Biologia Celular

Envelope nuclear

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Lonnie MacGyver

O embrulho nuclear ou a membrana é uma membrana que delimita o núcleo das células eucarióticas

O que é embrulho nuclear?

O Envelope nuclear, Membrana nuclear ou carioteca, é uma membrana biológica formada por uma bicamada de natureza lipídica que circunda o material genético e o núcleo das células eucarióticas.

É uma estrutura bastante complexa e equipada com um sistema de regulação preciso, formado por duas bicamadas: uma membrana interna e externa. O espaço entre as duas membranas é chamado de espaço perinuclear e tem uma largura aproximada de 20 a 40 nanômetros.

A membrana externa forma um continuum com o retículo endoplasmático. Por esse motivo, ele tem ribossomos ancorados em sua estrutura.

A membrana é caracterizada pela presença de poros nucleares que mediam o tráfego de substâncias de dentro do núcleo para o citoplasma celular e vice -versa.

A passagem de moléculas entre esses dois compartimentos está bastante ocupada. RNA e subunidades ribossômicas devem ser constantemente transferidas do núcleo para o citoplasma, enquanto histonas, DNA, RNA polimerase e outras substâncias necessárias para a atividade do núcleo devem ser importadas do citoplasma para o núcleo.

O envelope nuclear contém um número significativo de proteínas envolvidas na organização da cromatina e também na regulação de genes.

Características de embalagem nuclear

Esquema de embalagem nuclear. Fonte: Wikimedia Commons

- O envelope nuclear é uma das características distintas mais proeminentes das células eucarióticas. É uma membrana biológica dupla altamente organizada, que envolve o material genético nuclear da célula -Nucleoplasma-.

- No interior, encontramos cromatina, uma substância formada pelo DNA ligada a várias proteínas, principalmente às histonas, que permitem sua embalagem eficaz. É dividido em euchromatina e heterocromatina.

- As imagens obtidas por microscopia eletrônica revelam que a membrana externa forma um continuum com o retículo endoplasmático, por isso também possui ribossomos ancorados na membrana. Da mesma maneira, o espaço perinuclear forma um continuum com o lúmen do retículo endoplasmático.

- Ancorado na lateral do nucleoplasma na membrana interna, encontramos uma estrutura em forma de lâmina formada por filamentos de proteínas, chamada "Folha nuclear".

- A membrana do núcleo é perfurada por uma série de poros que permitem o tráfego de substâncias regulamentadas entre comportamentos nucleares e citoplasmáticos. Nos mamíferos, por exemplo, estima -se que existem cerca de 3.000 ou 4.000 poros.

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- Existem massas de cromatina muito compactas que são aderidas à membrana interna do embrulho, com exceção das áreas onde existem poros.

Função de embalagem nuclear

- A principal função do embrulho nuclear é manter um Separação entre nucleoplasma - o conteúdo do núcleo - e citoplasma da célula.

- O DNA permanece seguro e isolado das reações químicas que ocorrem no citoplasma e pode afetar negativamente o material genético. Essa barreira fornece separação física aos processos nucleares, como transcrição e processos citoplasmáticos, como tradução.

- O transporte seletivo das macromoléculas entre o interior do núcleo e o citoplasma ocorre graças à presença de poros nucleares e permitir a regulação da expressão gênica. Por exemplo, em termos de emenda de mensageiros pe-arn e degradação de mensageiros maduros.

- Um dos elementos -chave é a folha nuclear. Isso ajuda a apoiar o núcleo, além de fornecer um local de ancoragem para fibras de cromatina.

- A membrana central não é uma barreira passiva ou estática. Contribui para a organização da cromatina, para a expressão dos genes, para a âncora do núcleo para o citoesqueleto, para os processos da divisão celular, e possivelmente ter outras funções.

Formação de embalagem nuclear

Durante os processos da divisão central, é necessária a formação de um novo envelope nuclear, pois, eventualmente, a membrana desaparece.

Isso é formado a partir de componentes vesiculares a partir de retículo endoplasmático áspero. Nesse processo, os microtúbulos e os motores celulares do citoesqueleto participam ativamente.

Composição do envelope nuclear

O envelope nuclear é formado por duas bicamadas lipídicas formadas por fosfolipídios típicos, com várias proteínas integrais. O espaço entre as duas membranas é chamado de espaço intamembranosa ou perinuclear, que continua com a luz do retículo endoplasmático.

Na face interna do envelope nuclear interno, existe uma camada distinta formada de filamentos intermediários, chamados folhas nucleares, unidas às proteínas da membrana interna por meio de heterocromarina H.

O envelope nuclear possui numerosos poros nucleares, que contêm complexos de poros nucleares. Estas são estruturas em forma de cilindro compostas por 30 nucleoporinas, com um diâmetro central de cerca de 125 nanômetros.

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Proteínas de embalagem nuclear

Apesar da continuidade do retículo, tanto a membrana externa, como o presente interno, um grupo de proteínas específicas que não são encontradas no retículo endoplasmático. Os mais proeminentes são os seguintes:

Nucleoporinas

As nucleoporinas, também conhecidas na literatura como NUPs, formam uma estrutura chamada complexo de poros nucleares, que consiste em uma série de canais aquosos que permitem a troca bidirecional de proteínas, RNA e outras moléculas.

Em outras palavras, as nucleoporinas funcionam como uma espécie de "portas" moleculares que, seletivamente, mediam a passagem de várias moléculas.

O interior hidrofóbico do canal exclui certas macromoléculas, dependendo do tamanho do mesmo e de seu nível de polaridade. Pequenas moléculas, aproximadamente menos de 40 kDa, ou hidrofóbicas, podem passar passivamente pelo complexo de poros.

Por outro lado, as moléculas polares da natureza, que são maiores, precisam de um transportador nuclear para entrar no núcleo.

Transporte pelo complexo de poros nucleares

O transporte através desses complexos é bastante eficaz. Por um único poro pode passar cerca de 100 moléculas de histona por minuto.

A proteína que deve ser levada para o núcleo deve se juntar à alfa importin. Beta importando este complexo para um anel externo. Assim, a alfa importin associada à proteína consegue atravessar o complexo de poros.

Finalmente, a beta importa dissocia o sistema no citoplasma e a importação alfa já está dissocia dentro do núcleo.

Proteínas da membrana interna

Outra série de proteínas é específica para a membrana interna. No entanto, a maioria desse grupo de quase 60 proteínas abrangentes da membrana não foi caracterizada, embora tenha sido estabelecido que eles interagem com a folha e a cromatina.

Há mais e mais evidências que apóiam funções diversas e essenciais para o envelope nuclear interno. Parece que ela desempenha um papel na organização da cromatina, na expressão de genes e no metabolismo do material genético.

De fato, foi descoberto que a localização e a função errada das proteínas que compõem a membrana interna estão ligadas a um alto número de doenças em humanos.

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Proteínas de membrana externa

A terceira classe de proteínas específicas da embalagem nuclear residem na parte externa da referida estrutura. É um grupo muito heterogêneo de proteínas abrangentes de membrana que compartilham um domínio comum, chamado Kash.

As proteínas encontradas na região externa formam uma espécie de "ponte" com proteínas internas de envelope nuclear.

Essas conexões físicas entre citoesqueleto e cromatina parecem relevantes para os eventos de transcrição, replicação e replicação de DNA.

Proteínas da lâmina

O grupo de proteínas finais do embrulho nuclear é formado pelas proteínas da folha, uma rede formada por filamentos intermediários compostos de folhas tipo A e B. A folha tem uma espessura de 30 a 100 nanômetros.

A folha é uma estrutura crucial que dá estabilidade ao núcleo, particularmente em tecidos que estão em constante exposição a forças mecânicas, como tecidos musculares.

Semelhante às proteínas internas de embalagem nuclear, as mutações da lâmina estão intimamente relacionadas a um alto número de doenças humanas muito diversas.

Além disso, mais e mais evidências são encontradas que relacionam a lâmina nuclear ao envelhecimento. Tudo isso destaca a importância das proteínas de embrulho nuclear no funcionamento geral da célula.