Seminario BC 7-2020

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BIOLOGIA CELULAR
III UNIDAD ACADEMICA. 
CICLO LECTIVO 2020
SEMINARIO Nº 7
EL NÚCLEO INTERFÁSICO Y LOS ÁCIDOS NUCLEICOS. 
CROMATINA Y ESTRUCTURA CROMOSÓMICA. 
EL NUCLEOLO
Esquema del núcleo
Figure 17-7b Essential Cell Biology (© Garland Science 2010)
Organización tridimensional de la lámina nuclear
La envoltura nuclear
se conecta con el
sistema de endomembranas.
A través de los
poros nucleares
(n=3000 a 4000)
se produce el pasaje
selectivo de elementos
en ambas direcciones.
Participan:
NSL (nuclear localization
signal),
NES (nuclear export signal),
importinas, exportinas, Ran,
GEFs y GAPs.
Esquema del núcleo
Poro
Repasamos la estructura de la carioteca y la composición 
molecular de los complejos del poro 
Proteinas integrales de las membranas nucleares externa e interna
KASK
SUN
La Célula. Cooper y Hausman. 7ma Edición.
Transporte a través
de los poros nucleares
Moléculas intervinientes:
Importinas – Exportinas
Proteínas de la Familia GTPasas (Ran)
Proteínas GEF (Factor Intercambiador GDP-GTP)
GAP (Proteina Activadora de GTPasas)
GTP-GDP
Transporte a través 
de los poros nucleares
Citoplasma – Núcleo
(El núcleo importa)
Citoplasma
Núcleo
1
2
3
4
5
6
7
8
Importación nuclear
9
10
11
12
La Célula. Cooper y Hausman. 7ma Edición.
Transporte a través 
de los poros nucleares
Núcleo – Citoplasma
(El núcleo exporta)
Citoplasma
Núcleo
1
2
3
4
5
6
Exportación Nuclear
La Célula. Cooper y Hausman. 7ma Edición.
Transporte núcleo citoplasma de ARNsn 
y transporte citoplasma-núcleo de RNPsn
La Célula. Cooper y Hausman. 7ma Edición.
Citoplasma
Núcleo
Esnurportina
Esnurportina
Citoplasma
Núcleo
Exportación núcleo-citoplasma de los ARNm maduros.
La Célula. Cooper y Hausman. 7ma Edición.
Carioferinas con sustratos conocidos
Carioferina Sustrato
IMPORTE
Importina (Kapα/Kapβ1) Proteinas con Señal de Localización Nuclear
Esnurportina (Karpβ1) RNPsn (U1, U2, U4, U5)
Transportina (Karpβ2) Proteinas de unión al ARNm.
Proteinas ribosomales.
Importina 7 Histona H1.
Proteinas ribosomales.
EXPORTE
Crm1 Proteinas con una Señal de Exportación Nuclear.
Esnurportina
ARNsn
Subunidades ribosomales mayores y menores.
Exportina-t ARNt
Exportina-5 microARNs
Ejemplos de proteinas de importación y exportación nuclear 
Organización subnuclear
Se reconocen territorios cromosómicos e 
intercromosómicos.
Cuerpos o estructuras subnucleares (nucléolo y otros)
El grado de condensación de la cromatina en interfase varía entre células y es 
indicador de su estado funcional. 
Eucromatina y heterocromatina (constitutiva y facultativa)
La cromatina en interfase
Figure 5-18 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010)
Los cromosomas interfásicos están ordenados 
dentro del núcleo
Cromosoma 9
Célula en interfase
núcleoenvoltura 
nuclear
Territorio cromosómico y territorio intercromosómico
Técnica de Fish 
Los cromosomas ocupan lugares específicos en el núcleo interfásico y todos 
ellos tienen algún anclaje a la lamina nuclear. Generalmente los dos alelos de 
cada cromosoma no se encuentran juntos (p.ej. ver Cr. 9) 
Figura 4-66 Biología molecular de la célula, quinta edición (© Garland Science 2008 y Ediciones Omega 2010)
El movimiento de los genes hacia diferentes regiones del núcleo 
determina que cambie su grado de expresión 
El nucléolo
El nucléolo
El nucléolo es la 
estructura subnuclear 
más prominente. 
Es el sitio donde se 
sintetizan y procesan la 
mayoría de los ARN 
ribosomales.
Se ensamblan las 
subunidades ribosómicas 
mayor y menor.
Regiones nucleolares
Centro Fibrilar
Componente 
Fibrilar 
Denso
Región 
Fibrilar
Región 
Granular
Cromatina Perinucleolar
N
u
clé
o
lo
Diez cromosomas contribuyen a la formación del 
nucléolo
Metacéntrico Sub-
metacéntrico
Acrocéntrico Telocéntrico
Tipos de cromosomas según morfología
Cromosomas acrocéntricos
Cariotipo – Cromosomas acrocéntricos
Ahora conocemos los diez cromosomas involucrados 
en la formación del centro fibrilar del nucléolo
Cromosomas Acrocéntricos
13-14-15-21-22
Constricción 
Secundario
Gen 45S
Precursor 
de los 
ARNr de 
5.8S – 18S – 28S
Ahora conocemos los diez cromosomas involucrados 
en la formación del centro fibrilar del nucléolo
Fusión nucleolar post-mitosis
Cada uno de los 10 cromosomas con organizador nucleolar forma un pequeño nucléolo 
que luego se fusiona con los otros. (Microscopía de contraste de fase, fibroblasto in vitro)
M.E. de dos genes transcribiendo ARNr de 45 S
La célula posee 200 copias del gen del ARNr 45S
situadas en la porción fibrilar del nucléolo
Las tres ARN Polimerasas
controbuyen a la 
formación de las
subunidades 
ribosomales.
Modificado de Russo A y Russo G.
Int. J. Mol. Sci. 2017
Nucléolo
Núcleo
Citoplasma
Otras funciones del nucléolo
 Sitio de síntesis de la mayor parte de los ARNr.
 Sitio de ensamblaje de las subunidades ribosomales.
 Ensamblaje de otros complejos de ARN-proteínas:
Partícula de reconocimiento de la señal (PRS).
 Procesamiento de los tRNAs.
Procesamiento de la ARN-RNasaP.
(componente catalítico de la enzima procesadora del ARNt).
Todos los snRNA sufren modificaciones de bases en el nucléolo
catalizadas por snoRNA.
Participa en la regulación de la división celular.
Participa en la respuesta celular al stress.
Otras funciones del nucléolo
Además del nucléolo existen otros cuerpos subnucleares
Cuerpo Nuclear Funciones
Cuerpos de Cajal (CB) Modificaciones, ensamblado y tráfico de snRNA y snoRNA.
Ensamblado de la telomerasa.
Regulación del largo de los telómeros.
Clastosomas Contiene conjugados de ubiquitina, miembros del complejo proteosómico
26S [19S (subunidad regulatoria) y 20S (core proteolíticamente activo],
proteinas sustrato del proteosoma.
Cuerpos de Locus de 
Histonas
Transcripción y procesamiento de mRNA de histonas.
Para-motas nucleares Retención nuclear de RNAs editados.
Cuerpo Nuclear PML Respuesta a diversas formas de stress celular,
Motas nucleares Almacenamiento, ensamblado y modificaciones de mRNA para factores 
de splicing.
Cuerpos nucleares
huérfanos
Sitios dedicados a las modificaciones de proteinas por SUMO y/o 
degradación de proteinas ubiquitinadas.
Cuerpos nucleares
Los ácidos nucléicos
Un poco de historia…
Dr. Watson y Dr. Crick
Fotografía 51
Dr. Rosalind Franklin
Dr. Maurice Wilkinson
Base
Azúcar
Trifosfato
Unidad sillar de los ácidos nucléicos
Nucleósido: 
Azúcar + Grupos Fosfato
Nucleótido: 
Nucleósido + Base Nitrogenada
Algunas 
diferencias 
químicas
entre 
ADN y ARN
Estructura química del ADN
Estructura química del ADN
El mundo de los Acidos 
Ribonucléicos (ARNs)
Los ácidos nucléicos
RNAs
mRNAs
tRNAs
rRNAs
scRNAs (citoplasmáticos)
snRNAs (nucleares)
snoRNAs (nucleolares)
Protein 
Coding RNAs
Housekeeping 
ARNs
Small RNAs
Long RNAs 
(LncRNAs).
Non-coding RNAs 
(ncRNAs)
Small 
Non-Coding RNAs
(small ncRNAs)
< 200 nt
microRNAs (miRNAs)
Small Interfering RNAs 
(siRNAs)
PIWI-Interacting RNAs 
(piRNAs)
Non Coding 
RNAs
Large RNAs
OR
macroRNAs
OR
Long Intergenic 
RNAs
Long 
Non-Coding RNAs 
(Long ncRNAs).
> 200 nt
Secuencias Génicas y Secuencias 
Relacionadas con los Genes.20 %
Secuencias repetitivas en tándem 
 Satélites.
 Minisatélites.
 Microsatélites.
Secuencias Extragénicas.
3 x 109 pares de 
bases por 
genoma 
haploide.
 Copia única
 ADN repetitivo
20%
80%
 Promotor
 Enhancers
 Intrones
 Exones
Secuencias repetitivas intercaladas
 SINEs
 LINEs
Clasificación de las secuencias del ADN genómico
Flujo de la información genética
Célula eucarionte Célula procarionte
Cromatina
Composición de la cromatina
 ADN
 Proteínas histónicas
H1
H2A H2B
H3
H4
 Proteínas no histónicas
Del esqueleto o matriz nuclear
Relacionadas con la transcripción, replicación, etc
El grado de condensación de la cromatina en interfase varía entre células y es 
indicador de su estado funcional. 
Eucromatinay heterocromatina (constitutiva y facultativa)
La cromatina
Una hebra de ADN 
en verde y la otra naranja. 
ADN en blanco y las histonas: 
H2A amarilla, H2B roja, H3 azul
y H4 verde
Organización del nucleosoma
K:lisina; C:carboxiterminal; E:glutámico; M: metil; P:fosfato; S:serino; Ub: ubiquitin
Las modificaciones epigenéticas de las histonas 
intervienen en el control de la expresión génica
Modificaciones epigenéticas de las histonas
O-Palmitoilación
ADP-
Ribosilación
Sumoilización
Acetilación
Metilación
Ubiquitinización
Fosforilación
Glicosilación
Deimininación
Figure 4-44b Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
El código de las histonas
fibra fina de 10 nm 
(arrosariada)
Microscopía electrónica de las fibras 
fina y gruesa de cromatina
fibra gruesa de 30 nm
(solenoide)
Modelo de solenoide
Regiones libres de nucleosomas en la 
fibra gruesa de cromatina de 30 nm
Histona H1
Nucleosoma
Cromatosoma
Niveles de empaquetamiento de la
cromatina
Asas de cromatina (SARs)
SAR: Scaffold 
Associated Regions
Los cromosomas
Máxima condensación de la cromatina
Cromosoma metafásico
Centrómero
Cinetocoro
Microtúbulos 
Cinetocóricos
Cromátidas 
Hermanas
Constricción 
Primaria
Las células somáticas humanas contienen 46 
cromosomas. En la fase G1 cada uno de ellos contiene una 
molécula de ADN
Mapa del patrón de bandas de cada cromosoma 
del cariotipo humano
Técnica de Fish 
Mediante sondas específicas para cada cromosoma y microscopía de 
fluorescencia, los mismos se pueden diferenciar por su color.