Núcleo Celular
Visão Geral
Um dos aspectos marcantes utilizados para diferenciar as células procarióticas das eucarióticas é a presença de núcleo individualizado nas últimas. No interior do núcleo encontramos o material genético, o DNA, organizado nos cromossomos, dotados de genes responsáveis pela transmissão das características hereditárias e pela regulação das funções celulares.
A principal função do núcleo é controlar a expressão gênica por meio da transcrição, em que o DNA é convertido em RNA, e a tradução, em que o RNA mensageiro é usado para sintetizar proteínas.
Núcleo Interfásico
Compreende-se por interfásico o núcleo que não está em divisão, e que, exibe o envoltório nuclear, a cromatina, o nucléolo, a matriz nuclear e o nucleoplasma (Figura 1).
Envelope Nuclear
A estrutura responsável por separar o conteúdo nuclear do restante da célula é o envelope nuclear, formado por dupla camada de membrana lipídica (membrana nuclear interna e externa), dotada de poros que permitem o trânsito de substância entre os compartimentos nuclear e citoplasmático. Entre as duas membranas nucleares existe um espaço discreto, conhecido como espaço perinuclear.
Às proteínas da face interna da membrana nuclear estão associados a extensos aglomerados de laminas, proteína constituinte dos filamentos intermediários que estabilizam e dão suporte à membrana nuclear e são conjuntamente chamados de lâmina nuclear.
A face citoplasmática do envelope nuclear é dotada de polirribossomos, estando em contiguidade com o retículo endoplasmático rugoso.
O mecanismo de trânsito entre o núcleo e o citoplasma depende da substância a ser transportada. Íons e pequenos solutos atravessam o envelope nuclear por difusão simples, enquanto macromoléculas transitam em ambas as direções através de complexos de poros, constituídos por várias proteínas, incluindo as nucleoporinas. A translocação nuclear pode contar com a participação de importinas, em um processo envolvendo gasto de energia proveniente do GTP. Transitam pelo poro nuclear, por exemplo, proteínas constituintes da cromatina e dos ribossomos em formação, fatores de transcrição e enzimas.
Lâmina Nuclear
A lâmina nuclear dispõe-se subjacente à membrana nuclear interna e tem a função de manter o formato do núcleo e organizar a cromatina. Compreende uma rede de filamentos intermediários, compostos por proteínas laminas (A e B) e proteínas associadas que formam ligações cruzadas, conferindo à lâmina nuclear um formato de rede. Além de servir como um esqueleto nuclear, a lâmina nuclear participa de diversos processos, como replicação e reparo do DNA, expressão gênica e transporte de moléculas de RNA.
Nucleoplasma
O nucleoplasma compreende toda a região interna do núcleo, delimitada pelo envelope nuclear, excetuando a cromatina e o nucléolo. Tem aspecto viscoso, cuja constituição inclui água, proteínas, ácidos nucléicos e íons.
A composição química do nucleoplasma é semelhante à do citoplasma devido à presença dos poros nucleares, que garantem a permeabilidade do envelope nuclear e o fluxo de íons e proteínas entre ambos os compartimentos.
Cromatina
Chamamos de cromatina à associação do DNA com proteínas estruturais, as quais são necessárias para os processos de expressão gênica, replicação e reparo do DNA.
Podemos dividir a cromatina em duas conformações, a eucromatina e a heterocromatina. Enquanto que a eucromatina compreende a forma mais descompactada e ativa da cromatina, onde a transcrição de genes ocorre com mais facilidade; a heterocromatina é a forma mais compactada do DNA, indisponível para transcrição e que pode ser dividida em constitutiva (permanentemente compactada) e facultativa (compactada de forma temporária).
Nucléolo
O nucléolo é uma região não membranosa do núcleo em que ocorre a síntese das subunidades maior e menor do ribossomo e posterior associação a proteínas. É, portanto, maior e mais numeroso em células ativas na síntese proteica.
O nucléolo apresenta três regiões morfologicamente distinguíveis, sendo os centros fibrilares, a região fibrilar e a região granular. Os centros fibrilares possuem genes responsáveis pela produção de rRNA, além de proteínas como a RNA polimerase e fatores de transcrição. A região fibrilar é centralizada no nucléolo e contém genes ribossômicos que estão sofrendo transcrição para produção de rRNA, além de grandes quantidades de rRNA. A região granular é periférica e concentra as subunidades ribossômicas que estão sendo processadas e que estão mais condensadas.
Em seguida, as subunidades são parcialmente organizadas em pré-ribossomos por proteínas ribossômicas e exportadas para o citoplasma, onde a montagem dos ribossomos se completa.
Audiodescrição
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Transcrição da Audiodescrição
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[AUDIODESCRIÇÃO: representação tridimensional colorida do núcleo celular, seccionado, ou seja, cortado ao meio, para mostrar as estruturas constituintes.
O núcleo aqui representado tem formato esférico e é revestido pelo envelope nuclear ou carioteca. O envelope nuclear é formado por uma membrana dupla, também de formato esférico que possui diversos poros circulares, que permitem a comunicação do núcleo com o citoplasma. A região interna do núcleo é denominada nucleoplasma e contém a cromatina, representada por manchas de tamanhos e formatos variados, e o nucléolo, representado como uma esfera localizada exatamente no centro do núcleo.
FIM DA AUDIODESCRIÇÃO.]
Alteração de Cores do Modelo Tridimensional
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Figura 1: Representação tridimensional do núcleo celular, evidenciando suas principais estruturas.