Tema 8 - Núcleo - PDF

Biología TEMA 8: C O M PA R T I M E N TA C I Ó N N U C L E A R. C A R I OT E C A Y L Á M I N A S N U C L E A R E S. C R O M AT I N A , C R O M O S O M A S Y N U C L E O L O. P O R O S N U C L E A R E S. T R A N S...

Biología TEMA 8: C O M PA R T I M E N TA C I Ó N N U C L E A R. C A R I OT E C A Y L Á M I N A S N U C L E A R E S. C R O M AT I N A , C R O M O S O M A S Y N U C L E O L O. P O R O S N U C L E A R E S. T R A N S P O R T E N Ú C L E O / C I T O P L A S M A Paula Sáez Espinosa [email protected] TEORIA MÓDULO I: Biología Celular General BLOQUE 1: INTRODUCCIÓN Tema 1: Contexto histórico e importancia de la Biología Celular en nutrición. Tema 2: La célula: las unidades básicas de la vida. Estructura y organización de la célula procarionte y eucarionte. BLOQUE 2: MEMBRANAS CELULARES Y CITOSOL Tema 3: Estructura, composición y función de las membranas celulares. Membrana celular y endomembranas. Dominios de membrana, cubiertas celulares y compartimentación celular. Tema 4: Compartimento citosólico: citosol, ribosomas, síntesis de proteínas y cambios postraduccionales de las mismas. Proteínas de estrés (chaperonas, ubiquitinas y proteasomas) BLOQUE 3: CITOESQUELETO Y DIFERENCIACIONES DE LA SUPERFICIE CELULAR Tema 5: Citoesqueleto. Filamentos de actina, microtúbulos y Filamentos Intermedios. Tema 6: Especializaciones de la superficie celular. Mecanismos y moléculas de adhesión celular. Comunicación celular. Mecanismos fundamentales de comunicación celular. BLOQUE 4: ORGÁNULOS MEMBRANOSOS Tema 7: Endomembranas: retículo endoplásmico, complejo de Golgi y trafico vesicular y de proteínas. Mitocondrias e intercambio de materia y energía. Tema 8: Compartimentación nuclear. Carioteca y láminas nucleares. Cromatina, cromosomas y nucléolo. Poros nucleares. Transporte núcleo/citoplasma. BLOQUE 5: RESPUESTA CELULAR Tema 9: El ciclo celular. Mitosis y meiosis. Diferenciación celular. Tema 10: Concepto y mecanismos del crecimiento, diferenciación y renovación celular. Viabilidad y muerte celular. Apoptosis. Biología celular del cáncer. ÍNDICE Generalidades del núcleo Componentes nucleares Cromatina Nucléolo Envoltura nuclear Generalidades del núcleo El núcleo es un compartimento limitado por membrana el cual contiene el genoma en las células eucariotas Tamaño: 5 – 8 µm Número: En la mayoría de las células eucariotas hay un solo núcleo, aunque algunas son multinucleadas Forma: generalmente se adapta a la forma de la célula Posición: casi siempre central aunque hay excepciones Atlas Histología- Ross Componentes nucleares El núcleo contiene información genética, junto con la maquinaria para la duplicación del ADN y la transcripción y el procesamiento del ARN Molecular Biology of the Cell - Alberts El complejo de cromatina está compuesto por ADN y proteínas estructurales E: eucromatina H: heterocromatina. HN: heterocromatina asociada al nucléolo Nu: nucléolo. RER: retículo endoplasmático rugoso G: complejo de Golgi C: centríolo M: mitocondrias Biología celular – Ricardo Paniagua  Cromatina COMPONENTES NUCLEARES La cromatina se condensa y descondensa en función de la fase del ciclo celular CROMATINA CONDENSADA CROMATINA DESCONDENSADA Introducción a la Biología Celular - Alberts Una molécula de ADN está formada por dos cadenas complementarias de nucleótidos Introducción a la Biología Celular - Alberts Hay cinco histonas: la H1 y las cuatro histonas nucleosómicas, que son la H2A, la H2B, la H3 y la H4 Biología celular – Ricardo Paniagua El estado de condensación de la cromatina varía de acuerdo con el ciclo de división de la célula nucleosomas solenoides Introducción a la Biología Celular - Alberts Cada cromosoma metafásico presenta dos cromátidas exactamente iguales, unidas por el centrómero metacéntricos submetacéntricos acrocéntricos Introducción a la Biología Celular - Alberts Los cromosomas organizan y transportan la información genética. El conjunto de cromosomas se denomina cariotipo La secuenciación del genoma humano tardó unos 13 años y fue finalizada en el año 2003 por el Proyecto del Genoma Humano. El genoma humano contiene 2850 millones de pares de bases de nucleótidos que se encuentran organizados en unos 23000 genes codificadores de proteínas. Introducción a la Biología Celular - Alberts  Nucléolo COMPONENTES NUCLEARES El nucléolo es la estructura más prominente del núcleo en interfase Molecular Biology of the Cell - Alberts Composición nucléolo Parte granular: Acumulaciones de ribonucleoproteínas que forman gránulos de unos 25 nm. Lugar de ensamblaje de los ribosomas. Parte fibrilar: Más densa que la anterior, está constituida por fibrillas de unos 8-10 nm, también formadas por ribonucleoproteínas. Contiene genes ribosómicos en proceso de transcripción activa y grandes cantidades de ARNr. Centro fibrilar: Es muy evidente en algunos nucléolos. Consiste en finas fibrillas de 7-9 nm. Contiene DNA de cinco cromosomas diferentes (13, 14, 15, 21 y 22) con genes para ARNr, ARN polimerasa y factores de transcripción. El nucléolo es una fábrica productora de ribosomas Introducción a la Biología Celular - Alberts Componentes necesarios del nucléolo para la formación de ribosomas Genes de ARNr, precursores de ARNr, ARNr maduros, enzimas de procesamiento de ARNr, un gran conjunto de factores de ensamblaje (incluidas ATPasas, GTPasas, proteínas quinasas y ARN helicasas), proteínas ribosómicas y ribosomas parcialmente ensamblados. La estrecha asociación de todos estos componentes permite que el ensamblaje de los ribosomas se produzca de forma rápida y sin problemas. Las subunidades ribosómicas serán transportadas hacia fuera por los poros nucleares, de forma separada. Otras funciones del nucléolo Se fabrican los snRNP U6 (small nuclear ribonucleoprotein), que funciona en el corte de intrones y empalme de exones previo al mRNA. Otros complejos importantes de RNA-proteína, incluida la telomerasa y la partícula de reconocimiento de señales, se ensamblan en el nucléolo. Los tRNA (ARN de transferencia) que transportan los aminoácidos para la síntesis de proteínas también se procesan allí. La función del nucléolo en la síntesis de ribosomas y otras ribonucleoproteínas Molecular Biology of the Cell - Alberts  Envoltura nuclear COMPONENTES NUCLEARES La doble membrana de la envoltura nuclear está atravesada por poros nucleares Introducción a la Biología Celular - Alberts La lámina nuclear está formada por filamentos intermedios y es contigua a la membrana nuclear interna. Introducción a la Biología Celular - Alberts Complejos proteicos crean un puente entre el núcleo y el citoplasma a través de la envoltura nuclear Introducción a la Biología Celular - Alberts El complejo del poro nuclear forma una compuerta a través de la cual entran o salen determinadas macromoléculas y complejos más grandes Introducción a la Biología Celular - Alberts Los poros nucleares se forman a partir de la fusión de las membranas interna y externa de la envoltura nuclear Introducción a la Biología Celular - Alberts Características de los poros nucleares Hay 3000-4000 poros por núcleo El poro nuclear se compone de más de 50 nucleoporinas distintas Configuración octogonal A través del poro las pequeñas moléculas hidrosolubles pueden atravesar libremente, de manera no selectiva Las moléculas más grandes solo pasarán a través de los poros si llevan una secuencia de señalización nuclear.  Conceptos esenciales La información genética es transportada por moléculas de DNA muy largas y está codificada en la secuencia lineal de cuatro nucleótidos: A, T, G y C. Cada molécula de DNA es una doble hélice compuesta por un par de hebras de DNA complementarias y antiparalelas, que se mantienen unidas por enlaces de hidrógeno entre pares de bases G-C y T-A. El material genético de una célula eucarionte -su genoma- está contenido en un conjunto de cromosomas, cada uno formado por una única molécula de DNA enormemente larga que contiene muchos genes, El DNA que forma cada cromosoma eucarionte contiene, además de genes, muchos orígenes de replicación, un centrómero y dos telómeros. Estas secuencias especiales de DNA garantizan que, antes de la división celular, cada cromosoma pueda ser duplicado de manera eficiente, y que los cromosomas hijos resultantes puedan ser repartidos de manera equivalente entre las dos células hijas. En los cromosomas eucariontes, el DNA se pliega en forma compacta por unión a un grupo de histonas y proteínas cromosómicas no histónicas. Este complejo de DNA y proteína se denomina cromatina. Las histonas empaquetan el DNA en una serie repetitiva de partículas de DNA-proteína denominadas nucleosomas que, además, se pliegan en estructuras cromatínicas aún más compactas. La relajación de la cromatina a un estado menos condensado (eucromatina) permite que las proteínas involucradas en la expresión génica, la replicación del DNA y la reparación del DNA accedan a las secuencias de DNA necesarias. Además de su papel central en la biogénesis de los ribosomas, el nucléolo es el sitio donde se producen otros RNA no codificantes y se ensamblan otros complejos de RNA-proteína.