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EL NÚCLEO
CELULAR
El núcleo
1. Principal diferencia eucariotes y procariotes.
2. Contiene el genoma celular.
3. Sirve de deposito de MG y centro de control celular.
4. Síntesis de DNA.
5. Síntesis y procesamiento de RNA.
6. Regula la expresión génica.
7. Participa en la “Muerte celular programada”:Fragmentación
de la cromatina.
EL NÚCLEO: centro de control
de la célula
• Una constante según Brown
(1830)
• Alberga la información
genética
• Procesos metabólicos:
▫ Duplicación de ADN
▫ Transcripción.
• Sólo en eucariotas
• Estados:
▫ Núcleo mitótico
▫ Núcleo interfásico
NÚCLEO INTERFÁSICO
• Componentes:
▫ Envoltura nuclear
▫ Matriz nuclear
(nucleoplasma)
 Cromatina
 Eucromatina
 Heterocromatina
 Agua, enzimas,...
▫ Nucleolo
• Forma: variable
• 10 % del volumen célula.
(1) Eucromatina ; (2) Heterocromatina ; (3) RER ; (4) Polirribosomas ; (5) Poros nucleares; (6)
Nucleolo
Estructura del núcleo de la célula
LA ENVOLTURA NUCLEAR
ENVOLTURA NUCLEAR
• Separa al núcleo del
citoplasma.
• No se observa al MO
• ME: doble membrana
• Se continua con el RER
• Membrana externa:
▫
▫
▫
▫
Ancho: 7-8 nm
Trilaminar
Ribosomas
Unida al RER o REL
• Espacio intermembranoso
ENVOLTURA NUCLEAR
• Membrana nuclear
interna.Lamina fibrosa
▫ Denso al ME
▫ Son tres láminas de
polipéptidos.
▫ Punto anclaje cromatina.
• Números:
▫ 1: Poro
▫ 2: Membrana externa
▫ 4: cromatina
LÁMINA NUCLEAR
Red fibrosa subyacente a la MN interna.
Compuesta por proteínas denominadas laminas.
Laminas: proteínas fibrosas relacionadas con filamentos
intermedios del citoesqueleto.
Brindan soporte al núcleo.
Median anclaje de la cromatina a la MN interna.
LÁMINA NUCLEAR
-Formada por filamentos intermedios: Láminas A1, B1, B2 y C
LÁMINA NUCLEAR
 Constituye el exoesqueleto nuclear
 Se asocia a proteínas integrales de la membrana nuclear interna.
 Responsable de la forma nuclear y del crecimiento del núcleo.
 Sirve para anclar las fibras de cromatina a la periferia del núcleo.
 Participa en la transcripción del ADN (andamiaje para ensamble de
complejos de transcripción)
 Esencial para la replicación del DN
Se disgrega antes de la mitosis. Se degrada para la muerte celular
 Participa en el re-emsamble de la membrana nuclear y de los poros.
LÁMINA NULEAR
1
3
2
Fig. 3: Rojo: inmunofluorescencia para laminina A
inmunofluorescencia para cromatina
Fig. 2: inmunofluorescencia para lamininaVerde:
A
EL PORO NUCLEAR
PORO NUCLEAR
Únicos canales de transporte entre nucleoplasma y
citoplasma.
Estructuras muy grandes (30 veces el tamaño de un
ribosoma).
Compuesto por 50 – 100 proteínas diferentes en
vertebrados.
Participa en transporte de:
RNAs.
Proteínas esenciales para función nuclear.
ESTRUCTURA DEL PORO
Subunidad
transportadora
anillo
citoplasmático
Filamento
grueso
Membrana
externa
andamio
Tinción
negativa
anillo
nucleoplásmico
Membrana interna
canastilla
ESTRUCTURA DEL PORO
criofractura
inclusión en plástico
CANTIDAD DE POROS
• Muy variable.
▫ 2-4 poros/mm2 (aves)
▫ 60 poros/mm2 (ovocito)
• A mayor transcripción,
mayor cantidad de
poros.
• Nº medio: 3000
El complejo de poro nuclear:
Es un octámero radial organizado en torno a un canal central.
Radios unidos a dos anillos (citoplasmático y nuclear).
Contiene un canal central transportador.
Señal de localización nuclear (SLN)
A: Señal de localización intacta.
B: señal de localización inactivada por
deleción de 2 aa (131 y 132).
“Corta secuencia de aminoácidos capaz de especificar la localización nuclear” D Kalderon,
B.L. Roberts, William D. Richardson y A.e.Smith. Cell, 39:499-509, 1984.
Importación de proteínas a través del complejo del poro
nuclear
Control de la importación de factores de transcripción
(NF-kB) al núcleo
Poros nucleares
 Permiten un tráfico selectivo de proteínas:
. que ingresan al núcleo
Histonas
ADN y ARN polimerasas
Factores de transcripción
. que salen del núcleo
ARNm
ARNt
pre-ribosomas

Mantienen la composición interna del núcleo
 Participan en la regulación de la expresión
génica (Ej: factor de transcripción NF-kB).
CROMATINA
ULTRAESTRUCTURA DE LA CROMATINA
• Constitución del nucleosoma:
▫ Octámero de histonas.




Dos moléculas de H2A
Dos moléculas de H2B
Dos moléculas de H3
Dos moléculas de H4
▫ H1: se une a los
segmentos de ADN
• Estructura de solenoide.
• Superespirilización en cromosomas
Estructura de la eucromatina
fibra de 10 nm
Dendrita
N
Ú
C
L
E
O
S
A
C
T
I
V
O
S
Mitocondrias
Nucleolo
Fibras amielinicas
Núcleo
Aparato de Golgi
Dendrita
Fibras
mielínicas
Estructura de la héterocromatina
(constitutiva o facultativa)
Core del
nucleosoma
30 nm
ADN
10 nm
Fibra de 10 nm
Fibra de 30 nm
100 nm
100 nm
Predominio de héterocromatina
monocito
linfocito
Cromatina en la mitosis
Cromatina en núcleos
mitóticos
EL NUCLEOPLASMA
• Carioplasma o matriz celular.
• Contiene:
▫ ADN + proteínas cromosomales
▫ Proteínsa no cromosomales.
• Gránulos de intercromatina: 20-25 nm. Enzimas y
ribonucleoproteínas.
• Gránulos de pericromatina: 30-35 nm. ARNr de
bajo peso molecular.
• Partículas de ribonucleoproteína.
EL NUCLEOLO
La central del ARNr
N
U
C
L
É
O
L
O
héterocromatina
fibrilar
Organizador
nucleolar
granular
EL NUCLEOLO
• Constante dentro del núcleo.
• Refringente
• Basófilo: mucho ARNr y
proteínas.
• Próximo a membrana nuclear
• Tamaño directamente
proporcional a la actividad
celular.
• MO: nucleolonema y parte
amorfa.
ULTRAESTRUCTURA DEL NUCLEOLO
• Carece de membrana
• Componente nucleolar
▫ Zona granular: subunidades
ribosómicas en proceso de
formación.
▫ Zona fibrilar: zona de ARNr y
proteínas.
• Componente nuclear: o
cromatina asociada.
▫ Cromatina perinucleolar
▫ Cromatina intranucleolar
▫ Regiones NOR: genes que
codifican al nucleolo.
NOR en cromosomas 14,
15, 21 y 22
ULTRAESTRUCTURA DEL NUCLEOLO
• Números:
▫
▫
▫
▫
3: cromatina perinucleolar
1: Zona fibrilar
2: Zona granular
4: cromatina intranucleolar
• FUNCION: síntesis de
ARNr
Núcleos activos
Mamotropa
PRL
Célula
Folicular
Fibroblasto
HIPÓFISIS
Núcleos de gametas
Nucleolo
Zona
pelúcida
OVOCITO
Células dela
granulosa
Teca
Núcleos de gametas
Predominio de héterocromatina
Variedad de formas
Pericito
Astrocito
Célula endotelial
capilar
Tejido nervioso
Predominio de héterocromatina
Variedad de formas
Luz del capilar
Célula endotelial
Fibra muscular lisa
Proceso citoplasmatico
del fibroblasto (adventicia)
Célula glial
Axon
fibroblasto
Predominio de héterocromatina
Variedad de formas
monocito
linfocito
Diferenciación celular
linfoblasto
Célula plasmática
Diferenciación celular
Neutrófilo en cayado
mielocito
neutrófilo
Núcleo polarizado
Célula caliciforme de intestino
osteoblasto
Núcleos poliploides
Macrófago
Megacariocito
Células polinucleadas
Borde plegado
OSTEOCLASTO
V
A
R
I
E
D
A
D
D
E
N
Ú
C
L
E
O
S
CÉLULAS EPITELIALES
LINFOCITO
EOSINOFILO
MASTOCITO
PLASMOCITO
MACROFAG
O
Núcleo de una
Célula acinar
pancreática
Membrana nuclear externa: vimentina
Membrana nuclear interna: laminina
Patologías asociadas al núcleo
Lupus Eritematoso anti
cuerpos anti-lámina nuclear
Laminopatías: por mutaciones en las lamininas A y C (Ej: Distrofia
muscular de Emery-Dreifuss). Afecta al músculo estriado, adipocitos,
nervios periféricos.
Por defectos en la estructura de la cromatina:
mutaciones en las enzimas que metilan ADN y que acetilan histona.
 Alteraciones por el reconocimiento anómalo de
componentes nucleares durante la muerte celular:
•
•
•
•
Anti-histonas
Anti-laminina
Anti-ADN
Anti-RNPs (pequeñas ribonucleoproteínas)
LAMINOPATÍAS
Fig. 1. An electron microscopic image of a cardiomyocyte of a patient with a
deletion of the 5' end of the lamin A/C gene. Notice the irregular and
convoluted nuclear shape (original magnification ×7400). N, nucleus
LAMINOPATÍAS
LAMINOPATÍAS
Emery-Dreifuss muscular dystrophy
(EDMD)
Fig. 5. Nucleus with blebs
(arrowheads) and lamina
thickness (asterisk). × 30 000
LAMINOPATÍAS
Emery-Dreifuss muscular dystrophy
(EDMD)
Fig. 7. Focal disruption of
nuclear envelope with nucleoplasm
extrusion (arrowheads)
× 36 000
Progeria de Hutchinson-Gilford Nucleus and
Aging: Tantalizing Clues and Hopeful
Promises
ENFERMEDADES ASOCIADAS A
INHIBICION DE APOPTOSIS
• (aumento de la proliferación).
• 1. Cancer linfoma no Hodgkin folicular (bcl2 +)
carcinoma (p53 +)
tumores hormono-dependientes
• carcinoma de mama
carcinoma de próstata
carcinoma de ovario
• 2. Enfermedades Autoinmunitarias
• Lupus eritematoso sistémico
Glomerulonefritis autoinmunitaria
•
• 3. Infecciones Virales
• virus herpes
poxvirus
adenovirus (E1B)
•
AUTOINMUNIDAD CONTRA ANTÍGENOS
CELULARES Nucleus and Aging: Tantalizing
Clues and Hopeful Promises
AUTOINMUNIDAD CONTRA ANTÍGENOS
CELULARES Nucleus
ENFERMEDADES ASOCIADAS A
AUMENTO
DE APOPTOSIS
•
(disminución de proliferación = aumento de muerte
celular)
• 1. Sida
• 2. Enfermedades Neurodegenerativas
• Enf. de Alzheimer
Enf. de Parkinson
Esclerosis lateral amiotrófica
Retinitis pigmentosa
Degeneración cerebelosa
3. Sindrome Mielosdisplásticos Anemia Aplástica
• 4. Daño Isquemico Infarto del miocardio
Apoplejia
Daño por reperfusión
5. Daño Hepatico por Alcohol
ENFERMEDADES
ASOCIADAS A
AUMENTO DE
APOPTOSIS
ENFERMEDADES
ASOCIADAS A
AUMENTO DE
APOPTOSIS
Neutrophil Extracellular Traps (NETs) Kill
Bacteria
Electron microscopical analysis of resting and activated neutrophils.
(A) Resting neutrophils are round and devoid of fibers. (B) Upon
stimulation with 25 nM PMA for 30 min, the cells flatten, make
many membrane protrusions, and form fibers (NETs), arrows in (B)
and (D). (C) TEM analysis of naïve neutrophils in suspension. (D)
Ultrathin section of neutrophils stimulated in suspension with 10
ng of IL-8 for 45 min. Bars in (A) to (D) indicate 10 µm. The
multilobular nuclei and different granules are clearly visible in both
figures. The activated cells in (D) have many pseudopods and show
NETs (arrow). (E) High-resolution SEM analysis of NETs that consist
of smooth fibers (diameters of 15 to 17 nm, arrowheads) and
globular domains (diameter around 25 nm, arrow). Globular
complexes can be aggregated to thick bundles or fibers. (F)
Ultrathin sections of NETs show that they are not membranebound.