Núcleo Celular

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Mari Tatsch- Biologia Celular
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Núcleo Celular
Formado pela invaginação da membrana plasmática, que envolveu o material genético, passou a ter o envoltório nuclear (carioteca), criando a célula eucariótica e o núcleo da célula.
A forma do núcleo depende do tipo celular, células musculares são rígidas e achatadas e as células do tecido sanguíneo precisam de movimento, nesse caso serão arredondadas. O número, geralmente, é um por célula, mas existe exceções (hepatócitos, osteoclastos, células musculares esqueléticas). As hemácias não possuem núcleo (é eliminado durante o processo de diferenciação celular- hamatopoiese) e células da matriz óssea, como os osteoclastos, são polinuclaadas (importantes no processo de reabsorção e remodelagem óssea).
Núcleo interfásico: entre mitoses. Possui alta atividade metabólica para a preparação de mitoses. Nessa parte ocorre a duplicação do DNA e transcrição de diferentes tipos de RNA. 
Organização do núcleo interfásico: 
Envoltório nuclear ou carioteca
Visível somente por microscópio eletrônico. Apresenta poros que controlam o trânsito de moléculas. 
· Externa: apresenta ribossomos na face citoplasmática e se comunica com o RER;
· Interna: transporta proteínas específicas para o núcleo (com lâmina nuclear). 
Lâmina nuclear
É uma estrutura proteica responsável pela organização estrutural do envelope nuclear. É constituída por filamentos intermediários do citoesqueleto. Fornece suporte mecânico ao envoltório e serve como um sítio de ligação para fibrilas de cromatina na periferia do núcleo. 
	As mutações nos genes da lâmina (LMNA) são responsáveis por doenças hereditárias, como:
	Distrofia muscular esquelética, cardiopatia, Lipodistrofia, neuropatia periférica e envelhecimento precoce.
Poro nuclear
Tem um papel importante de permitir algumas moléculas de atravessar a membrana, como o RNA (trânsito entre núcleo e citoplasma). O trânsito de moléculas pelos poros pode ser:
· Passivo: moléculas pequenas;
· Ativo: moléculas grandes- proteínas e RNAs. 
Nucleoplasma
Também chamado de cariolinfa ou suco nuclear, massa incolor constituída principalmente de água e proteínas, mas também de RNAs, nucleosídeos, nucleotídeos, íons, onde estão mergulhados os nucléolos e a cromatina. 
Matriz celular: constitui uma estrutura fibrilar formando um endoesqueleto nuclear (equivalente ao citoesqueleto). 
Nucléolo
Corpúsculo esponjoso desprovido de membranas, se encontra em contato direto com o suco nuclear (nucleoplasma), rico em RNA ribossômico. Formado por ribonucleoproteínas associadas às regiões organizadoras de nucléolo.
Estruturas esféricas e densas que se coram intensamente. Local de síntese de RNA ribossômico. O tamanho do nucléolo está relacionado com a intensidade proteica que ocorre no citoplasma. 
Basofilia (muda de acordo com os diferentes tipos celulares), seu tamanho e quantidade são variáveis. Heterocromatina associada ao nucléolo. 
Cromatina
Cromatina é o material genético da célula que se localiza no nucleoplasma. DNA enrolado em proteínas básicas tipo histonas. Organizado em filamentos longos e finos (cromonemas) ou condensado (cromossomo), dependendo do grau de condensação pode ser:
· Eucromatina: cromatina ativa (está sendo copiada) e difusa.
· Heterocromatina: cromatina inativa e condensada;
· Heterocromatina constitutiva: permanentemente condensada e presente em todas as células de um mesmo indivíduo. Localizada nas extremidades dos cromossomos, perto do centrômero e nas regiões organizadas do nucléolo.
· Heterocromatina facultativa: se mostra condensada em diferentes regiões do genoma ou em diferentes momentos. Exemplo: cromatina sexual ou corpúsculo de Barr, definida com um dos cromossomos X inativo na mulher, mas que alterna sua condensação entre as duas moléculas, em distintos momentos da vida do indivíduo.
Nucleossomo: estrutura em forma de bola na cromatina eucariótica, composta por um pequeno segmento de DNA enrolado em torno de um núcleo de oito proteínas histonas. Unidade fundamental da cromatina. 
Cromossomo: a metáfase é a melhor fase para a visualização dos cromossomos, pois estão condensados ao máximo. Nesta fase já ocorreu a duplicação do material genético e os cromossomos estão formados por dois filamentos (cromátides) unidos pelo centrômero. 
Cariótipo: conjunto de cromossomos de uma célula diploide e característico de uma espécie- cariograma. Cariótipo humano: 44cromossomos Autossomos e 2 cromossomos sexuais.
· Mulher: 46, XX ou 44 + XX
· Homem: 46, XY ou 44 + XY
Doenças do cromossomo Y são passadas de pai para filho;
Doenças do cromossomo X são passas de mãe para filho e filha, sendo em algumas situações a menina é somente portadora. 
DNA E RNA
São denominados de ácidos nucleicos por apresentarem um potencial ácido, pH baixo, e nucleicos por terem sido, primeiramente, descobertos no núcleo de células presentes no pus.
Uma molécula de ácido nucleico é um alonga cadeia de nucleotídeos ligados entre si pelos seus grupos fosfatos e esses se ligam ao açúcar do nucleotídeo vizinho. 
Nucleotídeos
Subunidades químicas que formam os ácidos nucléicos, estão raramente livres (mas também são importantes, se não, não seria possível fazer a transcrição do DNA).
Formados por: 
· Grupo fosfato;
· Pentose- dá sustentação a molécula;
· Base nitrogenada;
· Púrica: adenina e guanina (água pura, para lembrar)
· Pirimídica: citosina, timina e uracila 
Participam das reações de transferência de energia metabólica, o ATP é um nucleotídeo envolvido em reações de transferência de energia nas reações do metabolismo celular. Atuam como segundo mensageiro na resposta hormonal (nucleotídeos AMP cíclico e o GMP). São componentes estruturais de cofatores enzimáticos e intermediários metabólicos (NAD e FAD) que participam de reações de transferência de elétrons do metabolismo celular. E participam no armazenamento e na transmissão de informação genética, o ácido desoxirribonucleico (DNA) e o vírus de ácido ribonucleico (RNA) como o flavivírus (vírus da dengue), arbovírus (vírus de plantas e o retrovírus (HIV e HTLV-I), o RNA é a molécula repositória da informação genética. 
DNA
É responsável por armazenar e transmitir as informações genéticas dos seres vivos. Contém todas as informações para serem transcritas por um RNAm, no citoplasma o DNA se junta ao ribossomo que faz sua tradução pelo RNAr.
Constituídas por duas cadeias de nucleotídeos enroladas uma sobre a outra, forma helicoidal dupla-hélice). As duas cadeias mantêm-se unidas entre si por meio da ligação de hidrogênio (ponte de hidrogênio) entre pares de bases específicos. A adenina emparelha-se e forma ponte de hidrogênio com timina, a guanina emparelha-se e forma ponte de hidrogênio com citosina. O filamento externo é constituído por fósforo e açúcar e a parte mais interna pelas ligações por pontes duplas de hidrogénio entre adenina e guanina e triplas entre citosina e timina. 
O polinucleotídeo tem uma polaridade química de 5’para 3’. Cada ligação fosfodiéster une o carbono 5’ da desoxirribose ao carbono 3’ da desoxirribose no nucleotídeo adjacente. 
A confirmação do DNA como material genético se deu em 1944 por Maclyn McCarty e seus companheiros Colin MacLoed e Oswald Avery. Em 1949, Erwin Chargaff, afirmou que a relação entre as bases nitrogenadas é variável conforme a espécie, mas constante no interior de uma espécie. 
*Para toda molécula de DNA o número de A é igual ao de T e o de G é igual ao de C. 
Duplicação ou replicação do DNA 
É o processo através do qual uma molécula de DNA dá origem a uma outra molécula, idêntica a molécula mãe (nele ocorre a separação das duas cadeias de nucleotídeos e a formação de cadeias complementares). A duplicação é semiconservativa, ou seja, cada molécula de DNA formada conserva uma das fitas da molécula-mãe.
O DNA é a única molécula capaz de sofrer autoduplicação, ocorre sempre quando uma célula vai se dividir (por mitose, somente nos gametas meiose) durante a fase S da intérfase. 
Processo: inicia-se com a separação das duas fitas que formam a molécula de DNA, pormeio da ação de enzimas (helicase), isso ocorre em pontos em que existem sequencias especificas de nucleotídeos (nas origens de replicação), as enzimas que atuam nesse processo identificam-nos e ligam-se ao DNA, formando as chamadas bolhas de replicação. A síntese da fita líder inicia-se com a síntese de um pequeno segmento de RNA (primer) pela enzima primase- pois o DNA polimerase (enzima chave do processo), não tem capacidade de fazê-lo pela ausência de grupos hidroxila (OH) expostos. Após a síntese do primer, a enzima DNA polimerase está apta a adicionar os desoxirribonucleotídeos, sintetizando assim uma nova molécula de DNA. A síntese da fita líder prossegue continuamente até o final da molécula, na qual o primer é então retirado e substituído por DNA. 
Por outro lado, a síntese da fita tardia ocorre de forma mais lenta e por meio da formação de pequenos fragmentos. Inicialmente, também é sintetizado um primer de RNA, e a enzima DNA polimerase adiciona desoxirribonucleotídeos à cadeia de DNA nascente. A fita tardia é sintetizada descontinuamente a partir de pequenos fragmentos de Okasaki, a síntese do primer de RNA é repetida diversas vezes durante a replicação do DNA. No final do processo, todos os primers são retirados por enzimas específicas e os fragmentos de Okasaki são unidos, concluindo a síntese da fita tardia do DNA.
Na fita líder, a replicação ocorre normalmente até o final do molde parental. Na fita tardia, porém, como ela está sendo sintetizada em sentido oposto, a extremidade da fita torna-se difícil de replicar. A solução envolve a ação das enzimas telomerases que sintetizam os telômeros, os quais são compostos de várias cópias de uma sequência consenso, assegurando assim que a fita tardia seja replicada adequadamente até o término do processo de replicação.
DNA Polimerase
Sempre precisam de uma fita molde. Adicionam nucleotídeos somente na terminação 3’ de uma fita de DNA. Não conseguem dar início à formação de uma cadeia de DNA, requerem uma cadeia pré-existente ou uma pequena sequência de nucleotídeos chamada de primer. Elas também revisam o seu trabalho, removendo a maior parte dos nucleotídeos erroneamente adicionados à cadeia. 
Transcrição
O processo de formação de uma molécula de RNA a partir de uma molécula molde de DNA, consiste na síntese de uma molécula de RNAm pelo DNA. Essa molécula contém uma mensagem contida nos “códons” (trincas de bases”, para síntese de uma proteína específica. A transcrição ocorre no núcleo. 
Etapas: Em presença da enzima RNA polimerase ocorre o afastamento de parte de uma das fitas do DNA, denominada fita molde ou fita ativa. Nucleotídeos contendo ribose (ribonucleotídeos) livres no núcleo encaixam-se no segmento de fita ativa que se encontra afastado no DNA, forma-se o filamento de RNAm, este separa-se do DNA e migra para o citoplasma, através dos poros da carioteca. A enzima DNA-ligase reconstitui o DNA. 
· Transcrição: gene para RNA. Os 46 cromossomos serão formados pelo DNA- gene, região do cromossomo onde tem as informações
· Tradução: RNA para proteína.
RNA
São geralmente formadas por cadeia única que se enrola sobre si mesma. É sintetizado pelo DNA. Tipos de RNA:
· RNAm (mensageiro), envia a mensagem do DNA (gene) para o citoplasma onde será traduzido. O RNAm que é traduzido no processo de formação de proteínas, chamado de tradução;
· RNAr (ribossomal), forma os ribossomos, que são os locais onde ocorrem a síntese de proteínas, 80% do RNA da célula;
· RNAt (transportador), é responsável por transportar os aminoácidos que formarão a nova proteína. Esse RNA identifica a sequência de três nucleotídios que codificam um aminoácido (códon) e adiciona o aminoácido a cadeia em formação. 
	DNA
	RNA
	Pentose (açúcar)- desoxirribose
	Pentose (açúcar)- ribose
	Fita dupla
	Fita simples
	Bases nitrogenadas (A, G, C, T)
	Bases nitrogenadas (A, G, C, U)
As duas pentoses se diferenciam apenas pela presença do grupo hidroxila (OH) no carbono-2 da ribose, enquanto na desoxirribose essa hidroxila é substituída por um átomo de hidrogênio. 
Grupo fosfato (HPO4): Grupo químico derivado do ácido fosfórico. A única porção que não varia no nucleotídeo. Tem função de ligar os nucleotídeos de uma mesma fita.