Aula 03 - Núcleo interfásico
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Aula 03 - Núcleo interfásico

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a manutenção de sua integridade e para que possa

haver replicação. Essas regiões são o centrômero, os telômeros e as

origens de replicação (Figura 3.6). Nos eucariotos, as moléculas de

DNA estão compactadas com proteínas, formando o arranjo que nós

chamamos cromatina.

Figura 3.6: Regiões essenciais dos

cromossomos: cada cromossomo tem

de ter um centrômero, sobre o qual se

alojam as proteínas do cinetócoro na

mitose, telômeros nas extremidades

e várias origens de replicação, que

assumem o aspecto de bolhas na fase S.

As proteínas que compactam o DNA são classifi cadas em histonas

e não-histonas. As histonas são proteínas muito adequadas para interagir

com o DNA (ácido desoxirribonucléico) porque têm alto teor de

aminoácidos carregados positivamente, sendo, portanto, básicas. Quatro

histonas diferentes (H2A, H2B, H3 e H4), com duas cópias de cada,

formam um octâmero ao redor do qual a fi ta dupla de DNA está enrolada

(Figuras 3.7 e 3.8). Esse arranjo é chamado nucleossomo. O segmento

de DNA que fi ca entre dois nucleossomos é chamado DNA de ligação e

pode variar de tamanho. Já o segmento que envolve um nucleossomo tem

tamanho bastante regular, de cerca de 200 pares de bases.

Telômero

Origem de

replicação

Centrômero

Origem de
replicação

Telômero

Bolha de replicação Cinetócoro
Cromossomos duplicados

em células

Camila
Highlight

Camila
Highlight

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Figura 3.8: Procedimento para dissociar

os nucleossomos e separá-los das histonas.

Existe ainda uma outra histona compactando

o DNA, a histona H1, que não faz parte do

nucleossomo. Ela fica por fora do arranjo de

nucleossomos, ajudando a torná-lo mais frouxo ou

mais compactado (Figura 3.9).

DNA de ligação

Histonas do
nucleossomo

DNA de ligação digerido

por nucleares

200 pares de nucleotídeos

Dissociação com alta

concentração de sal

Nucleossomos
liberados

Octâmero
de histomas

Dissociação

Duplas hélice de DNA

H2A H2B H3
H4

11nm

a b
Figura 3.7: Modelo do nucleos-

somo visto de dois ângulos

diferentes, com o DNA represen-

tado pelo tubo helicoidal (A) ou

pelas linhas paralelas (B) ao

redor das histonas. Esquema

de Evangelos Moudrianakis.

BIOLOGIA CELULAR II | Núcleo interfásico

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Figura 3.10: Micrografia eletrônica de um

trecho de DNA no estado compactado

natural (a) e depois descompactado (b).

A molécula nativa (A) é chamada fibra de

30nm e o DNA no seu estado descompactado

(B) é comparado a um colar de contas. Fotos:

(a) de Barbara Hamkalo; (b) Victoria Foe.

Figura 3.11: Nucleossomos enrolados sobre si próprios. Em (a), aspecto

frontal de uma fi bra, em (b), o aspecto lateral. Os primeiros seis nucleossomos

estão numerados, para facilitar a compreensão.

A estrutura formada pelos nucleossomos intercalados por DNA

de ligação assemelha-se a um colar de contas (Figura 3.10.b). Quando

assume a confi guração nativa, ela se arranja como a fi bra de 30nm

(Figura 3.10.a). A fi bra de 30nm consiste no colar de nucleossomos

enrolado sobre si próprio, encurtando muito a molécula de DNA

(Figura 3.11).

Figura 3.9: A histona H1 liga-se

por fora dos nucleossomos,

ajudando a mantê-los mais

próximos ou mais afastados.

Histona H1

Nucleossomo

Octâmero
de histomas

30nm

1

2

3
4

5

6

1

2

3

4

5 6

a

b

a b

50nm

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Mesmo na forma de fi bra de 30nm, um cromossomo típico teria

aproximadamente 1mm de comprimento, fi cando impossível acomodá-lo

dentro de uma célula. É necessário, portanto, que o DNA seja ainda mais

compactado. Em contrapartida, se o DNA estiver compactado demais

durante a intérfase, atividades como transcrição e replicação certamente

fi carão muito difi cultadas. Assim, é fácil supor que o mecanismo de

compactação do DNA tenha de ser dinâmico, facilitando o acesso das

enzimas quando necessário (Figura 3.12). Regiões descompactadas do

DNA também são alvo fácil para degradação por DNAses.

Figura 3.12: Para que haja transcrição,

é necessário que o DNA esteja descom-

pactado. As regiões descompactadas

também fi cam acessíveis à degradação.

Talvez você já tenha ouvido ou lido os termos eucromatina e

heterocromatina. A eucromatina (ou cromatina verdadeira) é aquela

que transcreve; portanto, corresponde ao estado descompactado.

Já a heterocromatina está no seu estado mais compactado, inacessível

a enzimas de transcrição ou de degradação. Fica assim mais protegida

e ocupa menos espaço (Figura 3.13). Cada região do genoma ora está

na forma de eucromatina, nos momentos em que transcreve, ora na de

heterocromatina, quando quiescente.

Os vários níveis de organização da cromatina, desde o estado mais

compactado – o cromossomo metafásico – até a molécula de DNA sem

as proteínas de compactação estão representados na Figura 3.13.

Gene que será

transcrito pouco depois

Regiões condensadas

da cromatina

RNA

Gene sendo transcrito

Tratamento com DNAse

DNA
degradado

Camila
Highlight

Camila
Highlight

Camila
Highlight

Camila
Highlight

Camila
Highlight

Camila
Highlight

Camila
Highlight

Camila
Highlight

Camila
Highlight

BIOLOGIA CELULAR II | Núcleo interfásico

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Se você reparar nas micrografi as eletrônicas de núcleos interfásicos,

sejam irregulares como os da Figura 3.2, ou regulares, como os das

Figuras 3.5 e 3.14, vai perceber que parte da cromatina tem aspecto

bastante eletrondenso.

Figura 3.13: Um cromossomo metafásico

pode ir sendo desenrolado até chegar ao

estado mais simples do DNA, a dupla hélice.

Cromossomo metafásico

inteiro

Segmento de cromossomo

na forma condensada

Segmento de cromossomo

na forma estendida

Colar de contas de

nucleossomos

Pequena região da dupla

hélice de DNA

1400nm

700nm

300nm

30nm

11nm

2nm

Fibra de 30nm formada por

nucleossomos compactados

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Figura 3.14: Micrografi a eletrônica de

um núcleo interfásico típico de células

de mamífero. Foto: Daniel Friend.

O aspecto eletrondenso está, na maior parte das vezes, relacionado

ao estado compactado da cromatina, a heterocromatina (nem sempre,

você já vai conhecer as exceções). Poderíamos, assim, correlacionar as

regiões eletrondensas do núcleo com regiões do genoma que não estão

transcrevendo. Observando bem as fotos, você vai reparar que sempre

existe heterocromatina na região mais periférica do núcleo, bem juntinho

do envoltório nuclear. A identifi cação dessa parte da cromatina veio

por acaso: testando o soro de pacientes de doenças auto-imunes por

imunofl uorescência em células em mitose e na intérfase, constatou-se que

os anticorpos fl uorescentes reconheciam os telômeros dos cromossomos

mitóticos e também a heterocromatina aderida ao envoltório nuclear em

células interfásicas.

Examinando células de outras espécies, nem sempre encontramos

os telômeros aderidos ao envoltório nuclear durante a intérfase. Mas esse

dado foi importante porque deu início à idéia, cada vez mais aceita, de que

durante a intérfase os cromossomos descondensados não estão embolados

dentro do núcleo. Muito ao contrário, parece haver grande organização

do genoma. Alguns autores supõem que, à semelhança do que ocorre

no citoplasma, existe um nucleoesqueleto sustentando essa organização.

De fato, se aplicarmos a núcleos isolados a mesma metodologia de extração

do citoesqueleto, usando detergentes não-iônicos, um material protéico

é isolado. Sob certas condições, esse material parece formar fi lamentos,

mas sua organização não é semelhante à dos grupos de fi lamentos do

citoesqueleto. Nenhuma das proteínas conhecidas do citoesqueleto faz

DOENÇAS
AUTO-MUNES

São causadas por
falhas do sistema

imune, que não elimina
células produtoras
de anticorpos que

reconhecem as
moléculas do próprio

indivíduo (self). Os
pacientes dessas

doenças possuem na
circulação anticorpos

que conhecem e atacam
suas próprias células.

5Pm

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