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Célula: Estructura y función del núcleo
- 1. CÉLULA: NÚCLEO Dra. María Fernanda Sevilla Hernández
- 2. GENERALIDADES Compartimento limitado contiene información genética Maquinaria para la duplicación del ADN El nucleoplasma todo el contenido nuclear que no es cromatina ni nucléolo
- 3. formado por: cromatina •material nuclear •eucromatina o heterocromatina. nucléolo •región pequeña •contiene genes de ARNr activos, ARNr y proteínas. •sitio de síntesis de ARNr •contiene proteínas reguladoras del ciclo celular. envoltura nuclear •sistema de doble membrana •rodea el núcleo de la célula. •membrana interna y externa •separadas por un espacio (cisterna perinuclear) •perforaciones “poros nucleares
- 5. CROMATINA ADN + proteínas Longitud aproximada •1.8 m Cromatina + plegamiento •Cromosomas •46 Proteínas •Histonas •No histonas
- 6. PROYECTO GENOMA HUMANO 13 años Secuenciación del genoma 2003 terminado 2 copias de cada gen Variaciones en número de copias Desequilibrios genéticos? GEN Segmento ADN Producción de polipéptidos Ahora Unión de secuencias Codifican conjunto coherente Productos funcionales
- 7. CROMATINA no presenta Aspecto homogéneo cúmulos de cromatina •densamente teñida •fondo de tinción más claro Densamente teñido cromatina muy condensada heterocromatina tinción más claro dispersa eucromatina . dos tipos de heterocromatina constitutiva •mismas regiones de secuencias muy repetitivas •Centrómeros •telómeros Facultativa •no es repetitiva
- 8. TRES REGIONES La cromatina marginal periferia del núcleo Antes “membrana nuclear” Los cariosomas cuerpos de cromatina tamaño y forma irregular todo el núcleo. La cromatina asociada con el nucléolo
- 10. NUCLEOSOMAS Unidades más pequeñas ADN + histonas 10 nm diámetro 1er nivel de plegado Acorta x7 Centro del nucleosoma ocho moléculas de histonas 2 giros Cuentas de collar
- 11. ADN Cuentas de collar Fibrilla de 30 nm Nucleosomas enrollados 40x más corta Bucles Asas enrolladas Unen prot. No histonas Cromosoma 2 cromátides Centrómero Telómeros
- 12. 46 cromosomas •23 pares •22 idénticos •Cromosomas sexuales Cariotipo clasificación •Tamaño •Forma •Color fluorescente •Extendido metafásico
- 13. CORPÚSCULO DE BARR Región facultativa Identificar sexo Heterocromatina facultativa PMN Forma de palillo
- 14. NUCLÉOLO región no membranosa contiene genes de ARNr sitio primario de producción y ensamblaje ribosómico. tres regiones morfológicas: Centros fibrilares •asas de ADN •cromosomas diferentes 13, 14, 15, 21 y 22 •ARNr •ARN polimerasa I •factores de transcripción. Material fibrilar (pars fibrosa) •genes ribosómicos •proceso de transcripción activa Material granular (pars granulosa) •sitio del armado ribosómico inicial y contiene nucleolonema
- 15. REGULACIÓN DE CICLO CELULAR Proteína nucleostemina interacciona con p53 regular el ciclo celular influye en la diferenciación celular
- 16. ENVOLTURA NUCLEAR dos membranas espacio entre ellas cisterna perinuclear separa el nucleoplasma del citoplasma. proporciona barrera membranosa selectiva encierra la cromatina. Las dos membranas tienen poros nucleares median el transporte activo Proteínas Ribonucleoproteínas
- 17. ESTRUCTURA Y FUNCIONES MEMBRANAS externa Se parece a membrana de RER observar polirribosomas. interna sostenida por malla rígida de proteínas “lámina nuclear (fibrosa)” Receptores específicos Lámina nuclear Delgada capa electrodensa Filamentos intermedios Soporte Proteínas A y C Enlaces cruzados Se une a receptor nurima (A) Lamina B Adosamiento Emerina (receptor) Receptor de lamina B
- 18. POROS NUCLEARES Aberturas •Fusión de membranas Centro del poro •Pequeño cuerpo denso •“tapón/transportador central” 8 subunidades complejo de poro nuclear NPC NPC •Regula pasaje de proteínas
- 19. Moléculas grandes Necesitan secuencia de señal •“localización nuclear” NLS •Se unen a importina (Receptor) •Citosol NPC Transporte activo (GTP) Proteínas con secuencia de exportación (NES) Se unen en el núcleo a exportina (GTP) Moléculas pequeñas Difusión simple Durante la división celular Desensambla Forma hijas Se ensamblan de nuevo
- 20. RENOVACIÓN CELULAR Nivel de actividad mitótica Número de metafases poblaciones celulares estables División episódica y lenta estimuladas por lesión más activas. Periostio, pericondrio, las células musculares lisas, endoteliales de vasos sanguíneos poblaciones celulares renovables actividad mitótica regular. produce dos células hijas Diferentes morfológica y funcionalmente dos células que permanecen como células madre poblaciones celulares de renovación lenta musculares lisas de la mayoría de los órganos huecos poblaciones celulares de renovación rápida células sanguíneas, epiteliales y los fibroblastos Cumplen ciclo completo 24h
- 21. CICLO CELULAR
- 22. Fases principales Interfase G1 S G2 Fase M
- 23. FASE G1 Más larga y variable (9-12h división rápida) Post fase M Se reúne nutrientes Puntos de control Restricción (no retorno) sensible a tamaño Autoevaluación celular Interacciones extracelulares Más importante Daño del ADN FASE S Duplica ADN 7.5 -10h Sitios de inicio Replicones ADN cromosómico Punto de control
- 24. FASE G2 • En G2 • Del ADN no duplicado Examina ADN duplicado Periodo crecimiento 1h Puntos de control FASE M Mitosis Incluye cariocinesis 1h Punto de control Armado de huso Segregación de cromosomas Evita citocinesis
- 25. CATÁSTROFE MITÓTICA Mal funcionamiento Puntos de control Conduce Segregación anómala cromosomas Apoptosis Mal funcionamiento fase G1 Transformación maligna pierden la inhibición por contacto, proceso normal inhiben su división cuando entran en contacto con otras células. crecer unas sobre otras, en lugar de detener su crecimiento
- 26. REGULACIÓN DEL CICLO CELULAR El flujo [ ] proteínas Fundamento señalización Cada fase del ciclo Dos proteínas Ciclina + cinasa Puntos de control Factor promotor de la maduración (MPF) Prot. Cdc2 Ciclina B
- 27. MITOSIS
- 28. MITOSIS Segregación cromosómica División nuclear División celular Produce 2 células hija •Idénticas 4 fases •Profase •Metafase •Anafase •Telofase
- 29. Profase • Cromosomas visibles • Desintegración de envoltura nuclear • Aparece cinetocoro en los centrómeros • Se fijan a secuencias “satélite” • Secuencias repetitivas • Anclaje para huso Matefase • Huso mitótico • Microtúbulos astrales • Tubulina gamma • Forma estrellada en los MTOC • Microtúbulos polares • Del MTOC • Microtúbulos cinetocóricos • Del MTCO cinetocoro • 1 cinetocoro fija 30 a 40 MT
- 30. Anafase •Separación cromátides hermanas •Arrastradas a polos opuestos Telofase •Reconstitución de envoltura •Cromatina desenrollada •Citocinesis •Surco membrana equidistante •Anillo contráctil •Filamentos de actina •Miosina II contracción del anillo
- 31. MEIOSIS 2 divisiones nucleares Gametos Mitad de cromosomas Células somáticas del cigoto Diploides 2n 2 copias de cada cromosoma Parecidas Materno y paterno Gametos Haploides 1n
- 32. MEIOSIS Par cromosomas Intercambio de segmentos “recombinación” Distribución aleatoria Diversidad pool genético Procesos citoplasmáticos Difieren en hombres y mujeres
- 33. FENÓMENOS NUCLEARES 2 divisiones mitóticas consecutivas Sin fase S entre ambas ADN se multiplica en la fase S previa (4d) Pero cromosomas igual 2n División reduccional (meiosis I) De 2n pasa 1n 4d a 2d División ecuatorial (meiosis II)
- 34. MEIOSIS I Profase I Condensación de cromosomas Apareamiento Recombinación Dividida en subfases Metafase I Cromosomas homólogos Alineados al ecuador por quiasmas Anafase I y telofase I No se separan los centrómeros Aleatorización de los homólogos Reducción de ADN y de cromosomas 2D y 1n
- 35. MEIOSIS II No hay fase S No hay duplicación de ADN División ecuatorial porque 1n Contenido ADN reduce a 1d Proteasa “separasa” Rompe cohesina de centrómero Anafase II Cromátides hermanas separan Cromosoma 2 de 1 hebra 1 en c/ célula hija
- 36. MUERTE CELULAR
- 37. Homeostasis celular Producción Alteración de algún extremo Trastornos por acumulación Trastornos por pérdida
- 38. MUERTE CELULAR Resultado Lesión Muerte programada Mecanismos Necrosis •Proceso patológico •“accidental” •Entorno desfavorable •Daño a la membrana plasmática •Tumefacción celular •Lisis celular Apoptosis •Fisiológico •Activación de programa interno •“muerte con dignidad” •No hay lisis
- 39. APOPTOSIS Fragmentación de ADN Suceso irreversible Activación de endonucleasas Cortan el ADN Núcleo fragmentado ↓volumen celular Contracción de citosol Reorganización orgánulos Pérdida de la función mitocondrial Cambios de permeabilidad membrana Prot. Citocromo c, SMAC/DIABLO Liberan caspasas desmantelamiento celular Vesiculación de membrana Formación de cuerpos apoptóticos
- 40. Mecanismos externos TNF TGF β Daño membrana Mecanismos internos Oncogenes P53 Anti metabolitos privadores de nutrientes
- 41. INHIBICIÓN APOPTOSIS Proteínas Bcl antiapoptóticas BCL-2 BCL-X BCL- W MCL-1 Proteínas Bcl Proapoptóticos Bad Bax Bid Bim Factores de supervivencia Factores de crecimiento Estrógeno/andrógenos Cinc NATP
- 42. OTRAS FORMAS DE APOPTOSIS Anoikis •Célula no está anclada •Mediada por integrinas Autofagia Catástrofe mitótica Paraptosis •No mediada por caspasas •MAPK •Vacuolas gigantes citosol y tumefacción Piroptosis •Por microorganismos •Resp. Inflamatoria intensa •Caspasa 1 •Activa IL-1 e IL18 Entosis •Una célula incorpora •Célula parecida •Se degrada lisosomas •Programado •Diferente a canibalismo celular