seletivo que permite o ingresso somente das 
proteínas apropriadas, que têm um peptídeo sinalizador 
(ou peptídeo-sinal) específico que abre o caminho para que 
elas passem pelo complexo do poro. 
 
Núcleo Celular 
 Os peptídeos sinalizadores mais estudados ·são 
chamados de NSL (do inglês, nuclear signal 
localization) 
 
 
 Eles não interagem diretamente com o complexo 
do poro e sim mediante uma proteína 
heterodimérica denominada importina. 
 
 
 Por existirem diferentes tipos de NSL para 
diferentes grupos de proteínas destinadas ao 
núcleo, cada tipo de NSL exige uma importina 
especial. 
 
Núcleo Celular 
 Por outro lado, existem NSL que se ligam a 
proteínas diferentes das importinas, entre as 
quais se encontram certas proteínas que voltarão 
a ser mencionadas mais adiante, chamadas 
transportinas. 
 
 A passagem de uma proteína do citosol para o 
núcleo, através do complexo do poro, ocorre em 
várias etapas. 
 
Núcleo Celular 
 São as seguintes: 
 
 1) A proteína se liga à importina por meio do NSL e ambas as 
moléculas são colocadas próximo do complexodo poro. 
 
Elas o atravessam antes da ampliação de seu diafragma, cujo 
diâmetro pode alcançar os 25 nm. 
 
 2) A passagem exige que a importina seja guiada pelas fibrilas 
protéicas externas e internas do poro; 
 
 3) Durante a passagem é gasto um GTP, cuja hidrólise está a 
cargo de uma proteína chamada Ran (do inglês, Ras-related 
nuclear protein ). 
 
Núcleo Celular 
 
Núcleo Celular 
 Como vemos, trata-se de um transporte ativo. 
 
 4) A Ran pertence à família das GTPases que atuam associadas a 
proteínas reguladoras GEF e GAP. 
 
 Quando são influenciadas pela GEF, estas GTPases 
intercambiam o GDP incluído em suas moléculas por um GTP, 
enquanto que quando são influenciadas pela GAPhidrolisam o GTP 
a GDP e P; 
 
 A GEF e a GAP que se associam à Ran estão localizadas no 
núcleo e no citosol, respectivamente. 
 
 5) Como mostra a figura, quando o complexo importina-proteína 
ingressa no núcleo também o faz a Ran-GDP. 
 
Núcleo Celular 
 6) No núcleo, a GEF promove a substituição do GDP da Ran por um GTP, 
depois do que a Ran-GTP se une ao complexo importina-proteína. 
 
 7) Essa união faz com que a importina se torne independente da 
proteína, que fica retida no núcleo. 
 
 8) Ao contrário, a importina e a Ran-GTP permanecem unidas, 
atravessam o complexo do poro e retornam ao citosol. 
 
 9) No citosol, a GAP induz a Ran a hidrolisar o GTP a GDP e P - é aqui 
onde o GTP é gasto do que resulta uma Ran-GDP e sua separação da 
importina. 
 
 10) Finalmente, a Ran-GDP e a importina livres podem ser reutilizadas 
para fazer ingressar novas proteínas no núcleo. 
 
 
Núcleo Celular 
 Cabe assinalar que certas proteínas destinadas ao núcleo - 
em particular dos receptores dos hormônios esteróides - 
depois de serem sintetizadas permanecem no citosol até a 
chegada desses hormônios; 
 
 Os receptores são retidos porque a eles se unem 
chaperonas da família hsp90 e adquirem formas que lhes 
impedem de ingressar no núcleo. 
 
 Quando chegam os hormônios esteróides, separam-se das 
chaperonas e mudam a forma dos receptores, o que lhes 
permite atravessar os poros do envoltório nuclear; 
 
Núcleo Celular 
Saída de proteínas e de moléculas de RNA 
 
 As proteínas que saem do núcleo dependem também da Ran e de 
sinais específicos para poder atravessar os poros do envoltório 
nuclear; 
 
 Os peptídeos sinalizadores são denominados NES (do inglês, 
nuclear export signal) ; 
 
 Os NES são reconhecidos por proteínas equivalentes às 
importinas, chamadas exportinas; 
 
 Além disso, existem NES que são reconhecidos por 
transportinas; 
 
Núcleo Celular 
 A passagem de uma proteína do núcleo para o citosol através do 
complexo do poro ocorre em várias etapas. 
 
 São as seguintes e estão ilustradas na Fig. l 2.5B: 
 
1. A proteína se une à exportina por meio do NES. 
Simultaneamente, a GEF remove o GDP de uma Ran-GDP ou 
substitui por um GTP, de modo que se forma uma Ran-GTP. 
 
2. A Ran-GTP se une à proteína por meio da exportina. 
 
3. Unidas entre si, a Ran-GTP, a proteína e a exportina se 
aproximam do poro nuclear, atravessando-o após prévio 
alargamento de seu diafragma, cujo diâmetro pode alcançar 25 
nm. 
 
Núcleo Celular 
4. Igualmente à importina, durante a passagem, a exportina é 
guiada pelas fibrilas protéicas do complexo do poro. 
 
5. Ao térnino da passagem induzida pela GAP, a Ran-GTP hidrolisa o 
GTP a GDP e P, do que resulta uma Ran-GDP. 
 
6. Isso faz com que a Ran-GDP se tome independente da exportina 
que, por sua vez, se toma independente da proteína. 
 
7. A proteína fica retida no citosol. 
Ao contrário, a Ran-GDP e a exportina retomam ao núcleo 
separadamente. 
 
8. Finalmente, a Ran-GDP e a exportina livres podem ser 
reutilizadas para transferir novas proteínas para o citosol. 
 
Núcleo Celular 
 Com relação às moléculas de RNA, saem do núcleo combinadas com 
proteínas, embora estejam impedidas de fazê-lo se não 
completarem seus processamentos. 
 
 Sua passagem através dos poros nucleares depende da Ran e de 
transportinas que reconhecem sinais específicos nas proteínas. 
 
Núcleo Celular 
Cromossomos 
 
 O material de que são formados os cromossomos é a cromatina 
 
 Cada cromossomo é constituído por uma molécula muito longa de DNA associada 
a diversas proteínas. 
 
 Segundo o cromossomo, o DNA contém entre 50 e 250 milhões de pares de 
bases. 
 
 As proteínas associadas são classificadas em dois grandes grupos: as histonas e 
um conjunto heterogêneo de proteínas não-histônicas. 
 
 O complexo formado pelo DNA, as histonas e as proteínas não histônicas é 
chamado cromatina. 
 
 Assim, a cromatina é o material que compõe os cromossomos. 
 
 
 
Núcleo Celular 
O cromossomo tem um centrômero, dois telômeros e numerosas 
origens de replicação 
 
 Nos cromossomos existem estruturas que são imprescindíveis para a 
replicação, ou seja, para a duplicação que o DNA e suas proteínas 
associadas sofrem antes da divisão celular. 
 
 São as seguintes: 
 
 1) O centrômero ou constrição primária, que participa da repartição 
das células-filha das duas cópias cromossômicas que são geradas como 
conseqüência da replicação do DNA. 
 
 2) Os telômeros, que correspondem às extremidades dos 
cromossomos, cujo DNA se replica de um modo diferente do restante 
do DNA. 
 
 
 
Núcleo Celular 
 O DNA telomérico contém uma sequencia especial de 
nucleotídeos que se repetem muitas vezes. 
 
 Além disso, devido a sua localização, está exposto aos 
seguintes riscos: 
 
 pode se fundir com o DNA de outros telômeros 
 ou pode ser degradado por uma nuclease. 
 
 Normalmente, estas contingências não ocorrem porque o 
DNA telomérico se dobra sobre si mesmo (adota a forma 
de um laço) e é protegido por um capuz de proteínas 
denominadas TRF (do inglês, telomeric repeat 
bindingfactor); 
 
 
Núcleo Celular 
 3) O enorme comprimento do DNA exige que sua replicação 
tenha início em muitos pontos simultaneamente a fim de que 
sua duração seja relativamente curta. 
 
 Esses pontos são denominados origens de replicação, e neles 
o DNA tem sequencias de nucleotídeos especiais. 
 
 Além disso, todas as origens de replicação têm em comum 
sequencias conservadas de cerca de uma dezena de 
nucleotídeos chamadas ARS (do inglês, autonomous 
replication sequence); 
 
Núcleo Celular 
Os cromossomos têm sequencias de DNA únicas e 
sequencias de DNA repetidas 
 
 Nas moléculas de DNA estão depositadas as informações 
genéticas da célula, e todas as células têm conjuntos 
virtualmente idênticos de moléculas de DNA. 
 
 A totalidade da informação Genética depositada no DNA 
leva o nome de genoma. 
 
 Podemos dizer que essa informação rege a atividade do 
organismo do primeiro instante do desenvolvimento 
embrionário até a morte do indivíduo. 
 
Núcleo Celular 
 Dela também depende a imunidade ou a predisposição 
do organismo a determinadas doenças. 
 
 A capacidade ou incapacidade funcional do DNA, ou 
seja, sua aptidão ou sua incompetência para gerar 
moléculas de RNA (processo conhecido com o nome de 
transcrição do DNA), baseia-se na sequencia de seus 
nucleotídeos. 
 
 Assim, em alguns setores, o DNA exibe sequencias de 
nucleotídeos que se transcrevem - chamadas de genes 
- e em outros apresenta sequencias aparentemente 
prescindíveis, ao menos à luz do conhecimento atual. 
 
 
Núcleo Celular 
 O DNA se acha representado (em 75%) por sequencias de 
nucleotídeos não repetidas (cópias únicas) ou que se 
repetem poucas vezes. 
 
 Nesta parte localizam-seos setores funcionais do DNA ou 
seja, os genes - que englobam cerca de 10% do DNA 
(representam 13% desses 75%). 
 
 Um dos maiores desafios para os biólogos moleculares é 
decifrar as funções do DNA alheio aos genes. 
 
 Os 25% restantes do DNA correspondem a sequencias de 
nucleotídeos que se repetem muitas vezes, chamados DNA 
repetitivo. 
 
Núcleo Celular 
 Suas funções são desconhecidas, embora não se 
descarte a possibilidade de que desempenhem alguma 
função na manutenção da estrutura dos cromossomos. 
 
 Existem dois tipos de DNA repetitivo: 
 
o disposto em turnos (no qual o início de uma 
repetição se acha imediatamente depois do final 
da outra); 
 
e o disperso (cujas cópia não se encontram 
agrupadas e sim dispersas em pontos diferentes 
dos cromossomos). 
 
Núcleo Celular 
DNA repetitivo disposto em turnos. 
 
 A esta categoria pertencem os DNA satélites , os 
microssatélites e os minissatélites. 
 
 Nos DNA satélites, o comprimento da seqüência repetida, o 
número de vezes que se repete em cada turno e o número de 
turnos variam. 
 
 O DNA satélite mais destacado localiza-se nos centrômeros, e, 
por isso, é encontrado em todos os cromossomos (Fig. 12.17). 
 
 Inclui uma sequencia repetida de 171 pares de bases a que se 
deu o nome de seqüência alfóide, que varia muito pouco nos 
diferentes cromossomos. 
 
Núcleo Celular 
 Outros DNA satélites se localizam no braço longo do 
cromossomo Y e na cromatina distante dos 
centrômeros dos cromossomos 1, 3, 9, 16 e 19; 
 
 Os microssatélites contêm sequencias de DNA 
repetidas muito mais curtas que as dos DNA satélites, 
e são igualmente encontrados em todos os 
cromossomos. 
 
 Os minissatélites também contêm seqüências de DNA 
curtas. 
 
Núcleo Celular 
 A esta categoria pertencem O DNA repetitivo dos 
telômeros e o DNA hipervariável, assim chamado 
porque é diferente em cada indivíduo. 
 
 O DNA hipervariável se localiza principalmente 
nas proximidades dos centrômeros e como a sua 
herança responde às leis mendelianas, a medicina 
forense recorre a ele quando necessita realizar 
estudos de paternidade ou de identidade de 
pessoas. 
 
 
Núcleo Celular 
DNA repetitivo disperso 
 
 Existem dois tipos de DNA repetitivo disperso, 
chamados SINE e LINE (do inglês, short e long 
interspread nuclear elements). 
 
 
Núcleo Celular 
Sine 
 
 Mais estudado corresponde à familia Alu, da qual existem cercas 
de 500.000 cópias repartidas em todos os cromossomos. 
 
 Cada cópia tem cerca de 300 nucleotídeos em um sítio que pode 
ser cortado pela enzima de restrição Alu I (daí o nome desse 
DNA). 
 
 Como a sequencia Alu tem uma extensa homologia com a 
sequencia do gene do RNApc; 
 
 Durante muito tempo acreditou-se que as seqüências Alu 
correspondessem às cópias desse gene (Caps. 13-2, 13-11 e 14-
18). 
 
Núcleo Celular 
LINE 
 
 O LINE mais comum é conhecido com a sigla LI 
(do inglês, LINE-1). 
 
 Sua sequencia repetida é relativamente longa e 
corresponde ao gene de uma transcriptase 
reversa; 
 
Núcleo Celular 
As células somáticas humanas têm 46 cromossomos 
 
 As células somáticas humanas têm 46 cromossomos - e, por 
conseguinte, 46 moléculas de DNA-divididos em 22 pares 
de autossomas mais um par de cromossomos sexuais. 
 
 Na mulher, os dois membros do par sexual são iguais, 
porém isto não ocorre no homem. 
 
 Assim, com exceção do par sexual do homem, podemos 
dizer que em cada célula existem dois jogos idênticos de 
23 cromossomos, um fornecido pelo espermatozóide e o 
outro pelo ovócito (oócito) no momento da fecundação; 
 
 
Núcleo Celular 
 Isso é o que define as células somáticas como células 
diploides e os espermatozóides e os ovócitos como 
células haplóides. 
 
 Os DNA dos 46 cromossomos contêm em conjunto cerca 
3 X 109 pares de nucleotídeos. 
 
 Portanto, em média, uma molécula de DNA de um 
cromossomo humano, se estivesse completamente 
estendida, mediria cerca de 4 cm de comprimento. 
 
Núcleo Celular 
 Logicamente, se estivessem estendidas 46 moléculas de tal tamanho, 
não poderiam ser contidas no núcleo não somente pelo espaço que 
demandariam, mas sim pelas tramas que acarretariam, o que afetaria 
seu funcionamento, inclusive sua integridade. 
 
 A célula resolveu o problema fazendo com que a molécula de DNA se 
enrolasse sobre si mesma. 
 
 Antes de analisar o modo como ela o faz, devemos assinalar que o grau 
de enrolamento varia segundo o momento do ciclo em que a célula se 
encontra: é mínimo durante a interfase (quando a síntese de RNA é 
alta) e máximo quando a célula está prestes a se dividir. 
 
 Assim, os cromossomo se mostram como estruturas altamente 
variáveis. 
Núcleo Celular 
Existem cinco tipos de histonas comprometidas no enrolamento da cromatina 
 
 As histonas desempenham um papel fundamental no enrolamento da cromatina. 
 
 Trata-se de proteínas básicas que têm uma alta proporção de lisina e arginina, quer dizer, de 
aminoácidos carregados positivamente; 
 
 Isto contribui para a união das histonas às moléculas de DNA, nas quais predominam as cargas 
negativas. 
 
 Existem cinco tipos de histonas chamadas Hl, H2A, H2B, H3 e H4. 
 
 A Hl, da qual existem seis subtipos, contém cerca de 220 aminoácidos, enquanto as restantes têm 
entre 103 e 135 aminoácidos cada uma. 
 
Núcleo Celular 
 
 As quatro últimas levam o nome de histonas nucleossômicas porque 
a molécula de DNA se enrola em torno delas para formar os 
nucleossomas, que constituem as unidades básicas do enrolamento 
cromatínico. 
 
 Em cada nucleossoma, as histonas nucleossômicas associam-se e 
formam uma estruturaa octamérica - o núcleo do nucleossoma- 
composta por duas H2A, duas H2B, duas H3 e duas H4 (Fig. 12.8). 
 
 Vale acrescentar que as extremidades amina - ou "caudas" - das 
histonas projetam-se para fora do nucleossoma; 
 
Núcleo Celular 
 
 O octâmero de histonas tem a forma de um cilindro baixo de 10 nm de 
diâmetro e está envolto por um pequeno segmento de DNA que percorre 
sua circunferência quase duas vezes (Fig. 12.9B). 
 
 Cada volta equivale a 81 pares de nucleotídeos e, no total, o segmento de 
DNA associado ao nucleossoma contém 146 pares de nucleotídeos. 
 
 Como mostra a Fig. 12.9A, as duas voltas do DNA se fixam ao núcleo do 
nucleossoma graças à histona Hl. 
 
Núcleo Celular 
 
 O complexo formado pelo nucleossoma mais a histona Hl recebe o nome de 
cromatossoma (Fig. 12.9C) e o segmento de DNA que a ele se associa é de 
166 pares de nucleotídeos, 20 a mais que o nucleossoma. 
 
 Na cromatina existem duas proteínas acessórias - ambas ácidas - que 
ajudam as histonas para que se liguem entre si. 
 
 Denominam-se proteína Nl e nucleoplasmina 
Núcleo Celular 
 A primeira, associa a H3 à H4; a segunda, associa a H2A à 
H2B. 
 
 Os nucleossomas estão separados por segmentos de DNA 
espaçadores de comprimento variável, que contêm entre 
20 e 60 pares de nucleotídeos. 
 
 Como mostram as Figs. 12.9A e 12.10, a alternância dos 
nucleossomas com os segmentos espaçadores dá à 
cromatina a aparência de um colar de contas. 
 
 Já que comumente um gene contém cerca de 10.000 pares 
de nucleotídeos, tem em torno de 50 nucleossomas 
separados por outros tantos DNA espaçadores. 
 
Núcleo Celular 
 O tratamento da cromatina com enzimas que digerem o 
DNA (nucleases) provoca cortes somente nos DNA 
espaçadores. 
 
 Se o tratamento for moderado, os cromatossomas se 
tomam independentes e tanto suas histonas como o DNA 
associado a elas permanecem íntegros(Fig. l 2.9C). 
 
 Porém, quando a digestão enzimática é intensa, obtêm-se 
nucleossomas (Fig. '12.9B). 
 
 Para que possa ser contida no pequeno espaço que o núcleo 
lhe oferece, a cromatina de cada cromossomo deve sofrer 
novos e sucessivos graus de enrolamento, cada vez maiores. 
 
Núcleo Celular 
 Estes novos enrolamentos são induzidos por um 
complexo de proteínas nucleares chamadas 
condensinas. 
 
 Em um primeiro momento, os cromossomos se enrolam 
sobre si mesmo e dão lugar a uma estrutura helicoidal 
chamada solenóide, de 30 nm de diâmetro (Figs. 12.11e 
l2.12C). 
 
 Como mostraa Fig. 12.11 , este enrolamento depende das 
histonas Hl - que se unem entre si - e cada volta do 
solenóide contém seis nucleossomas. 
 
 Cabe assinalar que em intervalos mais ou menos 
regulares, o enrolamento das fibras de 30 nm é 
interrompido, de modo que se observam - entre setores 
de 30 nm - segmentos de cromatina mais delgada. 
 
Núcleo Celular 
 Neles, o DNA se encontra associado a proteínas não 
histônicas, em sua maioria reguladoras da atividade gênica 
(Cap. 14-5). o entanto, a cromatina cada vez mais se 
compacta. 
 
 Assim, a fibra de 30 nm forma laços (ou alças) de 
comprimento variado, que nascem de um eixo protéico 
constituído por proteínas não histônicas (Figs. 12.12D e 
12.13). 
 
 Visto que o conjunto de cordões protéicos compõe uma 
espécie de armação, nos extremos de cada laço o DNA 
associado ao cordão protéico recebe o nome de SAR (do 
inglês. scaffold associated regions). 
 
Núcleo Celular 
 Os laços encontram-se firmemente unidos ao 
cordão, porém não sabemos como as SAR se 
sujeitam a eles. 
 
 Considera-se que cada laço constituiria uma 
unidade de replicação do DNA (Cap. 17-3) e, 
provavelmente, uma unidade de transcrição, ou 
seja, um gene (Cap. 14-12). 
 
Núcleo Celular 
A cromatina pode ser eucromática ou heterocromática 
 
 Em alguns setores, a cromatina sofre um grau de enrolamento ainda 
maior, como se observa na Fig. 12.12. 
 
 Durante a interfase, a cromatina assim condensada recebe o nome de 
heterocromatina; 
 
 Já o nome eucromatina é reservado para aquela menos compactada 
(Fig. 12.2). 
 
 Existe uma relação direta entre o grau de enrolamento e a atividade 
transcricional do DNA. 
 
 A cromatina menos compactada é a que tem o DNA transcricionalmente 
ativo, quer dizer, o DNA que sintetiza moléculas de RNA. 
 
Núcleo Celular 
 
 Este DNA envolve cerca de 10% do genoma. 
 
 Ao contrário, o DNA que corresponde à cromatina mais condensada é 
inativo do ponto de vista transcricional. 
 
 A esta categoria pertencem toda a heterocromatina e o setor da 
eucromatina onde o enrolamento se acha em um grau intermediário 
entre a eucromatina transcricionalmente ativa e a heterocromatina. 
 
 As regiões eucromáticas experimentam ciclos de contração e extensão. 
 
 No Cap. 14-12 analisaremos os mecanismos que regulam o enrolamento 
da cromatina e o papel que desempenham no controle da atividade 
gênica. 
 
Núcleo Celular 
A heterocromatina pode ser constitutiva ou facultativa 
 
 Durante a interfase, a cromatina altamente condensada que se encontra de 
maneira constante em todos os tipos celulares, ou seja, como um componente 
estável do genoma, não conversível em eucromatina, recebe o nome de 
heterocromatina constitutiva. 
 
 A esta categoria pertencem a cromatina dos setores cromossômicos que têm 
DNA repetitivo satélite - como o dos centrômeros, o do braço longo do 
cromossomo Y etc (Seção 12-7) - e a maior parte da cromatina que forma os 
braços curtos dos cromossomos acrocêntricos (Seção 12-12). 
 
 Ao contrário, denomina-se heterocromatina facultativa àquela detectada em 
localizações que variam nos diferentes tipos celulares ou nas sucessivas 
diferenciações de uma determinada célula, de modo que setores que aparecem 
como heterocromatina em um tipo celular ou em uma etapa de sua 
diferenciação, em outros tipos celulares e em outras etapas se apresentam 
como eucromatina. 
 
Núcleo Celular 
 O exemplo mais significativo de heterocromatina 
facultativa corresponde a um dos cromossomos X 
na mulher, que se acha totalmente compactado 
(salvo em alguns setores) e é conhecido como 
cromatina sexual ou corpúsculo de Barr. 
 
 Esta heterocromatina se apresenta durante toda 
a vida da mulher (menos no começo do 
desenvolvimento embrionário), em todas as células 
do organismo (exceto nas ovogônias). 
 
Núcleo Celular 
No cariótipo, os cromossomos se ordenam de acordo com seus tamanhos e 
as posições de seus centrômeros 
 
 Durante o ciclo celular, dependendo do fato de a célula estar 
atravessando a interfase ou estar se dividindo - por mitose ou por 
meiose - os cromossomos passam de estados de menor a maior 
compactação. 
 
 O grau maior de enrolamento é alcançado na etapa da divisão chamada 
metáfase, na qual a cromatina dos cromossomos mostra um estado de 
condensação similar ao da heterocromatina interfásica (Fig. 12.14). 
 
 Tal grau de compactação faz com que os cromossomos cheguem a ser 
vistos como estruturas individuais, as quais, uma vez fixadas e 
fotografadas , podem ser isoladas, classificadas e ordenadas com 
relativa facilidade. 
 
Núcleo Celular 
 O conjunto de cromossomos ordenados segundo um critério 
preestabelecido recebe o nome de cariótipo (Fig. 12.15). 
 
 As 46 unidades normalmente presentes nas células humanas 
constam de 23 pares de homólogos. 
 
 Como vimos, 22 deles estão presentes tanto na mulher como no 
homem e recebem o nome de autossomos. 
 
 O par restante - que é conhecido como par sexual - na mulher se 
acha composto por dois cromossomos idênticos, os cromossomos 
X, e no homem, por dois cromossomos bastante diferentes, pois 
um deles é um cromossomo X e o outro é o pequeno cromossomo 
Y. 
 
Núcleo Celular 
 Os cromossomos metafásicos apresentam uma morfologia 
característica. 
 
 São compostos por dois componentes filamentosos - as 
cromátides -unidos pelo centrômero (ou constrição 
primária). 
 
 Como veremos no Cap. 18-9, o centrômero desempenha um 
papel essencial na separação das cromátides irmãs durante 
a anáfase, que segue a metáfase. 
 
 Em consequência dessa separação, uma vez segregadas nas 
respectivas células-filhas, cada uma das cromátides se 
converte em um cromossomo. 
 
Núcleo Celular 
 A presença do centrômero divide as cromátides 
do cromossomo metafísico em dois braços, 
geralmente um mais longo que o outro. 
 
 O braço curto é identificado com a letra p e o 
braço longo com a letra q. 
 
 Os extremos dos braços são denominados 
telômeros. 
 
Núcleo Celular 
De acordo com a posição do centrômero, o 
cromossomos são classificados em três grupos (Fig. 
12.16), a saber: 
 
 1) Os metacêntricos têm o centrômero em uma 
posição mais ou menos central, de modo que existe 
pouca ou nenhuma diferença no comprimento dos 
braços das cromátides. 
 
 2) Nos submetacêntricos, o centrômero encontra-se 
afastado do ponto central, de modo que as cromátides 
têm um braço curto e um longo. 
 
Núcleo Celular 
 3) os acrocêntricos, o centrômero se encontra próximo de 
um dos extremos do cromossomo, de modo que os braços 
curtos das cromátides são muito pequenos. 
 
 Na Fig. 12.15 é mostrado um cariótipo humano no qual os 
cromossomos aparecem ordenados de acordo com seu 
tamanho e o comprimento de suas cromátides. 
 
 Os membros de cada par são identificados com números 
correlativos. 
 
 Os cromossomos acrocêntricos correspondem aos números 
13, 14, 15, 21 e 22 (Fig. 12.17). 
 
 
Núcleo Celular 
 Eles têm uma pequena massa de cromatina chamadasatélite - não deve ser confundida com o DNA satélite - 
localizada no extremo livre do braço curto. 
 
 Os satélites se encontram ligados ao resto do braço curto 
por uma haste delgada de cromatina denominada 
constrição secundária (para diferenciá-la da constrição 
primária ou centrômero) (Fig. 12.16). 
 
 À exceção da cromatina correspondente à constrição 
secundária - na qual se localizam os genes do RNA 
ribossômico 45S (Cap. 13-8) - o braço curto dos 
cromossomos acrocêntricos é composto por 
heterocromatina. 
 
Núcleo Celular 
As técnicas de bandeamento cromossômico revelam detalhes 
estruturais dos cromossomos 
 
 Quando os cromossomos metafásicos são submetidos a certas 
técnicas de coloração, exibem bandas claras e escuras 
intercaladas ao longo de seus eixos longitudinais (Fig. 12.1 7). 
 
 A distribuição destas bandas é constante em cada cromossomo, 
o que - ao se analisar um cariótipo – facilita sua identificação. 
 
 Além disso, nos casos em que as localizações não coincidem com 
os padrões normais, as bandas constituem um guia muito valioso 
para diagnosticar transtornos genéticos, como, por exemplo, 
deleções, duplicações, inversões e translocações cromossômicas 
(Cap. 20-10). 
 
Núcleo Celular 
As técnicas de bandeamento cromossômico mais utilizadas são as seguintes: 
 
Bandeamento G. 
 Os cromossomos são tratados com tripsina (para desnaturar suas proteínas) e 
corados com o corante de Giemsa. 
 
 As bandas G que aparecem escuras contêm DNA ricos em pares de nucleotídeos 
A-T. 
 
Bandeamento Q. 
 Se os cromossomos forem tratados com quinacrina desenvolvem um padrão; 
 
 específico de bandas escuras intercaladas com outras brilhantes (Q), as quais 
são identificadas com a ajuda de microscópio de fluorescência (Cap. 23-25). 
 
 As bandas Q coincidem quase exatamente com as bandas G e, por isso, também 
são ricas em pares de nucleotídeos A-T. 
Núcleo Celular 
Bandeamento R. 
 Este caso, os cromossomos são submetidos a calor antes 
da coloração pelo Giemsa, o que lhes dá um padrão de 
bandas escuras (bandas R) e claras, inverso ao obtido com 
os bandeamentos G e Q. 
 
 A análise molecular das bandas R mostra uma maior 
proporção de pares de nucleotídeos G-C. 
 
Bandeamento C. 
 Este método cora de maneira específica os segmentos de 
cromatina que permanecem condensados na interfase, 
como, por exemplo, a heterocromatina constitutiva dos 
centrômeros. 
 
Núcleo Celular 
Os componentes nucleares encontram- se ordenados 
espacialmente 
 
 É desconhecida, no núcleo, a existência de uma 
armação de filamentos equivalente à do citoesqueleto, 
projetada para sustentar os cromossomos. 
 
 Entretanto, durante a interfase, os cromossomos 
ocupam regiões especiais denominadas territórios 
cromossômicos, que estão separados por espaços 
chamados domínios intercromossômicos, onde se 
encontram moléculas de RNA em trânsito para os 
poros nucleares ou se processando (Cap. 15). 
 
Núcleo Celular 
 Os padrões de distribuição dos telômeros, dos 
centrômeros e da heterocromatina variam nos diferentes 
tipos de células; 
 
 E se modificam ao longo do ciclo celular, embora 
geralmente os centrômeros e a maior parte da 
heterotromatina tendam a se congregar próximo do 
envoltório nuclear e do nucléolo. 
 
 A localização dos genes que codificam os RNA 
ribossômicos constitui o caso mais aparente de 
ordenamento nuclear, pois eles se agrupam em um setor do 
núcleo facilmente identificável, como o é o nucléolo (Cap. 
13-8).