Núcleo, Nucleolo y Cromatina

María Carolina Páez Leal, MD MSc(Can)Universidad Autónoma de Bucaramanga

Universidad de Antioquia

Agenda Módulo

1. Generalidades2. Núcleo: reservorio de la identidad genética3. Bases químicas y físicas del material genético4. Replicación del material genético5. Transcripción del DNA6. Traducción del RNA7. Ciclo y reproducción celular

El genoma es...

El conjunto completo de genes de un organismo, donde se guarda toda la información genetica.

ADN Nuclear y Mitocondrial

Cuales son las principales diferencias??

El cuerpo humano contiene 50 billones de células

Cada célula posee un núcleo.

Cada núcleo posee una molécula de ADN.

El ADN nuclear está organizado en 23 pares cromosómicos.

Cada par cromosómico está constituído por una copia de ADN materna y otra paterna.

Los genes son secuencias de ADN

Estas secuencias, de longitud variable, contienen las instrucciones para fabricar proteínas, los ladrillos de la vida.

Secuencias de A, C, G y T Definición: región (física)

del ADN y unidad funcional del genoma.

Genes

ENHANCERS

5`UTR

REGION

PROMOTORA

EXONES

INTRONES 3`UTR

Los genes son secuencias de ADN

Grupos de tres bases = un aminoácido.

Una secuencia de aminoácidos es una proteína.

Si la secuencia está mal escrita, La proteína no se fabrica O se fabrica defectuosa.

ATG CTA AAA AGT TTT ATA AAAATG CTA AAA AGT TTT ATA AAA

Gen

mARN

Proteínas

Transcripción

Traducción

Núcleo

Compartimiento limitado por una bicapa lipídica (envoltura nuclear) donde se encuentra el DNA

Exclusivo de Células Eucariotas

Tamaño, Número, Actividad celular

Implicaciones Biológicas

Indispensable para la viabilidad celular: Codifica para la síntesis proteínas Coordina la diferenciación celular

A B

XA/B A(B)

Conserva su potencialidad

Reservorio material genético Protagonista de la Div Celular (Interfase:M&M)

Enterocito Óvulo

X Embrión normal

Núcleo Interfásico

Componentes:1. Membrana Nuclear2. Nucleoplasma3. Nucleolo4. Cromatina

Componentes del núcleo

1. Membrana Nuclear

Doble Membrana (MNE-MNI).

Cisterna Perinuclear (25-40 nm).

Lámina Nuclear. Define Compone>Superfamilia de

filamentos intermedios (Lámina A, B, C).

Función biológica: Organización e Interacción División (Inicio-Resolución)

Poros Nucleares – Importancia Biológica

Diafragma de apertura controlada (flexible –dinámico).

Regulación de la expresión génica (ADN-ARN Pol).

Direccionamiento de Proteínas: Co-existencia de señales de

localización nuclear: Péptido señal (Ej: 4-5 aa). Nucleoproteínas citosólicas,

interacción y traslocación.

Regula la entrada y salida de moléculas.

Difusión pasiva (Diametro efectivo)

Transporte activo (DNA y RNA Pol)

2. Nucleoplasma

Fase acuosa. Proteínas reguladoras

del metabolismo de los Ácidos Nucleícos.

Otros: cofactores, productos intermedios, iones, etc.

Función: Plegamiento de la cromatina – Replicación y transcripción del DNA:

3. Nucleolo Define: Forma (esf-polie), tamaño

de 1-3μm, Número (Ejp), División. Organización:

Nucleoloplasma (espacios) Nucleololema (denso)

Componente granular Componente fibrilar denso Centro fibrilar Proteinas (70-90%), RNA(10-

30%), DNA (1-3%)

Función: Síntesis y metabolismo del RNA. Ensamblaje de ribosomas.

4. Cromatina (Núcleo Interfase)

Constitución: DNA + Proteínas (Histonas – No H).

Identificación: Acd Nucleícos> Ácido >Basófilos (H) Citoplasma> Básico >Acidófilo (E).

Clases de Cromatina - Interfase

Eucromatina – 10% DNA e histonas Dispersa Activo transcripcionalmente.

Heterocromatina – 90% DNA, histonas y otras proteínas Condensada Inactivo transcripcionalmente. Localiza – LN* Clases: H. Facultativa H. Constitutiva

*

**

Cromosomas Mosaico de

heterocromatina Telomeros centrómeros

Mosaico de eucromatina

Regiones codificante compuestas por genes

Clases de Cromatina – Divsión

¿Como se conforma la Cromatina?

Genoma Constitución

1. ADN2. Proteínas Histonas

Niveles de organización

1. ADN, ácido Desoxiribonucleíco

Hélice de doble cadena Información genética de la

especie (continuidad). Secuencia de unidades

estructurales definidas como...(funcional)

Nucleótidos (nucleósidos):

Azucar pentosa (Desoxiribosa – Ribosa)

Grupo Fosfato (1-3) Base Nitrogenada

Purinas (Adenina-Guanina) Pirimidinas (Citosina-

Timina)

ADN, son 6x1018 pb = 2x109m

¿Como se puede guardar todo el ADN en el núcleo de 5-

10m?

Condensación

Pequeñas proteinas básicas (11-24 KDa) con aa cargados + (R,K)

Eucariotas Clasificadas en

Histonas Nucleosómicas - Centrales 102 – 135 aa H2a (2)H2b (2)H3 (2)H4 (2)

2. Proteínas Histonas

H de unión (H1) de 220 aa (No conservadas)

No hacen parte los nucleosomas, importancia biológica (rica en Lisina+).

P

Nucleosoma - Conformación1. Unidad Estructural de la Cromatina2. Formación: Tetrámero > Octámero > Ensamblaje ADN3. Unión DNA - Histonas

**

* DNA – H1H2A

H2B

H3

H4

H1

ADN ADN ADN

ADN

ADN ADN

ADN ADNADN

ADN

Nucleosoma - Estructura

10 nm

10 nm

ADN 146 pb (1.8 vueltas)

R+,K+

A-,T-

14: + H, BN+H P

Enlaces H

5. Niveles de Organización1er Nivel de organización

Nucleosoma: Octámero H + 146 pb Nucleofilamento: une

nucleosómas x medio de DNA (54 pb), longitud 14 nm (H1)

Cuentas de una cuerda – collar de perlas. 200 pb

10 nm

10 nm

Nucleótido – 0.34nm - Nucleótido

Base – 0.34nm - Base

200 x 0.34= 68 (68/10=6.86v)

2do Nivel de organización

Enrollamiento de la fibra sobre sí misma.

Selenoide

6 x200 = 1200pb

1200/30 = 40v

3er Nivel de organización

Los selenoides se unen a prot “andamio” (No-H)

Secuencias ricas A-T (SAR, scaffold atachment region) Loops o enrollamientos Generan scaffolds o andamios (300nm =

2000v)

ADN

Nucleosoma - Nucleofilamento

Selenoide

Secuencias de DNA (ricas en A-T)SAR - Proteínas No-H

Condensación continua

Cromosoma

6v

40v

2000v

10000v

5. Niveles de Organización

Los Cromosomas: cromatina del núcleo en división

Estructuras lineales de DNA condensado.

Cromosoma como estructura funcional de replicación MITOSIS & MEIOSIS

Profase Metafase Anafase Telofase

Los Cromosomas: cromatina del núcleo en división

Denominado por Waldeyer – 1888

Eucariotas = lineales, diploides (2n=C Homólogos), núcleo.

Excepciones Haploides (gametos) Poliploides 128n

(megacariocito) Número es variable en

especies. Perro (78), Humano (46),

Ratón (42), Cebolla (16), Áscaris (2)

Variable complejidad (den génica).

Cromosomas: Estructura

Centrómero = Constricción Primaria (única).

Cinetocoro= conección Huso, división (NO-ADN, Com Prot-).

Heterocromatina centromérica.

Brazos largos (q) cortos (p).

Telómero Cromátidas

Cromosomas: Clasificación

GRUPOS Metacentricos: 1,3,16,20,19 Acrocentricos: 13,14,15,21,22,Y Submetacentricos:

2,4,5,6,7,8,9,10,11,12,X,17,18

Humano: 46XX, 46XY (23p)Cada par compuesto Xp XmCromosomas Homólogos - Autosomas: 22Cromosomas No Homólogos - Sexuales: XY

GRUPOSTamaño – Clas centrómero

A 1,2,3 (M2,SM1) B 4,5 (SMG) C 6,7,8,9,10,11,12,X (SMM) D 13,14,15 (AG) E 16,17,18 (SMP) F 19,20 (MP) G 21,22,Y (AP)

Cromosomas: Clasificación

1. Núcleo: reservorio de la identidad genética2. Bases químicas y físicas del material genético3. Replicación del material genético4. Transcripción del DNA5. Traducción del RNA6. Ciclo y reproducción celular

Continuidad