Unidade 6: Núcleo Celular - Marilanda Bellini · 08/05/2012 1 Unidade 6: Núcleo Celular...

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Unidade 6: Núcleo Celular

Disciplina: Biologia Celular e MolecularCentro de Ciências da SaúdeProfa. Dra. Marilanda Ferreira Bellini

[email protected]ó Reitoria de Pesquisa e de Pós Graduação – Bloco L

Unidade 6 – Núcleo Celular

1. Estrutura geral2. Núcleo Interfásico3. Componentes do Núcleo Interfásico4. Intérfase

5. Núcleo Mitótico-Meiótico6. Componentes do Núcleo Mitótico-Meiótico7. Divisão celular por mitose e meiose

8. Identificação microscópica das etapas dos processos de mitose e meiose

Núcleo, Citoplasma e Compartimentos Intracelulares

Procarionte

Ausência de Sistema de endomembranas �

Núcleo não envolto por membrana

Eucarionte

Presença de Sistema de endomebranas �

Núcleo envolto por membrana

http://cfb-7.blogspot.com.br/2011/03/origem-das-celulas-procariontes-e.html

Núcleo: Localização

http://www. biologototal.blogspot.com

• Célula Animal

• Geralmente Central• Secretoras � Basal

• Célula Vegetal:

• Periférico• � Vacúolo

Posição fixa � associação aos filamentos do citoesqueleto

Núcleo:Formato, Tamanho e Número

2 Núcleos Arredondados

Núcleo com cromatina condensada

Núcleo em formato de U

Núcleo em formato de U

Núcleo com cromatina descondensada

Núcleo Alongado

Núcleo em formato de S

Acompanha o formato e metabolismo da célula.JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012, pag. 146

Núcleo com cromatina condensada

Núcleo:Formato, Tamanho e Número

• Células Sanguíneas

http://www.trabalhonota10.com.br/biologia/anatomia-e-fisiologia-humana/sistema-imunologico.html

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Núcleo:Interfásico e Mitótico - Meiótico

• I = Intérfase• G0 = Fase de

Respouso ou Estacionária

• G1, S, G2 = duplicação do DNA e checagem

• M = Mitose ou Meiose• divisão celular

http://gl.wikipedia.org/wiki/Ciclo_celular

Núcleo:Interfásico e Mitótico - Meiótico

Interfásico

• Envoltório Nuclear:• Membrana Interna;• Membrana Externa;

• Canal de Poros;

• Lâmina Basal;• Nucléolo;• Nucleoplasma;• Cromatina.

Mitótico - Meiótico

• Envoltório Nuclear:• Membrana Interna;• Membrana Externa;

• Canal de Poros;

• Lâmina Basal;• Nucléolo;• Nucleoplasma;• Cromatina � Cromossomos;• Centrossomo;• Fibras do Fuso.

Núcleo Interfásico: Envoltório Nuclear

• Envoltório Nuclear:• Limite Nuclear;• Isolamento e Proteção do Material

genético;• Trocas entre Núcleo e Citoplasma

(Transportes: ativo e passivo).

• 2 Membranas Concêntricas• Observável apenas em Microscopia

Eletrônica (ME).• Espessura das membranas < Poder

Resolução do Microscópio de Luz (ML).

↓• Espaço Perinuclear � Proteínas

Solúveis

JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012, pag. 145


• Membrana Externa:• Ribossomos Aderidos;• Continuidade com RE;• Proteínas semelhantes as do

RE;• Proteínas Específicas

(nesprinas) � interagem com citoesqueleto

↓

• Ancoragem e posicionamento nuclear.

http://www.biologia.edu.ar/botanica/tema9/9-1nucleo.htm


• Membrana Interna: • Composição própria de

proteínas intrínsecas e periféricas;

↓

• Sintetizadas pelos polirribossomos aderidos à membrana externa;

↓

• Interagem com cromatina e lâmina nuclear.



• Poros:• Fusão das membranas

externa e interna;• Anéis Proteicos �

nucleoporinas• > 100 tipos• Cada poro: +- 30 tipos• Anel Citoplasmático;

• Anel Nuclear;• Canal Central

• Trocas entre núcleo e citoplasma;


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1) Sinais químicos ligam a molécula à

proteína IMPORTINA

↓

2 e 3) Sinais químicos importam o complexo através

do poro↓

4) IMPORTINA se desliga da molécula e está é liberada no

nucleoplasma

Importação de moléculas:

Exportação de moléculas:

4) EXPORTINA se desliga da molécula e está é liberada no

citoplasma↑

2 e 3) Sinais químicos importam o complexo através

do poro↑

1) Sinais químicos ligam a molécula à

proteína EXPORTINA


• Lâmina Nuclear:• Rede de Proteínas: Lamininas � filamentos

intermediários nucleares;• Interrompidas nos Poros Nucleares;• Forma e Estabilidade à membrana nuclear.• Participação nos processos de replicação, transcrição e

regulação da expressão gênica. (próximas aulas)


Núcleo Interfásico: Nucleoplasma ou Cariolinfa e Matriz Nuclear

• Nucleoplasma ou Cariolinfa:• Solução aquosa• Proteínas reguladoras de replicação e transcrição,

nucleotídeos, íons, nucléolo e cromatina.

• Matriz Nuclear:• Rede fibrilar � Endoesqueleto;• Suporte e forma do núcleo.

http://www.biologia.edu.ar/botanica/tema9/9-1nucleo.htm

Núcleo Interfásico: Nucléolo

• Estruturas Esféricas;• Não envolvidas por

membranas;• Observáveis em ML � 1 a 7 µm

• Proteinas � transcrição, processamento do RNA e formação ribossomos (Biologia Molecular)

• RNA ribossômicos (RNAr) �ribossomos (Biologia Molecular)

• DNAr � genes codificadores de RNAr (Biologia Molecular)

Nucléolo em núcleo de ovócito

(400x)

http://minerva.ufpel.edu.br/~mgrheing/cd_histologia/cito/nucleo.htm

Núcleo Interfásico: Nucléolo

• ME:• CF: Centro Fibrilar,

eletrón-lúcido, circular; � transcrição (Biologia Molecular)

• CFD: Componente Fibrilar Denso, fibrilas muito finas formando uma rede; �processamento RNA (Biologia Molecular)

• CG: Componente Granular, composto por grânulos. �processamento do RNA(Biologia Molecular)


Núcleo Interfásico: Cromatina

• Do Grego:• Croma = cor

• Toda parte do núcleo visível ao ML e corada, exceto o nucléolo.

• Organização dinâmica � fase do ciclo celular e atividade celular.

• DNA + ProteínasNucléolo e

Cromatina em núcleo de ovócito

(400x)

http://minerva.ufpel.edu.br/~mgrheing/cd_histologia/cito/nucleo.htm

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Núcleo Interfásico: Constituição daCromatina, DNA

Contém toda a informação genética de um organismo

Informação � genes

http://unidospelavidafc.com.br/port/index.php/2010/04/parte-1-o-que-e-genetica-hereditaria-autossomica-e-recessiva/dna-with-features/

• DNA = Polímeros de Nucleotídeos• Nucleotídeos:

• Fosfato;• Pentose;• Base nitrogenada

(Adenina, Guanina,Citosina e Timina)


• Base nitrogenadas:• Complementariedade:

• A T

• C G

• Proporção:• A = T ; C = G

• A + G = C + T• A + T ≠ C + G

Purinas = 2 anéis de Carbono

Pirimidinas = 1 anel de Carbono

Pontes de Hidrogênio

Quantidade de Purinas = Pirimidinas


http://www.infoescola.com/bioquimica/bases-nitrogenadas/

• Desoxirribose:• Pentose;• Carbonos: 1’ � 5’ - direita � esquerda.

• C 1' - base • C 5' - grupo fosfato


http://www.professorjarbasbio.com.br/pagina9.htm

http://www.nehmi-ip.com.br/print.php?id=140&serv=10&faq=23

Desoxirribose Nucleotídeo

• Dupla-hélice

Diâmetro = 2nm

Pontes de Hidrogênio

0,34nm

3,4nm

10 pares de bases

Polaridade Oposta

CadeiasAntiparalelas

5’� 3’3’� 5’


Modificada de: http://pequenosbiologos.wordpress.com/

• DNA + proteínas• Histonas

• Básicas (arginina e lisina)

• Ligação: amino – fosfato• H1 – ligação externa• H2A

• H2B Octâmero• H3

• H4

• 3% de RNA nascente

• Não –histonas• Ácidas

• Ligadas ao DNA oudispersas no carioplasma

• Estrutura dos cromossomos;

• Replicação e Reparode DNA;

• Ativação e Repressão Gênica.

Núcleo Interfásico: Constituição da Cromatina

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Núcleo Interfásico: Compactação da Cromatina

• Nucleossomo:• Molécula de DNA se enrola em um octâmero

de histonas:• 200 pares de bases (pb);

• Octâmero Histonas;

• Histona H1.6nm

10 nm

H2AH2BH3H4

H1

http://djalmasantos.wordpress.com/2010/10/03/expressao-da-informacao-genetica/

H1

• Fibras 10nm = nucleofilamentos

• 1o nível de compactação;

• Associação de nucleossomos –Colar de Contas.

• Fibras 30nm = solenóide• 2o nível de compactação;• estrutura helicoidal.

Núcleo Interfásico: Compactação da Cromatina


Núcleo Interfásico: Estados Funcionais da Cromatina

• Eucromatina:• Transcrita � expressão gênica.

• Heterocromatina:• Não transcrita.

Parâmetro Heterocromatina Eucromatina

Coloração Intensa Fraca

Compactação Altamente

Compactada

Frouxamente

Compactada

Transcrição Inativa Ativa

Heterocromatina Constitutiva

• Sequência repetitiva de DNA, nunca transcritas.• Centrômeros e Telômeros

dos cromossomos (núcleomitótico).


Centrômero

Telômeros

Telômeros

Heterocromatina Facultativa

• Corpúsculo de Barr• Fêmeas de Mamíferos;• Inativação intra-uterina ;• Mosaico (ao acaso);• Compensação de dose

(XX);• Diagnóstico citológico do

sexo.

• Sequências únicas ou medianamente repetitivas, passíveis de transcrição, mas inativas.• Cromatina Sexual

(Corpúsculo de Barr)

Célula do Epitélio Bucal

Cromatina Sexual


http://www.biomania.com.br/bio/conteudo.asp?cod=1221


Corpúsculo de Barr

http://www.fcm.uncu.edu.ar/jornadas2010/index.php/articulos/view/95

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Ciclo Celular

• Processos que ocorrem desde a formação de uma célula até sua própria divisão em células filhas;

M

Mitose

ou

Meiose

http://edsonchiote.blogspot.com.br/2011/01/o-ciclo-celular-divisoes.html

Ciclo Celular

Etapas

• Prófase• Metáfase• Anáfase• Telófase

Meiose

• Prófase I • Metáfase I• Anáfase I• Telófase I

Mitose

• Prófase II

• Metáfase II

• Anáfase II

• Telófase II

Intérfase

G0

G1

S

G2

M

Mitose ou Meiose

http://edsonchiote.blogspot.com.br/2011/01/o-ciclo-celular-divisoes.html

Intérfase

Período entre as divisões;As células crescem e se preparam para nova divisão.

Intérfase: G0

Células

totalmente

diferenciadas

• G0:

• Faseestacionária;

• Nãoproliferativa;

Indefinidamenteem intérfase.

• G1:• G (Gap) = Intervalo

↓

S (Síntese DNA) e M

• Síntese de proteínas que atuamna fase S;

• Ex: DNA polimerases, primase, helicase, topoisomerase

Intérfase: G1

Intéfase: S, replicação do DNA

• S (Synthesis): (2n � 4C)• Replicação do DNA

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Modificado de; http://www.3bscientific.com.br/Modelo-de-Estrutura-de-Dupla-Helice-de-DNA-W19780,p_1208_194_201_249_16221.html

Dupla-hélice de DNAG, C, T, A




C A C T G G T G

G T G A C C A CHelicase




C A C T G G T G


Toposiomerase




C A C T G G T G

G T G A C C A C

Helicase

Toposiomerase Proteínas SSP ou Braçadeiras




C A C T G G T G



GUG

GUG

Primase, primer de RNA (T substituido por U)




C A C T G G T G



GUG A

G GUG

Primase

DNA Polimerase III

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C A C T G G T G



GUG A C

T G GUG

Primase

DNA Polimerase III




C A C T G G T G



GUG A C C

C T G GUG

Primase

DNA Polimerase III




C A C T G G T G



GUG A C C A

A C T G GUG

Primase

DNA Polimerase III




C A C T G G T G



GUG A C C A C

C A C T G GUG

Primase

DNA Polimerase III




C A C T G G T G



GUG A C C A C

C A C T G GUG

Primase

T

T

DNA Polimerase II




C A C T G G T G



GTG A C C A C

C A C T G GTG

Primase

DNA Polimerase II

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Modificado de; http://www.3bscientific.com.br/Modelo-de-Estrutura-de-Dupla-Helice-de-DNA-W19780,p_1208_194_201_249_16221.htmlhttp://www2.arnes.si/~osljikbo1s/egradiva/vaje/4a/School%20quiz.htm


C A C T G G T G



GTG A C C A C

C A C T G GTG

Ligase




C A C T G G T G



GTG A C C A C

C A C T G GTG




C A C T G G T G



GTG A C C A C

C A C T G GTG

O processo continua até completa duplicação do DNA



No final:2 moléculas de DNA idênticas

• 1. Helicase:• Desenrola, progressivamente

as cadeias de DNA.

• 2. Topoisomerase:• Relaxam a tensão contorcional

do DNA, causando quebras e posteriores ligações fosfodiéster.

• 3. Braçadeiras (SSP):(Proteinas SSP = single strandproteins): • Estabilizam fitas simples,

evitando que se enrolem (complementariedade).

• 4. Primase (RNA polimerase):• adição de primer, curtos

segmentos de RNA;

• 5. DNA polimerase III:• Adição de nucleotídeos

complementares.

• 6. DNA polimerase II:• Substitui primers de RNA

• 7. DNA polimerase I:• Reparo

• 8. DNA ligase:• Liga os segmentos de DNA



Ao final de S

DNA

duplicado

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Intérfase: G2, reparo

• G2: Reparo• Ponto de Checagem;• Síntese de proteínas

não-histônicas.

Ao final de G2

DNA

duplicado

e

Reparado

http://iecdpgolhosdafe.webnode.com.br/forum/

Bibliografia Sugerida

• ALBERTS, B. et al. Biologia molecular da célula. Porto Alegre: Artmed, 3ª. Edição, 2001. – capítulos 8, 17 e 18

• JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012. – Capítulos 8 e 9

• CARVALHO, H. F.; RECCO-PIMENTEL, S. M. A célula 2001. São Paulo: Manole, 2001.

• De ROBERTIS, E. M. F.; HIB, J. Bases da biologia celular e molecular. 3. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2001.

• Acessem:• http://www.johnkyrk.com/CellIndex.pt.html

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