NÚCLEO INTERFÁSICO. Fenótipos nucleares

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1 NÚCLEO INTERFÁSICO Fenótipos nucleares

2 QUAL A IMPORTÂNCIA??? EXISTEM TIPOS DIFERENTES E PORQUÊ?????

3 Centro vital da célula; Indispensável à vida da célula dos organismos eucariotos; Células anucleadas = vida efêmera; Ex: eritrócitos vive 120 dias atividade metabólica restrita Portador do conjunto da mensagem hereditária sob a forma de DNA = determina aspectos metabólicos fundamentais de uma célula.

4 Generalidades sobre o NúcleoN Brown, 1833 Funções: Transmissão de caracteres Supervisão da atividade metabólica Localização:

5 Experiência de Merotomia Retirada do núcleo Ameba

6 EUCARIOTOS PROCARIOTOS

7 Forma:

8 Medula Óssea : Células com núcleos irregulares

9 Células do sangue Humano

10 Células do sangue Humano eosinófilo Basófilo

11 Células do sangue Humano linfócito

12 Células do sangue Humano monócito

13 Quantidade e Tamanho:

14 NÚCLEO INTERFÁSICO Envoltório nuclear

15 Envoltório nuclear Núcleo Nucléolo Citoplasma Membrana celular

16 NÚCLEO INTERFÁSICO Outras denominaçõ ções: Envelope nuclear Carioteca Invólucro nuclear Membrana nuclear Funçõ ções: Compartimentalização do material genético Separação entre os componentes do núcleo e do citoplasma Organização do material genético Determinação da forma e proteção mecânica do conteúdo nuclear Barreira seletiva para a importação e exportação núcleocitoplasma

17 NÚCLEO INTERFÁSICO Ultraestrutura (M.E.T.)

18 Envoltório Nuclear Estrutura membrana externa membrana interna espaço perinuclear (entre as membranas) complexo de poros (ptos de fusão entre as membranas) lâmina nuclear: lâmina densa interna

19 Envolt nvoltório Nuclear

20 Envolt nvoltório Nuclear MN externa MN interna Espaços perinucleares Poros nucleares

21 Envolt nvoltório Nuclear Membranas nucleares (MN) MN externa similaridade com a membrana do retículo endoplasmático: poliribossomos aderidos na superfície continuidade entre essas membranas MN externa MN interna MN interna associação com lâmina nuclear e com a cromatina ou cromossomos ancora componentes proteicos com funções

22 Envolt nvoltório Nuclear Membrana nuclear interna Membrana nuclear externa Membrana do retículo endoplasmático

23 Envolt nvoltório Nuclear Espaço o Perinuclear (EP) distanciamento uniforme entre as membranas espaço dilatado ou irregular: ST hormonal, intoxicação por drogas ou RE dilatado conteúdo ~ RE: ambiente altamente redutor, com gde concentração de Ca presença de proteínas e enzimas envolvidas no processamento dos peptídeos nascentes

24 Envolt nvoltório Nuclear Complexo de Poros (CP) pontos de fusão entre as MN interna e externa cobrem de 1,2% a 25% da superfície nuclear nº em células com alta atividade de síntese transporte de proteínas, RNA e suas combinações estrutura e função formada por mais de 100 proteínas associadas entre si estrutura macromolecular, massa KDa

25 Envolt nvoltório Nuclear Complexo de Poros

26 Complexo de Poros Membrana Interna Membrana Externa Espaço o Perinuclear Complexo de Poros

27 Envolt nvoltório Nuclear

28 Envolt nvoltório Nuclear Estrutura do CP 8 unidades fundamentais dispostas em simetria octogonal luminal cada unidade é formada por 2 subunidades colunar luminal colunar centro espaço perinuclear

29 Envolt nvoltório Nuclear As diferentes unidades nuclear conectadas nas duas extremidades e na porçã ção o mediana citoplasmática tica As subunidades colunares conectadas na porçã ção o mediana unidade anular

30 Envolt nvoltório Nuclear A membrana nuclear situada no complexo de poro passa pelo espaço entre as subunidades colunar e luminal 10 nm 10 nm espaço o residual 10 nm cada um

31 Envolt nvoltório Nuclear subunidades Complexos de poros nucleares

32 Complexo de Poro Nuclear Citoplasma filamentos grânulo intra anular 8 colunas de sustentação complexos RNAproteínas Núcleo associadas em um anel distal cesto

33 grânulo intra anular Face citoplasmática

34 Envolt nvoltório Nuclear Transporte pelo Complexo de Poros partículas pequenas passam livremente mantém de potencial entre o núcleo n e o citoplasma mantém m a [Ca] nuclear, íon importante em processos nucleares, por ex. Apoptose macromoléculas culas gasto de energia (modificaçõ ções conformacionais do poro)

35 Envolt nvoltório Nuclear Tipos de transporte pelo CP Moléculas Até 50KDa difusão simples passam livremente equilíbrio entre os 2 ambientes Moléculas 50KDa difusão facilitada interagem com componentes do CP equilíbrio entre os 2 ambientes Componentes concentrados no núcleo n ou no citoplasma sinais específicos reconhecidos por receptores citoplasmáticos ticos ou nucleares concentraçã ção o em 1 dos ambientes

36 Moléculas até 50KDa Difusão o Simples

37 Moléculas 50KDa Difusão o Facilitada

38 Componentes concentrados no núcleo n ou no citoplasma reconhecidos por receptores 1. núcleo n citoplasma 2. citoplasma núcleo Sinal de Exportaçã ção Nuclear (NES) Seqüê üência de Localizaçã ção Nuclear -NLS

39 Transporte NúcleoN cleo-citoplasma Concentraçã ção o de moléculas no núcleo n ou citoplasma mecanismos de transporte mecanismos de retençã ção direçã ção o do compartimento alvo impedem o transporte

40 1. Transporte núcleo n - citoplasma

41 2. Transporte citoplasma - núcleo 1ª Etapa Ligaçã ção o com o complexo de poro 2ª Etapa Translocaçã ção o (dependente de energia)

42 Envolt nvoltório Nuclear Lâmina Nuclear (LN) espessura variável vel (10nm 200nm) justaposta à interna do MNI composta proteínas face por Lâmina

43 Envolt Envoltório Nuclear Lâmina: camada eletrondensa superfície interna do EN

44 Envolt Envoltório Nuclear Lâmina

45 Envolt nvoltório Nuclear Funçõ ções da LN estabilizaçã ção o e reformaçã ção o do núcleo n após s a divisão o celular envolvimento na ancoragem da cromatina papel na regulaçã ção o da expressão o gênica g e duplicaçã ção o do DNA

46 Envolt nvoltório Nuclear Componentes da LN Basicamente protéica, com predomínio das laminas nucleares (grupo das proteínas dos filamentos intermediários rios do citoesqueleto) Dois tipos principais durante a divisão o celular Lamina tipo A/C solubilizada quando o envoltório é desfeito Lamina tipo B também m se dissocia, mas permanece associada às vesículas resultantes da desestruturaçã ção o do EN

47 Controle da estruturação do envoltório nuclear pelo nível de fosforilação das lâminas nucleares 1. Na intérfase, as laminas do tipo B p58 ligam-se fortemente à membrana nuclear interna através s de um radical isoprenil e pela ligaçã ção o com um receptor específico (p58).

48 2. Com o avanço o do ciclo celular, ocorre a fosforilaçã ção o das laminas A por proteína na-quinases específicas do ciclo celular p58 Fosforilaçã ção

49 3. Uma vez fosforiladas, as interaçõ ções das laminas A entre si e com a lamina B são s enfraquecidas e a lâmina nuclear é desfeita, o que ocorre para a desestruturaçã ção das membranas do EN em pequenas vesículas. Desestruturação Solubilizadas e dispersas pelo citoplasma

50 4. Na anáfase existe um decréscimo da atividade das quinases com um concomitante aumento da atividade de fosfatases que removem os fosfatos das laminas A 5. A desfosforilaçã ção permite a reassociaçã ção o das laminas A com a superfície dos cromossomos e o reagrupamento vesículas com a lamina B. das Desfosforilação

51 6. A reformaçã ção o do Envoltório Nuclear na superfície dos cromossomos em descondensaçã ção o na telófase. Reformação do EN

52 NÚCLEO INTERFÁSICO MATRIZ NUCLEAR

53 Histórico... inicialmente, háh 50 anos: trama de nucleoproteínas nas fibrilares rede granular associada à heterocromatina e eucromatina vários estudos... em 1974 Berezney e Coffey: descreveram essa estrutura a partir de núcleos n de hepatócitos de rato Matriz nuclear (MN) estrutura altamente residual, obtida dos núcleos n por extraçõ ções salinas sequenciais, tratamento com detergentes não n o iônicos i ou nucleares

54 Matriz nuclear estrutura protéica fibro-granular que alicerça a o núcleo, n distinguindo-se se dos outros componentes da cromatina associa-se se ao DNA quando este contém m sequências ricas em A-T: A MAR (região o de associaçã ção o de matriz) prende o DNA durante os processos de duplicaçã ção o e regula a transcriçã ção o nos eucariotos, juntamente com as histonas

55 Matriz nuclear

56 Matriz nuclear Regiões es de associaçã ção o de matriz - MAR

57 Matriz nuclear Composiçã ção o da MN: proteínas + abundantes Matrinas Proteínas Metaloproteínas Glicoproteínas Topoisomerases Características Maiores e principais Diferem estruturalmente das laminas A,B e C; B23; RNPhn Matrina 3: altamente conservada Matrina 4: função desconhecida Matrinas D-G: (F/G: fosforilação nuclear e ligação com as laminas A e C) e (D/E: ligação com DNA unicatenário) Matrinas 12 e 13: função desconhecida Garantem integridade estrutural da matriz nuclear, sem impedir as relações entre os componentes da matriz e os da cromatina Papel funcional nos transportes nucleares e reconhecimento de sinais na matriz nuclear Processo de replicação do DNA

58 Matriz nuclear Composiçã ção o da MN RNA: 2º 2 componente + abundante em forma de hnrnp ou em pequenas ribonucleoproteínas nas nucleares: oriundos do processamento e clivagens de RNA cromatínicos e nucleares chamados de nuclear speckles: : expressão o morfológica do dinamismo cromatínico/cromoss nico/cromossômico mico das células c eucariotas morfologicamente esses speckles se organizam em grânulos intercromatínicos, nicos, estruturados em cachos ou filamentos pericromatínicos

59 Matriz nuclear Funçõ ções da MN 1. Duplicaçã ção o do DNA e metabolismo dos ácidos nucléicos 2. Regulaçã ção o do estado topológico do DNA 3. Expressão o gênicag 4. Associaçã ção o com RNA heterogêneo e transporte de RNA 5. Fosforilaçã ção o de substratos específicos 6. Relaçõ ções com proteínas do citoesqueleto

60 Matriz nuclear 1. Duplicaçã ção o do DNA e metabolismo dos ácidos nucléicos desenrolamento da dupla hélice h durante duplicaçã ção separaçã ção o das fitas filhas duplicadas enzimas envolvidas no processo de duplicaçã ção o do DNA intimamente associadas à MN, como: DNA polimerase, topoisomerase, RNA polimerase e DNA metilase

61 Matriz nuclear 2. Regulaçã ção o do estado topológico do DNA MN relacionada funcionalmente à conversão o de diferentes estados topológicos do DNA

62 Matriz nuclear 3. Expressão o gênicag proteçã ção o contra a digestão o por nucleases dos genes dependentes de hormônios androgênicos nicos e estrogênicos 4. Associaçã ção o com RNA heterogêneo e transporte de RNA ribonucleopartículas culas (hnrna, snrnp, URNA) associadas à MN importância no empacotamento pós-transcricional p e transporte do RNAm para o citoplasma

63 Matriz nuclear 5. Fosforilaçã ção o de substratos específicos na MN foram detectadas atividades de fosfatases alcalina e ácidas ex: hepatócitos (reorganizaçã ção o funcional de elementos cromatínicos), mitose em céls c de mamíferos (estabilidade metabólica de proteínas da MN e da cromatina)

64 Matriz Nuclear x Domínios Nucleares Ancora: a) Domínios funcionais do núcleo: Sítios de replicaçã ção Maquinaria de Splicing b) Alças da cromatina c) Cromossomos individuais

65 FIM