Núcleo Interfásico

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Núcleo Interfásico 
Introdução 
O núcleo celular é uma das 
estruturas mais evidentes e uma das 
maiores em tamanho. O núcleo, nas 
células em geral, possui de 4 a 5 𝜇m de 
diâmetro. 
Características gerais do 
núcleo celular 
Célula procariótica 
Existem células que não possuem 
núcleo, como as células procarióticas. 
Nesses casos, o material genético fica 
concentrado em uma região do 
citoplasma chamada de nucleóide, mas 
não há membrana nuclear. 
 
Célula de E. coli 
 Material genético mais claro na 
microscopia; 
 Ausência de envoltório nuclear. 
Célula animal 
 O núcleo está delimitado por uma 
membrana dupla da qual saem 
divertículos que são formadores do 
Retículo Endoplasmático Rugoso. O núcleo 
está ancorado no citoplasma por 
estruturas do citoesqueleto. Em uma 
lâmina de um corte histológico, é possível 
ver em microscopia de luz com coloração 
de hematoxilina e eosina, o núcleo. 
Distingue-se perfeitamente o núcleo dos 
nucléolos e do restante da célula. 
 
Vista geral em microscópio óptico 
 Núcleos em roxo mais escuro; 
 Citoplasma em lilás; 
 Nucléolos em roxo ainda mais 
escuro. 
 
Vista geral em microscopia eletrônica 
 Núcleo com constituição bem 
diferente do resto do citoplasma; 
 Material genético dentro; 
 Duas membranas envoltas no 
núcleo; 
 Entre as duas membranas, existe 
um espaço intermembrânico; 
 Massa de material genético – 
cromatina. 
 
Visão detalhada do núcleo em microscopia 
eletrônica 
 Duas estruturas mais escuras 
denominadas nucléolos. 
Tipos celulares 
Células sem núcleo 
As hemácias são as únicas células 
anucleadas no sangue periférico dos 
mamíferos. 
 
Esfregaço de sangue - hemácias 
 Região central mais clara, mais 
fina. 
Quando as hemácias estão se 
formando, elas possuem núcleo. Mas 
depois de um processo de síntese 
acelerada de hemoglobina, na etapa 
seguinte, o núcleo é colocado para fora 
da célula, sendo destruído. As hemácias, 
então, caem na corrente sanguínea. 
Essas células possuem um tempo de 
vida bem curto, por não possuírem 
núcleo, ou seja, informação genética. Vive 
em torno de 180 dias e então são 
destruídas. 
No sangue, temos células nucleadas e 
anucleadas. 
 
Esfregaço de sangue – glóbulos brancos e 
hemácias 
 Hemácias em roxo claro, 
anucleadas. 
 Glóbulo branco do tipo neutrófilo 
com núcleo dividido em lóbulos. 
 Glóbulo branco do tipo basófilo com 
núcleo dividido em dois lóbulos. 
Células uni nucleares 
 As células que são uninucleadas 
podem possuir diferentes formas de 
núcleo. 
 
 Essas formas caracterizam muito 
as células. 
 
Núcleos em formatos diferentes 
 Em geral, os núcleos são 
arredondados. 
 Pode haver núcleos em formato 
de ‘C’ ou mais alongados. 
O formato do núcleo vem a depender 
dos diferentes formatos ou tipos 
celulares. 
Essa característica é muito evidente 
nos epitélios. Por exemplo, no tecido 
epitelial pavimentoso, as células são bem 
achatadas. Isso implica que seus núcleos 
sejam alongados e achatados. 
 
Células do epitélio pavimentoso 
No tecido epitelial do tipo cuboidal, 
os núcleos celulares são arredondados e 
localizados na região basal da célula. 
 
Células do epitélio cuboidal 
 No tecido epitelial do tipo colunar, 
que é uma célula bem longa, vemos que 
seus núcleos são, também alongados e 
presentes na região mais basal da 
célula. 
 
Células do epitélio colunar 
Células multinucleadas 
 A grande maioria das células 
possuem um núcleo só, mas existem 
células que tem muitos núcleos. 
 A célula multinucleada mais 
conhecida é a célula do músculo estriado 
esquelético. São células extremamente 
grandes, que ligam um tendão a outro. É 
necessário que existam muitos núcleos 
para fazerem a manutenção do grande 
citoplasma dessas células. 
 
 Centenas de núcleos. 
 Núcleos sempre na parte mais 
externa do citoplasma. Meios são 
preenchidos por miofibrilas, 
responsáveis pela contração 
celular. 
Outra célula multinucleada conhecida é 
o osteoclasto, responsável por dissolver 
tecido ósseo. 
 
 Células enormes, com até 12 
núcleos. 
Componentes do núcleo 
 
Núcleo em microscopia eletrônica de 
transmissão 
 Membranas nucleares interna e 
externa, chamadas em conjunto de 
envelope nuclear. 
 Poro nuclear. 
 Lâmina nuclear: muito fina. 
 Material genético ou cromatina. 
 Nucléolo. 
 Ribossomos na membrana nuclear 
externa, realizando síntese de 
proteínas. 
 
Membrana nuclear ou 
carioteca 
 A membrana nuclear, apesar de 
ser lipoproteica como todas as outras, é 
bastante particular. 
 
 
Membrana nuclear em microscopia eletrônica; 
corada artificialmente 
 Pequenos poros nucleares nas 
membranas. 
A membrana nuclear, muito delicada, 
está conectada diretamente a outras 
membranas da célula, como o retículo 
endoplasmático rugoso. Possui diversas 
aberturas em sua parede. 
Na face interna do núcleo temos uma 
capa de proteínas da classe dos 
filamentos intermediários que revestem 
toda a superfície interna da membrana 
nuclear. 
 
 Duas unidades lipoproteicas de 
membrana. 
 Espaço intermembranas que pode 
variar de tamanho de acordo com 
os tipos celulares. 
 
Na face externa da membrana, há 
ribossomos que fazem síntese proteica, 
mas não é comum. 
Na face internas há uma série de 
proteínas transmembranas que 
prendem a lâmina nuclear. 
 
Relação carioteca - RER 
Há continuidade entre a carioteca e 
o retículo endoplasmático rugoso, 
possuindo até mesmo ribossomos em 
sua superfície externa. 
 
Continuidade entre carioteca e RER em 
microscopia eletrônica de transmissão 
 
 
Poros 
 A membrana nuclear tem poros. 
Esses poros estão espalhados pela 
membrana nuclear e possuem a função 
de troca entre o ambiente nuclear e o 
citoplasma. Antigamente, se imaginava 
que fossem simples aberturas e que a 
troca de substâncias era livre. 
Entretanto, hoje sabe-se que não são 
simples aberturas e que a troca de 
substâncias é muito controlada 
seletivamente. 
 Um conjunto de proteínas formam 
o complexo de poros; cerca de 50 
proteínas diferentes. 
Criofratura – o núcleo visto do citoplasma 
 Estruturas proteicas conservadas 
– os poros parecem fechados. 
A quantidade de poros é um indicativo 
de atividade nuclear. Um núcleo com 
muitos poros indica muita atividade 
nuclear. 
 
Complexos de poros isolados – vista do 
citoplasma 
 
Complexos de poros isolados – vista do interior 
do núcleo 
 O lado citoplasmático possui 
proteínas reconhecedoras de 
diversas substâncias que entram 
no núcleo. 
 O lado do interior do núcleo possui 
estruturas semelhantes a um 
diafragma, que pode abrir ou 
fechar conforme o que vai ser 
transportado para dentro da 
célula. 
 
Microscopia eletrônica de uma membrana 
nuclear e seus poros 
 Os poros são firmemente 
ancorados na membrana nuclear e 
possuem diâmetros de 50 nm. Há uma 
passagem extremamente seletiva de 
substâncias. As proteínas controlam o 
que entra e o que sai. 
 
 Moléculas pequenininhas possuem 
maior facilidade de entrar, e maiores, 
maior dificuldade. 
 
 A proteína que entrará no núcleo 
se liga a um receptor de importação 
nuclear, formando um complexo que 
será reconhecido pelas fibrilas citosólicas 
da superfície do poro. Há uma ligação 
entre esses elementos e o poro se abre. 
 Quando o poro se abre, esse 
complexo é transportado para dentro do 
núcleo. A proteína carga terá seu 
encaminhamento devido e o receptor de 
importação nuclear é enviado de volta 
para fora do núcleo para poder reiniciar 
o ciclo. 
 Os poros nucleares transportam 
proteínas nas suas conformações 
nativas, completamente enoveladas, e 
componentes ribossômicos como 
partículas associadas. 
Essa característica distingue o 
mecanismo de transporte nuclear dos 
mecanismos que transportam proteínas 
para o interior da maioria das outras 
organelas. As proteínas precisam se 
desnaturar para cruzar as membranas 
das mitocôndrias e dos cloroplastos. 
Um receptor de importação 
nuclear se liga a uma proteína nuclear 
ainda nocitosol e entra no núcleo. Lá, ele 
encontra uma pequena GTPase 
monomérica denominada Ran, que 
carrega uma molécula de GTP. Essa Ran-
GTP se liga ao receptor de importação, 
fazendo-o liberar a proteína nuclear. 
Tendo liberado sua carga no núcleo, 
o receptor – ainda ligado a Ran-GTP – é 
transportado de volta ao citosol pelo 
poro. No citosol, uma proteína acessória 
induz Ran a hidrolisar seuGTP ligado. Ran-
GDP se dissocia do receptor de 
importação, que então está livre para se 
ligar a outra proteína destinada ao núcleo. 
Um ciclo semelhante atua na 
exportação de moléculas de mRNA e 
subunidades ribossômicas do núcleo para 
o citosol, utilizando receptores de 
exportação nuclear que reconhecem os 
sinais de exportação nuclear. 
Lâmina nuclear 
 A lâmina nuclear é formada por 
um conjunto de proteínas que fazem 
parte dos filamentos intermediários e 
que revestem o núcleo internamente 
como um filme, exceto na região dos 
poros. 
 
Rede de proteínas da lâmina nuclear em 
microscopia eletrônica do tipo scanning 
 Formam uma barreira 
extremamente compacta em torno da 
cromatina. Essas lâminas nucleares 
possuem três diferentes tipos de 
proteínas: lamininas A, B e C que 
interagem entre si. 
 As lamininas estão firmemente 
aderidas à membrana interna do 
envelope nuclear através de proteínas 
transmembranas que são feitas no RER 
e que são carreadas pela face externa, 
inicialmente, até que conseguem passar 
pelos complexos de poro e ficam dentro 
do núcleo, travando a lâmina na 
membrana interna. 
 E temos um domínio que ligará as 
mesmas proteínas à, principalmente, os 
telômeros da cromatina, então o 
material nuclear fica preso. 
 A lâmina nuclear é o elemento do 
citoesqueleto responsável por manter a 
integridade do núcleo. Ela também possui 
um importante papel na divisão celular. 
 Durante a divisão celular, ocorre a 
condensação da cromatina, que vai se 
desligando da lâmina nuclear. Quando 
termina essa fase de condensação, uma 
proteína fosforilase fosforila as 
proteínas das lâminas e o conjunto de 
proteínas se dissolve quase 
completamente. Assim, no final da 
prófase, o núcleo está desmanchado; ele 
desmancha por efeito de fosforilação 
das proteínas da lâmina nuclear. 
 Ao final da anáfase, uma outra 
proteína, kinase, realiza a 
desfosforilação das proteínas da lâmina 
nuclear. Quando os fosfatos são 
removidos, elas voltam a ter afinidade 
entre si e entre a cromatina. 
Formam-se pequenos envelopes 
de membrana nuclear em volta de cada 
cromossomo que está se 
descondensando e esses pedaços de 
envelopes se unirão no fim da telófase, 
há a montagem de um novo núcleo. 
 
Nucléolo 
 O nucléolo é uma região bastante 
diferenciada, por ter genes diferentes 
que se expressam dentro do nucléolo e 
por ser a origem de síntese dos 
ribossomos. 
 
 O nucléolo possui bastante 
evidencia dentro do núcleo, sempre 
aparecendo mais escuro nas 
microscopias. Possui duas regiões 
diferentes: o centro fibrilar, onde se 
expressam os genes de RNA ribossômico 
e o centro granular, onde são montados 
os ribossomos. 
 
 Na região fibrilar, temos os genes 
que fazem o RNAr. Esses genes estão 
colocados em milhares de cópias; são 
transcritos bastante longos, com um 
peso 45s e íntrons e éxons. 
 Durante o processo de transcrição 
há a formação de um longo RNam, que 
tem os éxons e íntrons. Há o splicing com 
remoção dos íntrons. Os três genes – 
18s, 28s e 5.8s - são transcritos no 
nucléolo, mas para fazer ribossomo é 
necessário um gene 5s, que fica em 
outra parte do núcleo e é carregado para 
o nucléolo. 
 
 A formação do ribossomo ocorre 
com a produção do transcrito primário 
45s, que é processado em transcritos 
20s e 32s. O 20s é processado em 18s e 
se transforma na subunidade menor 
(40s) do ribossomo. O 32s é processado 
em 28s e em 5.8s; esse transcrito 
recebe uma unidade de transcrição 5s e 
se processa na subunidade maior (60s) 
do ribossomo. 
 As duas subunidades saem do 
núcleo de forma separada e só se 
juntam na síntese proteica. 
 
 As proteínas ribossommais são 
feitas no citoplasma. 
O nucléolo está presente em todas as 
fases ativas da célula, no G1, G2. E S 
Quando a célula está em divisão, ele se 
desmancha e depois volta a se montar. 
 Os genes ribossomicos geralmente 
estão em vários cromossomos 
diferentes. Na espécie humana, temos 5 
cromossomos que fazem a molécula 
precursora de 45s: 13, 14, 15, 21, 22. 
Temos apenas um par de cromossomos 
que possuem que fazem a molécula 
precursora de 5s, o par 1. 
 
 Isso está relacionado ao numero 
de nucléolos, então em uma célula 
humana, cada cromossomo poderá 
formar um nucléolo diferente, podendo 
se formar até 10 nucléolos diferentes. 
Normalmente, isso não acontece. Os 
vários cromossomos se juntam para 
formar menos nucléolos. Geralmente, a 
célula possui três nucléolos por núcleo. 
Cromatina 
 É um material de aspecto 
filamentoso, constituído de DNA + 
proteínas. O numero de filamentos é 
constante para cada espécie (o mesmo 
do número de cromossomos). Na mitose 
aumentam sua condensação, tornando-
se na forma de cromossomos visíveis. 
 Possuem a função de conter as 
informações genéticas. 
 
 Fios extremamente longos presos 
na membrana nuclear interna. 
 Nucleossomos: proteína envolta 
em DNA. 
 O DNA praticamente nunca está 
nesse formato de dupla hélice, 
pois sendo extremamente longo, 
não caberia no núcleo. 
 O DNA fica na forma de dupla 
hélice quando ocorre atividade 
gênica de transcrição. 
A cromatina não é toda homogênea. 
Existem regiões muito condensadas e 
regiões pouco condensadas. 
 
 As regiões muito condensadas são 
chamadas de heterocromatina. As 
regiões descondensadas são chamadas 
de eucromatina. Na eucromatina, os 
genes estão transcrevendo. Na 
heterocromatina, os genes estão 
inativos. 
 
 A primeira estrutura de 
compactação são os nucleossomos 
e depois uma proteína H1 se 
prende aos nucleossomos. 
 Os nucleossomos se unem em 
uma estrutura em forma de 
solenoide, com 30nm de diâmetro. 
 O solenoide é o que chamamos de 
cromatina. 
 Para compactar ainda mais essa 
cromatina para a divisão celular, 
usamos um esqueleto de proteínas 
ácidas, formando uma fibra de 
nucleossomos que se espiraliza de 
novo. 
 O novo espiral terá a espessura de 
700nm, que é a espessura de uma 
cromátide de um cromossomo. 
 
Cromatina em espirais condensados e em 
forma de colar de contas 
 
 
A cromatina não está solta no 
citoplasma. 
 Há diversos sítios capazes de 
prender a cromatina à lâmina nuclear. 
Cada cromossomo está preso em uma 
região do núcleo, o que chamamos de 
territórios cromossômicos. 
 É possível hoje em dia mapear 
esses territórios cromossômicos. Eles 
estão dispostos sempre aos pares em 
células diplóides. 
 
 Ainda em relação à cromatina, há 
cortes histológicos em que as células 
possuem núcleos mais escuros ou mais 
claros. Isso está relacionado à atividade 
celular. 
 Na camada basal do epitélio, há 
células com grande atividade celular, e 
por isso encontramos os chamados 
núcleos descondensados. É formado 
prioritariamente por muita eucromatina. 
 Em células desse mesmo tecido 
que possuem menor atividade celular, o 
núcleo se encontra mais condensado; o 
núcleo tem praticamente somente 
heterocromatina. 
 
 
Corte histológico do epitélio basal 
 Células com muita atividade na 
porção inferior. 
 Células com pouca atividade na 
porção superior. 
 
Corte histológico de um tendão 
 Poucas células ativas e muitas 
inativas. 
Em alguns casos, essa mudança de 
descondensado para condensado é 
irreversível. No epitélio, por exemplo, as 
células vão morrendo e descamando. 
Essa mudança também pode ser 
facultativa. No tendão, em casos de 
lesão, pode haver a descondensação da 
cromatina para a formação de 
eucromatina e restabelecer a atividade 
celular normal para formar as fibras de 
colágeno, que são as proteínas que dão 
sustentação ao tendão. 
 Nomeamos a célula de acordo com 
o estadode condensação em que elas 
estão. 
 Fibroblastos: células com 
cromatina descondensada e muita 
atividade celular. 
 Fibrócito: células com cromatina 
condensada e pouca atividade 
celular. 
A cromatina se condensa 
(heterocromatina) sempre em 
regiões próximas à lâmina nuclear, na 
região periférica. Apenas quando a 
célula está muito heterocromática 
que a heterocromatina fica na região 
central. 
 Existem regiões de expressão de 
genes. Para que os genes possam se 
expressar, eles devem estar ativos, 
ou em forma de eucromatina. Para 
isso, quando um gene precisa ser 
expressado, ele se descondensa de 
heterocromatina (inativo) para 
eucromatina (ativo). Se ele precisar 
parar de se expressar, ele volta a se 
tornar heterocromatina. 
 O que vai influenciar a atividade 
do gene é o tipo celular e a 
atividade celular necessária. 
Um exemplo clássico é o 
cromossomo X de fêmeas mamíferos. 
As fêmeas possuem dois cromossomos 
X, mas apenas um funciona. O 
cromossomo X que funciona fica na 
forma de eucromatina; o que não 
funciona, bolinha de heterocromatina. 
A cromatina sexual é o 
cromossomo X heterocromático. Nem 
sempre é o X herdado da mãe ou do pai 
que funciona - existe uma alternância. 
Na gata abaixo, como um dos genes 
responsáveis pela cor de pelagem está 
no X, podemos perceber que um X 
expressou um gene e outras células que 
possuem cromossomo X ativo 
expressou outros genes. Não existem 
gatos com três cores machos. 
 
Nucleoplasma 
 
 Constitui-se como a parte líquida 
do núcleo. É muito semelhante com o 
citoplasma, mas difere-se dele por 
proteínas e complexos proteicos e 
enzimático. 
Generalidades 
O núcleo tem DNA em quantidade 
que varia de espécie para espécie. Quanto 
mais terminais nos termos de evolução, 
mais DNA celular. 
 
 As células eucariotas derivam das 
células procariotas – nas quais o DNA 
também está preso na membrana 
nuclear. O que deve ter acontecido é que, 
ao longo da evolução, o DNA, dada a sua 
importância, foi se tornando centralizado 
junto com a membrana. Essa 
internalização provavelmente ocorreu 
com cromossomos bacterianos. 
 Ao mesmo tempo, se formaram 
as organelas membranosas.