NÚCLEO

NÚCLEO
UNIDAD 10
BIOLOGIA CELULAR Y MOLECULAR 2009
UADER - PROFESORADO EN BIOLOGIA
Es característico de células eucariotas
Forma, número y posición varia de célula a célula.
Funciones:
Contener el material genético.
Centro de control celular.
Es el sitio donde ocurren la replicación del ADN,
trascripción y procesamiento de ARN
ESTRUCTURA
ENVUELTA NUCLEAR
 MNI y MNE
Separan el material genético
y confieren armazón estructural)

-
-
-
poro
MNE
MNI
Barrera selectiva  compartimientos metabolicamente
independientes.
Es permeable solo a pequeñas moléculas apolares.
Cada membrana esta formada por una bicapa fosfolipídica:
- La MNE se continua con la del RER y posee ribosomas.
- La MNI posee proteínas especificas para el núcleo para
anclar las LAMINAS de la lamina nuclear.
- ESPACIO PERINUCLEAR  LUMEN RER
Lámina nuclear



Red fibrosa que proporciona un soporte estructural al núcleo.
Formada por una o varias proteína nucleares  LAMINAS (filamentos
intermedios). Estas proteínas se fijan a la membrana nuclear interna a
través de puentes con lípidos (prenilación) y de proteínas integrales.
Sitio de unión para la cromatina. Una organización más laxa de
filamentos de la lámina nuclear se proyecta hacia el interior del núcleo
donde sirve para organizar la cromatina.
Lámina nuclear

Juegan un papel en el ensamble y desensamble
del núcleo antes y después de la mitosis. Son
fosforilados al final de la profase lo cual produce
su desagregado y la ruptura de la envoltura
nuclear. Cuando se remueve el fosfato (justo
antes de la formación del núcleo de las células
hijas durante la mitosis) se revierte el proceso y
los filamentos se reagregan alrededor de cada
grupo de cromosomas debajo de la membrana
nuclear interna de cada célula hija.
Estructura de complejo de poro nuclear
Simetría de octámero, organizada
alrededor de un canal central grande
 Estructuras muy grandes: 120 nm diam.,
125 millones de daltons, 30 veces un
ribosoma, 30-50 proteínas diferentes.
Apertura 9 nm (ampliable a 40nm.)
DOS VÍAS DE TRANSPORTE:
 Difusión pasiva: Moléculas pequeñas y
algunas proteínas <50kDa pasan
libremente
 Transporte activo: Proteínas y ARN son
reconocidos y tranportados
selectivamente por un proceso activo.

TRANSPORTE DE PROTEÍNAS AL INTERIOR NUCLEAR.
Proteínas que ingresan: Histonas ADN polimerasas, ARN
polimerasas, factores de transcripción, factores de splicing etc.
Todas ellas continen señales de localización nuclear. (secuencias
cortas ricas en aa básicos como lisina y arginina)
SECUENCIA BIPARTITA
SECUENCIA DE LOCALIZACION BASICA

PROTEINAS RECEPTORAS:


IMPORTINAS
EXPORTINAS
SEÑALES: NLS y NES



IMPORTINA interacciona con RAN y reconoce
una NLS sobre la proteina.
La actividad de RAN esta regulada por la union o
hidrólisis de GTP.
GRADIENTE DE RAN / GTP (determina la
direccionalidad del transporte nuclear)
NUCLEOPLASMA HAY ENZIMAS QUE INTERCAMBIAN
GDP POR GTP.
 CITOPLASMA HAY ENZIMAS QUE HIDOLIZAN EL GTP
EN GDP.
RAN / GTP NUCLEOPLASMA

RAN / GDP
CITOPLASMA





El complejo IMPORTINA –
RAN/GDP se une a la
proteína a transportar
(proteína mercancía) que posee
la NLS.
El complejo mercancía –
receptor se unen a las
proteínas de los filamentos
citoplasmáticos del CPN.
El GDP se intercambia por
GTP  causa cambios en la
configuración de importina y
libera la proteína mercancía en
el núcleo.
El complejo importina RAN/
GTP se exporta a traves del
CPN.
En el citoplasma GTP se
hidroliza a GDP



La EXPORTINA
reconoce la NES en la
proteína.
se forma el complejo
exportina – RAN/ GTP
que se une con la
proteína a transportar.
se transloca el complejo
receptor- mercancía y en
el citoplasma se hidroliza
el GTP a GDP, la
exportina regresa al
núcleo y la proteína
mercancía es liberada en
el citoplasma.
NUCLEOLO

Sitio donde tiene lugar la trascripción y procesamiento
de ARNr y el ensamblaje de los ribosomas.

Los genes de los ARNr 5.8 S, 18 S, 28 S se disponen
en un conjunto de 5 cromosomas humanos: 13, 14,
15, 21 y 22. los genes para el ARNr de 5 S en el
cromosoma 1  regiones organizadoras nucleolares
NUCLEOLO: ESTRUCTURA
Presenta 3 regiones:

CENTRO
FIBRILAR
(trascripción ARNr)

COMPONENTE
FIBRILAR
DENSO
(procesamiento de
ARNr)

COMPONENTE
GRANULAR
(ensamblaje de
ribosomas)
CROMATINA
La cromatina es el conjunto de ADN,
histonas y proteínas no histónicas que se
encuentra en el núcleo de las células
eucariotas.
 CROMATINA FUNCIONAL 
extendida o poco condensada

TIPOS DE CROMATINA


Heterocromatina: es la forma condensada de la
cromatina, no activa. Se visualiza en las
microfotografías como parches densos. Localizada
en la perisferia nuclear. Se considera
transcripcionalmente inactiva.

CONSTITUTIVA  SECUENCIAS DE ADN QUE NUNCA
SE TRANSCRIBEN (centrómeros sec SATELITE y telómeros)

FACULTATIVA SECUENCIAS DE ADN QUE NO SE
TRANSCRIBEN EN LA CELULA OBSERVADA, PERO SI EN
OTROS TIPOS CELULARES.
Eucromatina: se presenta como una trama
delicada, distribuida por todo el núcleo. Es mas
abundante en las células activas, esto es en las
células que están transcribiendo.
Heterocromatina facultativa: la cual solo se condensa en ciertos tipos
celulares o en momentos especiales del desarrollo. Las secuencias de
DNA en esta forma de cromatina tiene la facultad (de ahí su nombre) de
que pueda ser empaquetada como heterocromatina sin ser transcrita en
un tipo célular dado, pero que se empaquete como eucromatina y los
genes codificados en la misma no permanezan silenciados en otros tipos
celulares. La formación de la heterocromatina facultativa es regulada y
está asociada con la morfogénesis y la diferenciación.Así está compuesta
de regiones transcripcionalmente activas que pueden adoptar en
determinadas células y bajo determinadas circunstancias las
características estructurales y funcionales de la heterocromatina, como
ocurre en el cromosoma X inactivo de las hembras de los mamíferos.
Uno de los cromosomas del par X es activo y permanece eucromático
mientras que el otro es heterocromático inactivo transcripcionalmente
por ello y durante la interfase forma la cromatina sexual o corpúsculo de
Barr.
CROMATINA



HISTONAS  proteínas pequeñas básicas (ricas en
arginina y lisina). Para facilitar la unión de la molécula
de ADN cargada negativamente.
5 tipos: H1, H2A, H2B, H3 Y H4.
NUCLEOSOMA: unidad básica estructural de la
cromatina.


Nucleosoma  formado por PARTÍCULAS
CENTRALES O CORES = 8 histonas 2 de cada
tipo (H2A, H2B, H3 Y H4), envuelto por ADN
(146 pb= 1,65 vueltas)
CROMATOSOMA : 2 vueltas completas de
ADN(166 pb) sujetas por una molécula de H1
(CONECTOR O HISTONA DE ENLACE).
NIVELES DE
ORGANIZACIÓN DE LA
CROMATINA
6 VECES COMPACTADO
40 VECES COMPACTADO
> 1000 VECES COMPACTADO
> 1000000 VECES
COMPACTADO
NIVELES DE ORGANIZACIÓN
DE LA CROMATINA


Fibra de 10 nm de diámetro: cadena continua de
cromatosomas separados por segmentos de enlace o
linker de ADN (80 pb de longitud) .
La cromatina tiene forma de un collar de cuentas,
con las cuentas separadas a intervalos de 200 pb.
A) FIBRA de 30 nm
B) Fibra de 10 nm (COLLAR DE PERLAS)

Fibras de 30 nm :En presencia de una elevada fuerza iónica, la
histona H1 de la fibra de 10 nm se puede enrollar en un solenoide
que gira a la izquierda y contiene 6 nucleosomas por vuelta
organizados radialmente, con un paso de rosca de 110 A (el diámetro
de un nucleosoma), dando lugar a la fibra de 30 nm. Aquí los
nucleosomas interactúan a través de la molécula H1, la cual estabiliza
la estructura solenoidal.

En el siguiente nivel de empaquetamiento, las fibras de 30 nm se
organizan en una serie de bucles o asas superenrolladas,
formando un espiral, que emanan de un armazon proteico
(“scaffold”). Estos bucles se estabilizan gracias a la interacción
con las proteína de regiones de unión especificas de los dominios
al armazón proteico son las regiones SARs.
CROMOSOMAS
Según la posición del centrómero, los cromosomas
de eucariontes se clasifican en:




Metacéntricos: el centrómero se localiza a mitad del
cromosoma y los dos brazos presentan igual longitud.
Submetacéntricos: la longitud de un brazo del
cromosoma es algo mayor que la del otro.
Acrocéntrico: un brazo es muy corto (p) y el otro largo
(q).
Telocéntrico: sólo se aprecia un brazo del cromosoma
al estar el centrómero en el extremo (este tipo de
cromosomas no se encuentran en el cariotipo humano).