Tema 10. Nucli PDF

a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-10925037 BLOC IV - COMPARTIMENTS INTRACEL·LULARS Tema 10. Nucli L’embol...

a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-10925037 BLOC IV - COMPARTIMENTS INTRACEL·LULARS Tema 10. Nucli L’embolcall nuclear és una estructura de doble membrana perforada amb pors; en color marro es veu la lamina nuclear que connecta amb la cromatina i la matriu nuclear (xarxa q organitza el nucli). Les regions més fosques són els nuclèols (no son orgànuls perquè no hi ha res que el separi de la resta, es veu mes fosc perquè esta més compactat). Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. En la cèl·lula animal trobem el nucli centrat generalment, en canvi en vegetals es troba a la perifèria. Els eritròcits no tenen nucli, els miòcits tenen fins a 100... CARACTERÍSTIQUES EXCEPCIONS 1 nucli/ cèl·lula Excepcions: eritròcits de mamífer (0), hepatòcits (1-2), miòcits esquelètics (fins a 100)… Forma esfèrica miòcits llisos (allargat), leucòcits (multilobular)… Mida fins 5µm oòcits amfibis (~500 mm)… Centrat Plantes → a la perifèria La forma del nucli, hi ha cel com els neutròfils o els glòbuls blancs tenen diferents formes (es diferencien per la forma del seu nucli, en el cas dels glòbuls blancs) ➔ Funció: d’emmagatzemar el genoma i segregar (replicació i traducció). ➔ Separar [Replicació, Transcripció] vs. [Traducció] EMBOLCALL NUCLEAR Delimita el nucli físicament i funcionalment, te punts d’ancoratge per organitzar la làmina i cromatina, fa de barrera selectiva (no deixa passar tot a traves dels pors). Te dos membranes: ➔ Externa: contigua amb la del reticle ja que aquesta pot tenir ribosomes enganxats i igual passa amb l’embolcall nuclear) ➔ Interna ➔ Espai perinuclear (comunica amb el reticle) Nacida para sacar matrículas, experta en tener que matricularme tres veces de lo mismo - coches.net a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-10925037 BLOC IV - COMPARTIMENTS INTRACEL·LULARS 1.2. Làmina nuclear - suport mecànic (forma, estabilitat) Format per lamines (dímers) a b i c. Quan arriba la divisió cel·lular, s’activaran unes proteïnes (Quinases que fosforilen ) que fosforilaran moltes coses entre elles les lamines. Si fosforilo les lamines faig que Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. es desempaquetin i fa que el nucli també es desfagi, els cromosomes es condensen... Es munta el nucli gràcies a les fosfatases que polimeritza novament les lamines (la a amb la c i la b sempre va amb la b) les a-c fan els filament multitudinals. 1.3. Porus nuclears Hi ha entre 3000 i 4000 pors al nucli, les proteïnes que formen els pors son moltíssimes, cada por esta format de 100 proteïnes de 30 tipus diferents és a dir, que hi ha múltiples copies (múltiples de 8) les Nucleocorines segueixen una distribució amb patró octogonal. Nucleocorines Scaffold (andamio): (Taronja) hi ha 8 que el formen es troban de forma més ordenada. Channel: Es troba dins les anteriors, les parts perifèriques estan ordenades però cap al centre del por cada cop estan més desorganitzades. En realitat la part central del por no és un forat lliure on no hi ha res, sinó que és una estructura plena de regions de Nucleocorines. Aquesta part central no és sòlida o buida sinó que és un pas gelatinós. Anell de membrana: Aguanta tota aquesta estructura, connecta scaffold a l’estructura perincuclear. Fibril·les Tant per la part citosòlica com interior de l’embolcall hi ha unes que formen com una cistella a l’interior, en la part nuclear i en la citosòlica simplement queden com a fibril·les. Nacida para sacar matrículas, experta en tener que matricularme tres veces de lo mismo - coches.net a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-10925037 BLOC IV - COMPARTIMENTS INTRACEL·LULARS Transport bidireccional nucli-citoplasma És un transport bidireccional (entren i surten coses) el que sempre va cap a fora son els mRNA que surten del nucli al citosol. Altres que sempre han d’entrar com les histones o les polimerases i després hi ha coses que estan entrant i sortint com les proteïnes ribosòmiques que se sintetitzen al citosol però han d’entrar al nucli ,ja que els ribosomes se sintetitzen al nucli però fan la seva funció al citosol, per tant, aquestes proteïnes tornaran a sortir. Els factors de transcripció tornaran a passar. Tot això és a traves dels pors. Tot el que sigui molt petit (menys 60kdaltons) pot passar a traves del por sense regulació o ajuda, que passaran en funció del seu gradient, s’anomena difusió passiva però en el nucli (passen a traves d’un por, mateix concepte però estructures diferents amb membrana plasmàtica). Hi ha d’altres més grans que necessiten un receptor específic que li deixi passar i energia, és un transport selectiu i necessitat de GTP, aquest transport permet passar allò més gran, però no allò immensament més gran ja que te un límit físic de 25nm. Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-10925037 BLOC IV - COMPARTIMENTS INTRACEL·LULARS 1.4.1. Importació de proteïnes El senyal és una seqüència d’aminoàcids. La majoria no se sap quin es el senyal, ja que, el que determina l’entrada son propietats fisicoquímiques i no la seqüencia en si. Els més estudiats son els bàsics (tenen una part positiva). La exposició al receptor ha de estar regulat perquè entri quan sigui necessari. Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. La Importina reconeix el senyal de tipus bàsic. Si l’NLS s’exposa por ser reconegut i quan no interessa la seva exposició s’amaga. Les fibril·les atrapen la Importina-β. Les Importines tenen unes seqüències d’unió a unes FG-binding sites. Les Importines carregades passen molt més ràpid que sense càrrega. Per alliberar la proteïna que hem entrat necessitarem l’energia, el que costa energia és l’alliberament. Es fa per la RanGTP que és una GTPasa és un monòmer. Dins el nucli sempre estan activades,... porta el GTP que s’enganxarà a la Importina fent que descarregui la càrrega. Perquè surti la Importina amb la RanGTP activada podrà tornar a passar per les fibril·les fins a la part de fora el nucli, un cop passa, com s’allibera la Importina? Necessitem que algú inactivi a la RanGTP, això es fa gràcies a una RanGAP que provocarà que la RanGTP hidrolitzi el GTP i farà que no tingui més afinitat amb la Importina i la alliberarà. Per tornar a la RanGTP a l’interior, es necessita de la NTF2 (una proteïna que actua com a una Importina de la RanGTP) que s’enganxa a la RanGTP i la porta a l’interior, i un cop dins el nucli s’allibera gràcies a que ‘s’encén la RanGTP novament, una que te la funció contraria a la RanGAP és la RanGEF (factor activador que encén la ran) i li donarà GTP i s’alliberarà i la NTF surt pel seu compte ja que pesa 14kdaltons (mateixa concentració dins i fora). Això nomes funciona si la RanGTP dins el nucli sempre esta encesa i fora sempre està apagada. RanGAP sempre fora i les RanGEF dins el nucli per mantenir sempre la RanGTP en l’estat necessari en cada lloc, s’aconsegueix perquè estan enganxades a les fibril·les. Nacida para sacar matrículas, experta en tener que matricularme tres veces de lo mismo - coches.net a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-10925037 BLOC IV - COMPARTIMENTS INTRACEL·LULARS Exemples de regulació de la importació: ➔ Prot. emmascara NLS (ex: NF-kB en humans) ➔ Fosforilació (ex: Pho4 en llevats) ➔ Unió prot. a membrana + proteasa ➔ Canvi conformacional per lligant i Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. exposició NLS De les dues vies de importació estem parlant de la Post-Traduccional. Si volem emportar una proteïna a l’embolcall es farà importació Co-Traduccional a traves de la membrana del reticle que està unida amb la membrana exterior nuclear. I un cop està en la membrana del RE per passar-la a la membrana externa es fa per difusió lateral. I per anar a la interna es farà a traves dels pors, ja que és el punt d’unió de les 2 membranes, mateix tipus de transport en NLS, fibril·les, Importina, GTP... mateix que l’anterior tot i que vingui de transport Co-Traduccional. 1.4.2. Exportació de proteïnes i RNAs Ara actuen Exportines i necessitarem GTP, de dins a fora el nucli. La Exportina reconeix el NES (Senyal Exportació Nuclear) gràcies a la RanGTP (Ran ajuda la Exportina a enganxar-se amb NES) surten els tres elements units pels pors. A fora la RanGAP apaga la RanGTP i allibera la càrrega. La Exportina tornarà a estar de forma més accelerada en funció si porta càrrega o no. Nacida para sacar matrículas, experta en tener que matricularme tres veces de lo mismo - coches.net a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-10925037 BLOC IV - COMPARTIMENTS INTRACEL·LULARS Models d’exportació de RNAs: Formació de complexes ribonucleoproteics → NES ➔ tRNAs, miRNAs, snRNAs, rRNAs: carioferines (exportina) + ran-GTP Els RNA no tenen aquestes senyals, la forma de reconeixes és que els RNA porten proteïnes associades, per tant, són aquestes que tenen NES. Els RNA petits o considerats petits, tenen proteïnes associades, porten un NES que serà reconegut per una Exportina, Ran... mateix mecanisme exportació. Els RNA més llargs i grans missatgers tenen una exportació que depèn de ATP per sortir del nucli, és independent de la RanGTP i del GTP. El mRNA s’acaba de traduir, no surt directament ja que passen un procés posterior perquè quedi sense introns. Aquests i te una cua de Poli-A aquestes modificacions són proteïnes que s’associen al missatger i porten NES, aquestes són reconegudes per un proteïna exportadora (exportador nuclear) dirigeix als missatgers fins als pors, fins a les fibril·les nuclears. Associat a les Nucleocorines perquè pugui passar hi ha Helicases que estiren els missatgers i els ajuden a passar a traves del por. Aquestes Helicases son les que consumeixen ATP. Totes les proteïnes que no tenen capacitat de passar la part gelatinosa del por es desenganxen, però hi ha d’altres que si que el poden passar perquè porten receptors específics que ho permeten. En el nucli mai s’eliminaran els NES, NLS. MATRIU NUCLEAR La matriu nuclear esta constituïda per una xarxa de proteïnes fibril·lars que organitzen una mena de bastida o “andamio” que permet organitzar la cromatina dins el nucli. Hi ha cromosomes que tenen territoris mes perifèrics o més interiors dins el nucli, no tots son iguals, dins un mateix individu podem trobar cèl·lules que expressen gens diferents i tenen, per tant, diferents territoris. Te una funció estructural, dins la matriu es troba tota la maquinaria relacionada amb la replicació com les polimerases. Es diu regió discreta perquè és un àrea definida. Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-10925037 BLOC IV - COMPARTIMENTS INTRACEL·LULARS NUCLÈOL Son regions més fosques (microscopi òptic), no es un orgànul, es una regió. El nuclèol és una regió que te els gens que codifiquen per el RNA ribosòmic. Els ribosomes son ribonucleoproteines, els gens aquestes estan ens Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. el cromosomes acrocèntrics, dins aquesta regió hi ha la regió NOR (nuclear organizing region), s’ajunten les regions i formen un nuclèol. Tots els cromosomes que tenen aquestes seqüències es posen junts, son les regions NOR i te un elevat grau de transcripció de RNA ribosòmic, ja que els ribosomes són essencials per a la síntesi de proteïnes. És un fabrica de RNA ribosòmic. Les parts del nuclèol: ➔ Centres fibril·lars: Les mes pàl·lides i petites son bàsicament DNA, expressions NOR. ➔ Component fibril·lar dens: En més fosc, és on es troba els rRNA que s’està sintetitzant. ➔ Granular component: Inici fabricació de ribosomes. Perquè podem veure un o diversos? Això esta relacionat amb el cicle cel·lular, la cèl·lula te el seu nucli que pot estar en fase M o en Interfase. En la mitosi els cromosomes no poden mantenir la organització conjunta, s’aniran separant i fragmentant, per això podem veure fragments de nuclèols. Un cop acaba de dividir-se. Els cromosomes tornen a ancorar-se, llavors la regions NOR s’aniran ajuntant poc a poc per això podem veure més d’un però al final acabaran reorganitzar-se com a un únic nuclèol. Si agafo el nuclèol i els dif components i el desplego i queda amb una estructura com d’arbre de nadal: A més curt menys temps porta transcrivint-se. Els ribosomes estan format per dues subunitats, te diferents tipus de RNA ribosòmics Nacida para sacar matrículas, experta en tener que matricularme tres veces de lo mismo - coches.net a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-10925037 BLOC IV - COMPARTIMENTS INTRACEL·LULARS La subunitat petita és la 40s, en aquest ribosoma tenim 4 tipus de RNA ribosòmic, que es codifica en principi en el NOR (tres d’ells si). Però el 5s és un RNA que es transcriu fora del nuclèol , ja que, que es troba en el cromosoma 1. Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. El 5s es transcriu sol però hi ha moltíssimes copies en tàndem, esta repetit 2000 vegades. En canvi els altres tres no tenen tantes copies, son 200 i van totes juntes i es transcriuen amb més freqüència. El que es blau no serveix x res, després es tallarà, així ens assegurem que tenim les tres copies dels tres, es repeteixen en tàndem unes 200 vegades. El 5s entra al nuclèol i es començarà a empaquetar formant els ribosomes amb proteïnes i sortiran al citosol. Les subunitats s’exporten per separat les proteïnes que tenen NES. Quan arribi fora, se li afegeixen mes proteïnes i el podrem ajuntar, i podrà ser funcional. Si els ribosomes funcionessin dins el nucli es traduirien proteïnes disfuncions ja que no han passat el procés (introns i exons) i per això madura fora del nucli. Nacida para sacar matrículas, experta en tener que matricularme tres veces de lo mismo - coches.net a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-10925037 BLOC IV - COMPARTIMENTS INTRACEL·LULARS CROMATINA La cromatina és el DNA associat a proteïnes que l’empaqueten. DNA és un polímer de nucleòtids (pentosa - Base nitrogenada i fosfat) Les bases sempre es complementen amb la mateixa relació per tal que cada cadena de DNA pugui mantenir el 100% de la informació. Proteïnes: Histones: Son petites, molt conservades (totes les eucariotes tenen histones i son pràcticament iguals). Riques en lisina i arginina, per tant, tenen càrrega positiva, que fa que s’enganxa molt fort al DNA ja que el DNA es negatiu, dins aquestes hi ha dos grans grups : o histones nucleosòmiques (102-135 aà): H2A, H2B, H3 i H4 → empaquetament DNA o histona H1 (220 aà) → empaquetament nucleosomes Totes tenen una estructura central idèntica i tene ternimanl diferents, per tant en l’empaquetament poden fero totes peruq son homologues. No-Histones: S’enganxen en llocs específics, en canvi les histones no s’uneixen al dna de forma específica, aquestes estaran formant nucleosomes que cada x parells de bases enrollaran el DNA. o grup heterogeni o unió a seqüències específiques del DNA o implicades en: -empaquetament i organització del DNA (ex: scaffold) -replicació, reparació i transcripció DNA (ex: topoisomerasa II, factors de transcripció...) Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-10925037 BLOC IV - COMPARTIMENTS INTRACEL·LULARS 4.2. Estructura de la cromatina En la fibra de 11 nm es forma un collar de perles format per Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. nucleosomes de: En la fibra de 30 entra en joc la H1 que ens faltava, que ajuda a formar els filaments de 30nm. En la fibra de 30 es pot relaxar una zona concreta perquè els gens es puguin expressar. Finalment tornarà a enrotllar-se en forma de hèlix en es divisions cel·lulars per formar el cromosoma metafàsic (només durant les divisions cel·lulars). 4.3. Organització de la cromatina en el nucli interfàsic En un nucli interfàsic ja podem distingir la cromatina, més intensa o més clara, que son la heterocromatina i la eucromatina. ➔ Eucromatina Pateix condensacions i descondensacions més grans. Conté: o Gens transcripcionalment actius o Condensació variable: ▪ Interfase: activa 10%/inactiva Mitosi/interfase Només es troben els gens que poden expressar-se, és activa i molt menys condensada que la heterocromatina. Nacida para sacar matrículas, experta en tener que matricularme tres veces de lo mismo - coches.net a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-10925037 BLOC IV - COMPARTIMENTS INTRACEL·LULARS ➔ Heterocromatina (~10% del genoma en mamífers) o Transcripcionalment inactiva o Condensada o Replicació tardana o Funcions relacionades amb evolució, organització cromosòmica Tipus: Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. o ▪ Constitutiva: en totes les cel., permanent (centròmers, telòmers,...) ▪ Facultativa: depèn de tipus cel., teixit, fase de l’organisme.. 4.4. Organització i estructura del cromosoma Tots els nostres cromosomes tenen centròmers i telòmers, son d’heterocromatina. Els telòmers serveixen per a què els cromosomes no s’escurcen (son seqüències repetides no codificants) una de les dues cadenes va escorçant-se (la curta, que es transcriu per parts). Nacida para sacar matrículas, experta en tener que matricularme tres veces de lo mismo - coches.net