Tema 4 Biología Celular PDF

BIOLOGÍA CELULAR BLOQUE 2: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Unidad Didáctica 4. El Núcleo BLOQUE 2: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 1 Unidad Didáctica 4 Guion de la...

BIOLOGÍA CELULAR BLOQUE 2: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Unidad Didáctica 4. El Núcleo BLOQUE 2: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 1 Unidad Didáctica 4 Guion de la Unidad Didáctica 4 4.1 Envuelta nuclear y tráfico entre el núcleo y el citoplasma. 4.2 Organización interna del núcleo. Nucléolo y procesamiento del ARNr. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 2 Unidad Didáctica 4 El núcleo es la característica fundamental de las células eucariotas Funciones: Sirve de almacén de la información genética Contribuye al centro de control celular A nivel genómico: ✓ Se lleva a cabo la replicación del ADN ✓ Transcripción y procesamiento del ARN Regula la expresión génica, mediante la regulación del transporte de factores de transcripción desde el citoplasma al núcleo. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 3 Unidad Didáctica 4 Núcleo 4.1 Envuelta nuclear y tráfico entre el núcleo y el citoplasma. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 4 Unidad Didáctica 4  La envuelta nuclear separa el contenido del núcleo del citoplasma Proporciona un armazón estructural al núcleo. Actúa como una barrera selectiva que impide el tráfico libre de moléculas entre el núcleo y citoplasma, manteniendo ambos compartimentos como metabólicamente independientes. Los complejos de poros nucleares constituyen los únicos canales de comunicación entre el núcleo y el citoplasma permitiendo el intercambio controlado de moléculas entre ambos compartimentos. Este tráfico selectivo de moléculas (ARN y proteínas fundamentalmente) a través de los complejos de poros nucleares mantiene la composición interna del núcleo y juega un papel clave en la regulación de la expresión génica. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 5 Unidad Didáctica 4  La envuelta nuclear posee una estructura compleja Membrana nuclear externa 2 membranas nucleares: ✓ Continuación con la membrana del retículo endoplásmico ✓ Existe comunicación entre el espacio o membrana nuclear externa intermembrana nuclear y el lumen del retículo endoplásmico. o membrana nuclear interna ✓ Funcionalmente es similar a la del retículo endoplásmico. ✓ Posé ribosomas adheridos a su superficie. Complejos poro-nucleares Membrana nuclear interna ✓ Posé proteínas únicas específicas del Lamina nuclear (en su cara interna) núcleo (aquellas que unen la matriz nuclear de láminas). BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 6 Unidad Didáctica 4 La envuelta nuclear posee una estructura compleja BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 7 Unidad Didáctica 4  Las membranas internas y externas se unen en los complejos de poro nuclear Complejos de poro nuclear ✓ Constituyen los únicos canales que permiten el paso a través de la envuelta nuclear de pequeñas moléculas polares y macromoléculas ✓ Es una estructura compleja que permite el paso selectivo de proteínas y ARN entre el núcleo y el citoplasma BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 8 Unidad Didáctica 4 La lámina nuclear es una red de fibras que proporciona soporte estructural al núcleo Lámina nuclear ✓ Formada por una o varias moléculas relacionadas llamadas laminas. ✓ Todas las láminas son proteínas fibrosas de entre 60-80 kDa. ✓ Las láminas se unen entre ellas formando filamentos. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 9 Unidad Didáctica 4  Las láminas se ensamblan entre ellas para formar filamentos El primer nivel de asociación es la interacción entre dos láminas para formar un dímero en el que las zonas -hélice de dos polipéptidos se enrollan una alrededor de la otra formando una estructura denominada bobina o espiral enrollada (coiled coil). bobina o espiral enrollada Los dímeros se asocian entre sí (cabeza con cola) para constituir filamentos que a su vez interaccionan entre sí para constituir la lamina nuclear. La interacción de la lámina con la membrana nuclear interna se ve facilitada por la adición postraduccional de lípidos. Una matriz de láminas nucleares de organización mucho más laxa se extiende hacia el interior del núcleo y sirven como sitio de unión a la cromatina. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 10 Unidad Didáctica 4 La organización laminar normal es esencial para la regulación del ADN y puede jugar un papel en la regulación de la transcripción El receptor de lamina B (LBR) es una proteína de membrana integral de la envoltura nuclear en interfase (NE). El extremo N-terminal reside en el nucleoplasma, uniéndose a lamina B y heterocromatina, con las interacciones interrumpidas durante la mitosis. El extremo C-terminal reside dentro de la membrana nuclear interna, retrocediendo con el RE lejos de los cromosomas de condensación durante la ruptura mitótica de NE. La emerina es una proteína de 29,0 kDa compuesta por 254 aminoácidos, rica en serina con una región hidrófoba de 20 aminoácidos N-terminal que está flanqueada por residuos cargados; la región hidrofóbica puede ser importante para anclar la proteína a la membrana, siendo las colas terminales cargadas nucleoplasmáticas. El complejo LINC (enlazador de nucleoesqueleto y citoesqueleto) es un complejo de proteínas asociado con las membranas internas y externas del núcleo. Está compuesto por proteínas de dominio SUN y proteínas de dominio KASH. Las proteínas del dominio SUN están asociadas tanto con las láminas nucleares como con la cromatina y cruzan la membrana nuclear interna. Interactúan con las proteínas del dominio KASH en el espacio perinuclear (lumen) entre las dos membranas. Las proteínas del dominio KASH atraviesan la membrana nuclear externa e interactúan con filamentos de actina, filamentos de microtúbulos (a través de motores de dineína y quinesina), filamentos intermedios (a través de espectrina), centrosomas y orgánulos citoplasmáticos. BLOQUE 1: INTRODUCCIÓN Unidad Didáctica 2 11  Síndrome de Hutchinson-Gilford Progeria (HGPS) Sammy Basso, 28 años (6/10/2024) Progeria es una enfermedad rara caracterizada por un envejecimiento acelerado. La forma clásica de progeria se denomina síndrome de Hutchinson-Gilford Progeria (HGPS). La progeria es causada por una mutación en el gen LMNA, cuya proteína participa en el soporte estructural del núcleo. Las mutaciones en LMNA producen inestabilidad nuclear que conduce a un envejecimiento prematuro. Las personas afectadas suelen morir de enfermedad cardíaca en la infancia tardía. BLOQUE 1: INTRODUCCIÓN Unidad Didáctica 2 12 Complejo del poro nuclear BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 13 Unidad Didáctica 4 El complejo del poro nuclear tiene un papel fundamental en la fisiología de todas las células eucariotas Dependiendo del tamaño de las moléculas, éstas pueden pasar a través del complejo del poro nuclear mediante uno de los dos mecanismos diferentes: difusión pasiva; o transporte dependiente de energía. Difusión pasiva: moléculas pequeñas y proteínas con peso molecular inferior a 50 kDa. Estas moléculas difunden pasivamente a través de canales acuosos abiertos (en el interior del complejo del poro nuclear) de aproximadamente 9 nm de diámetro. Transporte activo. La mayoría de ARNs y proteínas atraviesan el complejo del poro nuclear mediante un proceso activo, en el que estas moléculas son reconocidas y transportadas selectivamente en la dirección específica. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Unidad Didáctica 4 14 Los complejos del poro nuclear están constiyuidos por 8 subunidades alrededor de un canal central El complejo del poro nuclear tiene una simetría de octámero. El canal central del poro es por donde se transportan las proteínas y ARNs. Es una estructura de un diámetro aproximado de 120 nm con un peso molecular de 125 millones de Da (30 veces más que un ribosoma). En vertebrados el complejo está compuesto por entre 50-100 proteínas distintas. Micrografía electrónica del complejo del poro nuclear BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Unidad Didáctica 4 15 Los complejos del poro nuclear están constiyuidos por 8 subunidades alrededor de un canal central Estos radios se unen a un anillo citoplasmático y a otro anillo nuclear. Esta estructura de radio-anillo está anclada a la envuelta nuclear en los sitios de fusión entre las membranas nuclear interna y externa. Los filamentos citoplasmáticos se extienden desde el anillo citoplasmático, y los filamentos que se extienden desde el anillo nuclear forman una estructura en forma de cesta nuclear. Durante el paso de macromoléculas, se puede modificar la apertura del canal del poro desde 9 nm a 40 nm*. FG-NUPS: Las nucleoporinas ricas en Phe-Gly (FG-Nups) constituyen la barrera selectiva del complejo del poro nuclear * La dimensión de un ribosoma es de 32 nm (NPC). BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Unidad Didáctica 4 16 Los complejos del poro nuclear están constiyuidos por 8 subunidades alrededor de un canal central BLOQUE 1: INTRODUCCIÓN Unidad Didáctica 2 17 Transporte selectivo de macromoléculas por el complejo del poro nuclear Proteínas BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 18 Unidad Didáctica 4  El transporte selectivo de proteínas se encuentra mejor caracterizado en el caso de proteínas que van a ser transportadas del citoplasma al núcleo Estas proteínas son las responsables de Histonas todas las características de la estructura ADN polimerasas y función del genoma. ARN polimerasas Estas proteínas ‘se etiquetan’ para ser Factores de transcripción destinadas al núcleo con secuencias Factores de splicing específicas de aa. denominadas señales de localización nuclear. … BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Unidad Didáctica 4 19  Alan Smith y cols. (1984) caracterizaron en detalle la primera señal de localización nuclear estudiando el antígeno T (Ag. T) grande del SV40 SV40: es un virus de ADN circular de cadena doble de aproximadamente 5Kb y que tiene el potencial de causar tumores, aunque mayormente persiste como una infección latente. El virión se adhiere a la superficie celular mediante la glicoproteína vírica VP1. En el interior del núcleo de la célula, la ARN polimerasa II celular promueve la expresión de los Ag. T grande y pequeño. El Ag. T grande tiene dos funciones: 5% irá a la membrana plasmática de la célula y el 95% volverá al núcleo. Una vez en el núcleo el Ag. T grande regula la replicación del genoma vírico y la síntesis de ARN temprano. Todas las proteínas, además del 5% del Ag. T grande, vuelven al núcleo porque el ensamblado de la partícula viral ocurre allí. La eventual liberación de las partículas virales es citolítica y resulta en la muerte celular. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Unidad Didáctica 4 20  Alan Smith y cols. (1984) caracterizaron en detalle la primera señal de localización nuclear estudiando el antígeno T (Ag. T) grande del SV40 La señal responsable de la localización nuclear se identificó al encontrarse una mutación en un único residuo de Lys (Lys-128) que impide que el Ag. T se transporte al núcleo y se acumule en el citoplasma. Mediante experimentos de deleciones dirigidas, para eliminar aa. de la proteína comprobaron que deleciones que comprendían los residuos entre 1-125 o entre el 136 y el extremo carboxilo terminal del Ag. T, se acumulaban normalmente en el núcleo. En cambio, las deleciones que afectaban desde los aa. 127 al 132 provocaban la Ag. T no mutado retención de los Ag. T en el citoplasma de las células. Sugiriendo que estos aminoácidos La señal de localización nuclear del antígeno T está formada por 7 aa.: Pro-Lys- Lys-Lys-Arg-Lys-Val. Esta secuencia añadida, mediante la creación de quimeras, a proteínas citoplasmáticas, causan su acumulación en el núcleo. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Ag. T mutado Unidad Didáctica 4 21 La mayoría de las secuencias de localización nuclear están constituidas por aa. basicos (Lys, Arg) En muchos casos los aa. responsables de la señalización nuclear están contiguos entre sí (Ag. T). En otros casos, los aa. están juntos, pero no necesariamente contiguos. Como es el caso de la nucleoplasmina (proteína que participa en el ensamblaje de la cromatina) en el que la señal de localización nuclear la Lys-Arg se encuentra separada por 10 aa. seguido de Lys-Lys-Lys-Lys. Este tipo de secuencias compuestas por dos elementos separados se denomina secuencia bipartita. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Unidad Didáctica 4 22  Dos proteínas juegan un papel fundamental en el transporte de proteínas al núcleo: las Carioferinas y las proteínas Ran Las carioferinas: son receptores de transporte nuclear y se dividen en dos tipos: las importinas, que transportan macromoléculas del citoplasma al núcleo, y las exportinas, que las transportan del núcleo al citoplasma. Las proteínas Ran: capacidad de unión a la guanosín trifosfato (GTP), pertenece a la familia de proteínas Ras. Posee actividad hidrolítica de GTP, de modo que se clasifica entre las proteínas GTPasas. Las enzimas que estimulan el intercambio de GDP por GTP sobre Ran se localizan en el lado nuclear de la envuelta nuclear; mientras que aquellas que estimulan la hidrólisis del GTP se encuentran en el lado citoplásmico. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Unidad Didáctica 4 23 La importación de proteínas a través del complejo del poro nuclear Ran GAP: GTPase activating protein Ran GEF: Guanine nucleotide exchange factor BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Unidad Didáctica 4 24  Para ser exportadas al citoplasma, las proteínas se han de etiquetar con la llamada señal de exportación nuclear (NES) Estas señales son reconocidas por receptores en el interior del núcleo, que dirigen el transporte de las proteínas (exportinas) a través del complejo del poro nuclear. Ran/GTP promueve la formación de complejos estables entre las exportinas y las proteínas diana. Este efecto de la unión de Ran/GTP sobre la exportinas dirige el movimiento de las proteínas con señales de exportación nuclear (NES) desde el núcleo al citoplasma. Una vez que se ha producido el transporte al lado citosólico, la hidrólisis de la GTP provoca la disociación de la proteína diana, que es liberada en el citosol. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Unidad Didáctica 4 25  Para ser exportadas al citoplasma, las proteínas se han de etiquetar con la llamada señal de exportación nuclear (NES) Selinexor Richard S, et al. Selinexor: a first-in- class SINE compound for treatment of relapsed refractory multiple myeloma. Future Oncol. 2020 Jul;16(19):1331-1350. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Unidad Didáctica 4 26  La regulación del transporte de proteínas al núcleo es una forma de control de la expresión génica En uno de los mecanismos de regulación del transporte al núcleo, algunas proteínas citoplamáticas enmascaran las señales de localización celular, haciendo que las proteínas permanezcan en el citoplasma. Ej. NF-B. En células no estimuladas NF-B se encuentra unida a una proteína inhibidora (I-B) que enmascara la NLS. En células estimuladas, I-B se fosforila y se degrada, permitiendo el transporte al núcleo del NF-B. Otras proteínas ven limitada su entrada al núcleo por fosforilación, Ej. SWI5; este factor de transcripción de NF-B: factor de transcripción que activa la transcripción de las levaduras que permanece en el citoplasma como cadenas ligeras  de las inmunoglobulinas de las células B. resultado de la forsforilación de varios residuos de Ser cercanos a la NLS. La desfosforilación solo se produce SWI5: factor de transcripción en levaduras que tiene su actividad en en una etapa concreta del ciclo celular. la transición G1/M y G1. Interviene en el proceso de reparación del ADN por recombinación homóloga. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Unidad Didáctica 4 27 Transporte selectivo de macromoléculas por el complejo del poro nuclear ARNs BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 28 Unidad Didáctica 4  La mayoría de los ARNs son exportados desde el núcleo al citoplasma como complejos ribonucleoproteína La salida de los ARNm, ARNr y ARNt es un proceso fundamental en la regulación de la expresión génica en células eucariotas. La salida de los ARNs a través de los complejos del poro nuclear es un proceso activo dependiente de energía que requiere la intervención de moléculas Ran que une GTP. Los ARNs son transportados a través de la envuelta nuclear como complejos ribonucleoproteína (RNPs). Alguna proteínas de transporte poseen señales de exportación nuclear reconocidas por los receptores de transporte nucleares. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Unidad Didáctica 4 29  Los ARNs pequeños (ARNsn y ARNsno) se transportan al citoplasma donde se unen a proteínas para formar RNPs funcionales que actúan en el núcleo ARNsn y ARNsno son samll RNAs, de unos 150 nucleótidos aproximadamente, participan activamente en la biogénesis del ARN y controlan las modificaciones químicas del resto de formas de ARN. Forman parte de la maquinaria de procesamiento del ARN. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Unidad Didáctica 4 30 Núcleo 4.2 Organización interna del núcleo. Nucléolo y procesamiento del ARNr. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 31 Unidad Didáctica 4 Organización interna del núcleo Cromosomas y estructura de orden superior de la cromatina BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 32 Unidad Didáctica 4  El núcleo tiene una estructura interna que organiza el material genético y localiza las funciones nucleares a dominios específicos Durante la metafase la cromatina se En la interfase una parte de la cromatina (heterocromatina) condensa para formar los cromosomas. permanece muy condensada y es transcripcionalmente inactiva. El resto de la cromatina (eucromatina) está descondensada y distribuida por todo el núcleo. Heterocromatina constitutiva, es aquella que está formada por ADN que NUNCA se transcribe (secuencias satélite de los centrómeros de los cromosomas). Heterocromatina facultativa, aquella que se modifica en función de la actividad transcripcional de la célula. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Unidad Didáctica 4 33 El núcleo tiene una estructura interna que organiza el material genético y localiza las funciones nucleares a dominios específicos BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Unidad Didáctica 4 34  Aunque la cromatina interfásica parece que se distribuye uniformemente, los cromosomas se disponen realmente de forma ordenada en dominios funcionales que juegan un papel fundamental en la regulación de la expresión génica La distribución no aleatoria de los cromosomas en interfase fue sugerida por primera vez en 1886, por C. Rabl, que propuso que cada cromosoma ocupaba una zona concreta, con los centrómeros y los telómeros adheridos a lados opuestos de la envoltura nuclear. Telómeros El modelo se confirmó en 1984 en estudios llevados a cabo en Drosophila. Cada cromosoma ocupa un lugar determinado en el interior del núcleo. Los cromosomas están íntimamente asociados a la envuelta nuclear. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Unidad Didáctica 4 35  Aunque la cromatina interfásica parece que se distribuye uniformemente, los cromosomas se disponen realmente de forma ordenada en dominios funcionales que juegan un papel fundamental en la regulación de la expresión génica De D. Mathog et al. Nature 1984; 308:414 Los dos brazos del cromosoma 3 para ilustrar la Modelo de núcleo mostrando 5 separación topológica de los cromosomas cromosmas en distintos colores BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Unidad Didáctica 4 36  Aunque la cromatina interfásica parece que se distribuye uniformemente, los cromosomas se disponen realmente de forma ordenada en dominios funcionales que juegan un papel fundamental en la regulación de la expresión génica Cada uno de los cromosomas también ocupa una zona distinta en el núcleo de las células de mamífero. Los genes que se transcriben parecen situarse en las periferias de estas zonas, próximos a unos canales que separan los cromosomas, dominios intercromosómicos, donde se cree que ocurre el procesamiento y el transporte del ARN. Gran parte de la heterocromatina se localiza en la periferia del núcleo porque las proteínas asociadas a la heterocromatina se unen a proteínas de la matriz de la lámina nuclear. Algunas células poseen sus centrómeros y telómeros agrupados en polos opuestos. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Unidad Didáctica 4 37  Aunque la cromatina interfásica parece que se distribuye uniformemente, los cromosomas se disponen realmente de forma ordenada en dominios funcionales que juegan un papel fundamental en la regulación de la expresión génica La cromatina de los núcleos interfásicos está organizada en dominios en forma de bucle que contiene entre 50-100 kb de ADN. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Unidad Didáctica 4 38  Aunque la cromatina interfásica parece que se distribuye uniformemente, los cromosomas se disponen realmente de forma ordenada en dominios funcionales que juegan un papel fundamental en la regulación de la expresión génica BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 39 Unidad Didáctica 4  Aunque la cromatina interfásica parece que se distribuye uniformemente, los cromosomas se disponen realmente de forma ordenada en dominios funcionales que juegan un papel fundamental en la regulación de la expresión génica BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 40 Unidad Didáctica 4 Distribución de la cromatina transcripcionalmente activa e inactiva Los dominios en bucle de heterocromatina (transcripcionalmente inactiva) generalmente se asocian con la lámina (LAD) o el nucléolo (NAD). Los dominios transcripcionalmente activos se localizan en el interior del núcleo. Los límites de los dominios están formados por CTCF y cohesina. CTCF: El represor transcripcional CTCF, es un factor de transcripción que se une a regiones CCCTC, y es codificado por el gen CTCF. Cohesina: complejo de proteínas involucrado en la cohesión de las cromátidas hermanas durante la metafase, la recombinación homóloga y la formación de bucles de ADN.​​ Es uno de los complejos proteicos responsables de mantener la estructura de los cromosomas. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 41 Unidad Didáctica 4  La organización interna del núcleo está demostrada por la localización de otros procesos nucleares en regiones concretas del núcleo Los núcleos de las células de mamífero contienen sitios agrupados de replicación del ADN, donde tiene lugar la replicación de múltiples moléculas de ADN. El ADN recién replicado se marca con una exposición breve a bromodeoxiuridina que se incorpora al ADN en lugar de la Timina. Posteriormente el uso de anticuerpos anti-bromodeoxiuridina conjugados con fluorescencia, nos permite apreciar los focos activos de replicación. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Unidad Didáctica 4 42  La organización interna del núcleo está demostrada por la localización de otros procesos nucleares en regiones concretas del núcleo Los genes que se transcriben activamente se distribuyen por todo el núcleo, pero los componentes de la maquinaria de splicing se concentran en dominios estructurales subnucleares discretos. La localización de estos componentes en domininos discretos se ha realizado mediante inmunofluorescencia utiizando anticuerpos contra ribonucleoproteínas (RNPsn) y factores de splicing. Los componentes del aparato de splicing están concentrados entre 20-50 estructuras discretas denominadas motas nucleares. Estas estructuras son el sitio de almacén de los componentes responsables del splicing, y desde aquí son reclutados hacia los genes activamente transcritos, donde tiene lugar el procesamiento del pre-ARNm. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Unidad Didáctica 4 43  La organización interna del núcleo está demostrada por la localización de otros procesos nucleares en regiones concretas del núcleo Los núcleos tienen otros dominios estructuralmente diferentes: nucléolo, cuerpos de Cajal o enrollados, y los cuerpos PML. Cuerpos de Cajal: están enriquecidos en RNPs y se cree que funcionan como sitios de ensamblaje de las RNPs. Tienen un diámetro mide entre 0,2 µm y 2,0 µm en función de la especie. Cuerpos PML: su función es desconocida, no están enriquecidos de RNPs, ni forman parte de los sitios de replicación y transcripción del ADN. Miden alrededor de 0,2–1,0 µm. A menudo se ven en el núcleo asociados con los cuerpos de Cajal. Se ha sugerido que desempeñan un papel en la regulación de la transcripción. Se los suele identificar en células tumorales (como en casos de Leucemia promielocítica aguda) por lo que también actúan como marcadores tumorales. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Unidad Didáctica 4 44 Organización interna del núcleo Estructura de la cromatina en interfase. Histonas BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 45 Unidad Didáctica 4  La cromatina es una estructura compleja de ADN y proteínas y su grado de condensación dependerá de la actividad de cada región cromosómica y del momento del ciclo celular Existen tres niveles de empaquetamiento del ADN. En el nivel más básico (nivel 1) la doble hélice de ADN (unas 146 pb) se enrolla alrededor de un core u octámero de histonas (dos moléculas de cada una de las histonas H2A, H2B, H3 y H4) en una estructura levógira (1,75 vueltas) que da lugar a una estructura conocida como nucleosoma. Estructura del nucleosoma Entre dos nucleosomas consecutivos existe una distancia de unas 50-70 pb, o que hace que a microscopio electrónico esta estructura tenga una apariencia de cuentas de collar. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Unidad Didáctica 4 46  Las histonas son proteínas básicas cuya secuencia está muy conservada evolutivamente Tienen entre 102-135 aa. Las H2A, H2b, H3 y H4 se asocian para formar un octámero. Dos moléculas de H3 y dos de H4 forman un tetrámero y 2xH2A y 2xH2B forman otro. Ambos tetrámeros se asocian entre sí formando el núcleo proteico del nucleosoma alrededor del cual se enrolla el ADN. En el caso de los espermatozoides, las histonas son substituidas por otras proteínas básicas, las protaminas, que permiten un mayor empaquetamiento. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Unidad Didáctica 4 47  Las histonas son proteínas básicas cuya secuencia está muy conservada evolutivamente La estructura de nucleosomas unidos entre sí, o estructura de cuentas de collar, da lugar a una fibra de cromatina de 11nm. En condiciones fisiológicas esta fibra de 11 nm se vuelve a enrollar para dar lugar a una fibra de cromatina de 30 nm (nivel 2), en una estructura de solenoide que contiene unos 6 nucleosomas por vuelta. Esta estructura en solenoide queda estabilizada por la Histona 1 (H1), o histona de unión, que separa los núcleos de los nucleosomas adyacentes. La fibra de cromatina de 30 nm sufre durante la interfase distintos grados de empaquetamiento hasta la mitosis o división celular (nivel 3), en el que éste es máximo y permite la observación de los cromosomas. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Unidad Didáctica 4 48  El grado de empaquetamiento del ADN llega a 10.000 veces En este empaquetamiento, la fibra de 30 nm forma asas unidas por su base a una estructura proteica de andamiaje (scaffold). Esta estructura está formada por las condensinas Sc1 y Sc2. Las asas de cromatina se unen a este Grado de empaquetamiento del ADN: andamio mediante secuencias ricas en A y T Nivel 1: llamadas SAR (scaffold-attachement fibra de 2 nm (ADNdc) → 11 nm (cuentas de collar) 6 x regions). Esto da lugar a una fibra de 300 nm. Nivel 2: fibra de 11 nm (cuentas de collar) → 30 nm (estructura solenoide) 40 x Durante la mitosis se vuelve a condensar la Nivel 3: fibra de 300 nm para constituir una fibra de 30 nm (estructura solenoide) → 300 nm (horquillas) 2.000 x 600-700 nm (o cromátida). 300 nm (horquillas) → 600-700 nm (cromátidas) 10.000 x BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Unidad Didáctica 4 49 El grado de empaquetamiento del ADN llega a 10.000 veces BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Unidad Didáctica 4 50  La interacción entre las histonas y el ADN ha de ser dinámica La estabilidad de la interacción entre el octámero de histonas y el ADN está afectada por la acción de los llamados complejos remodeladores nucleosómicos, que provocan cambios como el deslizamiento del octámero a lo largo del ADN, el remodelado del nucleosoma o la transferencia del nucleosoma a otra molécula de ADN. Las histonas que forman el nucleosoma tienen una cola amino-terminal que puede sufrir modificaciones: las Lys pueden ser acetiladas o metiladas; y las Ser pueden ser fosforiladas. Estas modificaciones constituyen un verdadero código de histonas que puede ser ‘leído’ por proteínas que participan en la replicación o expresión del material genético. La acetilación de las histonas está asociada a la activación transcripcional. En consecuencia, los nucleosomas acetilados se asocian con regiones cromosómicas más activas transcripcionalmente. La acetilación de las histonas relaja la cromatina y facilita la transcripción, mientras que la La metilación se puede asociar tanto a cromatina activa como reprimida. desacetilación promueve una cromatina más compacta. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Unidad Didáctica 4 51  Las modificaciones químicas de las colas de las histonas son dinámicas y están mediadas por enzimas específicas. Las acetil-transferasas de histonas (HAT, del inglés histone acetyl transferase) catalizan las acetilaciones de las Lys. Las desacetilasas de histonas (HDCA, del inglés histone deacetylase) tienen el efecto contrario. Hay muchos tipos de HAT y de HDAC dependiendo de las histonas y de la Lys modificada. Las metilaciones se llevan a cabo por las DNA metil- transferasas. En general las acetilaciones o las metilaciones reducen la carga positiva de las colas de Lys disminuyendo su afinidad por el ADN (carga negativa). BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Unidad Didáctica 4 52 Organización interna del núcleo Cromosomas BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 53 Unidad Didáctica 4 Los cromosomas son la consecuencia del empaquetamiento del ADN nuclear junto con diversas proteínas en su grado de condensación máximo Cada especie eucariota posee un número característico de cromosomas (número n). En la mayor parte de las células hay dos juegos de cromosomas (células diploides o con 2n cromosomas-uno proveniente del padre y otro de la madre-). Los gametos tienen n cromosomas y son células hapliodes. Los humanos tenemos 46 cromosomas (2n) y cada uno de los juegos cromosómicos está constituido por 23 cromosomas (n). De éstos, 22 están formados por cromosomas estrictamente homólogos, en cuanto tamaño, forma e información genética (autosomas, que se numeran del 1-22). Los cromosomas sexuales X e Y, aunque se comportan como homólogos, no tienen la misma información, ni forma, ni tamaño. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Unidad Didáctica 4 54 Los cromosomas son la consecuencia del empaquetamiento del ADN nuclear junto con diversas proteínas en su grado de condensación máximo Las mujeres son el sexo homogamético (dos cromosomas X) y los varones el heterogamético (cromosomas XY). En el núcleo en matafase, ambas copias del ADN replicado se mantienen unidas por el centrómero o constricción primitiva. Cada una de estas copias es una cromátida. Las dos cromátidas que formas un cromosoma metafásico (cromátidas hermanas) serán repartidas a las células hijas al final de la división celular. Ambas cromatidas hermanas se mantienen unidas a través de unas proteínas denominadas cohesinas. El centrómero divide las cromátidas en dos brazos, que pueden ser iguales o distintos en longitud. Por convenio, el cromosoma en posición vertical se coloca de modo que el brazo pequeño (brazo p) quede arriba, y el brazo largo (brazo q) abajo. Los extremos de las cromátidas se denominan telómeros. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Unidad Didáctica 4 55  Los centrómeros y telómeros están formados de secuencias de ADN específicas En levaduras las secuencias de los centrómeros son cortas, de unas 110 pb. En mamíferos estas están formados por cientos de Kb de ADN repetitivo, que, a veces, es específico de cromosoma. Los telómeros, por su parte, están formados por estructuras especializadas de ADN y proteínas. Entre sus funciones destacan: mantener la integridad estructural de los cromosomas (si éstos se pierden, los cromosomas pueden fusionarse entre sí o degradarse); posicionar a cada cromosoma en el núcleo; y asegurar que la replicación del ADN sea completa. Las secuencias que forman los telómeros son cadenas largas de una determinada secuencia variable entre especies, aunque relativamente bien conservada en la evolución. En humanos: TTAGGG, se encuentra repetida en tándem hasta una longitud variable de entre 3-20Kb. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Unidad Didáctica 4 56 Los centrómeros y telómeros están formados de secuencias de ADN específicas https://youtu.be/gbSIBhFwQ4s https://www.youtube.com/watch?v=Tn5qgEqWgW8 https://www.youtube.com/watch?v=CnTPy_HerIQ https://www.youtube.com/watch?v=7haKRH22e5E https://www.youtube.com/watch?v=VAgfNtdg_uQ https://www.youtube.com/watch?v=47v3RLfLXho https://www.youtube.com/watch?v=bYAXnu-jTUo BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Unidad Didáctica 4 57 Organización interna del núcleo Nucléolo BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 58 Unidad Didáctica 4  La subestructura que más destaca en el núcleo es el nucléolo Es el sitio donde tiene lugar la transcripción y el procesamiento del ARNr y el ensamblaje de los ribosomas. Las células de mamífero en continuo crecimiento contienen entre 5 y 10 millones de ribosomas, que deben sintetizarse cada vez que la célula se divide. No está rodeado por ningún sistema de membranas y se organiza alrededor de regiones de los cromosomas que contienen los genes para los ARNr 5,8S, 18S y 28S. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Unidad Didáctica 4 59  Los ARNr 5,8S, 18S y 28S son transcritos como una única unidad Los ARNr 5,8S, 18S y 28S son transcritos como una única unidad en el nucléolo por la ARN polimerasa I, dando lugar a un ARN precursor ribosómico 45S. Este pre-ARNr 45S es procesado y da lugar al ARN 18S de la subunidad ribosómica 40S (pequeña) y a los ARNr 5,8S y 28S de la subunidad ribosómica 60S (grande). El ARNr 5S, que también forma parte de la subunidad 60S se transcribe fuera del nucléolo por la ARN polimerasa III. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Unidad Didáctica 4 60  Las células contienen múltiples copias de los genes ARNr para poder satisfacer la demanda de transcripción de un elevado número de moléculas de ARNr El genoma humano contiene aproximadamente unas 200 copias del gen que codifica para los ARNr 5,8S, 18S y 28S, y aproximadamente 2000 copias del gen que codifica para el ARNr 5S. Los genes del ARNr 5,8S, 18S y 28S se disponen en tándem en 5 cromosomas humanos diferentes (13, 14, 15, 21 y 22). Los genes para el ARNr 5S se localizan en tándem en el cromosoma 1. En los oocitos, los genes de los ARNr están amplificados Oocito de Xenopus en los que los genes ARNr para ayudar en la síntesis de gran cantidad de ribosomas amplificados (unas 2000 veces, más de un millón de copias por células) se agrupan en muchos necesarios durante el desarrollo embrionario temprano nucléolos. Puede haber cerca de 1012 ribosomas por oocito. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Unidad Didáctica 4 61  Los nucléolos constan de tres regiones diferenciadas Los nucléolos constan de tres regiones diferenciadas: el centro fibrilar (FC), el componente fibrilar denso (DFC) y el componente granular (G). Estas zonas posiblemente reflejan la progresión de las etapas de transcripción del ARNr, procesamiento, y ensamblaje de los ribosomas. Después de cada división celular, los nucléolos se forman alrededor de las regiones cromosómicas que contienen los genes para los ARNr 5,8S, 18S y 28S y que por esta razón se denominan regiones organizadoras nucleolares (NOR). La formación de los nucléolos requiere la transcripción del pre-ARNr 45S, que dirige la fusión de los cuerpos prenucleolares que contienen los factores implicados en el procesamiento y otros componentes del nucléolo. Estructura del nucléolo. Centro fibrilar (FC), el componente fibrilar denso (DFC) y el componente El tamaño del nucléolo depende de la actividad metabólica de la granular (G). célula. Esta variación se debe fundamentalmente a las diferencias en el tamaño del componente granular, lo que refleja la tasa de ensamblaje de ribosomas. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Unidad Didáctica 4 62  Transcripción y procesamiento del ARNr Cada región de organización nuclear (NOR) contiene un grupo de genes de ARNr repetidos en tándem y que están separados entre sí por ADN espaciador que no se transcribe. Estos gene son transcritos por la ARN polimerasa I. La alta densidad de las cadenas de ARN en crecimiento es debida a la gran cantidad de moléculas de ARN polimerasa, presentes en una densidad máxima de aproximadamente una polimerasa por cada 100 pb de ADN molde. Transcripción de los genes ARNr. Tres genes de ARNr separados por ADN espaciador que no se transcribe BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Unidad Didáctica 4 63  Transcripción y procesamiento del ARNr Los espaciadores externos (ETS) que son transcritos se localizan en los extremos 5’ y 3’ de los pre-RNAr, y dos espaciadores internos (ITS) entre las secuencias de los ARNr 18S, 5,8S y 28S. En primer lugar, se produce una escisión dentro del ETS cerca del extremos 5’ del pre-ARNr que tiene lugar durante las etapas iniciales de la transcripción. Esta escisión es llevada a cabo por la RNP nucleolar pequeña U3. Una vez finalizada la transcripción, se elimina el ETS en 3’. A continuación se produce una escisión en el extremo 5’ de la región 5,8S originando dos precursores: uno el ARNr 18S y otro que contiene el 5,8S y el 28S. Procesamiento del pre-ARNr. El transcrito pre-RNAr 45S contiene espaciadores granscritos externos (ETS) en Escisiones posteriores originan los ARNr maduros. ambos extremos y espaciadores transcritos internos (ITS) entre las secuencias de los ARNr 18S, 5,8S y 28S. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Unidad Didáctica 4 64  El procesamiento del pre-ARNr requiere la intervención de proteínas y ARNs localizados en el nucléolo Los nucléolos contienen más de 300 proteínas y un gran número (200 aprox.) de ARN nulceolares pequeños (ARNsno) que intervienen en el procesamiento del pre- ARNr. Los ARNsno junto con las proteínas forman RNPsno que se unen al pre-ARNr para formar un complejo de procesamiento. El ARNsno nucleolar más abundante es el U3 que está presente en unas 2000 copias por célula, y es necesario para la escisión del pre-ARNr en el extremo 5’. El ARNsno U8 provoca la escisión del pre-ARNr en ARNr 5,8S y 28S y el ARNsno U22 es responsable de la fragmentación del pre-ARNr que dará lugar al ARNr 18S. La mayoría de los ARNsno dirigen modificaciones de bases específicas del pre-ARNr, incluyendo la metilación de resíduos específicos de ribosa. La mayoría de los ARNsno contienen secuencias específicas de unos 15 nt que son complementarias a las secuencias de los ARNr 18S y 28S. Estas regiones incluyen los sitios de modificación de bases en el ARNr. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Unidad Didáctica 4 65 La formación de los ribosomas implica el ensamblaje del pre-ARNr con las proteínas ribosómicas y el ARNr 5S Los genes que codifican para las proteínas ribosómicas se transcriben fuera del nucléolo por la ARN polimerasa II y son traducidos en el citoplasma. Las proteínas ribosómicas se transportan al nucléolo donde se ensamblan con los ARNr para formar partículas prerribosómicas. Los genes para el ARNr 5S son transcritos por la ARN polimerasa III fuera del nucléolo, y se ensamblan en el nucléolo para formar las partículas prerribosómicas. La asociación de las proteínas ribosómicas con el ARNr comienza mientras ocurre la síntesis del ARNr, y más de la mitad de las proteínas ribosómicas están unidas al pre-ARNr antes de su procesamiento. Las restantes proteínas ribosómicas y el ARN 5S se incorpora a las partículas prerribosómicas mientras tiene lugar la escisión del ARNr. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Unidad Didáctica 4 66 La formación de los ribosomas implica el ensamblaje del pre-ARNr con las proteínas ribosómicas y el ARNr 5S Ensamblaje de los ribosomas. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Unidad Didáctica 4 67 Organización interna del núcleo El núcleo durante la mitosis BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 68 Unidad Didáctica 4  El núcleo se desensambla y se reorganiza cada vez que la célula se divide Al principio de la mitosis, los cromosomas se condensan, el núcleo desaparece y la envuelta celular se disgrega dando lugar a la liberación del contenido nuclear en el citoplasma. Al final de la mitosis, los cromosomas se descondensan y la envuelta nuclear se organiza alrededor de cada juego de cromosomas hijos. Todo el proceso es controlado principalmente mediante fosforilaciones y defosforilaciones reversibles de las proteínas nucleares, debido a la acción de la proteína quinasa Cdc2, que es un regulador fundamental de las mitosis de las células eucariotas. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Unidad Didáctica 4 69  Cdc2 (CDK1) Cdc2 es una quinasa dependiente de cliclina, también conocida como CDK1. Se trata de una proteína altamente conservada con actividad serin/treonin kinasa. CDK1 forma complejos con las ciclinas correspondientes y fosforila una gran variedad de sustratos (hasta 75) que permiten la progresión a través del ciclo celular. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Unidad Didáctica 4 70 El complejo Cdc2/Cliclina B es conocido como el Factor Promotor de la Mitosis (MPF) BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Unidad Didáctica 4 71 El complejo Cdc2/Cliclina B es conocido como el Factor Promotor de la Mitosis (MPF) BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Unidad Didáctica 4 72 La disgregación de la envuelta nuclear marca el final de la profase de la mitosis BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Unidad Didáctica 4 73  El desensamblaje del núcleo NO es una característica universal de la mitosis y no ocurre en todas las células Algunos organismos eucariotas unicelulares (Ej. Levaduras) que sufren la denominada mitosis cerrada, en la que la envuelta nuclear permanece intacta. Las células de los organismos eucariotas superiores, normalmente sufren la mitosis abierta, que se caracteriza por la rotura de la envoltura nuclear. Los cromosomas hijos migran a los polos opuestos del huso mitótico y los nuevos núcleos se reorganizan a su alrededor. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Unidad Didáctica 4 74  La disgregación de la envuelta nuclear implica cambios en sus tres componentes Las membranas nucleares se fragmentan en vesículas. Los complejos del poro nuclear se disocian. La lámina nuclear se despolimeriza. El desensamblaje de la lámina nuclear se debe a la fosforilación de las láminas, que provoca la escisión de los filamentos en dímeros de lámina. La fosforilación de las láminas está catalizada por la proteína quinasa Cdc2 (CDK1). BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Unidad Didáctica 4 75  La envuelta nuclear se fragmenta en vesículas Las láminas tipo B (codificadas por los genes LMNB1 y LMNB2) permanecen asociadas a las vesículas. Las láminas A y C (codificadas por un mismo gen, LMNA) en cambio, se disocian de la membrana nuclear y se liberan como dímeros libres en el citosol. Los complejos del poro nuclear también se disocian en subunidades como resultado de la fosforilación de algunas proteínas del poro nuclear. Las proteínas integrantes de la membrana nuclear también son fosforiladas durante la mitosis, y esta fosforilación puede ser importante en la formación de vesículas así como en la disociación de la membrana nuclear de los cromosomas y de la lámina nuclear. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Unidad Didáctica 4 76  Condensación de los cromosomas La cromatina interfásica, que se encuentra organizada en los nucleosomas, se condensa aproximadamente 1000 veces más para formar los cromosomas compactos que se observan en las células mitóticas (especialmente durante la metafase). La histonas H1 y H3 constituyen un sustrato de la proteína quinasa Cdc2 y se fosforilan durante la mitosis pudiendo jugar un papel relevante en este proceso de condensación. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Unidad Didáctica 4 77  En la última fase de la mitosis (telofase) se forman dos nuevos núcleos alrededor de cada juego separado de cromosomas hijos La descondensación de los cromosomas y la reorganización de las envuelta nuclear parece ser que ocurre por la inactivación de Cdc2. La progresión de la metafase a la anafase implica la activación de un sistema de proteólisis mediada por ubiquitina que inactiva Cdc2 mediante la degradación de la subunidad reguladora, la ciclina B (diapositiva 70). La inactivación de Cdc2 provoca la defosforilación de las proteínas que fueron fosforiladas al inicio de la mitosis, lo que induce la salida de la mitosis y la reorganización del núcleo interfásico. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Unidad Didáctica 4 78  La etapa inicial de la reorganización de la envuelta nuclear es la unión de las vesículas, que se formaron durante la fragmentación de la membrana nuclear, a la superficie de los cromosomas Las vesículas se fusionan para formar una doble membrana alrededor de los cromosomas. A continuación, se produce el reensamblaje de los complejos de poro nuclear, la reorganización de la lámina nuclear y la descondensación de los cromosomas. Inicialmente, las vesículas se fusionan para formar las membranas alrededor de los cromosomas individuales, y luego se fusionan para dar lugar a un único núcleo completo. La reorganización de la envuelta nuclear alrededor de los cromosomas condensados excluye a las moléculas citoplasmáticas de los nuevos núcleos ensamblados. La proteína Ran está implicada en muchos de los pasos tempranos de la formación del núcleo. Los nucléolos también reaparecen a medida que los cromosomas se descondensan y comienza la transcripción de genes de ARNr, lo que completa el paso de la mitosis a un núcleo interfásico. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Unidad Didáctica 4 79  La etapa inicial de la reorganización de la envuelta nuclear es la unión de las vesículas, que se formaron durante la fragmentación de la membrana nuclear, a la superficie de los cromosomas BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Unidad Didáctica 4 80