NÚCLEO CELULAR

Características gerais

o núcleo celular contém a maior parte da

informação genética da célula acumulada no DNA

(cloroplastos, mitocôndrias);

controla o metabolismo celular;

diferencia-se em núcleo interfásico e núcleo

mitótico;

a informação genética armazenada no DNA

pode ser duplicada ou decodificada:

forma: frequentemente esférico ou ovóide, mas

em geral o núcleo acompanha a forma da célula.

Exemplos:

- achatada: células glandulares mucosas;

- lobulada: nos glóbulos brancos do sangue;

localização: geralmente localizado no centro da

célula;

tamanho: variável de acordo com o metabolismo

e o conteúdo de DNA;

NÚCLEO INTERFÁSICO

intérfase é a fase celular entre duas mitoses;

• erroneamente chamado de “núcleo em repouso”;

• possui alta atividade metabólica:

- duplicação do DNA;

- transcrição de diferentes tipos de RNA;

componentes: 1.envoltório nuclear,

2.matriz,

3.nucleoplasma.

4.nucléolos,

5.cromatina,

1. Envoltório Nuclear

só é visível ao microscópio eletrônico;

separa o conteúdo do núcleo do citoplasma,

responsável pela manutenção do núcleo como

compartimento distinto;

constituído de duas unidades de membrana e

um número variável de poros que controlam o

trânsito de moléculas;

a membrana interna apresenta um

espessamento chamado Lâmina que é parte da

matriz nuclear – uma rede fibrosa de 10-20 nm;

a membrana externa apresenta ribossomos na

face citoplasmática e se continua com o retículo

endoplasmático;

o espaço entre as membranas, ou cisterna

perinuclear, contém as mesmas proteínas

presentes nas cisternas do retículo

endoplasmático;

Por isso, o envoltório nuclear considerado uma

porção especializada do RE.

Poro nuclear:

o envoltório nuclear não é contínuo, possui poros

uniformemente espaçados, que estabelecem

comunicação entre o núcleo e o citoplasma;

constituídos por um complexo de monômeros

protéicos, formando oito unidades que se associam,

limitando um canal;

o número de poros varia com o tipo de célula e o

seu estágio funcional;

Ohno et al., 1998 Cell 92:327

a passagem de material do citoplasma para o

núcleo e vice-versa não é livre;

proteínas de peso molecular elevado, como as

polimerases de DNA e RNA, e proteínas próprias

do núcleo são sintetizadas no citoplasma e entram

no núcleo com um sinal nuclear específico

(segmento de 4-8 aminoácidos rico em arginina e

lisina que tem carga +);

2.Matriz Celular

Constitui uma estrutura fibrilar formando um

endoesqueleto nuclear (equivalente ao

citoesqueleto);

Os cromossomos não estão localizados ao

acaso, mas ocupam locais determinados;

Componentes:

• lâmina nuclear, que é uma rede fibrosa com

10-20 nm de espessura que fica presa à

membrana interna do envoltório nuclear;

• nela as fibras se cruzam em ângulo reto e

estão ausentes nos poros;

• tipos: Lâmina A, B e C;

A lâmina nuclear

3. Nucleoplasma

• solução aquosa de proteínas, RNAs,

nucleosídeos, nucleotídeos, íons, onde estão

mergulhados os nucléolos e a cromatina.

4. Nucléolo

são estruturas esféricas e densas que se coram

intensamente;

com diâmetro de 1 a 3 µm, se alojam dentro do

núcleo;

existem núcleos com dois ou mais nucléolos,

mas geralmente é único;

geralmente está associado a uma massa de

cromatina acoplada à sua superfície – Cromatina

Associada ao Nucléolo;

o sítio onde esta cromatina está localizada, e que

forma o nucléolo, é chamada Região Organizadora

do Nucléolo;

o nucléolo é constituído de proteínas, rDNA,

partículas precursoras das subunidades

ribossômicas;

local de síntese do RNA ribossômico;

o tamanho do nucléolo está relacionado com a

intensidade da síntese protéica que ocorre no

citoplasma;

5. Cromatina

designa, com exceção dos nucléolos, toda a

porção do núcleo que se cora e é visível ao

microscópio óptico;

constituída de dexorribonucleoproteína, que se

apresenta em vários graus de condensação, de

acordo com o estágio funcional da célula;

Tipos de cromatina

1) Heterocromatina

2) Eucromatina

Características:

Heterocromatina designa as porções da cromatina

que aparecem condensadas no núcleo interfásico;

Eucromatina é a maior porção da cromatina, e se

apresenta difusa;

HETEROCROMATINA

a condensação típica da heterocromatina impede

que o DNA seja transcrito;

a heterocromatina , portanto, trata-se de porções

inativas do cromossomo;

Tipos de heterocromatina:

Heterocromatina constitutiva

Heterocromatina facultativa

Heterocromatina Constitutiva

• é a porção da cromatina permanentemente

condensada e em todas as células de um mesmo

organismo;

• se localiza nas extremidades dos cromossomos,

perto do centrômero e nas regiões organizadoras do

nucléolo;

• formada por uma ou mais seqüências curtas de

DNA altamente repetitivas, chega a constituir 10-

25% do DNA nuclear;

• chamado também de DNA satélite.

Heterocromatina Facultativa

• é a porção da heterocromatina que, num mesmo

organismo, se apresenta condensada em algumas

células, mas não em outras;

• não é transcrita, mas não é formada por

seqüências simples de DNA; e pode se apresentar

em muitas células sob a forma de eucromatina com

grande atividade de transcrição;

• a quantidade depende do tipo celular e do seu

estágio, mas é mais abundante em células

diferenciadas;

• Exemplo: na célula sexual da fêmea dos mamíferos

a condensação de um dos cromossomos X é ao

acaso (de origem materna ou paterna) – forma um

mosaico;

• o cromossomo X condensado é observado como

uma partícula esférica que se cora fortemente –

cromatina sexual;

• A presença ou não de cromatina sexual permite

diagnóstico citológico do sexo.

•Nos neutrófilos a cromatina sexual aparece como

uma protuberância do núcleo em forma de raqueta.

A cromatina é basófila

• a cromatina é formada por DNA associado a

proteínas, principalmente proteínas básicas,

denominadas Histonas.

• os radicais amina das histonas se associam aos

radicais fosfato do DNA, mas nem todos os radicais

estão neutralizados, assim, a cromatina tem um

caráter ácido, tendo, portanto, afinidade por

corantes básicos;

HISTONAS

• as histonas são constituídas principalmente por

cinco tipos:

H1, H2A, H2B, H3 e H4;

• as histonas são proteínas pequenas ricas em

aminoácidos básicos (carga positiva), como

arginina e lisina;

• As histonas podem ser divididas em dois grupos:

1- Histonas dos nucleossomas: H2A, H2B, H3 e H4

- são menores com 102-135 aminoácidos,

- são altamente conservadas durante a evolução,

- são responsáveis pela estruturação dos

nucleossomas;

2- Histonas H1

- são maiores, com 220 aminoácidos,

- com menor grau de conservação;

Nucleossoma – unidade do cromossomo

• os cromossomos são constituídos por filamentos

compostos por uma cadeia dupla de DNA, que

periodicamente se enrola duas vezes em torno de

uma partícula protéica;

• esta partícula é denominada octâmero;

• o octâmero é constituído por oito partículas, sendo

duas partículas de cada uma das histonas H2A, H2B,

H3 e H4;

• cada octâmero envolto por duas voltas de DNA

recebe o nome de nucleossoma;

• entre os nucleossomas existe uma porção de DNA

(região internucleossômica) associada à histona H1.

• a estrutura formada tem o aspecto de um colar de

pérolas;

A cromatina – DNA compactado em fitas

de 30 nm de espessura

Colar de contas - nucleossomos

• este colar de pérolas enrola-se aproximando os

nucleossomas resultando num filamento de 30 nm

de diâmetro, denominados fibras de cromatina, ou

solenóide;

• a histona H1 estabelece pontes entre

nucleossomas próximos;

• na mitose as fibras de cromatina se enrolam em

espiral em torno de um eixo protéico dando origem

aos cromossomos típicos.

As fibras da

cromatina formam

alças e tomam uma

estrutura helicoidal,

com auxílio de um

arcabouço de

proteínas não-

histonas;

Concluí-se a

estrutura do

cromossomo;

NATUREZA DO NUCLEOSSOMO

Níveis de condensação do

DNA,

da molécula de DNA ao

cromossomo.

CROMATINA INTERFÁSICA E CROMOSSOMO

MITÓTICO

Regiões de um cromossomo

NÍVEIS DE

COMPACTAÇÃO

DA CROMATINA

Estrutura do cromossomo

Partes do

cromossomo

Tipos de Cromossomos

Questões

1)Qual a relação existente entre o conteúdo de

DNA apresentado por uma espécie e o

tamanho celular?

2)Há uma relação direta entre conteúdo celular

e o grau de evolução nos seres vivos?