Nucleo e nucleolo

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Universidade de Brasília – UnB
Disciplina: Citologia 
REVISANDO PARA A PROVA
- Núcleo e nucléolo
	Um cromossomo  é uma longa sequência de DNA, que contém vários genes, e outras sequências de nuleótidos (nucleotídeos) com funções específicas nas células dos seres vivos. 
	Nos cromossomas dos eucariontes, o DNA encontra-se numa forma semi-ordenada dentro do núcleo celular, agregado a proteínas estruturais, as histonas ,e toma a designação de cromatina. Os procariontes não possuem histonas nem núcleo. Na sua forma não-condensada, o DNA pode sofrer transcrição, regulação e replicação.
	Durante a mitose (ver divisão celular), os cromossomos encontram-se condensados e têm o nome de cromossomos metafásicos e é a única ocasião em que se podem observar com um microscópio óptico. 
	O primeiro investigador a observar cromossomas foi Karl Wilhelm von Nägeli em 1842 e o seu comportamento foi descrito em detalhe por Walther Flemming em 1882. Em 1910, Thomas Hunt Morgan provou que os cromossomas são os portadores dos genes.
-Cromossomo dos eucariotos
	Os eucariontes possuem múltiplos cromossomos lineares dentro do núcleo celular. Cada cromossomo tem um centrômero e, durante a divisão celular, apresenta dois braços (que representam, inicialmente, cópias idênticas) saindo do centrômero, os cromatídeos ou cromátides-irmãs. As extremidades dos cromossomos possuem estruturas especiais chamadas telómeros que possuem a função de manter a estabilidade estrutural dos cromossomos, iniciar o pareamento dos cromossomos homólogos e ancorar o cromossomo ao envoltório nuclear. A replicação do DNA pode iniciar-se em vários pontos do cromossomo.
- Cromossomo dos procariotos
Os cromossomas das bactérias podem ser circulares ou lineares. Algumas bactérias possuem apenas um cromossomo, enquanto outras têm vários. O DNA bacteriano toma por vezes a forma de plasmídeos, cuja função não se encontra bem definida. Porém, existem hipóteses sobre as possíveis funções do plasmídeo, como por exemplo, fornecer uma cópia extra do material genético (assim, se uma cópia fica defeituosa, a outra pode funcionar no lugar dela), ou então para transferência horizontal de genes.
Conhecem-se dois tipos de cromatina:
Eucromatina, que consiste em DNA ativo, ou seja, que se pode expressar como proteínas, e
Heterocromatina, que consiste em DNA inativo devido ao fato de estar condensada e que parece ter funções estruturais durante o ciclo celular. Podem ainda distinguir-se dois tipos de heterocromatina:
Heterocromatina constitutiva, que nunca se expressa como proteínas, isto é, nunca é transcrita em RNA e que se encontra localizada à volta do centrômero (contém geralmente sequências repetitivas). Sendo, então, a porção permanentemente condensada da cromatina em todas as células de um organismo; e
Heterocromatina facultativa, que, por vezes, se expressa, ou seja, pode ser transcrita em RNA. Logo, a heterocromatina facultativa é a parte da heterocromatina que, num organismo, pode estar condensada em algumas células e em outras não. O melhor exemplo de heterocromatica facultativa é o cromossomo X dos mamíferos fêmeas. A condensação de um dos cromossomos X das fêmeas ocorre aleatoriamente. Assim, em algumas células teremos o cromossomo X paterno ativo e o cromossomo X materno inativo e vice-versa.
Figura 2:: Diferentes níveis de condensação do DNA. (1) Cadeia de DNA em dupla hélice. (2) Filamento de cromatina (DNA com histonas). (3) Cromatina condensada em interfase com centrómeros. (4) Cromatina condensada em profase. (Existem agora duas cópias da molécula de DNA) (5) Cromossoma em metafase
Nos primeiros estados da mitose, os filamentos de cromatina tornam-se cada vez mais condensados. Eles deixam de funcionar como material genético acessível e formam uma estrutura muito condensada. Eventualmente, os dois cromatídeos (filamentos de cromatina condensada) tornam-se visíveis como um cromossoma, ligados no centrómero. Microtúbulos longos associam-se ao centrómero e a dois extremos opostos da célula. Durante a mitose, os microtúbulos separam os cromatídeos e puxam-nos em direções opostas, de maneira a que cada célula filha herde um conjunto de cromatídeos. Após a divisão das células, os cromatídeos descondensam-se e podem funcionar de novo como cromatina. Apesar da sua aparência os cromossomas têm uma estrutura complexa .Por exemplo, os genes com funções similares estão muitas vezes juntos no núcleo, mesmo que estejam bastante distanciados no cromossoma. O curto braço de um cromossoma pode ser esticado por um cromossoma satélite que contém informação para codificar RNA ribossómico.
	Espécie
	2n de cromossomos
	
	Espécie
	2n de cromossomos
	Drosófila
	8
	
	Humano
	46 cromossomos ou 23 pares
	Centeio
	14
	
	Macaco
	48
	Coelho
	44
	
	Rato
	44
	Cobaia
	16
	
	Carneiro
	54
	Avoante
	16
	
	Cavalo
	64
	Caracol
	24
	
	Galo
	78
	Minhoca
	32
	
	Carpa
	104
	Porco
	40
	
	Borboleta
	380
	Trigo
	42
	
	Samambaia
	>1200
Cada espécie em particular possui um número de cromossomas característico.As espécies que se reproduzem assexuadamente têm um conjunto de cromossomas, que é igual em todas as células do corpo. As espécies que se reproduzem sexuadamente têm células somáticas, que são diplóides [2n] (têm dois conjuntos de cromossomas, um proveniente da mãe e outro do pai) ou poliplóides [Xn] (têm mais do que dois conjuntos de cromossomas). Além das células somáticas, os organismos que se reproduzem sexuadamente possuem os gametas (células reprodutoras), que são haplóides [n] (têm apenas um conjunto de cromossomas). Os gametas são produzidos por meiose de uma célula diplóide da linha germinativa. Durante a meiose, cromossomas semelhantes de origem materna e paterna (por exemplo o cromossoma 1 de origem materna com o cromossoma 1 de origem paterna) podem trocar pequenas partes de si próprios (crossing-over), e assim criar novos cromossomas que não foram herdados unicamente de um dos progenitores (podendo criar, por exemplo, um cromossoma 1 que apresenta regiões provenientes do cromossoma 1 de origem materna junto com outras regiões do cromossoma 1 de origem paterna). Quando um gameta masculino e um gâmeta feminino se unem (fertilização), forma-se um novo organismo diplóide.
	Para determinar o número (diplóide) de cromossomas de um organismo, as células podem ser fixadas em metafase in vitro com colchicina. Estas células são então coradas (o nome cromossoma foi dado pela sua capacidade de serem corados), fotografadas e dispostas num cariótipo (um conjunto ordenado de cromossomas). Tal como muitas espécies com reprodução sexuada, os seres humanos têm cromossomas sexuais especiais (X e Y), que são diferentes dos autossomas. Estes últimos têm como finalidade definir as funções corporais. Os cromossomas sexuais nos seres humanos são XX nas fêmeas e XY nos machos. Nas fêmeas, um dos dois cromossomas X está inactivo e pode ser visto em microscópio num formato característico que foi chamado corpos de Barr.
O nucleossomo, também chamado de nucleossoma, trata-se da unidade fundamental da cromatina dos seres eucarióticos. Consiste em uma unidade de DNA dividida em duas espirais, que se enrosca em torno de um disco proteico, composto por proteínas, as histonas e as não-histonas.
As histonas são proteínas simples, solúveis em água. Foram descritas cinco histonas distintas (H1, H2A, H2B, H3 e H4), contudo, apenas quatro compõem o nucleossomo (H2A, H2B, H3 e H4) juntamente com o DNA. Com relação a essas quatro, existem duas cópias de cada, originando um octâmero.
	Na fase de mitose, quando há a intensa condensação dos cromossomos, o DNA compacta-se com a aproximação dos nucleossomos.
	Esta estrutura pode ser vista apenas sob microscopia eletrônica, na qual se apresentam com aspecto de pequenas contas de um colar, ao longo da fita de DNA.
	Telomerase é uma enzima descoberta por Elizabeth Blackburn e Carol Greider em 1985, que tem como função adicionar sequências específicas e repetitivasde DNA à extremidade 3' dos cromossomos, onde se encontra o telômero. Esta enzima é uma transcriptase reversa, tendo na sua estrutura um modelo em RNA que utiliza para sintetizar o DNA telomérico, em eucariotas.
	Estudos recentes sugerem ser possível reverter o processo de senescência celular incrementando, de forma artificial, a quantidade de telomerase nas células. Seria possível, inclusive, reverter algumas atrofiasde tecidos, devidas ao envelhecimento, induzindo a síntese de telomerase. Não obstante, é preciso considerar uma consequência indireta de alterar os genes da mortalidade celular: no caso do câncer, as células cancerosas, à diferença das células somáticas normais, não entram em senescência depois de um número definido de divisões. Estudos demonstram que, quando se estimula a atividade da telomerase e se inativa um gene supressor tumoral (o gene p16INK4a), produz-se imortalidade celular, o que constitui um passo importante para a formação de um tumor.
	Muitas células cancerosas derivam de células somáticas, e foi comprovada a presença de telomerase em 75-80% das linhas tumorais. Isto não quer dizer que a telomerase induza o câncer. Kathleen Collins da Universidade de Berkeley descobriu que doentes afetados por uma enfermidade congênita rara, a disqueratose congênita, tinham níveis de telomerase anormalmente baixos. Entretanto, em muitos casos, morriam de câncer gastrointestinal. Apesar desta incongruência, sabe-se que a agressividade das células tumorais está relacionada com seus níveis de telomerase e que níveis altos desta enzima são indicativos da malignidade do tumor.
	Recentemente a FDA autorizou dois estudos clínicos com telomerase. Um deles visando obter um melhor diagnóstico do câncer cervical e o outro para avaliar um fármaco contra a leucemia mielóide. No Japão, está sendo utilizado em crianças com neuroblastoma 4S. Aparentemente essas crianças têm um câncer metastásico, mas os tumores são telomerase negativos e aproximadamente 80% chegam a uma remissão espontânea uma vez que o tumor tenha sido eliminado cirurgicamente. O estudo identifica os que são telomerase–positivos, de maneira que possam ser tratados de uma manera mais agressiva. De fato, na atualidade, uma importante linha de investigação do câncer se baseia na telomerase como alvo. A Geron Corporation está desenvolvendo esses medicamentos anti–telomerase contra o câncer, obtendo bons resultados em células cancerígenas em cultivo. As células tratadas reduzem seus telômeros e morrem depois de aproximadamente 25 divisões.
	As células tumorais imortais podem ser úteis para imortalizar células somáticas mediante hibridação celular somática. Isto é feito mediante a fusão dos citoplasmas de uma célula tumoral e uma célula somática em cultivo. Esta técnica se aplica a diferentes fins, tais como determinar o endereço cromossômico de um gene ou obter algum produto específico, como um anticorpo para a um determinado antígeno.
	Nucléolos são organoides presentes em células eucarióticas, ligados principalmente à coordenação do processo reprodutivo das células (embora desapareça logo no início da divisão celular) e ao controle dos processos celulares básicos, pelo fato de conter trechos de ADN específicos, além de inúmeras proteínas associadas ou não a RNAr.
O nucléolo é o local, no núcleo, onde regiões de diferentes cromossomas que contém genes para o DNA ribossomal se encontram. Aqui, o RNA é sintetizado e combinado com proteínas, para formar as subunidades ribossomais (maior e menor), essas ao se dirigirem para o citoplasma através dos poros da carioteca, poderão se unir para formar o ribossomo no momento em que ocorrer a tradução (síntese protéica).
São corpúsculos arredondados de aspecto esponjoso, mergulhados diretamente no nucleoplasma, uma vez que não possuem membrana envolvente. 
	O nucléolo tem por função a organização dos ribossomos. Quanto maior o seu número e tamanho, maior é a síntese protéica(ou de proteina) da célula. A porção fibrilar densa é mais central e é formada por RNAr (RNAribossômico) e proteínas ribossomais. A porção granular é mais periférica e é formada por subunidades ribossômicas em formação. A região organizadora do nucléolo é a cromatina associada ao nucléolo, que na divisão encontra-se nos satélites dos cromossomos acrocêntricos. Não é uma estrutura compacta, pois nota-se a invasão do nucleoplasma. Os ribossomos são formados a partir das proteínas ribossômicas, que são importadas do citoplasma e se associam com o RNAr.