Núcleo Interfásico

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Núcleo Interfásico 
Núcleo entre as divisões celulares. 
 
Importância do núcleo 
● Separação de processos importantes da célula, 
como transcrição e a tradução 
● Organização espacial do material genético 
● Determinação da forma celular (forma do 
núcleo acompanha a forma da célula) e faz a 
proteção mecânica do material genético 
(carioteca) 
 
OBS! ​O posicionamento nuclear na célula é devido à 
interação com citoesqueleto 
OBS! ​Quanto maior o tamanho do núcleo maior o 
metabolismo e quantidade de DNA da célula. 
 
Componentes do núcleo interfásico 
● Envoltório nuclear 
● Cromatina 
● Nucléolos 
● Nucleoplasma 
 
ENVOLTÓRIO NUCLEAR 
Funções 
● O envoltório nuclear separa o núcleo do 
citoplasma (barreira seletiva); 
● Realiza manutenção do núcleo como 
compartimento distinto 
● Permite o controle ao acesso do material 
genético. 
 
Visualização 
O envoltório nuclear só é possível ver por 
meio da microscopia eletrônica; na óptica, só é 
possível ver a sua associação com a heterocromatina 
na periferia do núcleo. 
 
 
 
Composição 
É formado por duas unidades de membrana 
concêntricas lipoproteicas (30% lipídeos e 70% 
proteínas). 
A membrana nuclear interna se associa à 
lâmina nuclear e tem interação com a cromatina; já na 
membrana externa, há associação com ribossomos na 
superfície e dá continuidade ao RER. Entre as duas 
membranas há o espaço perinuclear (possui proteínas 
solúveis sintetizadas pelos ribossomos aderidos à 
membrana. 
 
Complexos de poro 
O envoltório nuclear 
apresenta complexos 
de poros nucleares (3 a 
4 mil complexos); 
quanto maior a 
atividade da célula, 
maior o número de 
complexos. Esses 
poros são importantes 
para a passagem de substâncias do núcleo para o 
citoplasma e vice-versa. 
O complexo de poro nuclear é formado por 
uma associação de proteínas (aprox. 30 proteínas 
difer., que, ao todo formam 100 moléculas proteicas, 
chamadas de nucleoporinas - NUCS), que permitem e 
regulam o trânsito de macromoléculas entre núcleo e 
citoplasma. Quanto maior a atividade de síntese 
proteica, maior o número de complexos (maior 
passagem de mRNA e de outras substâncias). O 
complexo de poro é formado por dois anéis proteicos: 
1. Anel citoplasmático: apresenta filamentos 
citoplasmáticos que interagem com a 
substância que entra no núcleo 
2. Ane nuclear: tem filamentos nucleares, que 
formam uma cesta de basquete e interagem 
com as substância que passam pelo poro. 
Entre os dois anéis há o canal central aquoso 
com diversas proteínas. 
Moléculas de até 
60 kDa atravessam 
o poro por difusão 
(água, íons e 
pequenas 
moléculas); já 
moléculas com 
mais de 60 kDa 
atravessam o poro 
por transporte ativo 
(RNA e proteínas) 
 
 
Transporte pelo poro nuclear 
As moléculas maiores, para o transporte pelo 
poro, devem apresentar Sinais de Localização Nuclear 
(NLS) ou ​Sinais de Exportação (NES)​; as que 
apresentarem NLS estão indo para dentro do núcleo, 
já as que apresentam NES, estão saindo no núcleo. 
Esse transporte é ativo, com a hidrólise de GTP em 
GDP + Pi. 
Esses sinalizadores são reconhecidos por meio 
de receptores de importação e de exportação, que se 
ligam à molécula a ser transportada, chamados de 
importinas ​(leva para dentro do núcleo) e ​exportinas 
(para fora do núcleo), que interagem com as NUCS e 
permitem a passagem pelo poro. 
 
OBS! ​Vale ressaltar que moléculas entre 50-60 kDa 
atravessam o poro sem gasto de energia, por meio de 
difusão facilitada, pois há interação com o complexo 
do poro; moléculas <50 kDa passam por difusão 
simples. 
 
A importina e exportina têm um sítio de 
ligação para a ​molécula de Ran​, que é uma enzima a 
qual tem a capacidade de clivar o GTP em GDP + Pi. 
No caso da importina, ao levar a molécula 
transportada para dentro do núcleo, a Ran-GTP se liga 
à importina, fazendo-a liberar a molécula no núcleo, 
assim a importina é levada de volta ao citoplasma (as 
NUCS reconhecem o complexo Ran-GTP-importina e 
permitem a passagem pelo poro), onde apresenta-se a 
enzima GAP que hidrolisa o Ran-GTP em 
Ran-GDP+Pi, o qual se solta da importina e a deixa 
disponível para ser utilizada em outro ciclo. 
 
 
No caso da exportina, ela se liga à 
macromoléculas com NES e à Ran-GTP, levando esse 
complexo para o citoplasma (NUCS reconhecem o 
complexo Ran-GTP-exportina e permitem a passagem 
pelo poro). Lá, a Ran-GTP é clivada em Ran-GDP + 
Pi pela GAP, fazendo com que a exportina perca a sua 
afinidade com a macromolécula, liberando-a; a 
exportina volta para o núcleo da célula e pode ser 
reutilizada novamente. 
Assim, após todos esses processos, há um 
acúmulo de Ran-GDP no citoplasma e uma 
diminuição de Ran-GTP no núcleo. Dessa forma, para 
evitar isso, a Ran-GDP entra no núcleo pelo complexo 
de poro e é fosforilada pela enzima GEF, presente no 
nucleoplasma, virando Ran-GTP novamente. 
 
LÂMINA NUCLEAR 
Formada por laminas A-C e B (filamentos 
intermediários), associada à superfície interna do 
envoltório nuclear. Durante a mitose, a lâmina nuclear 
é fosforilada temporariamente para que haja a sua 
desorganização e, assim, a desorganização do núcleo, 
expondo o material genético. 
A função da lâmina é: 
● Manutenção da forma e suporte estrutural 
nuclear 
● Associação de fibras cromatínicas ao 
envoltório 
● Participação no controle da expressão gênica, 
na manutenção do citoesqueleto e na 
sobrevivência da célula 
Os filamentos intermediários da lâmina 
nuclear apresenta NLS, que permite a sua entrada no 
núcleo após a sua tradução no citoplasma. 
 
 
OBS! ​Células somáticas apresentam na sua lâmina 
nuclear laminas A, C, B1 e B2; já as germinativas 
apresentam laminas C2 e B3. 
OBS! ​As laminas são ligadas à diversas proteínas que 
podem indicar vários processos celulares, sendo 
assim, responsável por diversas mudanças nas células. 
Alterações nas laminas nucleares podem causar 
doenças, como cânceres e doenças autoimunes, ex: 
● Distrofia de Emery-Dreyfuss: mutação de 
laminas A/C e emerina; o qual causa 
desestruturação do envoltório nuclear com 
extravasamento do conteúdo para o 
citoplasma, encurtamento dos músculos dos 
membros, problemas cardíacos, disritmia 
ventricular e etc. 
● Lipodistrofia familiar do tipo Dunnigan: 
mutação de laminas A/C, o qual causa 
desaparecimento progressivo do tecido 
adiposo subcutâneo dos membros, região 
glútea e tronco, que se inicia na puberdade, 
levando ao acúmulo de gordura na face, 
queixo, grande lábios e região 
intra-abdominal. 
● Síndrome de Hutchinson-Gilford (Progéria): 
Mutação de laminas A, causa envelhecimento 
acelerado (morte antes dos 13 anos) 
 
CROMATINA 
É DNA complexado a proteínas específicas, 
que pode estar organizada de forma compacta 
(heterocromatina) ou descompactada (eucromatina). 
No núcleo em divisão a cromatina fica altamente 
condensada. Geralmente, as principais proteínas da 
cromatina são as Histonas, as quais apresentam 
radicais amino que se ligam aos radicais fosfato do 
DNA, não dependendo dos tipos de nucleotídeo do 
DNA. 
A unidade estrutural básica da cromatina é o 
nucleossomo, que é formado por uma fita de DNA 
(200 pares de bases) associado a um ​octâmero de 
histonas (1 tetrâmero de ​H3-H4 e 2 dímeros 
H2A-H2B​).Ligando um centro de nucleossomo (8 
histonas +146 pb DNA) a outro, há uma fita de DNA, 
chamado de ​DNA de ligação (15-80 pb DNA). Essa 
conformação de centros de nucleossomos + DNAs de 
ligação não associado a histonas é chamado de Fibra 
de 10 nm (ou colar de contas), e retrata o primeiro 
nível de compactação da cromatina (eucromatina 
ativa). 
Entretanto, há um 2º Nível de Compactação da 
cromatina, no qual, há uma outra histona (​H1​) que se 
associa a dois segmentos de DNA de ligação; ela é 
chamada de ​Fibra de 30 nm e representa a 
eucromatina inativa. 
Além disso, podem ter novas associações de 
proteínas para aumentar a compactação e virar 
heterocromatina. 
 
OBS! ​nucleossomo = centro do nucleossomo + DNA 
de ligação 
 
Vale frisar, que essas histonas podem sofrer 
uma modificação chamada de epigenética (alterações 
no material genético sem mudar a configuração dos 
pb). Por exemplo, a metilação/desacetilação causa 
silenciamento da transcrição gênica (ex: genes 
supressores tumorais); outro exemplo, se houver um 
metilação/acetilação/ubiquitinação ocorre aumento da 
transcrição gênica (ex: oncogenes) 
A eucromatina é distribuída por todo o núcleo 
de forma descondensada, sendo constituída por genes 
que codificam proteínas, ou seja, genes 
transcricionalmente ativos. Já a heterocromatina fica 
preferencialmente na periferia do núcleo, sendo 
constituída por sequências de DNA que não codificam 
proteínas, permanece altamente condensada, é uma 
porção bem visível em microscopia. 
 
NUCLÉOLOS 
É uma estrutura não envolvida por membrana, 
presente em todas as células nucleadas; o tamanho 
depende da intensidade de síntese proteica da célula; 
geralmente é único na célula. Na divisão celular, 
ocorre sua desorganização, com a parada de 
transcrição. 
 
A região em que o nucléolo se desenvolve é 
chamado de ​Região Organizadora do Nucléolo 
(NOR)​, e nesse local apresenta RNAr, DNAr, 
proteínas estruturais, RNA polimerase I, 
Topoisomerase I e II, snoRNA (fazem a clivagem de 
rRNA). 
O nucléolo apresenta algumas regiões 
específicas: 
● Centro Fibrilar (CF): onde ocorre a transcrição 
de rRNA e onde apresenta todos os fatores 
necessários para isso (como DNAr que é 
transcrito em rRNA, com a presença de RNA 
pol. I e etc.) 
● Componente Fibrilar Denso (CFD)​: apresenta 
moléculas de rRNA recém-transcritas e onde 
ocorre o processamento pós-transcricional do 
rRNA. com proteínas específica. 
● Componente Granular (CG)​: onde ocorre a 
montagem das subunidades ribossômicas (40S 
e 60S) e o processamento final do rRNA 
(grânulos de rRNA + proteínas). 
 
NUCLEOPLASMA 
É uma solução aquosa de proteínas, RNA 
nucleosídeos, nucleotídeos e íons, onde estão 
mergulhados nucléolos e cromatina. 
Nesse nucleoplasma, há uma matriz nuclear, 
formada por um citoesqueleto nuclear (entre eles os 
filamentos intermediários da carioteca, actina-G e 
entre outros), que faz a organização da cromatina nos 
territórios cromossômicos (por exemplo, a 
eucromatina no centro do núcleo e a heterocromatina 
na periferia). 
Há também nessa substância proteossomos, 
que são complexos proteicos, que fazem a degradação 
de proteínas envolvidas no ciclo celular. 
 
OBS! A actina-G, que se junta e forma a actina-F, é 
responsável, no núcleo, pela expansão nuclear e 
descondensação da cromatina, processos 
importantíssimos para a divisão celular.