Aula NUCLEO INTERFASICO alunos

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NÚCLEO 
INTERFÁSICO E 
SÍNTESE PROTEICA
2016/2
CONTEÚDOS
Aspectos estruturais e funcionais do núcleo interfásico
 Envoltório nuclear
 Cromatina e heterocromatina
 Nucleossomo
 Tipos de DNA
 Nucléolo
 Expressão gênica
Síntese Proteica
 Transcrição e tradução
 Ribossomas e poli-ribossomas
 Tipos gerais de células produtoras de proteínas
 Transformações pós-traducionais
 Síntese do colágeno
INTRODUÇÃO 
 Núcleo organizado é a principal 
característica da célula eucarionte
 Informação genética contida no DNA do 
núcleo, mitocôndrias e cloroplastos
 Núcleo controla metabolismo celular 
pela transcrição do DNA  RNA 
proteínas (efetores da informação 
genética)
 Ciclo de vida celular dividido em 2 fases 
principais: mitose (núcleo mitótico) e 
interfáse (núcleo interfásico)
INTRODUÇÃO
 Características variáveis
 Quantidade
 Localização 
 Formato
 Tamanho 
 Composição do núcleo interfásico
 Envoltório nuclear
 Cromatina
 Nucléolos
 Nucleoplasma 
ENVOLTÓRIO 
NUCLEAR
 Protege material genético
 Separa o núcleo do citoplasma
 Mantém o núcleo como um compartimento 
distinto
 Permite a célula controlar o acesso ao 
material genético
 Visível ao microscópio eletrônico
 Constituído por 2 unidade de membranas 
concêntricas: membrana externa e 
membrana interna
 Lipoproteicas (70% proteínas)
 Glicoproteínas, fosfolipídios, triglicerídios, 
colesterol, ésteres de colesterol
ENVOLTÓRIO 
NUCLEAR
 Espaço perinuclear contém proteínas
solúveis
 Lâmina nuclear é uma rede de filamentos
associada à m. interna do envoltório 
nuclear, confere forma e estabilidade ao 
envoltório
 Membrana externa contém poli-
ribossomos aderidos à superfície e tem 
continuidade com retículo 
endoplasmático rugoso
 Maioria das proteínas são comuns 
 Nesprinas são proteínas específicas da 
m. externa  ancoragem do núcleo, 
interagem com citoesqueleto
ENVOLTÓRIO 
NUCLEAR
 Membrana interna: proteínas específicas que 
interagem com m. externa, lâmina nuclear ou 
cromatina
 Proteínas intrínsecas: emerina, receptor p/ 
filamentos da lâmina, LAP1 e 2, MAN1, 
SUN1 e 2
 Proteínas dessas membrana são sintetizadas 
pelos poli-ribossomos aderidos à m. externa, 
migram até m. interna e são mantidas aí pela 
lâmina nuclear e/ou cromatina
ENVOLTÓRIO 
NUCLEAR
 Complexo de poros nucleares
 Mais de 100 moléculas proteicas = 
nucleoporinas (Nup)
 Regulam trânsito de macromoléculas entre 
núcleo e citoplasma
 Transporte ativo: maioria das proteína 
nucleares (importinas) e RNA (exportinas)
 Transporte passivo: água, íons e pequenas 
moléculas (9nm)
 Quantidade depende do tipo de célula e do 
estágio funcional da intensidade do 
metabolismo celular
CROMATINA
 Material genético em forma de cromatina
 Núcleo interfásico: compactada e/ou 
descompactada
 Núcleo em divisão: altamente compactada 
(cromossomos)
 Disposição no interior do núcleo e grau de 
condensação variam entre os tipos celulares, 
com os estágio funcional e estado de 
diferenciação
 Heterocromatina: cromatina altamente 
condensada (10% da cromatina interfásica)
CROMATINA
 Constituída de DNA complexado com 
proteínas
 Proteínas histônicas: estáveis, proporção 
similar ao DNA do núcleo (1:1), baixo peso 
molecular, caráter básico (5 tipos; arginina e 
lisina), auxiliam na compactação 
 Proteínas não-histônicas: acídicas, ligadas ao 
DNA ou dispersa no citoplasma, heterogêneas 
(estrutura cromossomos, replicação e reparo 
DNA, ativação e repressão gênica), auxiliam 
nos níveis maiores da compactação 
 Cromatina isolado tem pequena quantidade 
de RNA associado a ela
ESTADOS 
FUNCIONAIS 
DA 
CROMATINA
 Heterocromatina: coloração intensa
 Mais compactada que a eucromatina inativa
 Não é transcrita em RNA
 Sempre inativa
 Constitutiva – sequências altamente 
repetitivas, próximas ao centrômero, 
telômero e constrição secundária
 Facultativa – condensada/descondensada 
dependendo da célula, sequências em cópia 
única ou medianamente repetitiva, 
 Exemplo : cromossomo X heterocromático 
ou cromatina sexual
ESTADOS 
FUNCIONAIS 
DA 
CROMATINA
 Eucromatina: coloração menos intensa
 Cromatina ativa – menos condensada, 
transcrita nos vários tipos de RNA
 Cromatina inativa – mais condensada 
CROMATINA
 Estrutura molecular básica: nucleossomo:
 Expressão da informação gênica
 Gene: sequência de nucleotídeos do DNA que 
é expresso em um produto funcional 
molécula de RNA ou cadeia polipeptídica
 Éxons: segmentos codificadores
 Íntrons: segmentos não-codificadores
 Todo gene é transcrito em uma molécula longa de RNA, que é 
processada, reduzida de tamanho e convertida na molécula de 
RNAm
 Processo ocorre no núcleo
 Splicing : digestão dos íntrons e junção dos éxons, processo 
muito complexo (precisão nos locais de quebra)
 Moléculas pequenas de RNA auxiliam no splicing : snRNA
 snRNP + snRNA = spliceossomo
 RNA polimerase : transcreve fita simples de DNA em RNA 
TIPOS DE 
DNA
 O DNA das células eucariontes pode 
apresentar três diferentes graus de repetição
de suas sequências nucleotídicas, 
caracterizando três categorias de genes:
 Cópia única – uma vez por genoma haploide, 
genes estruturais (proteínas)
 Medianamente repetitivos – 100 a 1000 
cópias de cada gene no genoma, codificam 
RNA ribossômico e histonas, transposons
(elementos genéticos de transposição)
 Altamente repetitivos – acima de 10 mil 
cópias de cada gene, sequências curtas, DNA 
satélite, restritos a regiões específicas
TIPOS DE 
DNA
 O número de cópias de um gene pode ser 
aumentado em diferentes fases do 
desenvolvimento em resposta a estímulos 
específicos
 Processo de amplificação : aumento rápido 
da produção de um determinado RNA
NUCLÉOLOS
 Estruturas esféricas, não envolvidos por 
membrana
 Presentes em todas as células eucariontes 
nucleadas
 O tamanho, a forma e a organização variam 
com o tipo de célula e atividade funcional:
 Principalmente quanto à síntese de proteína
 Produção de ribossomos
 Geralmente é único, mas pode haver núcleos 
com dois ou mais
 São estruturas dinâmicas
 Fragmentam na prófase da mitose e se 
reorganizam na telófase
NUCLÉOLOS
 Composição: 
 Estruturas densas
 60% proteínas e RNA ribossômico
 Dentre as proteínas: RNA polimerase I e 
topoisomerases I e II
 Pequena quantidade de DNA (DNA 
ribossômico)
 Ao microscópio eletrônico, 3 componentes 
morfológicos distintos, que representam os locais 
de transcrição e processamento do rRNA e 
montagem das subunidades ribossômicas:
 Centro fibrilar
 Componente fibrilar denso
 Componente granular
EXPRESSÃO 
GÊNICA
As informações nas células
DNA
RNA
PROTEÍNAS
Gene: sequência linear nucleotídeos
RNAm: sequência códons
Formação da cadeia polipeptídica
TRANSCRIÇÃO
TRADUÇÃO
NÚCLEO
CITOPLASMA
SÍNTESE PROTEICA
2016/2
Síntese e Processamento de Proteínas
Transcrito primário
mRNA maduro
Proteína 
(inativa)
Tradução
Transcrição
Processamento 
pós-transcricional
Dobramento
Modificações 
covalentes nos 
aminoácidos
Processamento
pós-traducional
Proteína ativa
DNA 
Transcrição Tradução
Traços
herdados
RNA Proteínas
“Dogma Central ” da Genética Molecular
Processamento
do RNA
Síntese proteica
Formar cópias de RNA a partir de segmentos do DNA 
(genes)
Transcrição: passo chave na expressão gênica
RNA: cadeia de fita única ou simples
Transcrição
No núcleo, a enzima RNA polimerase abre as cadeias deDNA e sintetiza um 
RNA complementar a apenas uma dessas cadeias do DNA (gene), formando o 
RNA mensageiro
RNA polymerase acts here
Transcrição
1 gene
Após sua formação, o RNA mensageiro passa para o 
citoplasma para o processo da tradução
Códons: unidades de linguagem do Código Genético
RNA transportador possui os anticódons dos códons do mRNA,
adaptando-se a eles para adição dos aminoácidos
Local de ligação 
ao aminoácido
Local de ligação 
ao mRNA
Etapas da síntese de proteínas
1. Ativação do aminoácido
2. Iniciação
3. Elongação
4. Terminação
5. Dobramento/processamento pós-tradução
Ligação do aminoácido ao 
tRNA
Aminoacil t-RNA
A etapa de ativação do 
aminoácido é determinante na 
fidelidade da tradução
TRADUÇÃO
Processo de expressão gênica pela síntese de proteínas
 Há 20 aminoácidos diferentes para 
formar vários tipos de proteínas
 As proteínas diferem pela posição dos 
aminoácidos
 Como no alfabeto: 23 letras formam 
milhares de palavras
Processamento após (ou durante) a síntese de 
proteínas
 Dobramento ou folding
 Clivagem proteolítica (incluindo amino-
terminal)
 Modificações covalentes nos aminoácidos
 Degradação
Influencia a estrutura e função de proteínas
Peptídeo sinal direciona proteínas secretadas e/ou glicosiladas para o 
retículo endoplasmático 
Síntese e Processamento de Proteínas
Transcrito primário
mRNA maduro
Proteína 
(inativa)
Tradução
Transcrição
Processamento 
pós-transcricional
Dobramento
Modificações 
covalentes nos 
aminoácidos
Processamento
pós-traducional
Proteína ativa
RIBOSSOMOS
 Encontrados nas células em duas formas: 
 Livres
 Associados ao retículo endoplasmático 
rugoso (RER)
 Associados à m. externa do envoltório 
nuclear
 Interior das mitocôndrias e cloroplastos
 Constituídos por proteínas e rRNA
 Subunidade menor se liga ao mRNA e ao tRNA
 Subunidade maior catalisa a ligação peptídica 
entre os aminoácidos
Polirribossomos
Formações constituídas por uma molécula de RNA 
mensageiro + vários ribossomos
Podem estar:
a) Livres no citoplasma
b) Aderidos à membrana
Síntese proteica pelos polirribossomos
POLIRRIBOSSOMOS LIVRES
POLIRRIBOSSOMOS LIGADOS AO 
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO
mRNA
Ribossomos 
Cisterna do RE
rugoso 
Proteínas denaturadas
e maldobradas
Conjugado para ubiquitina
Proteossoma
Degradação de proteína
Proteínas do citosol
e citoesqueleto
Importação de proteínas específicas para
Mitocôndrias Peroxissomos Núcleo 
Processamento do aparelho do Golgi e triagem
Vesículas secretórias Lisossomos 
Proteínas secretadas
pela célula
Proteínas da 
membrana celular
a) Polirribossomos livres no citoplasma
• Sintetizam proteínas destinadas à célula
•Ocorrem em células que sintetizam grande quantidade de
proteínas usadas internamente no crescimento rápido
• Ex.: células cancerosas, células embrionárias e reticulócitos
(precursores das hemácias)
b) Polissomos aderidos à membrana
• Sintetizam proteínas que serão secretadas
Ex.: glândula mamária:
• Sintetizam proteínas que compõem estruturas celulares
membranosas
Ex.: membrana plasmática,
Golgi, lisossomos, vacúolos
Tipos gerais 
de células 
produtoras 
de proteínas
1. Células que sintetizam proteínas que ficam no 
citosol e não segregadas no RER 
(polirribossomos livres)
 Eritroblasto  hemoglobina
 Cianoblasto  hemocianina
 Células de crescimento rápido: embrionárias e 
tumorais
2. Células que sintetizam e segregam proteínas 
para RER e secreção (polirribossomos aderidos)
 Fibroblastos matriz extracelular –
componentes não-fibrilares e componentes 
fibrilares (colágeno)
 Plasmócitos  anticorpos
Tipos gerais 
de células 
produtoras 
de proteínas
3. Células que sintetizam proteínas segregadas 
no RER, complexo de Golgi e grânulos 
(polirribossomos livres)
 Leucócitos, eosinófilos, neutrófilos, 
monócitos e macrófagos  proteínas e 
enzimas
 Cianoblasto  hemocianina
 Células de crescimento rápido: embrionárias 
e tumorais
4. Células que sintetizam, segregam e 
acumulam proteínas em grânulos de secreção 
para exportação por exocitose
 Acinosas do pâncreas e glândula salivar 
parótida  enzimas digestivas
 Caliciformes do intestino mucina
 Colágeno: família de proteínas estruturais
 Sintetizado dentro da célula em pequenas 
porções por diferentes tipos celulares 
(fibroblastos, condroblastos e osteoblastos) 
e exportado para fora da célula
 Fora da célula: estrutura em tripla hélice
 Cada molécula: porglicina, prolina, 
hidroxiprolina e hidroxilisina