Estrutura e Funções do Núcleo Celular

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Núcleo
O núcleo é a maior organela da célula.
Contém quase todo o DNA presente na célula, bem como os mecanismos para a síntese do RNA, e o nucléolo que nele reside, o qual é o local de formação das subunidades ribossomais.
Delimitado por duas membranas lipídicas, abriga três importantes componentes: cromatina (material genético da célula); nucléolo e nucleoplasma (contém macromoléculas e partículas nucleares envolvidas na manutenção da célula).
Geralmente, o tamanho, o contorno e o formato do núcleo são constantes para cada tipo celular, um fato útil no diagnóstico clínico do grau de malignidade de algumas células cancerosas.
Envoltório Nuclear
Membrana nuclear externa: Voltada para o citoplasma
Cisterna: perinuclear (espaço entre as membranas)
Membrana nuclear interna
Poros nucleares: espaços (interrupções) entre as membranas
Membrana Nuclear Externa
É contínua com o Retículo Endoplasmático Granular;
Sua composição se assemelha à do RE;
Predomínio proteico;
Sua superfície citoplasmática está rodeada por uma delgada malha frouxa de filamentos intermediários, constituídos pela proteína vimentina;
Sua superfície citoplasmática geralmente possui ribossomos que sintetizam ativamente proteínas transmembranares destinadas às membranas nucleares externa ou interna;
30% de fosfolipídios.
Membrana Nuclear Interna
Predomínio de proteínas
Proteínas intrínsecas diferentes: Emerina (sinalizador para ativar a passagem através da membrana) e Receptor para Filamentos da lâmina
Proteínas periféricas
Lâmina nuclear: Uma malha entrelaçada de filamentos intermediários, constituída pelas laminas A, B e C e localizada na periferia do nucleoplasma. A lamina nuclear auxilia na organização e dá suporte à bicamada lipídica da membrana nuclear e à cromatina perinuclear, assim como exerce papel na montagem de vesículas para reconstruir o envoltório nuclear subsequente à divisão celular. Responsável por conferir sustentação e dar formato. 
Poros Nucleares
Fusão das membranas nucleares
Comunicação entre núcleo e citoplasma
Complexo do Poro Nuclear
Poro nuclear + glicoproteínas associadas
Várias proteínas integrais de membrana formando essa estrutura.
 É composto por 3 anéis redondos de proteínas integrais, empilhados um em cima do outro
 1 anel voltado para a face citoplasmática: proteínas integrais ligadas a fosfolipídios.
Obs: 
O anel é constituído por 8 subunidades, sendo que, cada uma delas, possui um filamento citoplasmático, que se acredita ser uma proteína de ligação do tipo Ran (uma família de proteínas de ligação ao trifosfato de guanosina - GTP), que se projeta no citoplasma. 
Tem sido sugerido que estas fibras podem mediar a importação para o núcleo, através do complexo do poro nuclear, movimentando substratos ao longo de toda a sua extensão em direção ao centro do poro.
1 anel chamado de transportador central (anel radial luminal ou anel medial): é constituído por um grupo de 8 proteínas transmembranares que se projetam para o lúmen do poro nuclear, bem como para dentro da cisterna 
perinuclear. Estas proteínas, semelhantes a raios de uma roda, parecem ancorar os componentes glicoproteicos do complexo do poro nuclear na borda do poro nuclear. A estrutura conhecida como transportador está acoplada às proteínas semelhantes a raios de uma roda do anel luminal.
 1 anel nuclear: Ajuda na exportação de vários tipos de RNA. Forma a cesta que facilita a entrada e a saída de substâncias do núcleo. Essa cesta torna-se deformada durante o processo de exportação nuclear. Esse complexo facilita o transporte de substâncias através da membrana: 
Transporte passivo – íons e moléculas pequenas 
 Transporte Ativo – moléculas grandes.
Funções do Poro Nuclear
Atua no transporte bidirecional entre o núcleo e o citoplasma 
Contém várias proteínas que irão ajudar no transporte de moléculas
Macromoléculas e partículas maiores não podem alcançar ou deixar o compartimento nuclear através da difusão simples; por sua vez, elas são seletivamente transportadas através de um processo de transporte mediado por receptores. Sequências sinais de moléculas a serem transportadas através dos poros nucleares devem ser reconhecidas por um dos muitos sítios receptores do complexo do poro nuclear. Frequentemente, esse é um processo dependente de energia.
Importinas: Proteínas-alvo contendo sinais de localização nuclear (NLSs). Transportam cargas (p.ex., subunidades proteicas de ribossomos, aminoácidos, nucleotídeos) do citoplasma para o núcleo.
Exportinas: Proteínas-alvo contendo sinais de exportação nuclear (NESs). Transportam macromoléculas (p.ex., RNA, subunidades dos ribossomos, etc) do núcleo para o citoplasma.
 Ran: Pertence à família das GTPases que atuam associadas a proteínas reguladoras (p.ex., nucleoporinas), ou seja, atuam em conjunto com as importinas e exportinas, quebrando moléculas para gerar energia auxiliar nos transportes.
Obs:
Certos mecanismos de transportes ocorrem bidirecionalmente. Esses sinais de transporte são denominados nucleocitoplasmáticos (NS). Proteínas que carregam este sinal interagem como o RNAm.
Nucleoplasma
Solução aquosa de proteínas, RNAs, nucleosídeos, nucleotídeos e íons, onde estão mergulhados o nucléolo e a cromatina
Presença da matriz nuclear
O nucleoplasma é constituído por grânulos de intercromatina (IGs) contém RNPs e várias enzimas que estão espalhadas por entre a cromatina, por todo o núcleo, e parecem estar conectados uns aos outros por delgadas fibrilas; e de pericromatina localizados nas margens da heterocromatina; por ribonucleoproteínas (RNPs), e pela matriz nuclear a maior parte é constituída por RNA.
Nucleossomos
DNA + Proteínas (histonas – H1, H2A, H2B, H3 e H4 - e não-histônicas)
DNA + Histonas = NUCLEOSSOMOS
Está envolvido por duas voltas completas da molécula de DNA. Esta configuração do nucleossoma, com suas espirais de DNA, representa a disposição mais simples do condicionamento da cromatina no núcleo. Como somente uma pequena quantidade de cromatina da célula está nesta configuração, acredita-se que ela represente regiões nas quais o DNA está sendo transcrito.
Obs:
Durante o ciclo celular, o fator de organização da cromatina 1 (CAF-1) acelera a montagem rápida dos nucleossomos do DNA recém – sintetizados em cromatina, de modo que este não se pode tornar um molde. Consequentemente, a montagem nucleossoma/histona não somente fornece um esqueleto estrutural para a cromatina, mas também constitui um importante mecanismo para o reparo, replicação e transcrição do DNA.
Cromatina
Nucleossomos compactados
Representa os cromossomos desespiralizados e distendidos do núcleo durante a intérfase. 
Heterocromatina forma condensada, inativa, periferia nuclear.
Eucromatina forma ativa, na qual o material genético das moléculas de DNA está sendo transcrito como RNA. 
Cromossomos
Durante a mitose e a meiose, os cromossomos são fibras de cromatina que se condensam e se espiralizam de modo tão compacto que se tornam visíveis ao microscópio óptico.
O número de cromossomas nas células somáticas é específico para as espécies e é denominado genoma, a composição genética total. Nos humanos, o genoma é constituído por 46 cromossomos, representando 23 pares de cromossomos homólogos. Um membro de cada um dos pares de cromossomas provém da mãe e o outro provém do pai. Dos 23 pares, 22 são denominados autossomas; o par restante, que determina o sexo, constitui os cromossomas sexuais.
Cromatossomos
Nucleossomos unidos por um eixo proteico.
Nucléolo
Constituído por:
Região granular: grânulos de RNA
Região fibrilar: aspecto fibrilar de RNA
Filamentos de DNA ribossômico
O tamanho do nucléolo também se relaciona com a atividade metabólica e a intensidade da síntese proteica. 
OBS:
Tumor maligno
Alteração no tamanho e estrutura nuclear com aumento de mitoses
A célula para de exercer sua função
A única preocupação da célula tumoral é se dividir (sofre múltiplas mitoses)
Modificações nucleares relacionadas à morte celular
Cariólise:acontece através de vesículas dentro do núcleo, que destroem a membrana nuclear
Picnose: o próprio núcleo espirala a sua cromatina, tornando-a inativa. O núcleo se compacta aos poucos, se destruindo. 
Cariorrexis: destruição da membrana e liberação do material.
Apoptose
Morte celular programada
Esse processo é regulado por um número de genes altamente conservados que codificam para uma família de enzimas conhecidas como caspases, que degradam proteínas reguladoras e estruturais no núcleo e no citoplasma.
É feita sem ruptura da membrana citoplasmática
Não há exposição do conteúdo celular do tecido, portanto não há resposta inflamatória.
Ciclo Celular
É uma série de eventos dentro da célula que prepara a célula para a divisão de duas células-filhas.
Interfase
Momento da vida da célula: Crescimento, desenvolvimento, produção e duplicação do material genético até que ocorra a divisão celular.
Célula aumenta seu tamanho e seu conteúdo e replica seu material genético. 
Núcleo Interfásico
Se localiza SEMPRE no polo basal da célula
Pode apresentar diversos formatos de acordo com a função desempenhada pela célula.
O tamanho do núcleo varia de acordo com o metabolismo celular. Células com intensas atividades celulares terão esse núcleo maior. 
Envoltório Nuclear (semelhante à membrana plasmática)é composto por:
Cromatina – Forma os cromossomos
Nucléolos – Produz RNA para a síntese de ribossomos
Nucleoplasma – “Citoplasma” do núcleo
G0: Algumas células que não sofreriam mitose (como as células tronco, gametas,etc) esperam no G0, como se congelassem; não exercem nenhuma função.
G1 (momento mais importante): Síntese de macromoléculas essenciais para o início da duplicação do DNA. Os nucléolos são restabelecidos durante essa fase. É durante esse período que os centríolos começam a se duplicar, processo que é completado na fase G2.
S: DNA é duplicado; nucléolo em intensa atividade
G2: Preparação para a mitose
Mitose
Divisão do núcleo (cariocinese) e do citoplasma (citocinese) originando duas células filhas idênticas
Prófase
Condensação dos cromossomos 
Desaparecimento dos nucléolos (não tem mais atividade)
Cada cromossomo consiste em duas cromátides irmãs paralelas, unidas em um ponto ao longo de seu comprimento, o centrômero.
Prometáfase
Desaparecimento do envoltório nuclear
Obs:
Acontece em organismos eucariontes unicelulares
Metáfase
Cromossomos estão em máxima condensação e alinhados no polo equatorial da célula.
Anáfase
Separação das cromátides-irmãs.
Formação do sulco de clivagem para a divisão celular
Telófase
Citocinese. 
Reconstituição do núcleo, do envoltório nuclear, desaparecimento do fuso mitótico, desespiralização do cromossomo, que reassume a conformação de cromatina.
Correlações Clínicas
Uma compreensão mais completa da mitose e do ciclo celular tem ajudado enormemente a quimioterapia do câncer, tornando possível o uso de drogas em um momento no qual as células estão em um determinado estágio do ciclo celular. Por exemplo, a vincristina, e outras drogas similares rompem o fuso mitótico, mantendo a célula em mitose. A colchicina, um outro alcaloide vegetal que produz o mesmo efeito, foi usada extensivamente nos estudos de cromossomos individuais e cariotipagem. O metotrexato, que inibe a síntese de purinas, e o 5-fluorouracil, que inibe a síntese de pirimidinas, interrompem o ciclo celular na fase S, impedindo a divisão celular; ambos são agentes quimioterápicos de uso corrente.
Os oncogenes são formas mutantes dos genes normais chamados protoncogenes, que codificam proteínas que controlam a divisão celular. Os oncogenes podem resultar de uma infecção viral ou de acidentes genéticos aleatórios. Quando presente numa célula, os oncogenes dominam os genes sobre os alelos de protoncogenes normais, causando o descontrole da divisão celular e da proliferação. Exemplos de células cancerosas originárias de oncogenes incluem as do câncer de bexiga e da leucemia mielogênica aguda.
Se o RNAr do nucléolo se tornar instável, há a aceleração do processo de envelhecimento. Em células malignas o nucléolo pode se tornar hipertófico. Além disso, sabe-se que, em células tumorais, as regiões organizadoras nucleolares tornam-se maiores e mais numerosas, indicando, assim, um prognóstico clínico ruim. 
Gametas
A formação de novas células nem sempre ocorre através do ciclo celular típico
Nos gametas este processo não é cíclico.
Resumo pra dar certo (em busca do 10):
DNA + HISTONAS = NUCLEOSSOMOS 
A CONDENSAÇÃO DE NUCLEOSSOMOS FORMA A CROMATINA (HIST H1, CAF – 1)
SE OS NUCEOSSOMOS FOREM UNIDOS POR UM EIXO PROTEICO = CROMATOSSOMOS
CROMOSSOMOS = CROMATINA CONDENSADA E ESPIRALIZADA, DURANTE A MITOSE E A MEIOSE
NA TELÓFASE, OS CROMOSSOMOS RETORNAM À CONFORMAÇÃO DE CROMATINA!!!!!!!!!!!
CROMATINA CROMOSSOMOS DESESPIRALIZADOS