Núcleo interfásico. Patricia Coltri

Transcrição

1 Núcleo interfásico Patricia Coltri

2 Nesta aula: O núcleo: compar5mento intracelular Envelope nuclear Transporte nuclear Envelope nuclear Membrana interna Membrana externa Membrana do R.E. Luz do R.E. DNA, croma5na e cromossomos Estruturas sub-nucleares Espaço perinuclear Poros nucleares Lâmina nuclear

3 O Núcleo interfásico

4 Eucariotos e procariotos Sistema de membranas Compar5mentalização DNA: nucleóide Parede celular

5 Evolução

6 Proteção do genoma Evolução do núcleo

7 Evolução do núcleo Gene bacteriano x gene eucarió5co Proteção do genoma

8 Evolução do núcleo Proteção do genoma Maior complexidade Níveis adicionais de regulação gênica

9 Evolução do núcleo Proteção do genoma Maior complexidade Níveis adicionais de regulação gênica

10 Microscopia ó5ca Car5lagem Tecido muscular hemácias

11 célula do Rgado Microscopia eletrônica

12 Núcleo: compar5mento intracelular Geralmente posição central, mas pode variar conforme a célula

13 Núcleo: compar5mento intracelular Envelope nuclear Estrutura sub-nuclear Croma&na (DNA+proteínas)

14 Nesta aula: O núcleo: compar5mento intracelular Envelope nuclear Transporte nuclear Envelope nuclear Membrana interna Membrana externa Membrana do R.E. Luz do R.E. DNA, croma5na e cromossomos Estruturas sub-nucleares Espaço perinuclear Poros nucleares Lâmina nuclear

15 Núcleo Envelope nuclear: 2 membranas; 5-6 nm de espessura -externa: con5nuação com membrana do rexculo -interna: lâmina nuclear suporte Envelope nuclear Membrana interna Membrana externa Membrana do R.E. Luz do R.E. -poros nucleares: transporte Espaço perinuclear Poros nucleares Lâmina nuclear

16 Núcleo: envelope nuclear RE liso Membrana externa: conxnua com a do RE RE rugoso Envelope nuclear Cisternas Ribossomos RE de transição Vesícula de transporte RE liso RE rugoso

17 Núcleo: envelope nuclear Membrana interna: lâminas nucleares proteínas de membrana Forma e estabilidade ao envelope nuclear

18 Núcleo: envelope nuclear Lâmina nuclear - laminas: classe de proteínas dos filamentos intermediários

19 Núcleo: envelope nuclear Modificação das laminas nucleares durante ciclo celular

20 Nesta aula: O núcleo: compar5mento intracelular Envelope nuclear Transporte nuclear Envelope nuclear Membrana interna Membrana externa Membrana do R.E. Luz do R.E. DNA, croma5na e cromossomos Estruturas sub-nucleares Espaço perinuclear Poros nucleares Lâmina nuclear

21 Núcleo: poros nucleares Complexo de poro nuclear: Complexo protéico ~125MDa Nucleoporinas (proteínas do anel) Forma de cesta de basquete Dois anéis protéicos: citoplasmá5co e nuclear Fibrilas citosólicas e fibrilas nucleares Canal central preenchido por proteínas Transporte!

22 Complexo de poro nuclear - Solutos não passam livremente entre núcleo e citoplasma: seleção - Poros nucleares se formam no envelope nuclear (fusão das membranas interna e externa) e permitem o transporte de proteínas e ácidos nuclêicos nucleoporinas (proteínas)

23 Núcleo: poros nucleares

24 Transporte nuclear Até 20 kda Transporte a5vo: >20kDa Dalton (Da ou u): 1/12 da massa de um átomo de 12 C 1 u = 1, (83) x kg

25 Transporte nuclear - Cerca de 4000/5000 complexos de poro nuclear por núcleo! - Podem importar e exportar - Moléculas devem conter sinal de localização nuclear (NLS)

26 Transporte nuclear

27 Transporte nuclear - impor5nas Importina 1 Receptores de importação nuclear impor5nas Diferentes impor&nas se ligam a proteínas com sinal de localização nuclear diferentes

28 Transporte nuclear Sinal de importação nuclear: sequência de aminoácidos necessária e suficiente para direcionar proteína ao núcleo

29 Transporte nuclear Sinal de importação normal Sinal de importação mutado

30 Transporte nuclear Importação e exportação nucleares necessitam de sinais

31 Transporte nuclear Importação e exportação nucleares necessitam de sinais

32 Transporte nuclear

33 Nesta aula: O núcleo: compar5mento intracelular Envelope nuclear Transporte nuclear Envelope nuclear Membrana interna Membrana externa Membrana do R.E. Luz do R.E. DNA, croma5na e cromossomos Estruturas sub-nucleares Espaço perinuclear Poros nucleares Lâmina nuclear

34 Estrutura 3D do DNA a dupla hélice

35 DNA -nucleoxdeos -cadeias polarizadas 5 3 -orientação an5-paralela dupla hélice

36 nucleoxdeos

37 cadeias polarizadas 5 3

38 DNA: material hereditário Genoma: DNA de um organismo Genes: organizados em cromossomos Carió5po humano: 22 pares + cromossomos sexuais

39 Organização dos genes nos cromossomos Cromossomos mitó5cos - aprox. 48x10 6 nucleoxdeos

40 Cromossomos telômero origem de replicação centrômero telômero Parte do fuso mitó&co Cromossomos duplicados em 2 células-filhas Notar diferenças entre cromossomos na intérfase e na mitose!

41 Cromossomos Replicação do DNA ocorre na interfase (fase S) mitose

42 Replicação do DNA DNA polimerase Sen5do 5-3

43 Cromossomos telômero origem de replicação centrômero telômero Parte do fuso mitó&co Cromossomos duplicados em 2 células-filhas Notar diferenças entre cromossomos na intérfase e na mitose!

44 Cromossomos mitose interfase

45 Carió5po humano - mitose humanos: 46 cromossomos (23 pares)

46 Carió5po humano núcleo interfásico -cromossomos durante a intérfase -os homólogos nem sempre estão juntos -a5vação/desligamento de genes: regiões da croma5na

47 1 mm de distância entre as bases Genoma humano 3200 km! Núcleo: 6 nm!

48 Organização do DNA no núcleo: croma5na Croma5na = DNA+proteínas eucroma&na NÚCLEO DNA Proteínas histonas Proteínas não histonas nucléolo heterocroma&na

49 Croma5na Histonas: -proteínas básicas (arginina e lisina) -baixo peso molecular -H2A, H2B, H3 e H4: conservadas -H1: menor grau de conservação -H5: eritrócitos nucleados de aves

50 Croma5na Não Histonas: -proteínas ácidas (em geral) -replicação e reparo do DNA -expressão gênica

51 Croma5na

52 Nucleossomos Unidade repe55va da croma5na

53 Montagem dos nucleossomos

54 Organização do DNA no núcleo: croma5na Colar de contas

55 Croma5na tetranucleossomo histona de ligação Fibra de croma&na

56 Croma5na

57 Croma5na Croma5na: eucroma&na -heterocroma&na coloração intensa -eucroma&na menos corado, menor grau de compactação NÚCLEO nucléolo heterocroma&na

58 Croma5na Estrutura da croma5na varia em um mesmo cromossomo interfásico

59 Croma5na Mamíferos fêmeas: ina5vação de um cromossomo X por formação de heterocroma5na

60 resumo DNA Colar de contas Fibra de 30 nm Pedaço de cromossomo (estendido) Pedaço de cromossomo (condensado) Cromossomo (mitó5co)

61 Compactação do DNA Cromossomo mitó&co

62 Remodelamento da croma5na Fibra de 30 nm Complexo de remodelamento Modificação de histonas Expressão gênica Expressão gênica Replicação e reparo do DNA Formação de heterocroma5na

63 Remodelamento da croma5na complexo de remodelamento de croma&na dependente de ATP

64 alteração das caracterís5cas das histonas Modificação das histonas Alteração na ligação do DNA Alteração no estado da croma5na

65 Modificação das histonas

66 Modificação das histonas Podem ser herdadas - Herança epigené5ca Modificações similares àquelas presentes nos cromossomos parentais

67 Remodelamento da croma5na na transcrição

68 Expressão gênica e alteração na croma5na heterocroma5na envelope nuclear Gene silencioso (não transcrito) Gene sendo expresso (transcrito)

69 Nesta aula: O núcleo: compar5mento intracelular Envelope nuclear Transporte nuclear Envelope nuclear Membrana interna Membrana externa Membrana do R.E. Luz do R.E. DNA, croma5na e cromossomos Estruturas sub-nucleares Espaço perinuclear Poros nucleares Lâmina nuclear

70 Estruturas sub-nucleares Estruturas dinâmicas, que não estão envoltas por membrana Principalmente associadas com processamento do RNA (ribossomal, mensageiro e pequenos RNAs nas células) - Nucléolo - Cajal bodies - GEMS (Gemini of Cajal bodies) - Grânulos intercroma5na

71 Estruturas sub-nucleares: nucléolo

72 Estruturas sub-nucleares: nucléolo Síntese e processamento de RNA ribossomal Células que estão em alta a5vidade podem possuir mais nucléolos

73 Nucléolo: Síntese de rrna Fromont-Racine et al., 2003

74 Estruturas sub-nucleares Cajal bodies e GEMS: modificação e processamento de pequenos RNAs nucleares (que atuarão na síntese de ribossomos e splicing)

75 Estruturas sub-nucleares Grânulos intercroma5na: podem ser locais de armazenamento de RNAs já processados

76 Estruturas sub-nucleares

77 Núcleo: compar5mento intracelular Resumo Envelope nuclear: membrana externa (conxnua com o R.E.); membrana interna possui as laminas nucleares (e outras proteínas) Poros nucleares: transporte Transporte nuclear: requer sinalização; depende da interação com proteínas do poro nuclear Organização do DNA: croma5na (DNA+proteínas) Cromossomos mitó5cos X cromossomos interfásicos Regulação da expressão gênica: estado da croma5na Estruturas sub-nucleares: principalmente locais de processamento e armazenamento de RNAs

78 Para saber mais Aula e exercícios: Google classroom