Upload
phamdiep
View
214
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
08/05/2012
1
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
08/05/2012
2
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
Núcleo Interfásico: Envoltório Nuclear
• 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
Núcleo Interfásico: Envoltório Nuclear
• Membrana Interna: • Composição própria de
proteínas intrínsecas e periféricas;
↓
• Sintetizadas pelos polirribossomos aderidos à membrana externa;
↓
• Interagem com cromatina e lâmina nuclear.
JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012, pag. 145
Núcleo Interfásico: Envoltório 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;
JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012, pag. 149
08/05/2012
3
Núcleo Interfásico: Envoltório Nuclear
JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012, pag. 150
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
Núcleo Interfásico: Envoltório Nuclear
• 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)
JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012, pag. 147
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)
JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012, pag. 159
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
08/05/2012
4
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)
Núcleo Interfásico: Constituição daCromatina, DNA
• 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
Núcleo Interfásico: Constituição daCromatina, DNA
http://www.infoescola.com/bioquimica/bases-nitrogenadas/
• Desoxirribose:• Pentose;• Carbonos: 1’ � 5’ - direita � esquerda.
• C 1' - base • C 5' - grupo fosfato
Núcleo Interfásico: Constituição daCromatina, DNA
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’
Núcleo Interfásico: Constituição daCromatina, DNA
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
08/05/2012
5
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
JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012, pag. 155
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).
Núcleo Interfásico: Estados Funcionais da Cromatina
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
Núcleo Interfásico: Estados Funcionais da Cromatina
http://www.biomania.com.br/bio/conteudo.asp?cod=1221
Núcleo Interfásico: Estados Funcionais da Cromatina
Corpúsculo de Barr
http://www.fcm.uncu.edu.ar/jornadas2010/index.php/articulos/view/95
08/05/2012
6
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
08/05/2012
7
Intéfase: S, replicação do DNA
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
Intéfase: S, replicação do DNA
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
Intéfase: S, replicação do DNA
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
Toposiomerase
Intéfase: S, replicação do DNA
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 C
Helicase
Toposiomerase Proteínas SSP ou Braçadeiras
Intéfase: S, replicação do DNA
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
Toposiomerase Proteínas SSP ou Braçadeiras
GUG
GUG
Primase, primer de RNA (T substituido por U)
Intéfase: S, replicação do DNA
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
Toposiomerase Proteínas SSP ou Braçadeiras
GUG A
G GUG
Primase
DNA Polimerase III
08/05/2012
8
Intéfase: S, replicação do DNA
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
Toposiomerase Proteínas SSP ou Braçadeiras
GUG A C
T G GUG
Primase
DNA Polimerase III
Intéfase: S, replicação do DNA
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
Toposiomerase Proteínas SSP ou Braçadeiras
GUG A C C
C T G GUG
Primase
DNA Polimerase III
Intéfase: S, replicação do DNA
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
Toposiomerase Proteínas SSP ou Braçadeiras
GUG A C C A
A C T G GUG
Primase
DNA Polimerase III
Intéfase: S, replicação do DNA
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
Toposiomerase Proteínas SSP ou Braçadeiras
GUG A C C A C
C A C T G GUG
Primase
DNA Polimerase III
Intéfase: S, replicação do DNA
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
Toposiomerase Proteínas SSP ou Braçadeiras
GUG A C C A C
C A C T G GUG
Primase
T
T
DNA Polimerase II
Intéfase: S, replicação do DNA
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
Toposiomerase Proteínas SSP ou Braçadeiras
GTG A C C A C
C A C T G GTG
Primase
DNA Polimerase II
08/05/2012
9
Intéfase: S, replicação do DNA
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
Dupla-hélice de DNAG, C, T, A
C A C T G G T G
G T G A C C A CHelicase
Toposiomerase Proteínas SSP ou Braçadeiras
GTG A C C A C
C A C T G GTG
Ligase
Intéfase: S, replicação do DNA
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
Dupla-hélice de DNAG, C, T, A
C A C T G G T G
G T G A C C A CHelicase
Toposiomerase Proteínas SSP ou Braçadeiras
GTG A C C A C
C A C T G GTG
Intéfase: S, replicação do DNA
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
Toposiomerase Proteínas SSP ou Braçadeiras
GTG A C C A C
C A C T G GTG
O processo continua até completa duplicação do DNA
Intéfase: S, replicação do DNA
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
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
Intéfase: S, replicação do DNA
Intéfase: S, replicação do DNA
Ao final de S
DNA
duplicado
08/05/2012
10
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