Tema 6. Núcleo Celular 2024-25 PDF

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Grado en Fisioterapia DG en Enfermería y Fisioterapia Biología Celular y Tisular 06 Curso 2024-2025 Núcleo celular © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados  ÍNDICE Tema 7 1. INTRODUCCIÓN 5. NÚCLEO MITÓTICO 2. CARACTERÍSTICAS GENERALES 6. EPIGENÉTICA 3. ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN Envoltura nuclear Carioplasma Nucléolo Cromatina 4. EMPAQUETAMIENTO DEL GENOMA © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados  1. INTRODUCCIÓN Tema 6 Orgánulo membranoso, característico de eucariotas, que permite la compartimentalización del ADN En él reside la información para sintetizar todo lo necesario para la célula Existe un continuo e intenso intercambio de moléculas e información entre citoplasma y núcleo Su forma y función dependen de la fase del ciclo celular Núcleo Núcleo interfásico mitótico © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados  1. INTRODUCCIÓN Tema 6 La interfase es el periodo entre dos divisiones (fases M) sucesivas Es la fase más larga del ciclo celular (95%) Tiene 3 fases: S, G1 y G2 Commons.wi k imedia.org © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados  2. CARACTERÍSTICAS GENERALES Tema 6 NÚCLEO INTERFÁSICO 1. Aspecto: Esfera de gran tamaño con cromatina y 1-2 nucleolos en su interior Dos tipos de cromatina: - Cromatina dispersa o eucromatina: transcripción activa - Cromatina condensada o heterocromatina: sin transcripción © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados  2. CARACTERÍSTICAS GENERALES Tema 6 NÚCLEO INTERFÁSICO 2. Número: – Normalmente sólo uno – En algunas células especializadas aparecen en número mayor 3. Ubicación: normalmente en el centro 4. Tamaño: Constante dentro del mismo tipo celular Robert M. Hunt at English Wikipedia - - Muy grande en células indiferenciadas o muy activas - Si cambia de volumen división celular © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados  3. ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN Tema 6 a) Envoltura nuclear - Membrana externa Espacio perinuclear - Espacio perinuclear Lámina nuclear - Membrana interna - Lámina densa - Complejo poro b) Cromatina c) Nucleolo Commons.wikimedia.org d) Carioplasma o nucleoplasma © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados  3. ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN Tema 6 ENVOLTURA NUCLEAR La envoltura nuclear consta de dos membranas separadas por un Membrana espacio de 10-50 nm, espacio perinuclear externa Su función es proteger al ADN Membrana Espacio Es una bicapa fosfolipídica interna perinuclear La envoltura no es continua, presenta numerosos poros nucleares donde ambas membranas se fusionan a. Se continua con el RE y presenta ribosomas adheridos. b. Posee proteínas específicas para unirse a la lámina densa c. Se continua con el lumen del RER © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados  3. ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN Tema 6 ENVOLTURA NUCLEAR La lámina nuclear es una delgada red de filamentos adosada a la membrana nuclear interna Está formada por subunidades, lamininas nucleares, que se despolimerizan durante la mitosis © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados Cooper. La célula, 6ª ed  3. ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN Tema 6 ENVOLTURA NUCLEAR La lámina nuclear es una delgada red de filamentos adosada a la membrana nuclear interna. Está formada por subunidades, lamininas nucleares, que se despolimerizan durante la mitosis Funciones: - Apoyo mecánico a la envoltura - Inserción de la cromatina periférica © 2009 Coutinho et al; licensee BioMed Central Ltd. © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados  3. ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN Tema 6 ENVOLTURA NUCLEAR El complejo poro está constituido por 30 proteínas diferentes (nucleoporinas) que forman un anillo de 8 bloques proteicos dispuestos octogonalmente En un corte transversal: – Componente columnar: pared del poro – Componente anular: extiende sus radios hacia el centro del poro – Componente luminal: glucoproteína de anclaje a la envoltura nuclear Commons.wikimedia.org – Fibrillas hacia citosol y carioplasma – Estructura fibrilar: “canastilla” © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados Alberts. Biología Celular  3. ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN Tema 6 ENVOLTURA NUCLEAR El complejo poro está constituido por 30 proteínas diferentes (nucleoporinas) Cytosolic ring subunit nuclear ¿Qué componentes del anillo NO se nombran en la descripción? © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados  3. ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN Tema 6 ENVOLTURA NUCLEAR Transporte a través del complejo de poro a) Bidireccional RNA Proteínas citosol carioplasma b) Selectivo © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados  3. ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN Tema 6 ENVOLTURA NUCLEAR Transporte a través del complejo de poro a) Bidireccional b) Selectivo Transporte pasivo Pequeñas moléculas apolares Proteínas < 50kDa Nucleoplasma Ran-G TP Exp o r t i n a Transporte activo Citoplasma Entrada: señal de localización nuclear (NLS): 4-8 aas Importina β - Importinas Importina α R a n - G DP Proteína N L S 1 2 3 Karp.Biología Celular y M olecula.5ªed 4 5 - Exportinas © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados  3. ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN Tema 6 ENVOLTURA NUCLEAR Transporte a través del complejo de poro a) Bidireccional b) Selectivo Transporte pasivo Pequeñas moléculas apolares Proteínas < 50kDa Transporte activo Salida: − snRNA, miRNA y tRNA: exportinas − mRNA unidos a proteína: ribonucleoproteínas − proteínas: secuencias NES © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados Cooper. La célula, 6ª ed  3. ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN Tema 6 ENVOLTURA NUCLEAR ¿? El síndrome de Emery-Dreifuss es una distrofia muscular asociada al cromosoma X y que se caracteriza por contracturas articulares en los tendones de Aquiles, cuello y codos. La atrofia muscular es progresiva y viene acompañada de anomalías cardíacas. Esta patología se debe a la ausencia de una proteína de envoltura nuclear de todas las células del cuerpo. © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados  3. ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN Tema 6 CARIOPLASMA El nucleoplasma es el medio interno acuoso en el que se encuentran inmersos los demás componentes nucleares Gel de estructura y composición similar al hialoplasma No tiene citoesqueleto Formado por agua, proteínas, ARN e iones Función: en él se da la síntesis de ARN (transcripción) y de ADN (replicación) Nucleoplasma = Carioplasma Commons.wikimedia.org © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados  3. ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN Tema 6 NUCLEOLO El nucleolo es una estructura esférica, visible en el núcleo interfásico, cuya función principal es la síntesis y ensamblaje del rRNA Algunas células presentan más de un nucléolo Formado por proteínas, ADN (1-3%) y ARN (10-30%) No tiene membrana En el ser humano, está formado por fragmentos de 5 cromosomas distintos muy próximos entre si  organizador nucleolar (NOR) © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados Flicker.com  3. ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN Tema 6 NUCLEOLO Su aspecto varía durante las distintas fases del ciclo celular: a) Cuando la célula se acerca a la mitosis: - El nucleolo disminuye de tamaño - Los cromosomas se condensan - Se detiene la transcripción de RNA b) En la mitosis el nucleolo desaparece c) Cuando se inicia de nuevo la síntesis de RNA: - Aparecen muchos nucleolos pequeños - Crecen rápidamente y se fusionan © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados  3. ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN Tema 6 CROMATINA La cromatina es un complejo de ADN y proteínas estructurales responsable del carácter basófilo del núcleo En el núcleo interfásico hay dos tipos: a. Eucromatina b. Heterocromatina: altamente condensada - Constitutiva: secuencias altamente repetitivas - Facultativa Localización de la heterocromatina: marginal, nucleolar o cariosómica Núcleo = esfera de 5-8 µm de diámetro con ~2m de material genético  niveles de compactación medcell.med.yale.edu © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados  4. EMPAQUETAMIENTO DEL GENOMA Tema 6 1. Primer nivel: nucleosomas Partículas de 𝚹 = 11 nm Constituidos por: – octámero de histonas (H2A, H2B, H3 y H4) – 2 vueltas de ADN (≈ 147 pb) De nucleosoma a nucleosoma  DNA espaciador (0-80 pb ≈ 2 nm) “Collar de perlas” © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados Commons.wikimedia.org  4. EMPAQUETAMIENTO DEL GENOMA Tema 6 2. Segundo nivel: fibrilla de 30 nm (solenoide) Los nucleosomas se enrollan en una fibrilla 6 nucleosomas / giro El empaquetamiento se debe a la H1 Commons.wikimedia.or g Commons.wikimedia.org © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados  4. EMPAQUETAMIENTO DEL GENOMA Tema 6 3. Posteriores niveles…. - Fibra de 300 nm - Fibra de 700 nm - Cromosomas NÚCLEO MITÓTICO © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados  5. NÚCLEO MITÓTICO Tema 6 Núcleo Núcleo interfásico mitótico © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados  5. NÚCLEO MITÓTICO Tema 6 Los cromosomas son estructuras cilíndricas que representan el grado de mayor empaquetamiento del ADN Composición: DNA RNA Constante y permanente De forma Proteínas: transitoria Histonas: No histonas: H2A, H2B, H3 y H4 Estructurales H1 Enzimas Proteínas reguladoras © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados  5. NÚCLEO MITÓTICO Tema 6 Los cromosomas son estructuras cilíndricas que representan el grado de mayor empaquetamiento del ADN Estructura (en metafase): - Cromátidas - Centrómero: constricción 1ria central - Brazo p – corto o proximal - Brazo q – largo o distal - Telómeros: extremo final - Cinetocoro: placas proteicas: huso mitótico Commons.wi k imedia.org © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados  5. NÚCLEO MITÓTICO Tema 6 Los cromosomas pueden tener diferentes morfologías según la disposición del centrómero: - Metacéntricos (D) - Acrocéntricos (A) - Submetacéntricos (C) - Constricciones 2rias: forman satélites (B) © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados  5. NÚCLEO MITÓTICO Tema 6 Cromatina y cromosomas: ≠ estado morfológico Tamaño y nº de cromosomas varía según especie Dependiendo del número de cromosomas: – Organismos haploides: n cromosomas – Organismos diploides: 2n cromosomas – Organismos poliploides: más de 2n cromosomas Eucariotas = diploides (madre + padre) Por ejemplo: - Ser humano: 46 - Mosca de la fruta: 8 - Chimpancé: 48 - Perro: 78 - Cangrejo ermitaño: 254 © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados  5. NÚCLEO MITÓTICO Tema 6 El cariotipo es el conjunto de cromosomas de una célula y, por tanto, los rasgos característicos de cada especie Si paramos una célula en metafase podemos obtener el cariograma, la representación ordenada de los cromosomas de un individuo Cada pareja de homólogos se designa con un número © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados  6. EPIGENÉTICA Tema 6 La epigenética es el estudio de modificaciones en la expresión de genes que no obedecen a una alteración de la secuencia del ADN y que son heredables Por ejemplo, la inactivación aleatoria del cromosoma X “La vida se abre camino” © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados  IDEAS CLAVE El núcleo de una célula eucariótica es un orgánulo complejo limitado por la envoltura nuclear La envoltura nuclear controla el tráfico entre núcleo y citoplasma, y mantiene constante la composición de cada espacio Las membranas nucleares se fusionan en unas estructuras denominadas complejo poro © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados  IDEAS CLAVE Cada poro nuclear se asemeja a una canasta con simetría octogonal compuesta de anillos, cubiertas y filamentos La superficie interna de la envoltura nuclear se mantiene por una red de filamentos denominada lámina densa o nuclear. El contenido fluido del interior nuclear se conoce como nucleoplasma © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados  IDEAS CLAVE El núcleo interfásico presenta el DNA en forma de cromatina La cromatina según su nivel de condensación puede ser eucromatina o heterocromatina Los cromosomas son un complejo DNA-histonas perfectamente definido que aseguran un elevado nivel de empaquetamiento El cariotipo es el conjunto de cromosomas de una especie © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados  Gracias Cristina Solana Manrique [email protected] universidadeuropea.com Ve más allá © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados