Cromatina y dominios funcionales en células
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¿Cuál es el papel principal de los dominios funcionales en la cromatina?

  • Regular la expresión génica (correct)
  • Facilitar la replicación del ADN
  • Almacenar información genética
  • Proveer estructura a los cromosomas
  • ¿Cuál es el papel principal de la organización laminar normal en las células?

  • Regular el ADN y la transcripción (correct)
  • Controlar la síntesis de proteínas
  • Proteger el núcleo de agentes externos
  • Regular la división celular
  • ¿Dónde se localizan generalmente los dominios transcripcionalmente activos?

  • Alrededor del nucléolo
  • En la membrana celular
  • En la superficie del núcleo
  • En el núcleo interior (correct)
  • ¿Dónde se encuentra el extremo N-terminal del receptor de lamina B (LBR)?

    <p>En el nucleoplasma (A)</p> Signup and view all the answers

    ¿Con qué se asocian generalmente los dominios de heterocromatina?

    <p>Con la lámina nuclear o el nucléolo (C)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la función de CTCF en la cromatina?

    <p>Unirse a regiones CCCTC y regular la transcripción (B)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la función de la proteína emerina en la célula?

    <p>Anclar la proteína a la membrana (C)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué elemento forma los límites de los dominios funcionales?

    <p>CTCF y cohesina (A)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipo de proteínas forman el complejo LINC?

    <p>Proteínas de dominio SUN y proteínas de dominio KASH (A)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué característica tiene la cromatina interfásica en su distribución?

    <p>Se distribuye uniformemente (C)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué interactúa con las proteínas del dominio KASH?

    <p>Centrosomas y orgánulos citoplasmáticos (D)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipo de cromatina se considera transcripcionalmente inactiva?

    <p>La heterocromatina (A)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué sucede con las interacciones del LBR durante la mitosis?

    <p>Se interrumpen (B)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el peso molecular de la emergina?

    <p>29,0 kDa (B)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué otros factores están involucrados en la regulación de la expresión génica además de CTCF?

    <p>Las cohesinas (A)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué parte de la membrana nuclear alberga los dominios SUN?

    <p>Membrana nuclear interna (B)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la función principal de la cohesina en las células?

    <p>Mantener la estructura de los cromosomas. (C)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué molécula se utiliza para marcar el ADN recién replicado?

    <p>Bromodeoxiuridina. (D)</p> Signup and view all the answers

    ¿Dónde se agrupan principalmente los sitios de replicación del ADN en el núcleo de los mamíferos?

    <p>En focos activos específicos del núcleo. (B)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué técnica se utiliza para observar los focos activos de replicación?

    <p>Inmunofluorescencia. (B)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo se distribuyen los genes que se transcriben activamente en el núcleo?

    <p>Se distribuyen uniformemente por todo el núcleo. (A)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué se observa en las motas nucleares dentro del núcleo?

    <p>Componentes del aparato de splicing. (A)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipo de proteínas se utilizan para la inmunofluorescencia al estudiar el splicing?

    <p>Anticuerpos contra ribonucleoproteínas (RNPsn). (C)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuántas estructuras discretas se han identificado como motas nucleares donde se concentra el splicing?

    <p>Entre 20-50. (B)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipo de ARNs se exportan del núcleo al citoplasma en complejos ribonucleoproteína?

    <p>ARNm, ARNr y ARNt (C), ARN mensajero, ARN de transferencia y ARN ribosomal (D)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué moléculas son cruciales para el transporte activo de los ARNs a través del poro nuclear?

    <p>Moléculas Ran que unen GTP (D)</p> Signup and view all the answers

    Los ARNs pequeños, como el ARNsn y ARNsno, tienen aproximadamente cuántos nucleótidos?

    <p>150 nucleótidos (A)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es una función de los ARNs pequeños en el núcleo?

    <p>Actuar en el procesamiento del ARN (C)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipo de señal poseen algunas proteínas de transporte nuclear?

    <p>Señales de exportación nuclear (B)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué componentes forman parte de los complejos ribonucleoproteína?

    <p>ARN y proteínas (D)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el principal rol de la salida de los ARNs desde el núcleo?

    <p>Regulador de la expresión génica (D)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipo de procesamiento ocurre en el núcleo relacionado con el ARNr?

    <p>Biogénesis del ARN (C)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuáles son las subunidades ribosómicas que se forman a partir del pre-ARNr 45S?

    <p>40S y 60S (C)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre el ARNr 5S es correcta?

    <p>Se transcribe fuera del nucléolo. (D)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuántas copias del gen para el ARNr 5S existen en el genoma humano aproximadamente?

    <p>2000 (D)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la ubicación de los genes para el ARNr 5,8S, 18S y 28S en el genoma humano?

    <p>En tándem en cinco cromosomas diferentes (B)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué función tiene la amplificación de genes de ARNr en los oocitos de Xenopus?

    <p>Incrementar la síntesis de ribosomas (B)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuántas áreas diferenciadas componen el nucléolo?

    <p>Tres zonas (D)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué refleja la organización de las regiones en el nucléolo?

    <p>Las etapas de transcripción y ensamblaje ribosómico (B)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el número estimado de ribosomas por oocito en Xenopus?

    <p>10^12 (A)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué interviene en la escisión del rango 5’ del pre-ARNr?

    <p>RNP nucleolar pequeña U3 (D)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el ARNsno nucleolar más abundante en las células?

    <p>U3 (D)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué ARNsno es responsable de la fragmentación del pre-ARNr que dará lugar al ARNr 18S?

    <p>U22 (A)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipo de complejos se forman durante el procesamiento del pre-ARNr en el nucléolo?

    <p>Complejos de procesamiento RNPsno (A)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de los siguientes ARNsno dirige la escisión del pre-ARNr en ARNr 5,8S y 28S?

    <p>U8 (B)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué modificaciones realiza la mayoría de los ARNsno sobre el pre-ARNr?

    <p>Metilación de residuos específicos de ribosa (A)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipo de elementos contiene el transcrito pre-ARNr 45S?

    <p>Espaciadores transcritos internos y externos (C)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuántas proteínas se encuentran en los nucléolos?

    <p>Más de 300 (A)</p> Signup and view all the answers

    Flashcards

    Organización laminar de la envoltura nuclear

    La disposición en capas de la envoltura nuclear es esencial para la regulación del ADN, jugando un papel importante en el control de la transcripción.

    Receptor de lámina B (LBR)

    Es una proteína que se encuentra en la membrana interna de la envoltura nuclear. Se une a la lámina B y la heterocromatina, y su función se altera durante la mitosis.

    Emerina

    Es una proteína de la membrana interna de la envoltura nuclear. Se une a la lámina nuclear, juega un papel importante en la regulación de la transcripción.

    Complejo LINC

    Es un complejo proteínico que conecta el citoesqueleto con el núcleo, permitiendo la comunicación entre ambos.

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    Proteínas de dominio SUN

    Son proteínas que se encuentran en el complejo LINC. Se asocian a las láminas nucleares y la cromatina, cruzando la membrana interna del núcleo.

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    Proteínas de dominio KASH

    Son proteínas que se encuentran en el complejo LINC. Atraviesan la membrana externa del núcleo e interactúan con el citoesqueleto.

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    Espacio Perinuclear

    Es la región entre las dos membranas de la envoltura nuclear. Aquí interactúan las proteínas SUN y KASH.

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    Relación núcleo-citoesqueleto

    El complejo LINC conecta el citoesqueleto con el núcleo mediante proteínas SUN y KASH, permitiendo la comunicación entre ambos.

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    Exportación de ARNs

    La mayoría de los ARNs son exportados desde el núcleo al citoplasma como complejos ribonucleoproteína.

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    Importancia de la exportación de ARNs

    La salida de los ARNm, ARNr y ARNt del núcleo es un proceso fundamental en la regulación de la expresión génica.

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    Transporte de ARNs a través del poro nuclear

    La exportación de los ARNs a través del complejo del poro nuclear es un proceso activo dependiente de energía.

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    Moléculas Ran en el transporte de ARNs

    Las moléculas Ran que unen GTP están implicadas en el transporte de los ARNs.

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    ARNs como complejos ribonucleoproteína (RNPs)

    Los ARNs son transportados como complejos ribonucleoproteína (RNPs).

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    Señales de exportación nuclear

    Algunas proteínas de transporte poseen señales de exportación nuclear reconocidas por los receptores de transporte nucleares.

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    ARNs pequeños (ARNsn y ARNsno)

    Los ARNs pequeños se transportan al citoplasma donde se unen a proteínas para formar RNPs funcionales que actúan en el núcleo.

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    Función de los ARNs pequeños

    Los ARNs pequeños participan en la biogénesis del ARN y controlan las modificaciones químicas del resto de formas de ARN.

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    Dominios cromosómicos funcionales

    Los cromosomas, aunque parecen distribuirse uniformemente durante la interfase, se organizan de forma ordenada en regiones funcionales que desempeñan un papel fundamental en la regulación de la expresión génica.

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    Distribución de la cromatina

    La heterocromatina, que es transcripcionalmente inactiva, se suele encontrar asociada a la lámina nuclear (LAD) o al nucléolo (NAD) y forma bucles, mientras que los dominios transcripcionalmente activos se localizan en el interior del núcleo.

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    CTCF y cohesina

    Los límites de los dominios cromosómicos están formados por proteínas como CTCF y cohesina, que ayudan a regular la expresión génica.

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    CTCF (Represor transcripcional CTCF)

    Es un factor de transcripción que se une a regiones CCCTC y juega un papel importante en la regulación de la expresión génica.

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    LAD (Dominios asociados a la lámina)

    La heterocromatina se asocia a la envoltura nuclear en las regiones denominadas LAD (Dominios asociados a la lámina).

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    NAD (Dominios asociados al nucléolo)

    La heterocromatina también se asocia al nucléolo en las regiones denominadas NAD (Dominios asociados al nucléolo).

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    Dominios transcripcionalmente activos

    Los dominios transcripcionalmente activos se encuentran en el interior del núcleo, lejos de la envoltura nuclear.

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    Importancia de los dominios cromosómicos

    Los dominios cromosómicos funcionales representan un alto nivel de organización dentro del núcleo, lo que explica la regulación de la expresión génica.

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    Cohesina

    Complejo proteico que participa en la cohesión de las cromátidas hermanas durante la metafase, la recombinación homóloga y la formación de bucles de ADN.

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    Sitios de replicación del ADN

    Sitios en el núcleo donde se replica el ADN.

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    Bromodeoxiuridina

    Molécula que se incorpora al ADN recién replicado como marcador.

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    Motas nucleares

    Estructura dentro del núcleo donde se concentran los componentes de la maquinaria de splicing.

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    Splicing

    El proceso de unir diferentes partes del ARN después de que se transcribe.

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    Ribonucleoproteínas (RNPsn)

    Molécula que participa en la transcripción y el splicing del ARN.

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    Factores de splicing

    Proteínas que activan el proceso de splicing.

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    Dominios estructurales subnucleares

    Regiones dentro del núcleo donde se concentran los genes que se transcriben activamente.

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    Procesamiento del ARNr pre-45S

    El ARNr pre-45S es procesado en el nucléolo y da lugar a tres tipos de ARNr: 18S, 5,8S y 28S.

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    ARNr 5S

    El ARNr 5S es el único de los cuatro tipos que no se transcribe en el nucléolo, sino que se sintetiza por la ARN polimerasa III.

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    Número de copias de genes ARNr

    El genoma humano contiene múltiples copias de los genes ARNr para garantizar la producción suficiente de ribosomas.

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    Localización de los genes ARNr

    Los genes ARNr 5,8S, 18S y 28S están unidos en tándem en cinco cromosomas diferentes. Los genes ARNr 5S se encuentran en el cromosoma 1.

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    Amplificación de genes ARNr en oocitos

    Los oocitos amplifican los genes ARNr para poder sintetizar grandes cantidades de ribosomas necesarios durante el desarrollo temprano.

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    Estructura del nucléolo

    Los nucléolos son estructuras dentro del núcleo que se encargan del procesamiento del ARNr y la formación de ribosomas.

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    Regiones del nucléolo

    El centro fibrilar (FC) es la zona del nucléolo donde se encuentran los genes ARNr. El componente fibrilar denso (DFC) contiene ARNr en proceso de transcripción. El componente granular (G) tiene ribosomas en formación.

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    Funciones de las regiones del nucléolo

    Las tres regiones del nucléolo: FC, DFC y G, representan las etapas del procesamiento del ARNr y el ensamble de los ribosomas.

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    Pre-ARNr 45S

    El pre-ARNr 45S es una molécula de ARN que se transcribe en el nucléolo y contiene las secuencias precursoras de los ARN ribosómicos (ARNr) 18S, 5,8S y 28S. Este pre-ARNr se procesa mediante escisiones y modificaciones para formar los ARNr maduros.

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    Espaciadores transcritos

    Son regiones no codificantes del pre-ARNr que se eliminan durante el procesamiento. Se encuentran en los extremos 5' y 3' del pre-ARNr y entre las secuencias de los ARNr 18S, 5,8S y 28S.

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    RNPs nucleolares pequeñas (RNPsno)

    Son complejos de ARN y proteína que se unen al pre-ARNr y participan en su procesamiento.

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    ARNsno U3

    El ARNsno U3 es una RNPsno crucial para el corte del pre-ARNr en su extremo 5'. Se encuentra en altas concentraciones en el nucléolo.

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    ARNsno U8

    Es una RNPsno que participa en la escisión del pre-ARNr para generar los ARNr 5,8S y 28S.

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    ARNsno U22

    Es una RNPsno que facilita la fragmentación del pre-ARNr que dará lugar al ARNr 18S.

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    Modificaciones de bases en el pre-ARNr

    Muchas RNPsno modifican bases específicas del pre-ARNr. Entre ellas se encuentra la metilación de residuos de ribosa. Estas modificaciones son importantes para la función de los ARNr.

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    Secuencias complementarias en los ARNsno

    Son regiones de los ARNsno que son complementarias a las secuencias de los ARNr 18S y 28S. Estas regiones contienen los sitios de modificación de bases en el ARNr.

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    Study Notes

    Biología Celular - Bloque 2: Estructura y Función de las Células

    • Unidad Didáctica 4: El Núcleo
    • El núcleo es la característica fundamental de las células eucariotas.
    • Funciones del Núcleo:
      • Almacén de la información genética.
      • Centro de control celular a nivel genómico.
      • Replicación del ADN.
      • Transcripción y procesamiento del ARN.
      • Regula la expresión génica a través de la regulación del transporte de factores de transcripción desde el citoplasma al núcleo.
    • Guion Unidad Didáctica 4:
      • 4.1 Envuelta nuclear y tráfico entre el núcleo y el citoplasma.
        • Proporciona un armazón estructural al núcleo.
        • Actúa como una barrera selectiva para el tráfico libre de moléculas.
        • Los complejos de poros nucleares son los únicos canales de comunicación entre el núcleo y el citoplasma.
        • Este tráfico selectivo regula la composición interna del núcleo y la expresión génica.
      • 4.2 Organización interna del núcleo. Nucléolo y procesamiento del ARNr.
        • Análisis de la organización interna del núcleo con foco en el nucléolo y procesamiento del ARNr.

    Envoltura Nuclear

    • Estructura Compleja:
      • Dos membranas nucleares (externa e interna).
    • La membrana externa se continua con el retículo endoplásmico (RE).
    • Tiene ribosomas adheridos a su superficie.
    • La membrana interna posee proteínas únicas específicas del núcleo.
    • Complejos Poro-Nucleares (CPN):
      • Canales de comunicación entre núcleo y citoplasma.
      • Permiten el paso selectivo de moléculas pequeñas y macromoléculas.
    • Lámina Nuclear (Cara Interna):
      • Red de fibras de proteínas que proporcionan soporte estructural al núcleo.
      • Formada por láminas (proteínas fibrosas).
      • Se une a otras láminas para formar filamentos.
      • Interactúa con la membrana nuclear interna y la cromatina.

    Complejos de Poro Nuclear

    • Características:
      • Únicos canales para el paso de moléculas pequeñas y macromoléculas a través de la envuelta nuclear.
      • Estructura compleja para un transporte selectivo de proteínas y ARN entre el núcleo y el citoplasma.

    Lámina Nuclear

    • Estructura: Formada por una o varias láminas.
    • Proteínas: Todas las láminas son proteínas fibrosas con un peso molecular entre 60-80 kDa.
    • Función: Proporciona soporte estructural al núcleo.
    • En ensamblaje: Las láminas se ensamblan entre ellas para formar filamentos.
    • Interacción con otras estructuras: interactúa con la membrana nuclear interna.
    • Interacción con cromatina: interacción con la cromatina.
    • Aspectos importantes: papel en regulación de la expresión génica.

    Organización Laminar Normal

    • Importancia: esencial para regulación del ADN y de la transcripción.
    • Receptor de lamina B (LBR): Proteína de membrana integral de la envoltura nuclear en interfase (NE). El extremo N-terminal reside en el nucleoplasma, el extremo C-terminal reside dentro de la membrana nuclear interna.
    • Emerina: Proteína de 29,0 kDa. Es rica en serina con una región hidrófoba importante para anclar la proteína a la membrana, con colas terminales cargadas nucleoplasmáticas.
    • Complejo LINC: Complejo de proteínas que enlaza el nucleoesqueleto y el citoesqueleto. Proteínas de dominio SUN y KASH.

    Síndrome de Hutchinson-Gilford Progeria (HGPS)

    • Descripción: Enfermedad rara caracterizada por envejecimiento acelerado.
    • Causa: Mutación en el gen LMNA.
    • Impacto: Inestabilidad nuclear y envejecimiento prematuro, con muerte por enfermedad cardíaca en la infancia tardía.

    Transporte Selectivo de Macromoléculas por el Complejo del Poro Nuclear

    • Difusión pasiva: Moléculas pequeñas y proteínas con peso molecular menor a 50 kDa.
    • Transporte activo: Moléculas de ARNs y proteínas, proceso activo con reconocimiento y transporte selectivo.

    Complejo del Poro Nuclear

    • Subunidades: Constituido por 8 subunidades alrededor de un canal central.
    • Simetría: Simetría de octámero.
    • Transporte: Permite el transporte de proteínas y ARNs.
    • Dimensiones: Estructura de un diámetro aproximado de 120 nm y 125 millones de Da.
    • Proteínas: En vertebrados está compuesto por entre 50-100 proteínas distintas.

    Transporte de Proteínas al Núcleo

    • Transporte activo: las proteínas destinadas a dicho compartimento se etiquetan con señales características llamadas señales de localización nuclear.
    • Receptor de las señales: Receptores en el interior del núcleo reconocen y dirigen el transporte de las proteínas a través del poro nuclear.

    Transporte de Proteínas al Citosol

    • Señal de exportación nuclear (NES): Proteínas se etiquetan con señales de exportación nuclear (NES).
    • Receptores (Exportinas): Receptores (exportinas) las reconocen, las dirigen a través del poro nuclear y las liberan en el citosol.

    Carioferinas.

    • Importinas: transportan macromoléculas del citoplasma al núcleo.
    • Exportinas: transportan macromoléculas del núcleo al citoplasma.
    • Proteínas Ran: pertenecen a la familia de proteínas Ras. Son GTPasas.

    Organización Interna del Núcleo. Nucléolo.

    • Funciones: Sitio de transcripción del ARNr, y ensamblaje de ribosomas.
    • Estructura en las células de mamífero: Están rodeadas por un sistema de membranas, y se organizan en
    • Características en las células de mamíferos: 5-10 millones de ribosomas síntesis de ribosomas cada vez que la celula divide. - Ubicacion en el nucleo: El nucléolo esta alrededor de 5-10 regiones de los cromosomas que contiene los genes de ARNr 5S, 18S, 28S, y 5,8S.
    • Procesamiento del ARN precursora ribosómico (45S): 4 etapas.

    Organización de la Cromatina

    • Estructura: Cromatina interfásica en dominios funcionales que juegan un papel fundamental en la regulación de la expresión génica.
    • Características en la metafase: Cromosomas que se condensan, se condensan para formar los cromosomas.
    • Dominios: Organización en dominios funcionales
    • Heterocromatina: Consitutiva o facultativa.
    • Cromatina: En diferentes regiones

    Los Cromosomas

    • Cariotipo: Número y morfología de cromosomas específicos de una especie.
    • Homólogos: Son cromosomas que tienen información genética muy similar.
    • Autosomas: Cromosomas que no determinan el sexo del individuo.
    • Cromosoma sexual: X e Y. Diferencias entre los tipos de cromosomas.
    • Estructura: Brazo largo (q), Brazo corto (p), y Centrómero.
    • Telómeros: Estructura en los extremos de los cromosomas.
    • Centrómero, o constricción primaria: Une las dos cromátidas

    Los Centrómeros y Telómeros

    • Características: Formados por secuencias de ADN específicas.
    • Tipos de secuencia: Se encuentran secuencias repetidas en tándem, aunque la longitud varía dependiendo de la especie.
    • Ejemplo en humanos: TTAGGG.

    Organización Interna del Núcleo

    • Nucléolo: Sitio donde se sintetizan ribosomas. Se organiza alrededor de regiones de los cromosomas que contienen los genes para los ARNr (18S, 5,8S, 28S, y 5S).

    Condensación de los Cromosomas

    • Mitosis: Cromatina se condensa en la mitosis.
    • Nucleosomas: En interfase se organiza en nucleosomas.
    • H1 y H3, sustratos: La histonas H1 y H3 son sustratos de la proteína quinasa Cdc2 y se fosforilan durante la mitosis, y podrían estar involucrados en el proceso de condensación.

    El Núcleo durante la Mitosis

    • Desensamblaje: Desensamblaje del núcleo al inicio de la mitosis.
    • Reorganización: Reorganización durante la telofase.
    • Cdc2/CDK1: Proteína reguladora del proceso.
    • Fosforilaciones, desfosorilaciones: Regulación mediante fosforilaciones y desfosforilaciones.

    Fragmentación de la Envoltura Nuclear

    • Fosforilación de las laminas: Disgregación por la fosforilación de las láminas.
    • Complejos del poro nuclear: Disociación en subunidades.
    • Membranas nucleares: Fragmentación en vesículas.

    La Envoltura Nuclear se Fragmenta en Vesículas

    • Láminas tipo B: Permanecen unidas a las vesiculas.
    • Láminas A y C: Se disocian en dímeros, libres en el citoplasma.
    • Complejos del poro nuclear: Fosforilación y disociación en subunidades.
    • Proteínas integrales: También son fosforiladas.

    Condensación de los Cromosomas

    • Cromatina interfasica: Organización en nucleosomas en interfase.
    • Condensación: Aproximadamente 1000 veces mayor para formar cromosomas compactos en metafase.
    • Histonas H1 y H3: Sustratos de proteína quinasa Cdc2 durante la mitosis y juego relevante en este proceso de condensación

    La Descondensación del Núcleo

    • Telofase: Se realiza la descondensación.
    • Inhibición de Cdc2: La inhibición de Cdc2 por la falta de fosforilación provoca la defosforilación de las proteínas nucleares y reorganización.

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