Por favor apagar los celulares y hacer silencio para poder comenzar

“Labor Improbus Omnia Vincit”(El Trabajo Tenaz Todo lo Puede)

El Núcleo Celular

Víctor Hugo Casco2012

Temas a desarrollar

• El origen del núcleo• Envoltura nuclear y el tráfico entre núcleo y

citoplasma • Organización interna: Cromosomas - Cromatina • Dominios funcionales del núcleo• Nucléolo

El NúcleoEspacio

intermembrana MNE MNIREL

Ribosomas Complejo de poro nuclear

Lámina nuclear

nucléolo cromatina RER

El origen del núcleo

• Fusión de Microbios (Archaeas metanígenas +

bacterias fermentativas) modelo sintrófico•Bacterias nucleadas como: Gemmata obscuriglobus o

Pirellula marina

•Teoría viral

Bacteria fermentativa (Myxobacterium)

Archaea metanígena

H+H+

H+H+

H+H+

H+H+

H+

Modelo Sintrófico

• Las modernas archaea metanogénicas poseen características que recuerdan a las células eucariotas, serían las posibles descendientes de las antiguas arqueas metanogénicas.• Comparten con los eucariotas el hecho de tener genes similares involucrados con la estructura del ADN y del ARN. Por ejemplo comparten genes para la codificación de las histonas• Estas bacteria tienen moléculas de señalamiento celular tales como quinasas y proteínas G, comunes con los eucariotas

¿Bacterias nucleadas?

Gemmata obscuriglobus

Pirellula marina

¿Bacterias nucleadas?

Teoría del Origen Viral

Cuando aparecieron las células los virus jugaron un papel en la evolución de los sistemas [eucariotas] complejos

Virus Poxde la

viruela

PRUEBAS….• Los virus pre-datan la divergencia de los tres dominios de la vida• los virus persisten en la célula en lugar de matarla, permiten que éstas adquieran

un conjunto nuevo de genes en un solo evento• . Mientras se encuentran residiendo por millones de años los nuevos genes virales,

podrían reemplazar genes de bacterias o archaeas, por ejemplo los que codifican a las proteínas que procesan ADN

• Ambos son paquetes de ADN cubiertos por proteínas y a menudo por membrana• En las algas rojas, por ejemplo, un núcleo puede moverse de una célula a otra

como si fuese un virus• el núcleo celular y los virus carecen de mecanismos para la producción de

proteínas y lípidos dentro de sus límites• Ambos contienen ADN en forma de cromosomas lineales mientras que en la

mayoría de las bacterias los cromosomas son circulares• Ambos desensamblan la membrana durante su división• Ambos transcriben ADN pero no traducen el ARNm dentro de sus límites• Algunos virus pox forman una cubierta alrededor de su ADN usando el RE de la

célula hospedadora. Las células eucarióticas usan este mismo material para construir su núcleo, etc.

El Núcleo

Cubierta nuclear

MNI

MNEEspacio

perinuclear

Complejo de poro

Lúmen del RE

RE

MNI

Nucléolo

Ribosomas

Lamina nuclear interna

Polipéptido

Dímero

Tetrámero

Protofilamento

Filamento

cabeza

colaCoiled coila

Complejos de Poro Nuclear

Complejos de Poro Nuclear en rojo y Reticulo endoplasmatico en verde. Image courtesy of M. Hetzer, The Salk Institute, La Jolla, USA.

Complejos de poro nuclear

CITOSOL

NÚCLEO

CubiertaNuclear

Fibrillas citosólicasSubunidad

Anular

Subunidad luminal

Subunidad columnar

Fibrillas nucleares

canasta nuclear

lamina nuclear membrana

nuclear interna

membrana nuclear externa

Complejo de poro nuclearNúcleo

Citosol

Complejo de poro nuclear

ARNs

Núcleo

Pequeñas moléculas

Difusión Pasiva

Transporte dependienteDe energía

Proteínas Citoplasma Anillo Citoplasmático

Filamento Citoplasmático MNE

MNIAnillo nuclear

canastilla nuclear

Núcleo

Trans-portador central

Ensamble deRadios del

anillo

Mecanismo de importación nuclear

Proteína con SLNSLN

MNE

MNI

Unión

Importina

Translocalización

Ran

MNE

MNI

Antígeno T

Nucleoplasmina

Pro~Lys~Lys~Lys~Arg~Lys~Val

ProteínaSLN

citoplasma

Núcleo

Importina Importina

Regulación del tránsito núcleo - citoplasma

Exportina

SEN

Proteína

Regulación del tránsito núcleo - citoplasma

Fosforilación

NF-KBIKB

SLN

Importina

SW15

Importina

Regulación del tránsito núcleo - citoplasma

Unión de Proteínas

ARNnp

ARNnp

RNPhn

RNPhn

Regulación del tránsito núcleo - citoplasma

¡Atención!• Jueves 03/05/2012 11,30 hs. consulta Oficina

Biología

• En el día de hoy (03/05/2012) a las 17,30 hs.en el SUM se realizará la puesta en comúndel módulo de compuestos químicos con lasJTPs de la cátedra.

El NucléoloHeterocromatina periférica

CubiertaNuclear

nucleolo

Componente Fibrilar denso

Componente granular

Centro Fibrilar

Estructura Tipo de pre–ARN y polimerasa

Tipo de ARN Subunidad a la que se incorpora

Nucléolo Pre – ARNr 45SARN polimerasa I

18S Subunidad 40S

28S Subunidad 60S

5,8S Subunidad 60S

Extranucléolo Pre – ARNr 5SARN polimerasa III

5S Subunidad 60S

ARNr y las enzimas implicadas

Genes ARNr

ADN18S 5.8S 28S

Espaciador no transcribibleGen ARNr

18S 5.8S 28S

Transcripción

Pre ARNr 45SEspaciador transcribible

Procesamiento del pre-ARNr 45S

Ribosomas

Proteínasribosomales

Nucléolo ADNr

preARNrARNr 5S

Partículaspreribosomales

Subunidad 40SSubunidad 60S

Núcleo

Citoplasma

preARNr

snRNP

preARNr

snRNP

Síntesis de Ribosomas

Vista esquemática de estructuras subnucleares

de J.D. Lewis and D. Tollervey, Science288:1385 1389, 2000.)

Cubierta nuclearRNPsnp parcialmenteensambladas

Proteínas RNPsnp

ARNsnp

Reciclado delas RNPsnp

Cuerpos de Cajal & GEMS

Grupos de gránulos de intercromatina

Sitios de activatranscripción y

empalme del ARN

Territorios cromosómicos

nucléolo

Visualización de la cromatina y los cuerpos nucleares

RNPnop

Empalme pre-ARNm

cromatina coilina

Cuerpos de CajalJ.R. Swedlow and A.I. Lamond, Gen. Biol. 2:1 7, 2001; micrographs courtesy of Judith Sleeman.)

Fibrillarin

Organización propuesta para el núcleo interfásico

Dominios intercromosómicos

Cubierta nuclear

Territorios cromosómicos

MASA

DE

CROMATINA

Cromatina

Los niveles de organización del ADN• El ADN se enrolla en series de

nucleosomas• La nucleasa micrococal digiere la

cromatina• La jerarquía micrococósica se genera

cuando sólo el ~2% del ADN es soluble enácido

• Se establecen series multiméricas.

> Del 90% del ADN ~ 200±5 pb

Nucleosoma

ADN entrante

ADN entrante

ADN saliente

ADN saliente

Cromatina

Cromosomas

Modelo de la Estructura de los Cromosomas

Empaquetamiento del ADNADN de doble hebra

“Cuentas de rosario”

Sección transversalde la fibra de 30 nm

Lazos de la fibra de 30 nm

Lazos plegados y enrolladosProteínas andamio

Cromosoma mitótico