Apunts Biocel Definits 2023-2024 (PDF)

26. EL NUCLI CEL·LULAR Objectiu: Preservar la informació genètica heretable Hi ha cèl·lules que tenen +1 nucli (miòcits, hepatòcits, osteoclasts) i hi ha cèl·lules que no tenen nucli (eritroblasts madurs perden el nucli després de la diferenciació. Origen nuclear -> fagocitosi de la pròpia membrana...

26. EL NUCLI CEL·LULAR Objectiu: Preservar la informació genètica heretable Hi ha cèl·lules que tenen +1 nucli (miòcits, hepatòcits, osteoclasts) i hi ha cèl·lules que no tenen nucli (eritroblasts madurs perden el nucli després de la diferenciació. Origen nuclear -> fagocitosi de la pròpia membrana al voltant del nucli per protegir-lo NUCLI Nucli Làmina nuclear Nucleoplasma Eucromatina Heterocromatina Nuclèol Coberta nuclear Ribosomes Porus nuclears RER ESTRUCTURES NUCLEARS Coberta nuclear o Doble membrana (MNE i MNI) i a l’interior espai perinuclear (continu al lumen del RE) o MNE té ribosomes i és continua al RER o MNE i MNI entren en contacte als pors nuclears i tenen =/ composició molecular Observació al microscopi Anti-làmina i anti-NPC (nuclear pore complex) permeten veure la làmina i els pors nuclears al microscopi confocal de fluorescència i al microscopi de súper-resolució (10-20-30nm) 113 Por nuclear o Formats per 30 proteïnes (nucleoporines) o Octàmer al voltant d’un canal central o 4 bloc estructurals o Subunitats columnars o Subunitats anulars o Subunitats luminals o Fibres de porus (fibril·les nuclears i citosòliques) Làmina nuclear o Xarxa de proteïnes filamentoses i porteïnes associades (SUN, KASH, emerina...) o Formada per filaments intermedis (làmina) o Manteniment de l’estructura (dona estabilitat mecànica al nucli) o Lloc d’ancoratge del nucli al citoesquelet o Regula la transcripció i replicació d’ADN i la divisió cel·lular o Mitosi: fosforilació de les làmines i desorganització de l’embolcall nuclear o Lloc d’ancoratge del nucli a la cromatina Cromatina -> unió successiva entre l'ADN i un octàmer d'histones o ADN+proteïnes associades o Nucleosomes: ADN+histones o Unió de nucleosoma a H1 forma cromatosoma, unitat de major compactació o Grau de compactació regula l’activitat transcripcional (molt compacte no permet transcripció) o Canvis post-traduccionals de la cromatina  Metilació -> condensació  Acetilació -> descondensació o Condensació màxima (cromosomes: 2 cromàtides) durant la metafase Eucromatina (interfase) -> cromatina descondensada Heterocromatina (interfase)-> cromatina condensada: bastant unida a les làmines 114 Nuclèol o Membraneless organelle o Nº de nuclèols per cèl·lula: entre 1 i 6, màxim 10 (10 cromosomes en total que tenen gens que sintetitzen RNAr) o Es troba l’ADN que codifica per gens ribosomals -> síntesi ARNr o Biogènesi dels ribosomes -> acoblament ARNr + proteïnes o Es formen en les regions NOR dels cromosomes (nucleolar organization region) ORGÀNULS NUCLEARS o No estan envoltats de membrana o Agregats de macromolècules, enriquits en proteïnes i RNAs o Participen en la síntesi, assemblatge i emmagatzematge de macromolècules involucrades en l’expressió gènica Nuclèol o Cossos de Cajal o GEMS (Gemini of coiled bodies) o Speckels (grànuls d’intercromatina) TRANSPORT DE MOLÈCULES AL NUCLI Transport passiu o Molècules apolars hidrofòbiques o Molècules petites <60kDa (ions i proteïnes petites) 115 Transport actiu requereix: o Senyals de localització o Proteïnes transportadores i reguladores Senyals de localització -> mutacions impedeixen entrada o sortida o NLS (nuclear locaitzation signal) -> Lys-Lys-Lys-Arg-Lys o NES (nuclear export signal) Proteïnes transportadores -> regulades per les Ran GTPases Importines 1. Importina s’uneix al cargo 2. Entrada al nucli a través dels pors 3. Unió a una Ran-GTP 4. Sortida del nucli 5. Ran-GDP es dissocia del receptor Exportines 1. Exportina s’uneix al cargo i a la RanGTP 2. Sortida del nucli 3. Dissociació del cargo i la Ran-GDP Funcionament de les Ran -> GEF al nucli i GAP al citosol, regulen la importació i exportació 116 PRINCIPALS FUNCIONS DEL NUCLI Replicació -> semiconservativa (cada cadena nova queda emparellada amb una vella), a la fase S del cicle cel·lular 1. 2. 3. 4. 5. 6. Helicasa obren la cadena formant les forquilles de replicació Primeses introdueixen cebadors de RNA per iniciar la duplicació amb les DNA-pol DNA-polimerasa afegeix nucleòtids en sentit 5’->3’ (fragments d’Okazaki) Exonucleasa elimina cebadors de RNA DNA-polimerasa omple els buits dels cebadors Unió de tots els fragments del DNA amb una lligasa Transcripció o Un fragment de DNA (gen) és copiat a una molècula de RNA amb una RNA-polimerasa (5’->3’) o Sortida del RNA a través dels porus nuclears i traducció al citosol o al RER o Síntesi de tRNA, rRNA i mRNA Processament del RNAm -> eliminació dels introns o Intró: seqüència d’ADN no codificant o Exó: seqüència d’ADN codificant Alternative splicing -> podem fer que s’uneixin diferents exons per produir diferents proteïnes 117 Biogènesi de ribosomes o Al nuclèol o Unió de RNAr (1/2 de la massa) i proteïnes o Durant la mitosi la síntesi de rRNA s’atura o Metafase: cromatina condensada -> NORs condensats -> transcripció RNA inhibida o Telofase: cromatina es descondensa + senyals -> inici de la transcripció o Subunitats surten per separat pels porus Ribosomes -> màquines moleculars per la síntesi de proteïnes o 2 subunitats: gran (60S) i petita (40S) o rRNA + ribonucleoproteïnes (RNP) DNA ribosòmic rRNA s’originen per la transcripció de gens específics (moltes còpies dels gens) o gen 45 S: cromosomes 13, 14, 15, 21, 22 o gen 5 S: cromosoma 1 REGULACIÓ DE L’EXPRESSIÓ GÈNICA 1. Grau de compactació de la cromatina -> metilació i acetilació 2. Factors de transcripció -> faciliten la transcripció de certs gens o Promotor -> regió abans del gen que s’ha d’expressar, llo d’unió de la RNA-pol o Unió al promotor i faciliten o impedeixen l’unió de la RNA-polimerasa 3. Traducció dels mRNA pels ribosomes DNA VS RNA 118