El núcleo celular eucariota: estructura, composición y ciclo celular

EL NUCLI CELLULAR EUCARIOTA

EL NUCLI

1. Características generals
2. Estructura i composició
3. Estructura del nucli en interfase

INDEX TEMA 9

• 2.1.1 embolcall nuclear
• 2.1.2 nucleoplasma
• 2.1.3 nuclèol
• 2.1.4 cromatina: estructura

1. Nucli mitòtic: Cromosoma. Características generals

• 3.1 cariotip humà
• 3.2 estructura

1. El cicle cel·lular. Divisió - Interfase

• 4.1 Interfase: períodes G1, S, G2

LA DIVISIÓ CELLULAR

1. Mitosi: 1 cicle amb profase, metafase, anafase i telofase
2. Citocinesi
3. Meiosi

• 7.1 meiosi 1 o reduccional
  • separació de cromosomes homòlegs
  • l'entrecreuament
• 7.2 meiosi 2: separació de cromatides germanes
• 7.3 meiosi i reproducció sexual

O Va ser descobert per Robert Brown a l'any 1831 O El nucli és un orgànul de doble membrana de les cellules eucariotes, que envolta el material genètic (ADN) de la cellula i el separa del citoplasma. · El medi intern és el nucleoplasma, i conté, mes o menys condensades, les fibres d'ADN associades amb histones (pròpies de cellules eucariotes), que reben el nom de cromatina (nucli interfàsic), i un o dos corpuscles, molt rics en ARN, anomenats nucleols. O Conté la informació genètica en forma d'ADN i en ell te lloc la replicació i reparació de l'ADN i la sintesi i maduració dels ARN.

NUCLI: Características generals

Nucleolo Cromatina laxa Nucleoplasma Citoplasma Cromatina densa Núcleo Membrana nuclear

NUCLI: Caracteristiques generals

· Nombre. La majoria de cellules tenen un únic nucli, aproximadament ocupa el 10 % del volum cellular. Però hi ha cellules que tenen dos nucli o diversos que s'anomenen: -síncits o sincicis: si procedeixen de la fusió de diverses cellules mononucleades. Ex fibres musculars -plasmodis: hi ha cariocinesis successives sense citocinesis. Ex Plasmodium O Forma. La forma és variada, predomina l'esfèrica o oval però hi ha nuclis fusiformes, aplanats, arrosariats, polilobulats ... O Localització. La localització més normal és al centre de la cellules però n'hi ha amb nuclis periferics o en altres posicions. O Grandària. Oscilla entre 5u i 25u. La grandària està en relació amb el citoplasma. Si augmenta el volum del citoplasma, augmenta el volum del nucli. Però és constant per a cada tipus de cellula i depen de la funció. El nucli d'una cellula embrionaria es mes gran que el d'una cellula hepatica.

Núcleo arrosariado de Stentor Núcleo con prolongaciones del óvulo de la araña Núcleo polilobulado de leucocito neutrófilo Núcleo esférico central de una célula animal epitelial Núcleo discoidal lateral de una célula vegetal Núcleo ramificado de una célula glandular

NUCLI: Estructura i composició

L'estructura i composició del nucli varia segons la fase del cicle cellular. Distingim entre: -Nucli interfàsic: període que transcorre entre dues divisions cellulars. -Nucli mitòtic: en divisió. Cromatina condensada en forma de cromosomes. Desaparició resta d'estructures. El nucli interfàsic està format per: -Embolcall nuclear inclou: · membrana externa espai perinuclear · membrana interna · porus nuclears · lamina fibrosa -Cromatina -Nuclèol -Nucleoplasma

Outer membrane Lámina fibrosa Perinuclear space Inner membrane Smooth endoplasmic reticulum . Ribosomes Nuclear pore complex Nuclear lamina Nucleolus Chromatin Rough endoplasmic reticulum

NUCLI interfàsic: embolcall nuclear

-Una membrana externa, d'uns 70 A a 90 A amb ribosomes adossats, en comunicació amb el RER -Un espai intermembranós anomenat espai perinuclear, d'uns 200 a 300 A. -Una membrana interna, també d'uns 70 a 90 A, amb proteïnes que serveixen d'ancoratge per a les proteïnes de la làmina fibrosa.(sense ribosomes) -La làmina nuclear o fibrosa formada per filaments intermedis del citoesquelet. Aquests filaments s'uneixen a la membrana interna, fixen la cromatina i participen en la seua organització i desapariciónurant la divisió cellular. També esta relacionada amb la formació dels porus. Desapareix al nivell dels porus. -Porus nuclears: orificis distribuïts per tot l'embolcall nuclear. Estan formats per vuit blocs proteics disposats en forma octogonal. Cada bloc consta de més de cent proteïnes. La funció dels porus és l'intercanvi i el transport de molecules grans com l'ARN i les proteines entre el nucli i el citoplasma.

Nuclear pore complex Ribosomes Outer nuclear membrane LBR Emerin Inner nuclear membrane Lamina Lamin-associated proteins Chromatin

NUCLI interfàsic: nucleoplasma

És el medi intern del nucli. També anomenat carioplasma. És una dispersió colloïdal en estat de gel, composta de proteïnes (histones, enzims, ribonucleoproteins), aigua, sals ... on estan immersos la resta de components nuclears. Hi ha una xarxa de proteines fibrillars amb una estructura i una funcionalitat similars a les del citoesquelet que manté fixos el nuclèol (1 o més) i les fibres de cromatina (nucli interfàsic) evitant la formació de nusos. Es produeix la sintesi dels àcids ribonucleics (ARNm, ARNt) i la sintesi (replicació) de l'ADN.

Retículo endoplasmático rugoso Heterocromatina Eucromatina Poros nucleares Ribosomas Nucleolo O Lámina nuclear Membrana nuclear interna Envoltura nuclear Espacio perinuclear Nucleoplasma Membrana nuclear extema

NUCLI interfàsic: nuclèol

És un corpuscle esfèric (sense membrana), format per ADN, ARN i Proteïnes. Poden haver-ne dos o tres que desapareixeran durant la divisió. És més gran en cellules amb una elevada sintesi proteica. S'hi distingeixen dues zones: -zona fibrillar a l'interior, formada per ADN (fragments de diferents cromosomes que formen l'organitzador nucleolar) i ARN. Possiblement correspon a zones de transcripció d'ADN a ARN. -zona granular: a la periferia, formada per les subunitats ribosòmiques en maduració que posteriorment eixiran pels porus nuclears.

Unidad de transcripción nucleolar en actividad Sentido de la transcripción Organizador nucleolar ADN del cromosoma nucleolar Zona fibrilar Gen 5 S Zona granular 45 S 5 S 32'S 5 S 20 S Prerribosomas 28 S - 5,8 S 5 S. 18 S ADN de un cromosoma que lleva los genes 5 S NUCLEOPLASMA HIALOPLASMA Envoltura nuclear Subunidad ribosómica pequeña 40 S. Subunidad ribosómica mayor 60 S 1 Proteínas ribosómicas 5 S Proteínas nucleosómicas y nucleolares POLISOMA ARNm El nucleol és una fabrica d'ARNr, imprescindible per a la formació dels ribosomes, que son les fabriques de sintesi de proteïnes.

NUCLI interfàsic: cromatina

O Formada pels filaments d'ADN i les proteines basiques histones (riques en lisina i arginina), aminoacids basics per facilitar la interacció amb l'ADN que es acid. O Conté la informació genetica sobre l'estructura i el funcionament de l'organisme perquè puga ser transcrita a l'ARN en les zones on l'ADN esta en forma d'eucromatina. O Es poden distingir dos tipus de cromatina: -Eucromatina d'aspecte difús, aproximadament un 90 % de la cromatina en interfase. Es la cromatina activa on es produeix la transcripció de l'ADN a ARN. Es troba més descondensada que la heterocromatina, per la qual cosa es més susceptible de ser expressada. -Heterocromatina d'aspecte dens i condensada. No es descondensa durant la interfase o siga és inactiva i no es transcriu. Pot ser: *Heterocromatina constitutiva: sempre condensada i no es transcriu mai *Heterocromatina facultativa: condensada o no depenent de l'estat de maduració o d'especialització de la cellula. En cellules embrionàries és escas i a mesura que la cellula s'especialitza augmenta la seua quantitat. Un exemple és el corpuscle de Barr, cromatina del cromosoma X condensada que apareix com a taca en la part interna de la membrana nuclear de les cellules somatiques de les dones; serveix per a determinar el sexe en nonats quan no estan clarament definits els genitals externs.

El nom es deu a la forta coloració que agafa quan la cellula es tenyeix amb colorants bàsics com l'hematoxilina, safranina, fucsina ...

Retículo endoplasmático Heterocromatina Eucromatina C Poros nucleares O Ribosomas 0 0 Nucleclo 0 0 O 0000 Lámina nuclear Membrana nuclear interna Envoltura nuclear Espacio perinuclear Nucleoplasma Membrana nuclear externa 1 Corpúsculo de Barr

NUCLI interfàsic: cromatina. estructura

La doble helix d'ADN s'associa a histones en eucariotes i forma els nucleosomes. Un nucleosoma està format per: -un octàmer d'histones (2 còpies de les histones H2A, H2B, H3, H4) -fibra de l'ADN que pega dues voltes a aquest octàmer La successió de molts nucleosomes constitueix el 1r nivell de l'estructura terciària de l'ADN. És una fibra de 100 A o collaret de nerles

Partícula nuclear nucleosoma 100 Å ADN espaciador (54 pares de bases) NUCLEOSOMA (200 pares de bases) cromatina en collaret de perles Al nucleosoma se li afegeix la proteïna histona H1 per a formar el cromatosoma. 100 Å CROMATOSOMA 600 Å (166 pares de bases)

Link a cromosomes https://learn.genetics.utah.edu/content/basics/chromosomes H1 permet a la cromatina un major nivell de compactació, passant a la forma de solenoide (30nm)

1 6 2 5 H, 3 4 3 5 4 Solenoide (6 nucleosomas por vuelta). - Fibra en zigzag (aparece por desempaquetamiento del solenoide cuando en el medio hay poca concentración salina). -Fibra laxa+ de 100 Â (aparece cuando en el medio hay una concentración salina aún más baja). Nucleosomas del solenoide, organizados en grupos de 6 por cada vuelta. Cuarto nivel rodillo Segundo nivel solenoide roseta collar de perlas Primer nivel Tercer nivel bucle ADN desnudo La compactació continua i el solenoide torna a compactar-se creant uns dominis en forma de bucles que, al seu torn, s'enrotllen helicoïdalment i experimenten graus de compactació successius fins donar lloc al cromosoma metafàsic. octámero de histonas H1 1 2

NUCLI mitòtic: cromosomes

· Quan La cellula va a dividir-se s'observen els cromosomes que representen la maxima compactació de la cromatina. Presenten forma de bastonet i es tinyen amb colorants basics. La seua grandària es variable i depèn de l'espèce. O El nombre és característicade cada especie. Els organismes haploides presenten 1 dotació cromosòmica (n cromosomes) i els organismes diploides presenten doble dotació (2n cromosomes), o siga hi ha dos cromosomes iguals de cada tipus (cromosomes homolegs). En els organismes poliploides el nombre de cromosomes de cada tipus és major de dos (3n, 4n, etc ... ) El cariotip és el conjunt de características dels cromosomes d'una espècie (grandària, forma ... ) Cada cromosoma es representa per un nombre, llevat dels sexuals que es representen com a X i Y. La representació grafica dels cromosomes homòlegs és el cariograma.

3 K = - 4 1 3 13 1ª 10 10 17 " 25 21 22