Núcleo Professora Christiane B. Lombello –christiane.lombello@ufabc.edu.br Nucleo • 1802: Franz Bauer • 1831: Robert Brown • 1838: Matthias Schleiden • Células eucariotas Fonte: Sciencephoto/Alberts Núcleo Hemácias – perdem o núcleo durante a maturação (eritropoiese) Fonte: Sciencephoto/ Alberts Núcleo Células em intérfase Fonte: Sciencephoto Núcleo • Células animais • Núcleo interfásico • Localização central • Células polarizadas -secretoras Fonte: Laboratório / udel.edu/Biology/Wags/histopage/empage/eep/eep.htm Núcleo • Forma celular – forma nuclear • Volume nuclear característico (10%)– relação nucleocitopasmática • Mononucleares, binucleares, sincício • Hepatócito: 25% binucleados Traqueia Fíagdo Músculo cardíaco Fonte: mol.icb.usp.br Funções básicas do núcelo • Armazenar a informação genética • Regular processos complexos • controle da expressão gênica • regular as reações químicas • fenótipo celular Fonte: Sciencephoto Núcleo Estruturas: • Envoltório nuclear • Nucleoplasma • Cromatina • Nucléolo Envoltório Nuclear 8 Nucleoplasma • Nucleoplasma é constituído por solução aquosa de: ▫Proteínas (como enzimas envolvidas na síntese e duplicação de DNA) ▫Proteossomos (agregados proteicos envolvidos na degradação de proteínas) ▫RNAs ▫Nucleosídeos e Nucleotídeos ▫Íons • Estruturas ▫ Cromatina ▫ Nucléolo www.microscopyu.com Envoltório Nuclear • Também denominado de carioteca • Função primordial: compartimentalização • Conteúdo: Nucleoplasma 23 pares de cromossomos - cromatina Nucléolo (genes do rRNA e rRNAs) RNA (m, r, t , outros) Proteínas ( produzidas no citosol Fonte: Florida State University / Dennis Kunkel Envoltório Nuclear Composição • Duas membranas concêntricas, lipoproteicas, visível ao ME Membrana externa e Membrana interna Composição semelhante ao RE, 30% lipídios e 70% proteínas Continuidade com o RE • Espaço perinuclear (10-50nm) • Comunicação com o lúmen do RE • Complexos de poro Fonte: Alberts, 2009 Envoltório Nuclear Fonte: cellimagelibrary.org Envoltório Nuclear • Membrana externa ▫ Associação de ribossomos e poliribossomos ▫ Continuidade com o RE – especialização Fonte: animalcellbiology.wordpress.com / Scincephoto / Dreamstime Envoltório Nuclear • Membrana interna ▫ Associação à lâmina nuclear ▫ Associação com cromatina ▫ Proteínas integrais de membrana - (LAPI, LAPII, Emerina, LBR) Fonte: animalcellbiology.wordpress.com / Scincephoto / Dreamstime Envoltório Nuclear • Lâmina nuclear Espessura de 10-20nnm ▫ Confere resistência e forma ao núcleo ▫ Dissociação durante a divisão celular ▫ Ligação da cromatina Fonte: Alberts / Getmededu Fonte: animalcellbiology.wordpress.com / Scincephoto / Dreamstime Envoltório Nuclear • Complexos de poro ou Poros nucleares Atravessam o envoltório nuclear contato de membranas e interrupção da lamina Quantidade: poucos-4.000 poros Tipo e atividade celular Fonte: Nature Fonte: animalcellbiology.wordpress.com / Scincephoto / Dreamstime Envoltório Nuclear • Complexos de poro ou Poros nucleares Permite a passagem de pequenas moléculas soluveis Barreira seletiva Canais de transporte para: Grandes moléculas Macromoléculas Fonte: Alberts / Knockenhauer et all, Cell Complexo de Poro • Estrutura octogonal: Anel nuclear Filamentos nucleares Anel citoplasmático Filamentos citoplasmáticos Transportador central (30nm) Raios (conectam os anéis e o transportador) Proteínas de ancoragem: POM121 e gp210 Fonte: Christian Franke / Lodish Complexo de Poro • Transporte para o núcleo: Pequenas moléculas (4 Kda) atravessam a membrana nuclear (difusão) Macromoléculas e complexos entre 12 e 50KDa têm velocidade inversamente proporcional ao tamanho Fonte: Alberts et al, 2002 Complexo de Poro • Transporte com consumo de energia : GTP • Transporte para o núcleo: Proteínas (histonas, ribossomais e outras) • Transporte para o citoplasma: Moléculas de RNA (m, r, t, sn) Subunidades ribossomais Complexo de Poro • Transporte para o núcleo - Cosumo de energia (GTP) • Proteínas (histonas, ribossomais e outras) • Sinal de Localização Nuclear (SLN ou NLS) São sequencias curtas de aa básicos Ricas em lisina e arginina Reconhecidos por importinas Fonte: Lodish Importação Etapas da Importação Nuclear : Proteínas 1. Importina + carga (NSL) 2. Interação com nucleoporinas 3. No núcleo: Ran-GTP se liga a importina 4. Dimuni afinidade por NLS – 5. Carga é liberada no nucleoplasma 6. Transpote da importina e Ran Fonte: Lodish Complexo de Poro • Transporte para o citoplasma: • RNAs e Subunidades ribossomais • Sinais de exportação nuclear (SEN ou NES) São reconhecidos por proteínas RNPs (ribonucleoproteína ) Reconhecidos por exportinas Fonte: Li et al.,Methods Importação Etapas da Exportação Nuclear : RNAs 1. Exportina + carga (NES) +RanGTP 2. Interação com nucleoporinas 3. No citoplasma: interação com filamentos 4. Hidrólise GTP 5. Dissociação e liberação de carga 6. Recuperação da exportina e Ran-GDP Há transporte independente de Ran-GTP Fonte: Lodish Outras estruturas nucleares • Corpos de Cajal (snRNP) • Grânulos de intercromatina • Fibrilarina • DNA Aplicação prática • NF AT: Fator Nuclear de Células T Ativadas • Proteína Reguladora da atividade gênica • Ativação das células T – Ca+ e calcineurina Antígeno fator nuclear de células T ativadas Resposta Imune Citocinas Receptores de superfície Fonte: Alberts Aplicação prática • Ciclosporina – imunosupressor • Mecanismo de transporte para o núcleo • Impede a expansão das células T - Imunossupresão - transplante de órgãos Imunosupressor fator nuclear de células T ativadas Resposta Imune Citocinas Receptores de superfície Fonte: Alberts Divisão celular • Mitose – fosforilação das lâminas por uma proteína quinase Desintegração da membrana nuclear • Nucléolo: desaparece como estrutura Componentes permanecem associado aos cromossomo Associação de microtubulos Fonte: Alberts Núcleo https://www.youtube.com/watch?v=CU0Al6FHYiU Estudo Dirigido 1. Em quais células está presente o núcleo? Quais são as estruturas que compõe o núcleo? 2. Como é a estrutura do envoltório nuclear? Comente a função. 3. Qual a é a estrutura e função do nucléolo? 4. Como e quais moléculas são transportadas entre o citoplasma e nucleoplasma, em ambas as direções? 5. O que acontece com o núcleo e com o nucléolo durante a divisão celular? Referências Bibliográficas • ALBERTS, et al. Biologia Molecular da Célula 5ª ed 2010. 9Cps 4 e 12, empartes) • CARVALHO, H.F. ; RECCO-PIMENTEL, S.M. A Célula 2001, São Paulo: Manole, 2019. (Caps 10, 12) • DE ROBERTIS EMF; HIB J. Biologia Celular e Molecular, 4ª ed, Guanabara Koogan, 2006. • JUNQUEIRA, L.C.; CARNEIRO, J. Biologia Celular e Molecular, 8ª edição, Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2005. • LODISH, H.; BERK, A.; MATSUDAIRA, P.; KAISER, C.A.; KRIEGER, M.; SCOTT, M.P.; ZIPURSKY, L.; DARNELL, J. Biologia Celular e Molecular, 5a edição, Porto Alegre: Artmed, 2005.
