O núcleo é uma estrutura celular presente em todas as células eucarióticas, sendo responsável por coordenar as atividades celulares e armazenar o material genético. Ele apresenta características específicas, como uma membrana nuclear que o separa do citoplasma, além de uma estrutura composta por cromatina, nucleoplasma e nucléolos. Sua morfologia varia de acordo com o tipo celular e suas funções incluem a regulação da expressão gênica, replicação do DNA, transcrição do RNA e controle do ciclo celular. Neste contexto, é fundamental compreender a importância do núcleo para o funcionamento adequado das células e organismos como um todo.
Entendendo a estrutura morfológica do núcleo celular em detalhes.
O núcleo celular é uma estrutura fundamental para o funcionamento das células eucarióticas, responsável por controlar todas as atividades celulares. Para entender sua morfologia, é importante observar suas características e estrutura em detalhes.
O núcleo é delimitado por uma membrana nuclear dupla, chamada de carioteca, que possui poros nucleares que permitem a comunicação entre o núcleo e o citoplasma. Dentro do núcleo, encontramos o material genético, o DNA, organizado em forma de cromatina, que se condensa durante a divisão celular para formar os cromossomos.
No centro do núcleo, está localizado o nucléolo, responsável pela produção dos ribossomos. Além disso, o núcleo contém diversas organelas, como os ribossomos, responsáveis pela síntese de proteínas, e o retículo endoplasmático, importante para o transporte de proteínas.
As principais funções do núcleo celular incluem o controle da expressão gênica, a replicação do DNA durante a divisão celular e a regulação de processos celulares vitais. Portanto, o núcleo desempenha um papel crucial na manutenção da integridade e na sobrevivência da célula.
Em resumo, a estrutura morfológica do núcleo celular é complexa e essencial para o funcionamento adequado da célula. Compreender suas características e funções é fundamental para o estudo da biologia celular e molecular.
Descubra a composição fundamental de um núcleo em apenas alguns passos simples.
Para entender a composição fundamental de um núcleo, é importante observar sua estrutura e morfologia. O núcleo é uma organela presente em células eucarióticas, responsável por armazenar o material genético da célula. Ele é composto por várias partes essenciais, incluindo a carioteca, o nucleoplasma e os nucléolos.
A carioteca é a membrana que envolve o núcleo, separando-o do citoplasma. Ela possui poros que permitem a passagem de moléculas entre o núcleo e o citoplasma, garantindo a comunicação entre essas duas regiões da célula. O nucleoplasma é o fluido viscoso presente no interior do núcleo, onde estão dispersos os diferentes componentes nucleares.
Os nucléolos são estruturas localizadas dentro do núcleo, responsáveis pela produção dos ribossomos, essenciais para a síntese de proteínas. Eles são compostos por material genético e proteínas específicas, que garantem seu funcionamento adequado.
Portanto, a composição fundamental de um núcleo inclui a carioteca, o nucleoplasma e os nucléolos, que desempenham papéis essenciais na regulação das atividades celulares e na transmissão de informações genéticas.
Estrutura do núcleo: descubra como é organizado o centro celular.
O núcleo é o centro de controle da célula e possui uma estrutura complexa e organizada. Para entender como o núcleo é organizado, é importante conhecer suas principais partes.
Uma das principais estruturas do núcleo é a carioteca, uma membrana dupla que envolve o núcleo e separa seu conteúdo do citoplasma. Dentro da carioteca, encontramos o nucleoplasma, um líquido gelatinoso onde estão dispersos os cromossomos e uma estrutura chamada nucléolo.
Os cromossomos são compostos por DNA e proteínas e contêm as informações genéticas da célula. Eles estão organizados de maneira compacta e ordenada dentro do núcleo. O nucléolo, por sua vez, é responsável pela produção de ribossomos, que são essenciais para a síntese de proteínas na célula.
Além disso, o núcleo também contém o retículo endoplasmático rugoso, que está envolvido na síntese de proteínas, e o complexo de Golgi, responsável pela modificação e empacotamento dessas proteínas.
Em resumo, a estrutura do núcleo é organizada de forma a garantir o bom funcionamento da célula, permitindo a regulação das atividades celulares e a manutenção da integridade genética. É importante ressaltar a importância do núcleo nas funções celulares e na transmissão de informações genéticas de uma geração para outra.
Qual a importância do núcleo celular no funcionamento das células?
O núcleo celular é uma estrutura fundamental para o funcionamento das células. Ele é o centro de controle das atividades celulares, sendo responsável por armazenar e proteger o material genético, que contém as informações necessárias para a síntese de proteínas e o desenvolvimento de todas as funções celulares.
Além disso, o núcleo é o local onde ocorre a replicação do DNA durante a divisão celular, garantindo a transmissão correta das informações genéticas para as células filhas. Ele também regula a expressão dos genes, controlando quais genes serão ativados ou desativados em resposta às necessidades da célula.
Outra função importante do núcleo é a síntese de RNA mensageiro, que é essencial para a produção de proteínas. Através do processo de transcrição, o DNA é transcrito em RNA mensageiro, que em seguida é traduzido em proteínas no citoplasma.
Em resumo, o núcleo celular desempenha um papel crucial no funcionamento das células, sendo responsável por armazenar o material genético, regular a expressão dos genes, replicar o DNA e sintetizar o RNA mensageiro. Sem um núcleo funcional, as células não seriam capazes de realizar suas funções vitais e se reproduzir de maneira adequada.
Núcleo: Características, Estrutura, Morfologia e Funções
O nucléolo é uma estrutura celular não delimitada pela membrana, sendo uma das áreas mais proeminentes do núcleo. Observa-se como uma região mais densa no núcleo e é subdividida em três regiões: componente fibrilar denso, centro fibrilar e componente granular.
É responsável principalmente pela síntese e montagem dos ribossomos ; No entanto, essa estrutura também possui outras funções. Mais de 700 proteínas foram encontradas no nucléolo que não estão envolvidas nos processos de biogênese do ribossomo. Da mesma forma, o nucléolo está envolvido no desenvolvimento de diferentes patologias.
O primeiro pesquisador a observar a zona nucléolo foi F. Fontana em 1781, mais de dois séculos atrás. Então, em meados da década de 1930, McClintock foi capaz de observar essa estrutura em seus experimentos com Zea mays . Desde então, centenas de investigações se concentraram no entendimento das funções e da dinâmica dessa região central.
Características gerais
O nucléolo é uma estrutura proeminente localizada dentro do núcleo das células eucarióticas. É uma “região” na forma de uma esfera, uma vez que não existe um tipo de biomembrana que a separa do resto dos componentes nucleares.
Pode ser vista ao microscópio como uma sub-região do núcleo quando a célula está na interface.
Está organizado em regiões chamadas NORs ( regiões organizadoras de nucléolos cromossômicos ), onde são encontradas as seqüências que codificam os ribossomos.
Esses genes estão em regiões específicas dos cromossomos. Nos seres humanos, eles são organizados em conjunto nas regiões satélites dos cromossomos 13, 14, 15, 21 e 22.
Na transcrição do nucléolo, ocorre o processamento e a montagem das subunidades que compõem os ribossomos.
Além de sua função tradicional, o nucléolo está relacionado a proteínas supressoras de tumores, reguladores do ciclo celular e até proteínas de vírus.
As proteínas nucléolo são dinâmicas e, aparentemente, sua sequência foi preservada ao longo da evolução. Destas proteínas, apenas 30% foram associadas à biogênese dos ribossomos.
Estrutura e morfologia
O nucléolo é dividido em três componentes principais, distinguíveis por microscopia eletrônica: o componente fibrilar denso, o centro fibrilar e o componente granular.
Geralmente, é cercada por cromatina condensada, chamada heterocromatina. No nucléolo, ocorrem os processos de transcrição do RNA ribossômico, processamento e montagem dos precursores ribossômicos.
O nucléolo é uma região dinâmica, onde as proteínas que os componentes podem associar e separar rapidamente dos componentes nucleolares, criando uma troca contínua com o nucleoplasma (substância gelatinosa interna do núcleo).
Nos mamíferos, a estrutura do nucléolo varia com os estágios do ciclo celular. Na prófase, uma desorganização do nucléolo é observada e é montada novamente no final do processo mitótico. A atividade máxima de transcrição no nucléolo foi observada nas fases S e G2.
A atividade da RNA polimerase I pode ser afetada por diferentes estados de fosforilação, modificando a atividade do nucléolo durante o ciclo celular. O silenciamento durante a mitose ocorre pela fosforilação de diferentes elementos, como SL1 e TTF-1.
No entanto, esse padrão não é comum em todos os organismos. Por exemplo, no fermento, o nucléolo está presente – e ativo – durante todo o processo de divisão celular.
Centros fibrilares
Os genes que codificam o RNA ribossômico estão localizados nos centros fibrilares. Esses centros são regiões claras cercadas por componentes fibrilares densos. Os centros fibrilares são variáveis em tamanho e número, dependendo do tipo de célula.
Um certo padrão foi descrito com relação às características dos centros fibrilares. As células que possuem alta síntese de ribossomos têm um baixo número de centros fibrilares, enquanto as células com metabolismo reduzido (como linfócitos) possuem centros fibrilares maiores.
Existem casos específicos, como nos neurônios com metabolismo muito ativo, cujo nucléolo possui um centro fibrilar gigante, acompanhado por centros cada vez menores.
Componente fibrilar denso e componente granular
O componente fibrilar denso e os centros fibrilares são incorporados no componente granular, cujos grânulos têm um diâmetro de 15 a 20 nm. O processo de transcrição (passagem da molécula de DNA para o RNA, considerado o primeiro passo da expressão gênica) ocorre dentro dos limites dos centros fibrilares e no denso componente fibrilar.
O processamento do pré-RNA ribossômico ocorre no componente fibrilar denso e o processo se estende ao componente granular. Os transcritos se acumulam no componente fibrilar denso e as proteínas nucleolares também estão localizadas no componente fibrilar denso. É nesta região onde ocorre a montagem do ribossomo.
Após esse processo de montagem do RNA ribossômico com as proteínas necessárias culminar, esses produtos são exportados para o citoplasma.
O componente granular é rico em fatores de transcrição (SUMO-1 e Ubc9 são alguns exemplos). Normalmente, o nucléolo é cercado por heterocromatina; Pensa-se que este DNA compactado possa ter um papel na transcrição do RNA ribossômico.
Nos mamíferos, o DNA ribossômico nas células é compactado ou silenciado. Essa organização parece ser importante para a regulação do DNA ribossômico e para a proteção da estabilidade genômica.
Região organizadora nucleolar
Nesta região (NOR), os genes (DNA ribossômico) que codificam o RNA ribossômico são agrupados.
Os cromossomos que compõem essas regiões variam dependendo da espécie de estudo. Nos seres humanos, são encontrados nas regiões satélites dos cromossomos acrocêntricos (o centrômero está localizado próximo a uma das extremidades), especificamente nos pares 13, 14, 15, 21 e 22.
As unidades de DNA do ribossomo consistem na sequência transcrita e em um espaçador externo necessário para a transcrição pela RNA polimerase I.
Nos promotores para DNA ribossomal você pode distinguir dois elementos: um um central e um elemento localizado a montante ( rio acima )
Funções
Máquinas de formação de RNA ribossômico
O nucléolo pode ser considerado uma fábrica com todos os componentes necessários para a biossíntese de precursores de ribossomos.
O RNA ribossômico ou ribossômico (ácido ribonucleico), comumente abreviado como rRNA, é um componente dos ribossomos e participa da síntese de proteínas. Este componente é vital para todas as linhagens de seres vivos.
O RNA ribossômico está associado a outros componentes de natureza proteica. Essa união resulta em pré-comunidades ribossômicas. A classificação do RNA ribossômico é geralmente acompanhada por uma letra “S”, que indica as unidades de Svedberg ou o coeficiente de sedimentação.
Organização do ribossomo
Os ribossomos são formados por duas subunidades: a maior ou maior e a menor ou menor.
O RNA ribossômico dos procariontes e eucariotos é diferenciável. Nos procariontes, a subunidade grande é 50S e é composta por RNAs ribossômicos 5S e 23S, da mesma forma a subunidade pequena é 30S e é composta apenas por RNA ribossômico 16S.
Em contraste, a subunidade principal (60S) é composta por RNAs ribossômicos 5S, 5.8S e 28S. A pequena subunidade (40S) é composta exclusivamente de RNA ribossômico 18S.
No nucléolo estão os genes que codificam os RNAs ribossômicos 5.8S, 18S e 28S. Esses RNAs ribossômicos são transcritos como uma única unidade dentro do nucléolo pela RNA polimerase I. Esse processo resulta em um precursor do RNA 45S.
O referido precursor de RNA ribossômico (45S) deve ser clivado em seus componentes 18S, pertencentes à subunidade pequena (40S) e a 5,8S e 28S da subunidade grande (60S).
O RNA ribossômico ausente, 5S, é sintetizado fora do nucléolo; Ao contrário de suas contrapartes, o processo é catalisado pela RNA polimerase III.
Transcrição de RNA ribossômico
Uma célula precisa de um número alto de moléculas de RNA ribossômico. Existem várias cópias dos genes que codificam para esse tipo de RNA para atender a esses requisitos muito altos.
Por exemplo, de acordo com os dados encontrados no genoma humano, existem 200 cópias para os RNAs ribossômicos 5.8S, 18S e 28S. Para o RNA ribossômico 5S, existem 2000 cópias.
O processo começa com o RNA ribossômico 45S. Começa com a eliminação do espaçador próximo à extremidade 5 ‘. Quando o processo de transcrição é concluído, o espaçador restante localizado na extremidade 3 ‘é removido. Após eliminações subsequentes, é obtido o RNA ribossômico maduro.
Além disso, o processamento do RNA ribossômico requer uma série de modificações importantes em suas bases, como processos de metilação e conversão de uridina em pseudouridina.
Posteriormente, ocorre a adição de proteínas e RNAs localizados no nucléolo. Entre esses, estão os pequenos RNAs nucleolares (pRNAs), que participam da separação dos RNAs ribossômicos nos produtos 18S, 5.8S e 28S.
Os rRNAs possuem sequências complementares aos RNAs ribossômicos 18S e 28S. Portanto, eles podem modificar as bases do RNA precursor, metilando certas regiões e participando da formação de pseudouridina.
Montagem do ribossomo
A formação de ribossomos compreende a ligação do RNA ribossômico precursor, juntamente com proteínas ribossômicas e 5S. As proteínas envolvidas no processo são transcritas pela RNA polimerase II no citoplasma e devem ser transportadas para o nucléolo.
As proteínas ribossômicas começam a se associar aos RNAs ribossômicos antes que ocorra a separação do RNA ribossômico 45S. Após a separação, as proteínas ribossômicas remanescentes e o RNA ribossômico 5S são adicionados.
A maturação do RNA ribossômico 18S ocorre mais rapidamente. Finalmente, as “partículas pré-fibrossômicas” são exportadas para o citoplasma.
Outras funções
Além da biogênese dos ribossomos, pesquisas recentes descobriram que o nucléolo é uma entidade multifuncional.
O nucléolo também está envolvido no processamento e maturação de outros tipos de RNA, como snRNPs (complexos de proteínas e RNA que se combinam com o pré-RNA mensageiro para formar o splicossomo ou complexo de splicing) e certos RNAs de transferência , microRNA e outros complexos de ribonucleoproteínas.
A análise proteica do nucléolo encontrou proteínas associadas ao processamento pré-RNA do mensageiro, controle do ciclo celular, replicação e reparo do DNA. A constituição das proteínas nucléolo é dinâmica e muda sob diferentes condições ambientais e estresse celular.
Há também uma série de patologias associadas ao funcionamento incorreto do nucléolo. Entre estes estão a anemia de Diamond – Blackfan e distúrbios neurodegenerativos, como Alzheimer e doença de Huntington.
Em pacientes com doença de Alzheimer, há uma alteração nos níveis de expressão do nucléolo, em comparação com pacientes saudáveis.
O nucléolo e o câncer
Mais de 5000 estudos demonstraram a relação entre proliferação maligna de células e atividade nucléolo.
O objetivo de algumas pesquisas é quantificar proteínas nucléolo para fins de diagnóstico clínico. Em outras palavras, buscamos avaliar a proliferação de câncer usando essas proteínas como marcador, especificamente B23, nucleolina, UBF e subunidades da RNA polimerase I.
Por outro lado, verificou-se que a proteína B23 está diretamente relacionada ao desenvolvimento do câncer. Da mesma forma, outros componentes nucleolares estão envolvidos no desenvolvimento de patologias como a leucemia promielocítica aguda.
O nucléolo e os vírus
Existem evidências suficientes para afirmar que os vírus, tanto de plantas quanto de animais, precisam das proteínas nucléolo para alcançar o processo de replicação. Existem mudanças no nucléolo, em termos de morfologia e composição protéica, quando a célula sofre uma infecção viral.
Foi encontrado um número significativo de proteínas que provêm de seqüências de DNA e RNA que contêm vírus e estão localizadas no nucléolo.
Os vírus têm estratégias diferentes que permitem que eles se localizem nessa região subnuclear, como proteínas virais que contêm “sinais” que os levam ao nucléolo. Essas tags são ricas nos aminoácidos arginina e lisina.
A localização dos vírus no nucléolo facilita sua replicação e também parece ser um requisito para sua patogenicidade.
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