Procariote Eucariote (sin membranas internas) (con membranas internas) Bacteria

Célula animal Célula Vegetal

Herramientas clave en el estudio de la biología celular: - microscopía óptica - microscopía electrónica: alta resolución, técnicas de fijación, histoquímica de membranas - genética de levaduras: (mutantes) - bioquímica: reconstitución in vitro e identificación de componentes involucrados - inmuno-histoquímica generación de anticuerpos - biología molecular - microscopía fluorescencia - proteína verde fluorescente (GFP) - microscopía confocal, FRAP (fluorescence recovery after bleaching) - cámaras de alta resolución …...

Núcleo (esquema) Función: Regulación - Expresión genes Poro Nuclear Nucleus Cytoplasm Función: Regulación - Expresión genes - Replicación DNA - Transducción de señales …..

COMPARTIMENTOS DEL NUCLEO Intercromatina: - proteínas y RNP’s - nuclear speckles (spliceosome) - Cajal bodies (snRNP biogenesis) - PML nuclear bodies (transcriptional regulators) ...

Clase I: Lámina nuclear Tipo filamentos intermedios Clase II: Contacto NE con lámina y cromatina Clase III: Transporte núcleo-citoplasma Clase IV: Asociación DNA

PORO NUCLEAR Función: Transporte núcleo-citoplásmico

Transporte núcleo-citoplásmico (bi-direccional) Pasivo: 5,000 MW are freely diffusable 17,000 MW-- take 2 min to establish equilibrium 44,000 MW--take 30 min to establish equilibrium 60,000 MW--cannot move in by diffusion “Facilitado”: Rápido y selectivo Regulado 40-60kDA-MDa Proteínas de transcripción, replicación, estructurales Ribosomas ensamblados tRNA’s….

Modelos de Funcionamiento del Complejo del Poro Nuclear Brownian motion Selective phase model Oily-Spaghetti

Transporte núcleo-citoplásmico Proteínas Karioferinas Importina a / Importina b Exportina 1 (crm1) (Ran-GTP binding proteins) NES (Nuclear Export Signal) NLS (Nuclear Localization Signal) Ran-GTP / Ran-GDP (Núcleo / Citoplasma) RanGAP (Citoplasma) (GTPase Activating Protein) RanGEF o RCC1 (Núcleo) (Guanine Nucleotide Exchange Factor)

Señales de Transporte Nucleo-citoplásmico (Proteínas) B: Básico (K o R) J: Hidrofílico Z: Hidrofóbico X: Cualquiera M9: hnRNP A1

Importación: Proteínas a Núcleo Importinas a y b 4 5 3 6 2 8 7 1

Exportación: Proteinas a Citoplasma. Exportina 1 (crm1)

Ran-GTP Gradient in Interphase (Ran-GTP cycle)

Transporte Nucleo-citoplásmico Exportación de RNA’s (Crm1)

Transporte Nucleo-citoplásmico Exportación de mRNA’s

ORGANIZACION DE CROMATINA (dinámico) Heterocromatina - condensada a lo largo del Ciclo celular - estructura compacta inanccesible a factores de modificación de DNA - no genes - NO transcripción - periferia núcleo (cromosomas con baja densidad genes) Eucromatina - no condensada en interfase - transcripcción activa - interior del núcleo (cromosomas con alta densidad genes) Localización de factores de regulación?

ACTIVIDAD TRANSCRIPCIONAL

SPLICING snRNA splicing

Ciclo Celular en Células Diploides (mitosis en células mamífero) Membrana Nuclear se fragmenta Estructura de dos membranas nucleares Mitosis ~1 hora Interfase (4n) ~3 horas ~16 horas Interfase (2n) ~5 horas (Síntesis DNA) ~7 horas Go

Ensamblaje y Desensamblaje de la Membrana Nuclear (Mitosis)

Importin -Exportina? Mitosis abierta vs cerrada