Núcleo Flashcards
Responsabilidades do Núcleo
- Armazenamento do material genético;
- Constitui o centro de controlo da célula;
- A replicação e transcrição do ADN e o processamento do RNA ocorrem no interior do núcleo.
Função e estrutura do invólucro nuclear
Individualiza o núcleo e é constituído por duas membranas nucleares, lâmina nuclear e poros nucleares. Entre as membranas nucleares externa e interna encontra-se o espaço perinuclear. O facto de existirem duas membranas dificulta a troca de substâncias entre o núcleo - entrada seletiva de substâncias.
Membrana nuclear externa - particularidades
Está diretamente associada ao RE Rugoso - é funcionalmente semelhante à membrana do RER, apresentando ribossomas associados.
Membrana nuclear interna - particularidades
Apresenta proteínas membranares específicas do núcleo.
Função e constituição das membranas nucleares
A principal função destas membranas é criar uma barreira entre o citoplasma e o conteúdo nuclear.
São constituídas por uma bicamada fosfolipídica que é permeável a moléculas não polares. Existem complexos de poros nucleares que permitem a passagem de pequenas moléculas polares e macromoléculas para dentro e fora do núcleo.
Lâmina nuclear
Encontra-se logo abaixo da membrana nuclear interna. É uma malha que oferece um suporte estrutural ao núcleo. É constituída por proteínas fibrosas de 60-80 kd - lamininas: um tipo de filamentos intermédios.
A lâmina nuclear também efetua ligações com histonas H2A E H2B e outras proteínas associadas à cromatina. Esta associação é importante pois vai regular certos processos nucleares como a expressão genética.
Como se formam as lamininas e como se ligam estas à membrana nuclear interna?
As unidades monoméricas das lamininas associam-se formando dímeros e estes, por sua vez associam-se, formando tetrâmeros - vão dar origem aos filamentos de laminina propriamente ditos. Em mamíferos sabe- se da existência de 3 tipos de lamininas: A, B e C.
As lamininas estabelecem ligações com a membrana nuclear interna através de proteínas membranares como por exemplo emerinas e retores de laminina B. Estas ligações podem ser facilitadas através da adição de lípidos nas lamininas, já numa fase pós-transcricional.
O que são Laminopatias?
São doenças associadas ao mau funcionamento da lâmina nuclear. A doença mais conhecida é a HGPS (síndrome de Huntchinson-Gilford).
O que são os poros nucleares?
São as estruturas que fazem a ligação entre o núcleo e o citoplasma, permitindo a passagem de pequenas moléculas polares e apolares, iões e macromoléculas. São compostos por 30 a 50 proteínas diferentes - nucleoporinas.
Quais as maneiras distintas que as moléculas atravessam os poros nucleares?
Dependendo do seu tamanho, atravessam de duas maneiras:
- 20-40 kD - passagem livre para dentro e fora do núcleo;
- > 40 kD (maioria das proteínas e RNAs) - passagem através de um processo ativo seletivo.
Constituição dos poros nucleares
Os poros nucleares são constituídos por 8 “cabos” organizados em torno de um canal central que se unem aos anéis das faces citoplasmática e nuclear e esta união encontra-se ancorada no invólucro nuclear, mais especificamente nas zonas de fusão entre a membrana nuclear interna e a membrana nuclear externa.
O que acontece ás membranas nucleares durante a mitose?
Durante a mitose, o desaparecimento da lâmina nuclear e a dissociação dos complexos dos poros nucleares do invólucro nuclear levam a que no início da prófase ocorra a retração das membranas nucleares. Na metáfase, as membranas nucleares estão completamente integradas no reticulo endoplasmático rugoso.
Transporte Núcleo-Citoplasma
Entre o núcleo e o citoplasma verifica-se um fluxo bidirecional constante e seletivo. Muitas proteínas sintetizadas no citosol exercem as suas funções especificas no núcleo. Exemplos dessas proteínas são:
- Histonas;
- DNA-polimerases;
- RNA-polimerases;
- Reguladores de transcrição;
- Proteínas de processamento de RNA.
Por outro lado, há moléculas de RNA que são sintetizadas no núcleo exercem a sua função ou são necessárias no citosol.
Existem mecanismos que determinam os destinos das proteínas: todas as proteínas sintetizadas no citosol e que são necessárias no núcleo (ex.: enzimas envolvidas na replicação do DNA) têm sequência de importação nuclear (não terminal, ou seja, está no meio das proteínas), NLS (nuclear localization signals), que é reconhecida pelas importinas (proteínas citosólicas) que as fazem passar pelo complexo de poro nuclear.
Qualquer proteína com sequência NLS, depois de importada no núcleo, vai ser separada da importina pela RanGTP, ficando esta ligada à importina. Vai então passar pelo exterior do núcleo onde a RanGap promove a desfosfosforilação da RanGTP, que passa a RanGDP, libertando a importina, que pode agora ligar-se a uma nova proteína. A RanGDP volta para o núcleo e é fosforilada pela RanGEF, voltando a ser RanGTP, voltando a ficar funcional.
Transporte Núcleo-Citoplasma - continuação
Todas as proteínas produzidas no núcleo e que são necessárias noutra parte da célula têm uma sequência de exportação nuclear, NES (nuclear exportation signals), que é reconhecida pelas exportinas. Esta exportina só é capaz de se associar à proteína com uma sequência NES caso já esteja associada a uma molécula de Ran-GTP. Assim que este complexo alcança o citosol uma proteína citosólica, a Ran-GAP, hidrolisa a Ran-GTP em Ran-GDP o que provoca a dissociação da carga e do Ran-GDP a partir da exportina. A exportina é capaz de regressar ao núcleo sem a ação de outras moléculas. Como é possível perceber, a Ran-GTP é transportada para o citosol continuamente. De modo que o número da Ran-GTP se mantenha constante no interior do núcleo a RanGDP tem que ser transportada pela NTF2 para o espaço nuclear. Aí uma proteína associada à cromatina, a Ran-GEF, fosforila o Ran-GDP em Ran-GTP. Deste modo a concentração de Ran-GTP mantem-se constante no núcleo.
Estados de conformação da cromatina
A cromatina corresponde ao conjunto formado entre o DNA e proteínas que a este se associam. Existe:
Eucromatina - cromatina pouco condensada, pouco eletrodensa e o DNA encontra-se acessível à maquinaria de transcrição e replicação. É onde estão codificadas todas as proteínas essenciais ao funcionamento das células.
Heterocromatina - cromatina condensada, mais eletrodensa (visível no MET como uma zona mais escura) e o DNA econtra-se pouco ou completamente inacessível à maquinaria de transcrição e replicação. Apresenta dois tipos:
- Constitutiva: presente no núcleo de todas as células no organismo;
- Facultativa: presente no núcleo de células específicas.
