NÚCLEO
INTERFÁSICO
Profa. Dra. Maria Tercília Vilela de Azeredo Oliveira
Profa. Dra. Ester Tartarotti
Pós graduandos:
- Maurício Papa de Arruda
- Sabrina de Santos Rochel
- Ana Carolina Borella Anhê
Disciplina: Biologia Celular – Depto de Biologia – IBILCE UNESP
II) NÚCLEO
INTERFÁSICO:
A) Cromatina: Estrutura e
Função
Cromatina
Cromossomos
Composição
Química
DNA + RNA + Proteínas
DNA + Proteínas
Fisiologia
Maior atividade de síntese
Pouca ou ausência de
atividade de síntese
Empacotamento das fibrilas
Fibrilas não empacotadas
(nucleofilamentos)
Estrutura
Cromatina
1- Conjunto de cromossomos
descondensados
2- Expressão interfásica dos
cromossomos
Importante na cromatina dos
eucariontes:
a)
Condensação dos
cromossomos facilita a
separação durante a
divisão celular
(separação  perfeita)
b) A maneira exata em que
a região do genoma é
enrolada em uma célula
particular  determina a
atividade dos genes
naquela região
Núcleo interfásico
Cromatina pode estar compactada ou descompactada
Núcleo divisão
Cromatina altamente compactada
Constituindo os cromossomos
TIPOS DE CROMATINA
No nível bioquímico e funcional a cromatina divide-se:
• Eucromatina
Difusa, não compactada na intérfase ativa
(transcrição)
• Heterocromatina
 Constitutiva: ocorre em regiões correspondentes de
ambos os cromossomos homólogos: não transcreve.
Ex: heterocromatina centromérica
 Facultativa: presente em apenas um dos
cromossomos no par; codificadora inativa.
Ex: cromossomo X de mamíferos
Eucromatina Heterocromatizada Facultativamente
Cromatina
Tipos:
- Heterocromatina
- Eucromatina
Eucromatina – Regiões eletronlúcidas
Heterocromatina – Regiões eletrondensas
Heterocromatina Facultativa
Em um mesmo organismo:
Condensada em algumas células
Descondensada em outras
Cromossomo X Fêmeas
COMPOSIÇÃO
QUÍMICA
CROMATINA
• Composição química
–
–
–
–
DNA
RNA
Histonas
Proteínas não
Histônicas
– Enzimas nucleares
Classes de DNA
A)
B)
C)
Seqüência única (10 a 80%).
Ex: Genes estruturais (hemoglobina,
ovoalbumina)
Seqüência medianamete repetida (10 a
40%).
Ex: Genes para RNAr, RNAt e histonas
Seqüências altamente repetida (0 a
50%).
Ex: Genes transcritos a partir do DNA
satélite (região centromérica)
RNAs
- RNAt
- RNAm
- RNAr
Proteínas nucleares
A) Protaminas: proteínas básicas simples, baixo peso
molecular. Ex: SPTZ peixes
B) Histonas: proteínas básicas, alto peso molecular
proteínas estruturais, enorme quantidade
possuem: lisina, histidina, arginina
Classes e tipos
•H1  alto conteúdo de lisina
•H2a; H2B  baixo conteúdo de lisina
•H3;H4  alto conteúdo de arginina
C) Proteínas não histônicas ou acídicas
D) Enzimas nucleares
HISTONAS
FUNÇÃO: Transcrição do DNA
TIPOS: H1, H2A, H2B, H3, H4 e H5
Histonas
 Altamente conservada
 Participam da arquitetura
molecular das fibras cromatínicas
 Facilitam a ligação à molécula
de DNA
 DNA:Histonas (1:1)
Moléculas de Histonas possuem 3 regiões
Região Globular
2 regiões filamentosas
Aa básicos
Principalmente nos
segmentos
Amino terminal
• Não histônicas (NHC) ou
acídicas
FUNÇÃO:
Enzimático
Estrutural
Transcrição-Replicação
Condensação-Descondensação
Ultra-estrutura da Cromatina
Histórico
 Ris (1956): DNA + proteínas: sistema de fibras de  200250 A de diâmetro com 4 fios em dupla hélice enrolados
 Du Praw (1965): núcleos de células embrionárias de
abelha em choque hipotônico, isolamento fio cromatínico
Microscopia eletrônica:
-Filamento irregular variando sua espessura de 200-500 A
-Tratamento com tripsina 0,001%
Du Praw / Bahr (1969):
-Fibra A, menos proteínas ligadas ao DNA
-Fibra B, filamento intacto (DNA + proteínas)
Ultra-estrutura da Cromatina
Histórico
Olins e Olins, 1974
 Núcleos de timo e fígado de rato tratados com cloreto
de potássio
-Não histônicas
-Portanto resta histônica + DNA
A) Estrutura nativa: fibra de 30nm
B) Após tratamento: cromatina em forma de contas
Ultra-estrutura da Cromatina
Histórico
Kornberg et al., 1974
 Novo arranjo de histonas e DNA na cromatina 200 PB
H2A (2) – H3 (2) – H1 (1) – H2B (2) – H4 (2)
 Pesos da molécula da base do DNA = pesos da molécula
dos 5 tipos de histonas
(1)H2A
100 PB
(1)H2B
(1)H3
(1)H4
- H1*
 Quantidade não conhecida
Ultra-estrutura da Cromatina
Histórico
Weintraub (1975)
 Nuclease estafilocócica /
DNA
tripsina
proteínas
Arranjo das histonas interno à hélice do DNA
Oudet (1975)
 Core nucleossômico: unidades que se repetem após o
tratamento com tripsina (sem H1)
 Nucleossomo: unidade que se repete na cromatina
(todas histonas + DNA)
 “Spacer” ou “linker”: espaço ou região ligadora
DNA ligados ou ligamento: espaço entre um core e outro
Nucleossomo:
- 1 molécula histona H1
- 2 moléculas de cada
histona: H2A, H2B, H3 e
H4
- 200 pb
Complexo de Proteínas e DNA
Ultra-estrutura da Cromatina
Finch (1977)
Histórico
 Cristalização dos “core nucleossômicos” e eletromicrografia
 Modelo proposto
core nucleossômicos
Estrutura cilíndrica
1 volta e ¾ de DNA
140 PB
Octâmero de histonas
130 A no diâmetro e 50 A na altura
 Histonas (internas à hélice do DNA)
 2 H3 tetrâmero central + 2 H4
 2 H2A dímeros (um de cada lado) + 2 H2B
 Nucleases:
 DNAse I: rompe DNA 10 ou múltiplo, 10
nucleotídeos
 DNAse II: rompe DNA 100 nucleotídeos
Ultra-estrutura da Cromatina
Felsenfeld (1978)
Histórico
 Papel das histonas
Complexos
(H3 e H4)
(H2A e H2B)
H3, H4, H2A, H2B)
 H3 e H4 (ricas em arginina):
 Formam dímeros: essenciais ao enrolamento do DNA
 H2A e H2B (pobres em lisina):
Importante na compactação do DNA
 H1 (rica em lisina):
Função estabilizadora da estrutura do nucleossomo.
Histona H1
Importante na compactação de
nucleossomos adjacentes levando
a formação de mini solenóides
Nucleossomo
Modelo de entrelaçamento da
Histona H1
Worcel (1979)
Entrelaçamento contínuo de H1 (solenóide contínuo) - (NH2
terminal com grupo COOH terminal) estabiliza a fina fibra de 100 A
(10 nm)levando à formação do filamento mais grosso (200 a 300 A
– 30 nm)
Vista frontal
Vista lateral
A cada 6 nucleossomos  30 nm  mini-solenóide
NÍVEIS DE
ORGANIZAÇÃO DA
CROMATINA
Nucleossomo
Empacotamento do DNA com Histonas
Fibras de 10nm de diâmetro
Enrolamento em fibras de 30nm - mini-solenóide
Esquema das fibras cromatínicas
Fibra de 30nm
Mantida pela associação das Histonas H1
Centro do solenóide
Cromatina
Estrutura
Níveis de
Organização do
Filamento
Cromatínico
Níveis de Compactação do DNA
A. Molécula de DNA – 2nm (10PB) – (Grau de empacotamento
1)
B. Filamento cromatínico fino de 10 nm de diâmetro (arranjo
linear dos nucleossomos – filamento nucleossômico ou
nucleofilamento) – (Grau de empacotamento 6-7)
C. Fibra mais grossa – 20 a 30 nm de diâmetro: Mini-solenóide
(6 a 10 nucleossomos) – (Grau de empacotamento  40)
D. Série de domínios de alças  0,25 µm – (Grau de
empacotamento 680)
E. Conjunto
dos
domínios
de
alças

0,84
µm
Super-solenóide  cromossomo – (Grau de empacotamento
1,2 x 104)
10.000x
Compactação organizada da Hélice do DNA
II) NÚCLEO
INTERFÁSICO:
B) Cromossomos
metafásicos
Níveis de Organização cromatínica: Cromossomo mitótico
Condensação: acompanhada pela fosforilação H1
Cromossomo Metafásico
Compactação da Hélice do DNA
CROMOSSOMOS
METAFÁSICOS
Cromossomos Metafásicos
1. Número
2. Tamanho
3. Posição do
Centrômero
Classificação do Cromossomo
Baseada na posição do Centrômero
Cromossomo Metafásico
Centrômero
Cromossomo mitótico
Duas Moléculas de DNA filhas- Replicação do DNA em S
Compactadas separadamente -
Cromátides irmãs
unidas pelo Centrômero
Cromátide de um cromossomo Mitótico
Cromatina organizada em um série de alças
Alças- emanam de eixo central: proteínas não histônicas
Esqueleto de proteínas não histônicas (acídicas)
Cromossomo metafásico
Alças da cromatina
Ancoradas em andaime
Proteíco (proteínas não histônicas - NHC)
Proteínas Não Histônicas
“Scaffold”

Eixo central

Halo de DNA
Constrições secundárias
Constrições Secundárias
(RONs)
Bandamento NOR
Telômeros
Marcação específica: sondas teloméricas