Núcleo Interfásico: Maior Organela Celular

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Núcleo interfásico
- Maior organela celular.
- Envolta por 2 unidades de membrana separadas pelo espaço perinuclear.
- É metabolicamente muito ativo.
- Os poros abrem e fecham de acordo com a necessidade da célula. Ficam
geralmente no lado com mais reticulo endoplasmático rugoso. Não são buracos, são
fechados por um diafragma proteico, que controla a passagem através desse poro.
Nesse diafragma proteico tem-se a presença de 8 proteínas colunares, que vão
formar o complexo do poro.
- Geralmente o nucléolo fica deslocado para um dos lados.
- A existência do núcleo é a principal característica que distingue a célula
eucariótica da procariótica. A maior parte da informação genética da célula está
contida no DNA do núcleo, havendo apenas uma pequena porção fora dele, nas
mitocôndrias e cloroplastos.
- Assim, a compartimentalização das células eucariontes como consequência da
evolução físico-química-biológica e o desenvolvimento de um envoltório nuclear
formado por uma dupla membrana significou uma etapa importante para minimizar
interferências por parte de outros componentes celulares e o correto funcionamento
do material genético.
Métodos de estudo:
- Microscopia óptica
 Microscopias especiais (contraste de fase)
 Uso de corantes básicos 
 Histoquímica – Reação de Feulgen → DNA
 Radioautografia
- Microscopia eletrônica de transmissão e de varredura
Forma:
- Geralmente acompanha a forma da célula
 Prismáticas: núcleos alongados
 Poligonais, cúbicas ou esféricas: núcleos esféricos
 Planas: núcleo discoide
 Células cilíndricas e musculares: núcleo fusiforme ou ovóide
- Outras formas:
 Lobulados – leucócitos (neutrófilos)
 Foice – cabeça do espermatozoide do rato
 Achatados – células endoteliais 
 Reniforme – leucócito (monócitos)
 Fusiformes – célula muscular estriada
 Irregular ou lobulado – megacariócitos
- Por outro lado, o núcleo pode variar seu formato segundo o estado funcional da
célula, como por exemplo, na fibra muscular lisa contraída (o núcleo é helicoidal).
- Para uma determinação microscópica correta da forma do núcleo, deve-se
considerar a incidência do corte de um tecido.
- Casos como os megacariócitos, que apresentam um conteúdo elevado de ácido
desoxirribonucleico (DNA) (poliploidia), os núcleos podem ser muito volumosos.
Número:
- Geralmente é único
- Dois ou mais em células hepáticas
- Na fibra muscular estriada esquelética e no sinciciotrofoblasto, tem-se várias
dezenas
Posição:
- Depende da função da célula:
 Central (hepatócito)
 Deslocado para um dos polos da célula (células dos epitélios cilíndricos
simples)
 Excêntrica (plasmócito)
Componentes:
- Envoltório nuclear 
- Cromatina
- Matriz
- Nucleoplasma: constituído por uma solução aquosa de proteínas, RNA,
nucleosídeos, nucleotídeos e íons, na qual estão imersos os nucléolos e a
cromatina. Dispersos no nucleoplasma encontramos também os proteossomos
(agregados proteicos que atuam na hidrólise das proteínas envolvidas no controle
do ciclo celular).
- Nucléolos
Envoltório nuclear: 
- Tem ribossomos aderidos na membrana externa. Essa membrana é capaz de
realizar síntese de proteínas.
- Porção especializada do retículo endoplasmático, visível ao microscópio eletrônico.
- Constituído por duas unidades de membrana.
- Limitam espaço ou cisterna perinuclear: 10 à 50nm.
- Estas membranas fundem-se em interrupções canaliculares, denominadas
complexos de poros.
- Consiste em duas membranas concêntricas separadas por um espaço perinuclear
que envolve o núcleo. Em preparações de rotina coradas pelo H&E, apresenta-se
como uma linha fina que separa o conteúdo nuclear daquele citoplasmático.
Membranas nucleares:
- Cada membrana apresenta uma espessura de 7 a 8nm, e outras características
similares das biomembranas.
Membrana nuclear externa:
- Similaridade com a membrana do retículo endoplasmático.
- Presença de polirribossomos aderidos à sua superfície, sugerindo a existência dos
mesmos complexos relacionados à ancoragem dos ribossomos e translocação de
peptídeos encontrados na membrana do retículo endoplasmático. 
- Existe continuidade entre a membrana nuclear externa e a membrana do reticulo
endoplasmático, o que garante ainda a comunicação do espaço perinuclear com a
luz do reticulo endoplasmático.
- Em alguns tipos celulares, como nos eritrócitos de aves, o reticulo endoplasmático
é reduzido e sua função é exercida pela membrana nuclear externa.
Membrana nuclear interna:
- Apresenta características únicas de associação com:
 Lâmina nuclear (aderida)
 Cromatina ou cromossomos
- Apresenta receptores para componentes da lâmina nuclear.
- Dentre as proteínas integrais, temos: 
 P58: proteína integral de MNI receptora para a lâmina B
 LAP (proteína associação à lâmina nuclear): ligação com a lâmina nuclear;
interações com a cromatina (em especial, a cromatina condensada); possível
envolvimento na própria formação do envoltório nuclear
 Enzimas envolvidas com o metabolismo nuclear do fosfatidilinositol e da
biossíntese do colesterol
- Ligando a membrana interna com a externa temos as regiões específicas dos
complexos de poros. Possui pelo menos duas proteínas restritas a essa região.
Espaço perinuclear:
- Formado por um distanciamento uniforme entre as duas membranas nucleares,
podendo variar de 10 a 50nm.
- Por estímulo hormonal ou de intoxicação por diferentes drogas, o espaço
perinuclear pode apresentar-se dilatado e irregular.
- Quando por algum motivo o reticulo endoplasmático apresentar-se dilatado, é
comum que o espaço perinuclear apresente o mesmo comportamento.
- Devido à conexão entre o espaço perinuclear e o retículo endoplasmático,
acredita-se que os conteúdos dos dois sejam semelhantes
 Um ambiente altamente redutor
 Grande concentração de cálcio 
 Enzimas envolvidas no processamento dos peptídeos nascentes
Complexo de poro:
- A superfície do espaço perinuclear é marcada pela presença de poros que
correspondem a pontos de fusão entre a membrana nuclear interna e a membrana
nuclear externa, sendo denominados de complexo de poro.
- O número de complexos de poro varia consideravelmente
 Oócitos são extremamente ricos em complexos de poros
 Espermatozoides são desprovidos deles
Modelo de complexo de poro:
- Modelo de complexo de poro baseado no uso de técnicas de microscopia
eletrônica e de análise e reconstrução de imagens.
- O complexo de poro é formado por 8 unidades dispostas octagonalmente. Cada
unidade é formada por duas subunidades, uma colunar, voltada para o centro do
complexo de poro e uma luminal, voltada para o espaço perinuclear.
- As diferentes unidades são conectadas nas extremidades citoplasmáticas e
nuclear, formando dois anéis (subunidades anelares).
- Além desses dois anéis, as subunidades colunares são conectadas na sua porção
mediana, formando um anel no centro do canal (subunidade anular).
- A membrana nuclear, situada no complexo de poro, passa pelo espaço entre as
subunidades colunar e luminal. 
- O espaço deixado pela membrana entre as duas subunidades forma dois canais de
10nm cada um.
- Apresenta estruturas filamentosas que formam uma estrutura em cesto (gaiola
nuclear) na face nuclear.
- Há filamentos que se projetam a partir das diferentes subunidades em direção ao
citoplasma, mas eles são individualizados e não arranjados em cestos, como na
face nuclear.
- Ao longo destas fibrilas, em ambos os lados, alinham-se as várias proteínas
chamadas nucleoporinas, implicadas no transporte de substâncias pelo complexo
de poro.
- No complexo de poro existe ainda, um grânulo intra-anular, cujas análises de
susceptibilidade enzimática demonstraram ser principalmente de complexos RNA-
proteínas.
Funções do complexo de poro:
- Acredita-se que o complexo de poro possua cerca de 100 proteínas diferentes
associadas entre si na formação de sua estruturae na execução de suas funções.
- O complexo de poro é o local onde ocorre o transporte de proteínas, RNA e suas
combinações, entre o núcleo e o citoplasma celular, à custa de gasto de energia.
- O complexo de poro participa também na compartimentalização das proteínas
integrais da membrana celular, mantendo os ambientes típicos da membrana
nuclear interna e membrana nuclear externa e da própria membrana associada ao
complexo de poro.
Lamelas anelares:
- Lamelas anelares representam conjuntos de membranas empilhadas, formando
cisternas, duas a duas. Cada dupla de membrana é atravessada por poros que se
assemelham aos complexos de poros.
- Estão presentes marcantemente, nas células germinativas masculinas e femininas
de inúmeras espécies e nas células tumorais.
Prováveis funções das lamelas anelares:
 Síntese de alguns tipos de enzimas, de tubulinas, de hormônios esteroides.
 Origem de organelas como as mitocôndrias e do próprio envoltório nuclear.
 Armazenamento de cálcio.
 Reservatório de diferentes tipos de biomembranas e de RNAm e outros
complexos RNA-proteínas.
Lâminas nucleares:
- A lâmina nuclear corresponde a uma estrutura elétron-densa, com espessura mais
frequente de 10 nm, mas podendo chegar até 200 nm, justaposta à face interna do
envoltório nuclear (membrana nuclear interna).
- Pertencentes aos grupos das proteínas dos filamentos intermediários, são
compostas por até 4 proteínas, denominadas lâminas A, B 1, B2 e C.
- As lâminas A e C são transcritas a partir do mesmo gene, ao passo que, a lâmina
B é codificada de um RNAm que é sintetizado de um gene distinto daquele que
origina as lâminas A e C.
- A lâmina B, modificada pós-translacionalmente, pela adição de um grupo
isoprenil, liga-se aos lipídios da membrana. A membrana nuclear interna possui um
receptor específico para a lâmina B.
- As lâminas A e C ligam-se então à lâmina B que está aderida à membrana
nuclear interna, originando uma malha bidimensional e promovendo a conexão
entre a membrana nuclear interna e a cromatina perinuclear.
- Vão ajudar a manter a forma do núcleo.
- Prendem a cromatina.
- Não está presente nas regiões de complexo de poro.
Nucléolo:
- Organela não membranosa.
- Tem umas áreas fibrilares e umas áreas granulares.
- Região fibrilar: região organizadora de nucléolo.
- O nucléolo é a estrutura mais facilmente visível, mesmo sem coloração e in vivo,
em microscopia de luz comum, devido ao seu índice de refração ser mais alto do
que o dos outros elementos do núcleo e do citoplasma das células eucarióticas.
- São estruturas em geral esféricas, geralmente visíveis nas células vivas,
examinadas ao microscópio ótico sem coloração. Contêm grande quantidade de
RNA, de proteínas básicas e pequena porção de DNA.
- Geralmente são basófilos em razão do RNA que se cora por corantes básicos;
contudo, os nucléolos que apresentam elevado teor de proteínas básicas, que tem
afinidade por corantes ácidos, são acidófilos.
Funções do nucléolo:
- O nucléolo é a organela celular cuja função principal é produzir ribossomos.
- O nucléolo é também o local onde outros RNAs são produzidos e outros complexos
RNA-proteínas são reunidos. Exemplos: U6 snRNP, telomerase, partícula de
reconhecimento do sinal (PRS).
- RNAt que transportam aminoácidos para a síntese proteica são processadas no
nucléolo.
- O nucléolo pode ser considerado como uma grande fábrica na qual diferentes
RNAs são produzidos e reunidos com proteínas, formando uma grande variedade de
complexos ribonucleoproteínas.
Morfologia do nucléolo:
- Tamanho e forma:
 Dependem do estado funcional celular, variando conforme a espécie e, numa
mesma espécie, de tecido para tecido e mesmo de célula para célula.
 Células em processo de secreção (glandulares e neurônios) e em muitas
tumorais, o nucléolo é MAIOR. Por outro lado, células endoteliais e as da
glia, eles são PEQUENOS.
- Numa célula recém-dividida, são encontrados 10 nucléolos.
- Localização:
 Muitas vezes é visto próximo á periferia nuclear, porém, essa regra não é
fixa.
- Número:
 Maioria das células possui UM nucléolo.
 Hepatócitos, células vegetais e células animais em cultura: mais de um
nucléolo.
 Oócitos de anfíbios: em algumas situações possuem até 3000 nucléolos por
núcleo.
Ultraestrutura do nucléolo:
- Os nucléolos possuem áreas ricas em elementos granulares (grânulos com
diâmetro ao redor de 15 a 20 nm) e áreas predominantemente fibrilares (3 a 4 nm
de espessura), que variam em disposição tridimensional, de acordo com o tipo
celular.
- O nucléolo NÃO está envolto por membrana, o que pode significar que NÃO exista
barreira para difusão entre nucléolo e nucleoplasma.
- 4 regiões distintas do nucléolo identificadas:
 zona fibrilar* – de coloração pálida, contém DNA que não está sendo
transcrito.
 região fibrilar – contém muitas moléculas de RNAr em processo de
transcrição, fatores de transcrição UBF e SL1 e a RNA polimerase I.
 região granular – onde se encontram subunidades ribossomais em
diferentes estados de processamento ou maturação.
 matriz nucleolar – uma rede fibrosa que pode participar na organização do
nucléolo.
- Células em diferentes estágios fisiológicos exibem variações no tamanho do
nucléolo, principalmente devido ao componente granular. Células que são muito
ativas na síntese proteica contêm muitas partículas ribossomais precursoras em
maturação. O aumento da região granular provavelmente reflete o tempo
necessário para a reunião dos RNAs (rRNAs)c om proteínas de cada subunidade
ribossomal.
Centros fibrilares:
- Fazem parte dos elementos fibrilares do nucléolo os centros fibrilares, que se
distribuem formando áreas pequenas, circulares e eletronlúcidas, circundadas por
um componente fibrilar denso, de caráter eletrondenso.
- Os centros fibrilares, na realidade, correspondem às Regiões Organizadoras de
Nucléolos (RONs) nas células em interfase.
- Estão presentes nas constrições secundárias dos cromossomos 13, 14,15, 21 e
22.
Considerando a condição diploide dos cromossomos, existe em média, 20 cópias do
gene do RNAr 45S em cada um.
Matriz nuclear:
- Matriz nuclear consiste de uma porção morfológica e bioquimicamente distinta,
por se apresentar como uma estrutura proteica fibro-granular, em trama ou
espongiforme, que alicerça o núcleo, distinguindo-se dos outros componentes da
cromatina.
- Este arcabouço proteico prende o DNA durante os processos de duplicação e
regula a transcrição nos eucariontes, juntamente com as histonas.
- Formada por proteínas matrinas, metaloproteinas e a lâmina nuclear.
Proteínas:
- Matrinas: são as principais e maiores proteínas da matriz nuclear, distinguindo-
se bioquimicamente das lâminas A, B e C da LN e das proteínas nucleolares, como a
B-23 e também das hnRNP (ribonucleoproteínas heterogêneas).
- Metaloproteínas: são as proteínas que garantem a integridade estrutural da
matriz nuclear sem, entretanto, impedir as inter-relações dos componentes da
Matriz com os da cromatina.
- Glicoproteínas: podem exercer um papel funcional no transporte e
reconhecimento de sinais na MN.
- Enzimas do metabolismo cromatínico: podem fazer parte da arquitetura da
matriz nuclear.
 Topoisomerases, que atuam efetivamente no processo de duplicação do
DNA, são constituintes da matriz nuclear.
Aspectos funcionais:
- Juntamente com os componentes cromatínicos, a Matriz Nuclear define a forma e
o tamanho nuclear;
- Fornece um suporte estrutural para vários processos do metabolismo do núcleo
interfásico, como transcrição e mecanismos de reparo;
- É a maior responsável pela alta compartimentalização funcional dentro do núcleo
interfásico.
Cromatina:
- Formada por DNA + proteínas.
- Complexo de DNA e proteínas que compõe o cromossomo. Durante a interfase,
com o auxílio de um microscópio óptico, é vista normalmente em formato de
grumosbasófilos corados intensamente pela hematoxilina.
- Proteínas:
Histonas Nucleossômicas*
 H2A
 H2B
 H3
 H4
Histonas Não Nucleossômicas
 H1
Não Histonas
* Nucleossomo: unidade constituída por um octomero proteico (8 proteínas) ao
redor do qual o DNA dá duas voltas.
Classificação:
- Eucromatina – Descondensada
- Heterocromatina - Condensada
 Constitutiva
 Locais
 Extremidades dos cromossomos
 Perto do Centrômero
 Regiões Organizadoras de nucléolos
Facultativa (Corpúsculo de Barr)
 Parte da heterocromatina que num mesmo organismo apresenta-se
condensada em algumas células, mas não em outras.
 Ela também não se transcreve
 A quantidade varia conforme o tipo celular e seu estágio de
desenvolvimento
 Células embrionárias são pobres em cromatina F
 Células diferenciadas apresentam abundância em cromatina F
 A inativação do cromossomo X ocorre ao acaso
 O corpo de uma mulher é um mosaico Xm Xp
Histonas:
- São proteínas relativamente pequenas com uma proporção muito grande de
aminoácidos positivamente carregados (básicos).
 Lisina
 Arginina
- As cargas positivas auxiliam as histonas a se ligarem fortemente ao DNA que tem
um alto conteúdo de cargas negativas.
- Nem todos os radicais negativos são neutralizados, daí o caráter ácido da
cromatina.
- Histonas Nucleossômicas são responsáveis pelo enrolamento do DNA nos
nucleossomos.
- Histona H1 serve para mediar a compactação do nucleossomo.
Gene:
- Sequência nucleotídica de uma molécula de DNA que atua como unidade funcional
para a produção de uma molécula de RNA.
- Cromossomos formados por vários genes.
Proteínas não histônicas:
- Podemos encontrá-las ligadas ao DNA ou dispersas no nucleoplasma.
- Células metabolicamente mais ativas (neurônio, células glandulares) apresentam
alto teor dessas proteínas.
Tipos:
- Do ponto de vista de suas atividades funcionais temos:
 Proteínas que participam da estrutura dos cromossomos. São mais de 30
que colaboram na disposição e compactação do DNA nos cromossomos
mitóticos.
 Proteínas relacionadas com os processos de replicação e reparação do DNA.
 Proteínas que participam nos processos de ativação e repressão gênica.
Síndromes: 
- Turner (X0)
- Klinefelter (XXY)
Núcleo através da microscopia eletrônica de varredura
Núcleo através da microscopia eletrônica de transmissão
Envoltório nuclear
Poro
Complexo de poro
Lâminas nucleares
Lâmina nuclear
Nucléolo
Nucléolo
Matriz nuclear
Nucleossomo
Estágio de Condensação da Cromatina
Partes mais escuras: heterocromatina (direita)
Partes mais claras: eucromatina (esquerda)
Estágio de Condensação da Cromatina
Partes mais escuras: heterocromatina (esquerda e direita)
Partes mais claras: eucromatina
Preparação: Sangue
Técnica: Esfregaço
Morfologia (núcleo): Multilobulada
Seta preta: Leucócito
Ao redor, eritrócitos.
Núcleo: Reniforme
Núcleo: circular
Preparação: Corte de vagina de rato após acasalamento
Morfologia: foiciforme (seta preta) – cabeça
Seta preta: espermatozoide
obs: cauda – filiforme
Fibras Musculares
Preparação: Corte longitudinal de músculo esquelético
Núcleo: Periférico (seta preta)
Preparação: Corte de fígado
Técnica: PAS
Células: Hepatócitos
Núcleo: Binucleado (seta preta)
Preparação: Corte de tumor de gengiva humana
Células: Plasmócitos
Núcleo: Excêntricos (seta preta)
Preparação: Corte de gânglio espinhal de rato, exibindo um corpo de neurônio de
forma redonda, com núcleo circular e central, circundado pelo envoltório
nuclear. Em seu interior, o núcleo apresenta uma cromatina condensada em forma
de teia de aranha, a heterocromatina. Normalmente, um nucléolo, as vezes
dois, acidófilo. O nucleoplasma, as vezes parcialmente removido, durante o
processamento histológico, apresentando-se como áreas ligeiramente róseas ou
esbranquiçadas. Segundo alguns autores, este corpo de neurônio, com seu
respectivo núcleo, pode apresentar-se ora basófilo, ora acidófilo.
Núcleo
Seta verde: Envoltório nuclear
Seta vermelha: Nucléolo
Seta laranja: Heterocromatina
Seta azul: Nucleoplasma
Preparação: Corte de fígado
Técnica: Feulgen
Células: Hepatócito
Macromolécula: DNA
Seta preta: Cromatina (periférica ao nucléolo)
Poros do núcleo interfásico