1

Núcleo

2

Características del Núcleo

•Delimitado por la carioteca o envoltura nuclear • Corresponde al 10% el volumen total de la célula

•Contiene:

a) El ADN de la célula (excepto el de mitocondrias y cloroplastos)

b) RNA mensajeros inmaduros

c) Nucleolo

d) Diversas proteínas fabricadas en el citosol

e) Nucleoplasma

ENVOLTURA NUCLEAR• DOBLE MEMBRANA (7 – 8 nm DE GROSOR C/U)• ESPACIO PERINUCLEAR (10 – 50 nm) que se continúa con el R.E.• La envoltura está perforada por POROS NUCLEARES• LAMINA NUCLEAR: está unida a la membrana interna

ENVOLTURA NUCLEAR

MEMBRANA NUCLEAR INTERNA

MEMBRANA NUCLEAR EXTERNA

MEMBRANA RETICULO ENDOPLASMICO

LUMEN RETICULO ENDOPLASMICO

LUMEN NUCLEAR

ESPACIO PERINUCLEAR

PORO NUCLEARLAMINA NUCLEAR

3

1. HISTONAS

2. ADN Y ARN POLIMERASAS

3. PROTEINAS REGULADORAS DE GENES

4. PROTEINAS PROCESADORAS DE ARN

Proteínas nucleares

COMPLEJO DEL PORO

•EN LOS LIMITES DEL PORO HAY UNION DE LA MEMBRANA EXTERNA CON LA INTERNA

• EN EL CENTRO TIENE UN CANAL CILINDRICO (9 – 25 nm de diámetro)

•TRANSPORTE ACTIVO SELECTIVO

• LA SELECTIVIDAD DEL TRANSPORTE RESIDE EN SEÑALES PRESENTES SOLO EN PROTEINAS NUCLEARES

• LA SEÑAL ES UN PEPTIDO CORTO RICO EN AMINOACIDOS DE CARGA POSITIVA (Lisina, Arginina y también principalmente Prolina) DENOMINADO NSL O SEÑAL DE LOCALIZACIÓN NUCLEAR

• LA ENVOLTURA NUCLEAR TIENE 3.000 – 4.000 POROS (+/- 11 um)

4

POROS NUCLEARES

POROS NUCLEARES

5

CITOSOL

NUCLEO

POROS NUCLEARES

CITOSOL

NUCLEO

TAMAÑO DE PROTEINAS QUE

ENTRAN AL NUCLEO POR

DIFUSION LIBRE

TAMAÑO DE PROTEINAS QUE

ENTRAN AL NUCLEO POR TRANSPORTE

ACTIVO

DIFUSION LIBRE A TRAVES DE PORO NUCLEAR

Proteínas del complejo Poro nuclear:a) 8 columnas proteicasb) Proteínas de anclajec) Proteínas radiales (diafragma)d) Fibrillas proteica

6

Proteínas del complejo Poro nuclear:a) 8 columnas proteicasb) Proteínas de anclajec) Proteínas radiales (diafragma)d) Fibrillas proteica

IMPORTACION NUCLEAR

7

Importación de proteínas al núcleo

Exportación de proteínas del núcleo

8

HETEROCROMATINA

• ES UNA FORMA ALTAMENTE CONDENSADA DE LA CROMATINA• MANTIENE SU CONDENSACION A LO LARGO DEL CICLO CELULAR• EN LA MAYORIA DE LAS CELULAS EL 90% DE LA CROMATINA ES TRANSCRIPCIONALMENTE INACTIVA, SIN EMBARGO, SOLO UNA FRACCION DE ELLA SE ENCUENTRA ALTAMENTE CONDENSADA CO-MO HETEROCROMATINA• RELATIVAMENTE RESISTENTE A LA DIGESTION CON NUCLEASAS

EUCROMATINA

• ES TRANSCRIPCIONALMENTE ACTIVA

• SE CONDENSA A LO LARGO DEL CICLO CELULAR PASANDO DE UN ESTADO FIBRILAR A FORMAR CROMOSOMAS PARA VOLVER GRA-DUALMENTE A SU ESTADO ANTERIOR

CROMOSOMAS: UNA LARGA MOLÉCULA DE ADN + PROTEÍNAS

9

EMPAQUE DEL ADN

EMPAQUE DEL ADN

• LAS PROTEINAS ESTRUCTURALES SON MUY ABUNDANTES

• EXISTEN DOS TIPOS: HISTONAS Y NO HISTONAS

• LAS HISTONAS SON PROTEINAS RELATIVAMENTE PEQUEÑAS CON UNA ALTISIMA PROPORCION DE AMINOACIDOS DE CARGA POSITIVA (lisina, arginina) LO QUE AYUDA A UNIR APRETADAMENTE EL ADN INDEPENDIENTE DE SU SECUENCIA DE NUCLEOTIDOS

• LAS HISTONAS SON RESPONSABLES DEL NIVEL MAS BAJO DE ORGANIZACION DE LOS CROMOSOMAS LOS NUCLEOSOMAS

• EXISTEN 5 TIPOS DE HISTONAS: LAS NUCLEOSOMALES Y LA HISTONA H 1

• LAS HISTONAS NUCLEOSOMALES SON RESPONSABLES DEL ENRROLLAMIENTO DEL ADN Y SON 4: H2A, H2B, H3 Y H4

10

• EL ROL DE LAS HISTONAS EN EL REPLIEGUE DEL ADN ES IMPORTANTE PORQUE:

1. DISMINUYE SU LONGITUD

2. EL MODO EN QUE SE PLIEGA INFLUIRIA EN LA ACTIVIDAD DE LOS GENES ALLI PRESENTES

PRINCIPALMENTE GC (RANURA EXTERNA MENOR)

PRINCIPALMENTE AT (RANURA INTERNA MENOR)

CORE DE HISTONAS DEL NUCLEOSOMA (OCTAMERO

DE HISTONAS)

ADN DEL NUCLEOSOMA

EMPAQUE DE ADN

11

ADN DE UNIONCORE DE HISTONAS DEL NUCLEOSOMA

LA NUCLEASA DIGIERE EL

ADN DE UNION

UNIDADES REPETIDAS DE 200

PARES DE NUCLEOTIDOS

“CUENTAS EN UN HILO”

ESFERAS DE NUCLEOSOMAS

LIBERADAS

DISOCIACION

DISOCIACION CON ALTA

CONCENTRACION DE SAL

CORE DE HISTONAS (OCTAMERO) 146 PARES DE

NUCLEOTIDOS DEL ADN BICATENARIO

EMPAQUE DE ADN

FIBRA DE CROMATINA DE 30 nm DE DIAMETRO

NUCLEOSOMA

SECUENCIA ESPECIFICA DE PROTEINA DE UNION DEL ADN

FIBRA

NUCLEOSOMAS EN FIBRA

12

REGION CORTA DE ADN DE DOBLE HELICE

“CUENTAS EN UN HILO”FORMA DE CROMATINA

FIBRA DE CROMATINA DE 30 nm EMPACADA EN

NUCLEOSOMAS

SECCION DE UN CROMOSOMA EN FORMA

EXTENDIDA

SECCION CONDENSADA DE UN CROMOSOMA

CROMOSOMA COMPLETO

MODELO DE EMPAQUE DE LA CROMATINA

ADN BICATENARIO

CORE NUCLEOSOMA (OCTAMERO HISTONAS)

NUCLEOSOMA NO PLEGADO Y LA MITAD DE SU CORE SEPARADO

HORQUILLA DE REPLICACIONNUEVAS HEBRAS DE ADN FORMADAS POR REPLICACION AL PASAR POR HORQUILLA

NUEVAS HEBRAS DE ADN

HORQUILLA DE REPLICACION

AMBAS MITADES DEL CORE DEL NUCLEOSOMA SON UNIDAS A UNA MOLECULA DE ADN HIJA

NUCLEOSOMA UNIDO

UN NUEVO OCTAMERO DE HISTONAS SE ADICIONARA PRONTO A ESTA MOLECULA DE ADN HIJA PARA FORMAR UN NUEVO NUCLEOSOMA

APERTURA NUCLEOSOMA PARA REPLICACION ADN

13

NUCLEOLO

• SE CONSIDERA LA “FABRICA” DE RIBOSOMAS, AUNQUE LOS ULTIMOS PASOS DE MADURACION OCURREN EN EL CITOPLASMA

• ES UN ORGANELO NO RODEADO DE MEMBRAMA, DE FORMA ESFE-ROIDAL Y ALTAMENTE ORGANIZADO

• EN 1940 SE DEMOSTRO QUE CONTIENE UNA ALTA CONCENTRACION DE ARN Y PROTEINAS

• EN LOS 60 SE DESCUBRIO SU FUNCION PRINCIPAL QUE ES LA SINTESIS DE ARNr Y PROTEINAS

POSEE TRES REGIONES:

• CENTRO FIBRILAR (ADN)

• COMPONENTE FIBRILAR DENSO (ADN)

• COMPONENTE GRANULAR (PRECURSORES DE RIBOSOMAS)

HETEROCROMATINA PERIFERICA

ENVOLTURA NUCLEAR

NUCLEOLO

COMPONENTE FIBRILAR DENSO

COMPONENTE GRANULAR

CENTRO FIBRILAR

M.E.: CORTE DE NUCLEOLO CON SUS 3 DIFERENTES ZONAS

14

AL APROXIMARSE LA CELULA A MITOSIS:

• DISMINUYE EL TAMAÑO Y LUEGO

• DESAPARECE (CONDENSACION CROMOSOMAS, CESA SINTESIS ARN)

AL TERMINO DE LA MITOSIS:

• SE REINICIA LA SINTESIS DE ARNr

• REAPARECE EL NUCLEOLO (ORGANIZADOR NUCLEOLAR)

NUCLEOLO

NUCLEO

CITOPLASMA

GEN ARNr

ADN“LOOP” ORGANIZADORNUCLEOLAR

TRANSCRIPCION

RECICLAJE DE ARN Y PROTEINAS INVOLUCRADAS EN EL PROCESO

PRECURSOR ARNr

GRAN PARTICULA DE RIBONUCLEOPROTEINA

SUBUNIDAD MAYOR INMADURA

SUBUNIDAD MENOR

SUBUNIDAD MAYOR

TRANSPORTE Y ACTIVACION, SE FORMAN RIBOSOMAS

FUNCIONALES

ARNr 18S

SUBUNIDAD 40S

5,8S5S28S

ARNr

SUBUNIDAD 60S

PROTEINAS RIBOSOMALES SINTETIZADAS EN EL

CITOPLASMA

ARNr 5S SINTETIZADO FUERA DEL NUCLEOLO

FUNCION DEL NUCLEOLO EN LA SINTESIS DE RIBOSOMAS

15

ENVOLTURA NUCLEAR

MEMBRANA PLASMATICA

NUCLEO

ADNTRANSCRIPCION DEL ADN

ARN

MODIFICACIONES DEL ARNm

CITOSOL

PROTEINA

RIBOSOMAS

TRANSPORTE DEL ARN

TRADUCCION DEL ARNm

SINTESIS DE PROTEINAS

RIBOSOMAS

• SON GRANDES COMPLEJOS DE MOLECULAS DE ARN Y PROTEINAS

• FORMADOS POR DOS SUBUNIDADES DE DIFERENTE TAMAÑO

• ESTAN PRESENTES EN CELULAS EUCARIOTAS (También en mito-condrias y cloroplastos) Y PROCARIOTAS

• LA ASOCIACION DE ESTAS ES REVERSIBLE Y SON EXTREMADA-MENTE ESTABLES

• PARTICIPAN EN LA SINTESIS DE CUALQUIER POLIPEPTIDO PROPORCIONANDO UNA MATRIZ TRIDIMENSIONAL

• HAY DOS POBLACIONES ESTRUCTURAL Y FUNCIONALMENTE IDENTICAS (LIBRES Y UNIDOS A MEMBRANA)

16

Estructura del Ribosoma

• EL ARNm SE SITUA EN EL ESPACIO ENTRE LAS 2 SUBUNIDADES ASI EL RIBOSOMA PROTEGE DE LA DEGRADACION POR RIBONU-CLEASAS UN SEGMENTO DE 25 NUCLEOTIDOS

• LA SUBUNIDAD MENOR UNE EL ARNm AL ARNt Y LA MAYOR CATALIZA LA FORMACION DEL PEPTIDO

• SE DENOMINA POLISOMAS (POLIRIBOSOMAS) A VARIOS RIBO-SOMAS MAS UNA MOLECULA DE ARNm

• EL ARNr REPRESENTA MAS DEL 80% DE TODO EL ARN DE LA CELULA

17

RIBOSOMAS DE CELULAS PROCARIOTAS Y EUCARIOTAS

CADENA COMPLETA DE POLIPEPTIDO

SUBUNIDAD 60S

SUBUNIDAD 40S

CODON DE TERMINO

CODON DE INICIO

ARNmINICIO DE CADENA DE

POLIPEPTIDO

POLIRIBOSOMA EN SINTESIS DE PROTEINAS

18

ARNm QUE CODIFICA UNA PROTEINA DEL

CITOSOL

POLIRIBOSOMAS LIBRES EN EL

CITOSOL

POOL COMUN DE SUBUNIDADES RIBOSOMALES LIBRES EN EL CITOSOL

SECUENCIA DE SEÑAL DE

R.E.

ARNm CODIFICANDO UNA PROTEINA DE R.E. PERMANECE

UNIDO A MEMBRANA

POLIRIBOSOMA UNIDO A MEMBRANA DEL R.E. POR MULTIPLES CADENAS DE

POLIPEPTIDOS EN SINTESIS

MEMBRANA DE R.E.

SUBUNIDADES DE RIBOSOMAS, RIBOSOMAS LIBRES Y RIBOSOMAS UNIDOS A MEMBRANA