Estructura y función del
núcleo.
M. en C. Carlos Gerardo Castillo Sosa
FMVZ-BUAP
Primavera 2012
El núcleo de la célula eucariota
Cumple con la función de almacenaje de
la información genética
 Envoltura nuclear

◦ Estructuralmente:
◦ Cromosomas
Uno o mas nucléolos
 Nucleoplasma
 Matriz nuclear

Envoltura nuclear
La diferencia mas importante entre
procariotas y eucariotas
 Consta de dos membranas celulares
organizadas en paralelo
 Sirve como barrera que protege los iones,
los solutos y macromoléculas
 Las dos membranas se fusiona para
formar poros


Lamina nuclear
◦ Brinda el apoyo
mecánico a la envoltura
nuclear y sirve como
sitio de unión a las fibras
de cromatina
◦ Formada por
polipéptidos llamados
laminas
◦ Genes de lamina
(LMNA)
◦ Síndrome de
Hutchinson-Gilford
El complejo del poro nuclear






Punto de actividad para el movimiento de
proteínas y RNA en ambas direcciones
Proteínas para replicación y transcripción
RNAm, RNAt y subunidades ribosómicas
Células HeLa producen 10000000 ribosomas
Complejo de poro nuclear (CPN)
Complejo formado por 30 proteínas

Nucleoporinas
◦ Organizadas en simetría octagonal
Solutos de bajo peso molecular penetran
por difusión simple
 El paso de macromoléculas requiere la
ayuda de un sistema de transporte
especial
 Señal de localización nuclear (SLN)

◦ Secuencia de aminoácidos cargada + en el Cterminal
Direccionamiento similar a el de otra
proteínas
 Familia de proteínas, importinas del
citoplasma al núcleo
 Exportinas, del núcleo a citoplasma
 Funcionan como receptores de
transporte

Importación nuclear de una
proteína
1.
2.
3.
4.
La proteína con una SLN se une a un
receptor heterodimerico, importina α/β
Este complejo se relaciona con los
filamentos citoplasmáticos
El receptor del complejo de carga se
mueve a través del poro nuclear
En el nucleoplasma, el complejo
interactúa con Ran-GTP y se disocia
5.
6.
7.
La subunidad de importina β unida con
Ran-GTP se trasporta de nuevo al
citoplasma, donde Ran-GTP se hidroliza
La importina α se trasporta al
citoplasma unida a una exportina
Proteínas con señales de exportación
nuclear o SEN
Exportación nuclear
Poco se sabe a cerca de la exportación
nuclear
 La mayor parte del transito corresponde
a los diferentes RNAs
 Estos RNA se mueven por el CPN como
ribonucleoproteinas (RNP)
 Para ser transportado, un RNAm necesita
someterse al splicing

Cromosomas y cromatina.
Empaquetamiento del genoma
Tamaño del genoma humano,
aproximadamente 3200,000,000 de bases
 Longitud de genoma 1m
 Núcleo 100,000 veces mas pequeño
 Empaquetamiento del DNA
 Histonas, proteínas pequeñas que poseen
un alto contenido de los aa básicos
arginina y lisina

Nucleosoma
Las histonas y el DNA se organizan en
subunidades repetidas
 146 pares de bases enrollado en un
complejo en forma de disco con 8
moléculas de histona
 5 tipos: H2A, H2B, H3 y H4
 H1 actúa como histona de union

Heterocromatina
Durante la interfase, el 10% de la
cromatina permanece en forma
compactada
 Heterocromatina constitutiva

◦ Cromatina que permanece siempre
compactada
◦ DNA silenciado

Heterocromatina facultativa
◦ Cromatina que se inactiva de manera
inespecífica durante ciertas fases
El código de histona y la formación
de la heterocromatina
 Las
colas de las histonas estan sujetas
a modificaciones como metilación,
acetilación y Fosforilacion
 El estado de actividad de una región
de la cromatina, depende de las
modificaciones que sufra o
combinación de modificaciones en las
colas de histonas
Estructura de un cromosoma
mitótico
Cromatina dispersa en interfase
 La cromatina dispersa en una célula
mitotica se encuentra en un estado muy
condensado
 Cuando un cromosoma mitótico expresa
compactación durante la profase, adopta
una forma distinta determinada por la
longitud del DNA

Telómeros
Cada cromosoma esta compuesto por
una única molécula de DNA
 Las puntas del DNA estan compuestas
por un inusual tramo de secuencias
repetidas llamadas telómero
 Forman una cubierta en cada extremo del
cromosoma
 Secuencia TTAGGG
 Repetida cerca de 5000 veces

A
diferencia de otras secuencias
repetidas que varían de manera
considerable, la misma secuencia
telomérica se encuentra en todos los
vertebrados
 El problema de la replicación de los
extremos
Telómeros

Son partes muy importantes del
cromosoma:
◦ Se requieren para la replicación
completa
◦ Forman capas que protegen al
cromosoma del ataque de
endonucleasas
◦ Impide que los extremos de los
cromosomas se fusionen entre si
Los telómeros se acortan porque la
mayoría de las células pierden su
telomerasa
 Los telómeros se acortan de manera
progresiva con cada división celular
 El acortamiento continua hasta un punto
critico, conocido como “crisis”
 Anormalidades extensas en cromosomas

Envejecimiento celular o senescencia
 El acortamiento telomerico juega un
papel importante en la protección contra
el cáncer
 Cerca del 90% de las células tumorales
contienen telomerasa activa

El acortamiento de los telomeros controla la capacidad proliferativa de las células somáticas
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