Aula 03 - Núcleo interfásico

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
CEDERJ42
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
Camila
Highlight
Camila
Highlight
Camila
Highlight
CEDERJ 43
A
U
LA
 
3
M
Ó
D
U
LO
 1
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
Camila
Highlight
Camila
Highlight
Camila
Highlight
Camila
Highlight
Camila
Highlight
Camila
Highlight
Camila
Highlight
Camila
Highlight
Camila
Highlight
Camila
Highlight
Camila
Highlight
Camila
Highlight
BIOLOGIA CELULAR II | Núcleo interfásico
CEDERJ44
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.
Camila
Highlight
Camila
Highlight
Camila
Highlight
Camila
Highlight
Camila
Highlight
Camila
Highlight
Camila
Highlight
Camila
Highlight
Camila
Highlight
Camila
Highlight
Camila
Highlight
Camila
Highlight
Camila
Highlight
CEDERJ 45
A
U
LA
 
3
M
Ó
D
U
LO
 1
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
{
BIOLOGIA CELULAR II | Núcleo interfásico
CEDERJ46
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