Aula 03 - Núcleo interfásico
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Aula 03 - Núcleo interfásico

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3Núcleo interfásico aula
OBJETIVOS • Discutir a importância do aparecimento

de um núcleo individualizado.

• Listar os componentes estruturais do núcleo
durante a intérfase.

• Enumerar os diversos graus de organização
da cromatina.

• Correlacionar aparência, composição
e função do nucléolo.

Pré-requisitos

Compartimentalização celular
(Aula 15 de Biologia Celular I).

Controle do ciclo celular (Aula
1 de Biologia Celular II).

Divisão celular (Aula 2 de
Biologia Celular II).

BIOLOGIA CELULAR II | Núcleo interfásico

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INTRODUÇÃO Durante a intérfase, quase todo o genoma de um eucarioto está dentro de

um compartimento, o núcleo. O núcleo é o maior compartimento celular,

ocupando em média 10% do volume total da célula. A maioria das células

possui apenas um núcleo, com exceção de:

• eritrócitos de mamíferos, que perdem o núcleo durante a diferenciação;

• células derivadas da fusão de células precursoras, como as células musculares

esqueléticas, que possuem muitos núcleos;

• certos protozoários, como os do gênero Giardia, que são binucleados

(Figura 3.1).

Figura 3.1: (A) Célula muscular multinucleada; (B)

o protozoário Giardia lamblia possui dois núcleos

e quatro pares de fl agelos.

O núcleo costuma ter formato arredondado e ocupar posição

central nas células, mas pode fi car na periferia, como nas células

musculares (Figura 3.1) ou nos adipócitos (reveja a Figura 27.2 em

Biologia Celular I) e não serem redondos, como os núcleos de leucócitos

(Figura 3.2).

IMPORTÂNCIA EVOLUTIVA

Você aprendeu em Biologia Celular I (Aula 15) que a compartimenta-

lização foi um grande avanço evolutivo porque permitiu que as diferentes funções

celulares pudessem ser distribuídas em diferentes locais, onde as moléculas

envolvidas em determinada atividade celular estão próximas. Esse raciocínio

se aplica perfeitamente ao compartimento nuclear, mas há outras vantagens

que tornaram o aparecimento do núcleo evolutivamente tão importante.

Núcleos Miofi brila

Núcleos

Flagelos

a b

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Figura 3.2: Micrografias eletrônicas de

glóbulos brancos: em A, um neutrófi lo;

em B, um basófi lo; em C, um eosinófi lo;

em D, um monócito. Todos possuem

apenas um núcleo (N), que tem formato

irregular. Como estamos vendo cortes

ultrafinos dessas células, nem sempre

todas as partes do núcleo aparecem no

plano de corte. Fotos: Dorothy Bainton.

CADA COISA EM SEU LUGAR

A maior vantagem evolutiva do aparecimento de um

núcleo individualizado foi, sem dúvida alguma, a separação entre

a transcrição (síntese de uma fi ta de RNA a partir do DNA) e

a tradução (síntese de um peptídeo a partir da fi ta de RNA).

Os dois eventos estão separados em eucariotos porque não

existem ribossomos maduros no compartimento nuclear. Isso

garante que os mRNA produzidos na transcrição tenham de

sair do núcleo para o citoplasma antes de começarem a ser

traduzidos. Qual a vantagem disso? Criar oportunidade de

processar o RNA antes que ele saia do núcleo (Figura 3.3).

Figura 3.3: Em eucariotos, a transcrição e a tradução ocorrem em

compartimentos diferentes. Assim, o RNA sintetizado na transcrição

pode ser processado ainda no núcleo, antes de ser transportado

para o citoplasma, onde será traduzido pelos ribossomos.

2mm

Núcleo
DNA

RNA

Processamento

mRNA

Transporte

Transcrição

Tradução

Proteína

Citoplasma

Ribossomos

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Para que você possa avaliar o impacto evolutivo da separação

dos eventos de transcrição e tradução, basta lembrar que a quantidade

de informação contida no genoma de procariotos é muito menor que a

contida no genoma dos eucariotos. Essa diferença não se deve apenas

à maior massa de DNA presente neles. Nos procariotos, os genes estão

arranjados em seqüência linear. Se toda a diversidade de informação

dos eucariotos tivesse de ser arranjada na forma de genes enfi leirados,

seria impossível acomodar o comprimento de seu genoma numa célula!

Foi a oportunidade de processar o RNA resultante da transcrição que

gerou a possibilidade de sobrepor informações. Ao ser processada, cada

molécula de RNA ora perde uma parte, ora outra parte, transpõe regiões

etc., podendo gerar vários mRNA, cada um resultando numa proteína

diferente. Assim, as células eucarióticas puderam se tornar muito mais

complexas, com uma variedade de proteínas muito maior do que

a variedade genômica.

Se você tinha aprendido que o aparecimento do núcleo foi

evolutivamente importante porque protegeu o DNA, não se preocupe.

Esse conceito não está errado. De fato, envolvido por um envelope tão

bem estruturado (você já vai ver!), o genoma está protegido de todo o

movimento do citoplasma. Mas vamos reconhecer que, se nada mais

tivesse acontecido depois do aparecimento do núcleo, a diferença entre

eucariotos e procariotos seria muito menor!

A ORGANIZAÇÃO GERAL DO NÚCLEO INTERFÁSICO

O núcleo é o compartimento que contém o DNA, organizado na

forma de cromatina, e está separado do citoplasma por um envelope

ou envoltório nuclear. O envoltório defi ne um ambiente nuclear, cuja

matriz é diferenciada, o nucleoplasma. O nucleoplasma e o citoplasma

se comunicam diretamente através de aberturas no envoltório.

Essas aberturas não são simples buracos, e sim poros muito bem

estruturados, denominados complexos do poro.

Partes diferentes da cromatina têm arranjos especiais, sendo o

nucléolo o mais conhecido deles. O envoltório nuclear, formado por

duas membranas, está sustentado tanto pelo lado citoplasmático quanto

pelo lado nuclear, por fi lamentos do citoesqueleto (Figuras 3.4 e 3.5).

No lado nuclear, fi lamentos intermediários formam a lâmina nuclear.

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No lado citoplasmático, outros tipos de fi lamentos intermediários,

além de microtúbulos, colaboram com a sustentação. O próprio centro

organizador de microtúbulos (centrossomo) se encontra bastante próximo

do envoltório nuclear.

Vamos dedicar atenção especial a cada uma dessas principais

estruturas nucleares nesta e na próxima aula.

Figura 3.4: Micrografi a eletrônica da

região nuclear. Note que a cromatina

aderida fi ca excluída da área sob o

complexo do poro. Foto: Larry Gerace.

Figura 3.5: Esquema ilustrativo da organização geral do

núcleo. Esse esquema se baseia em informações obtidas

a partir de micrografi as como a mostrada na Figura 3.4.

Envoltório nuclear

Complexo do poro

Lâmina nuclear

Cromatina aderida

Matriz nuclear 1Pm

Retículo endoplasmático

Filamentos intermediários

Poro

Cromatina

Núcleo

Centrossomo

Lâmina nuclear

Membrana externa

Membrana interna
1Pm Envoltório nuclear

Microtúbulos

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ORGANIZAÇÃO DA CROMATINA

Você está estudando a organização do DNA e seu metabolismo

em Biologia Molecular, por isso aqui só vamos abordar alguns aspectos

da organização do DNA de eucariotos, especialmente na intérfase.

Como acabamos de ver, o genoma dos eucariotos é muito grande,

e esse tamanho torna difícil sua acomodação dentro do núcleo.

É necessário que as moléculas de DNA estejam compactadas.

O grau de compactação do DNA varia no ciclo celular, como já

foi mencionado nas duas últimas aulas, atingindo seu máximo na fase

M, quando é possível individualizar, contar e classifi car as moléculas

de DNA, ali chamadas cromossomos. Existem regiões do cromossomo

essenciais para