Nucli cel·lular i ribosomes: estructura i funció

Apunts de Biologia Cel·lular sobre l'embolcall nuclear, el poru, el transport per importines, la compactació de la cromatina, el nuclèol i els ribosomes.

Biologia Cel·lular i Genètica · Universitat de Barcelona · Grau en Nutrició Humana i Dietètica · 1r curs

20 pàgines · 3 temes · 6 flashcards · 12 preguntes tipus test

Índex

  1. Estructura del nucli cel·lular i transport nucleocitoplasmàtic · p. 3-9
  2. Nucleoplasma, compactació de la cromatina, cromosomes i nuclèol · p. 9-14
  3. Els ribosomes i el procés de síntesi proteica · p. 14-19

Estructura del nucli cel·lular i transport nucleocitoplasmàtic

Flashcards

A través de quina via directa poden arribar al nucli les proteïnes sintetitzades als ribosomes de la membrana nuclear externa?
Poden desplaçar-se directament per la llum de les cisternes del RER i l'espai perinuclear cap a l'interior nuclear sense haver de creuar el citosol ni passar pels porus.
Com actuen les proteïnes radials del complex del poru nuclear durant l'entrada d'una importina activa?
Interaccionen amb la subunitat beta de la importina i es dilaten mecànicament per permetre el pas del complex macromolecular.

Preguntes tipus test

  1. Quin esdeveniment provoca el desmuntatge de l'embolcall nuclear durant la mitosi?
    • a) Dilatació de les proteïnes radials
    • b) Desfosforilació de les nucleoporines
    • c) Fosforilació de la làmina nuclear
    • d) Consum de Ran-GDP al citosol

    Resposta: c) Fosforilació de la làmina nuclear. La fosforilació de les làmines nuclears trenca la malla de suport i dissol l'embolcall.

  2. Quin senyal reconeix el complex importina alfa/beta per introduir proteïnes al nucli?
    • a) Cua de poli-A
    • b) Senyal NSL
    • c) Codó UAG
    • d) Regió SAR

    Resposta: b) Senyal NSL. El senyal NSL és la seqüència d'aminoàcids específica per a la importació nuclear.

  3. Quina font d'energia s'utilitza en el cicle de transport de les carioferines?
    • a) Hidròlisi directa d'ATP
    • b) Fermentació làctica
    • c) Gradient electroquímic d'hidrogenions
    • d) Hidròlisi de GTP

    Resposta: d) Hidròlisi de GTP. El sistema depèn del cicle de GTP unit a la proteïna Ran.

Nucleoplasma, compactació de la cromatina, cromosomes i nuclèol

Flashcards

Quines histones conformen l'octàmer central sobre el qual s'enrotlla l'ADN al nucleosoma?
Dues còpies de cadascuna de les histones següents: H2A, H2B, H3 i H4 (la histona H1 se situa externament a l'ADN lligador).
En què consisteix l'orientació de Rabl després de la divisió mitòtica?
És la posició conservada dels cromosomes al nucli telofàsic on els centròmers queden agrupats en un sector de l'embolcall i els telòmers cap a l'oposat.

Preguntes tipus test

  1. Quants parells de bases envolten l'octàmer d'histones a la medul·la del nucleosoma?
    • a) 30 pb
    • b) 200 pb
    • c) 80 pb
    • d) 146 pb

    Resposta: d) 146 pb. L'ADN medul·lar consta de 146 pb al voltant de l'octàmer, mentre que el lligador en té 80 pb.

  2. Quin diàmetre assoleix la fibra cromatínica en el model del solenoide?
    • a) 30 nm
    • b) 80 nm
    • c) 2 µm
    • d) 11 nm

    Resposta: a) 30 nm. L'enrotllament de nucleosomes forma la fibra condensada de 30 nm de diàmetre.

  3. A quina estructura s'ancoren els bucles de cromatina mitjançant les regions SAR?
    • a) Histona lligadora H1
    • b) Membrana nuclear externa
    • c) Bastida de proteïnes no històniques
    • d) Cisteïnes del centròmer

    Resposta: c) Bastida de proteïnes no històniques. Les regions SAR connecten els bucles de solenoide a l'armadura proteica no histònica.

Els ribosomes i el procés de síntesi proteica

Flashcards

Com s'anomena l'agrupació de diversos ribosomes que llegeixen el mateix filament d'ARNm al mateix temps?
S'anomena polisoma o polirribosoma, i permet produir múltiples còpies simultànies de la mateixa proteïna.
A quina subunitat ribosòmica es produeix l'aparellament de bases entre el codó de l'ARNm i l'anticodó de l'ARNt?
A la subunitat menor, que serveix de plataforma per a la descodificació dels triplets nucleotídics.

Preguntes tipus test

  1. Quin coeficient de sedimentació presenten els ribosomes presents a l'interior dels mitocondris?
    • a) 80S
    • b) 70S
    • c) 60S
    • d) 40S

    Resposta: b) 70S. Els ribosomes mitocondrials tenen origen endosimbiòtic i són similars als procariotes (70S).

  2. A quin lloc intern del ribosoma s'enllaça la cadena peptídica naixent?
    • a) Lloc SAR
    • b) Lloc P
    • c) Lloc A
    • d) Lloc E

    Resposta: b) Lloc P. El lloc P (peptidil) sosté la cadena polipeptídica abans de transferir-la al nou aminoàcid.

  3. On s'acoblen definitivament les dues subunitats ribosòmiques per iniciar la traducció?
    • a) A la làmina nuclear interna
    • b) Al citosol sobre l'ARNm
    • c) A l'interior de la cisterna perinuclear
    • d) A la regió fibril·lar del nuclèol

    Resposta: b) Al citosol sobre l'ARNm. Les subunitats surten lliures i s'acoblen només al citoplasma davant la presència d'un ARNm.

I 0 flashcards i 3 preguntes més al document.

Text del document

APUNTS BIOLOGIA CEL·LULAR I GENÈTICA Grau en Nutrició Humana i Dietètica Universitat de Barcelona AprenAI 2026-2027 Apunts de Biologia Cel·lular sobre l'embolcall nuclear, el poru, el transport per importines, la compactació de la cromatina, el nuclèol i els ribosomes.

APREN.AI Índex 1 Estructura del nucli cel·lular i transport nucleocitoplasmàtic El nucli cel·lular eucariota Embolcall nuclear i suport proteic El complex del poru nuclear (CPN) Transport nucleocitoplasmàtic: importació i exportació 2 Nucleoplasma, compactació de la cromatina, cromosomes i nuclèol El medi intern: nucleoplasma i composició de la cromatina Nivells successius de compactació de l'ADN Organització dels cromosomes i edat biològica El nuclèol com a centre de biogènesi ribosòmica 3 Els ribosomes i el procés de síntesi proteica Naturalesa, biogènesi i tipologia dels ribosomes Funcions de les subunitats i llocs de fixació durant la traducció L'ARN ribosòmic (ARNr) 4 Resum per repassar Nucli cel·lular i transport nucleocitoplasmàtic Cromatina, cromosomes i nuclèol Ribosomes i síntesi de proteïnes Solucions de les preguntes de repàs Aquests apunts poden contenir errors o omissions.

Són un material de suport i no substitueixen el temari oficial ni el professorat: contrasta la informació important. Nucli cel·lular i ribosomes: estructura i funció 1 1 Estructura del nucli cel·lular i transport nucleocitoplasmàtic EN ACABAR SABRÀS Descriure els components estructurals del nucli i el complex del poru nuclear Diferenciar les etapes i senyals del transport d'importació i exportació cel·lular Explicar el mecanisme de desmuntatge de l'embolcall nuclear durant la divisió cel·lular PENSA-HI ABANS DE LLEGIR 1 Com aconsegueix el nucli introduir molècules de gran mida des del citoplasma de manera selectiva?

El nucli cel·lular eucariota El nucli cel·lular constitueix l'estructura més prominent de la cèl·lula eucariota, amb unes dimensions habituals compreses entre 5 i 10 µm. La seva morfologia pot variar segons la tipologia cel·lular (esfèrica, ovalada o amb fissures), mantenint una localització constant que sol ser central. Com a centre regulador de les activitats cel·lulars, s'encarrega de governar el metabolisme, el creixement i la divisió cel·lular. Les tasques primordials del nucli engloben tres eixos funcionals: Emmagatzematge i duplicació del material genètic: l'ADN es replica i s'acobla a proteïnes histones per conformar la cromatina.

Recuperació de la informació gènica: es produeix la transcripció i la maduració de l'ARN. Durant aquest processament es conserven les seqüències codificants (exons) i s'eliminen les regions no codificants (introns). Execució i control de les funcions citoplasmàtiques: mitjançant els productes derivats de l'expressió dels gens, principalment proteïnes.

Embolcall nuclear i suport proteic El compartiment intern del nucli queda separat del citoplasma per l'embolcall nuclear, format per una doble membrana travessada per porus nuclears: Nucli cel·lular i ribosomes: estructura i funció 2 Esquema estructural de l'embolcall nuclear, làmina interna i porus Membrana externa: connecta directament en continuïtat amb les cisternes del reticle endoplasmàtic rugós (RER). Si determinats ARN s'adhereixen als seus ribosomes associats, les proteïnes sintetitzades poden passar de forma directa al nucli a través de les cisternes, evitant el citosol i els porus. Està sostinguda per feixos de filaments intermedis.

Espai perinuclear o intermembranós: llum situada entre la membrana interna i l'externa. Membrana interna: recolza sobre una xarxa fibrosa anomenada làmina nuclear. Aquesta malla proteica serveix de nucleoesquelet, organitza la distribució dels cromosomes i intervé en la formació del nucli. Durant la mitosi, les proteïnes de la làmina nuclear experimenten un procés de fosforilació que desencadena el trencament de l'embolcall nuclear; posteriorment, la seva desfosforilació permet reconstruir l'embolcall al voltant dels cromosomes aïllant el material citoplasmàtic. COMPROVA-HO 2 Quina modificació química permet el desmuntatge de l'embolcall nuclear a l'inici de la divisió cel·lular?

El complex del poru nuclear (CPN) Els dos estrats lipídics es fusionen formant perforacions conegudes com a complexos del poru nuclear (CPN), distribuïts de manera irregular. Una taxa d'activitat cel·lular més elevada es tradueix en una major densitat de porus. Aquests complexos exhibeixen una secció circular sustentada per octàmers de proteïnes (nucleoporines): Nucli cel·lular i ribosomes: estructura i funció 3 Esquema dels components proteics del complex del poru nuclear Proteïnes de columna: donen suport estructural a les membranes del poru. Proteïnes d'ancoratge: fixen fermament l'estructura del poru a la bicapa lipídica.

Proteïnes radials: tenen la capacitat de dilatar-se o contraure's per modular el pas de macromolècules. Proteïnes d'anell (intern i extern): configuren la simetria anellada a cada vessant de la membrana. Proteïnes fibril·lars: filaments allargats que s'estenen cap al citosol i formen una canasta al costat intern. Transportines centrals: canal central format per carioferines (importines o exportines) encarregades de la translocació activa.

Transport nucleocitoplasmàtic: importació i exportació El tràfic a través del poru nuclear és un procés altament regulat que requereix despesa d'energia en forma de GTP mitjançant la GTPasa Ran: Nucli cel·lular i ribosomes: estructura i funció 4 Diagrama de les etapes de la importació nuclear de proteïnes D'altra banda, l'exportació nuclear mobilitza cap al citoplasma subunitats ribosòmiques, ARNt, ARNm i determinats factors de transcripció reciclats.

En el cas de l'ARNm: Reconeixement del senyal NSL: les proteïnes destinades al nucli (factors de transcripció, histones o factors de maduració ribosòmica) presenten una seqüència d'aminoàcids específica anomenada senyal de localització nuclear (NSL). Aquesta s'acobla a les subunitats alfa i beta conformant el complex d'importina activa. 1 Interacció amb el poru: la subunitat beta reconeix els filaments del CPN i interactua amb les proteïnes radials, provocant la seva dilatació per facilitar el trànsit.

2 Alliberament i reciclatge: un cop a l'interior del nucleoplasma, el complex es dissocia gràcies a Ran-GTP; la càrrega proteica s'allibera i les subunitats de la importina tornen al citosol lligades a Ran per reiniciar el cicle. 3 Nucli cel·lular i ribosomes: estructura i funció 5 Diagrama del mecanisme d'exportació nuclear de l'ARNm ERROR FREQÜENT No confongueu els senyals de transport: el senyal NSL és reconegut per les importines per introduir proteïnes citoplasmàtiques al nucli, mentre que el senyal NES (o la cua de poli-A en l'ARNm) és el patró que guia l'exportació molecular cap al citosol. COMPROVA-HO 3 Quina funció té la cua poli-A de l'ARNm en el transport a través del poru nuclear?

Reconeixement de la cua poli-A: la cua d'adenosines de l'extrem 3' de l'ARNm actua com a senyal d'exportació nuclear (NES). 1 Unió del complex ribonucleoproteic: la partícula ribonucleoproteica (RNP) s'uneix a la molècula d'ARN per transportar-la a través del poru. 2 Transferència citoplasmàtica: al citosol, les proteïnes RNP són reemplaçades per proteïnes citoplasmàtiques d'unió a l'ARN, dirigint el missatger cap als ribosomes per iniciar la traducció. Si la molècula exportada no és ARN, el mecanisme utilitza exportines i Ran de forma semblant a la importació.

3 Nucli cel·lular i ribosomes: estructura i funció 6 PROCÉS Mecanisme d'importació nuclear de proteïnes 1 Unió a NSL La proteïna s'uneix a importina alfa i beta 2 Translocació pel CPN La subunitat beta dilata la proteïna radial 3 Alliberament intern Ran-GTP indueix la dissociació del complex 4 Reciclatge d'importines Les subunitats tornen al citosol amb despesa energètica IDEES CLAU L'embolcall nuclear és doble i la seva membrana externa continua amb el reticle endoplasmàtic rugós. La làmina nuclear interna es desmunta temporalment per fosforilació durant la mitosi. El complex del poru nuclear està format per octàmers de proteïnes que regulen selectivament el trànsit molecular.

El transport nucleocitoplasmàtic depèn de senyals específics (NSL per a importació, NES per a exportació) i consum de GTP mitjançant Ran. COMPROVA EL QUE HAS APRÈS 4. A través de quina via directa poden arribar al nucli les proteïnes sintetitzades als ribosomes de la membrana nuclear externa? 5. Com actuen les proteïnes radials del complex del poru nuclear durant l'entrada d'una importina activa? Test Encercla la resposta correcta. Les solucions són al final. 6. Quin esdeveniment provoca el desmuntatge de l'embolcall nuclear durant la mitosi? 7. Quin senyal reconeix el complex importina alfa/beta per introduir proteïnes al nucli? 8.

Quina font d'energia s'utilitza en el cicle de transport de les carioferines? Dilatació de les proteïnes radials a) Desfosforilació de les nucleoporines b) Fosforilació de la làmina nuclear c) Consum de Ran-GDP al citosol d) Cua de poli-A a) Senyal NSL b) Codó UAG c) Regió SAR d) Hidròlisi directa d'ATP a) Fermentació làctica b) Gradient electroquímic d'hidrogenions c) Hidròlisi de GTP d) Nucli cel·lular i ribosomes: estructura i funció 7 9. Quina molècula reconeix la cua poli-A de l'ARNm durant la seva sortida al citosol?

2 Nucleoplasma, compactació de la cromatina, cromosomes i nuclèol EN ACABAR SABRÀS Enumerar els nivells d'empaquetament de l'ADN des del nucleosoma fins al cromosoma Identificar les parts principals del cromosoma i la seva rellevància en l'edat cel·lular Descriure les tres regions funcionals que formen l'estructura del nuclèol PENSA-HI ABANS DE LLEGIR 10 Com pot encabir-se una molècula d'ADN lineal de dos metres dins d'un nucli que fa menys de deu micròmetres?

El medi intern: nucleoplasma i composició de la cromatina El nucleoplasma és una massa translúcida lleugerament acidòfila en fase aquosa que conté sals minerals, ions (Na, K, Mg, Ca), precursors nucleotídics, enzims, cofactors, proteïnes i productes intermedis de la glicòlisi. Submergida en aquest medi es troba la cromatina, constituïda per la unió de l'àcid desoxiribonucleic (ADN) i proteïnes. La seva composició ponderal relativa és: ADN: proporció base de 1. Format per un glúcid (desoxiribosa), un grup fosfat i bases nitrogenades (purines: adenina i guanina; pirimidines: timina i citosina). Histones: proporció d'1. Proteïnes bàsiques que comprenen les fraccions H1, H2A, H2B, H3 i H4.

Proteïnes no històniques: proporció variable entre 0,5 i 1,5. ARN: proporció reduïda de 0,05. La velocitat de canvi evolutiu de les histones és extraordinàriament baixa i es mesura pel nombre de canvis aminoacídics per cada 100 residus durant un període de 100 milions d'anys.

Nivells successius de compactació de l'ADN Una cèl·lula humana conté aproximadament 2 metres d'ADN, que han d'empaquetar-se en un espai d'unes 2 µm mitjançant estructures jeràrquiques: Partícula RNP a) Proteïna d'ancoratge b) Histona H1 c) Importina beta d) Nucli cel·lular i ribosomes: estructura i funció 8 Esquema estructural del nucleosoma amb l'octàmer d'histones i l'ADN lligador Primer nivell: el nucleosoma (collar de perles). Consisteix en un filament lineal d'ADN associat a un octàmer proteic (dues unitats de cadascuna de les histones H2A, H2B, H3 i H4).

L'ADN dona dues voltes al voltant de l'octàmer recorrent una medul·la de 146 parells de bases (pb), mentre que un fragment d'ADN lligador (linker) d'aproximadament 80 pb s'associa amb la histona externa H1. Cada nucleosoma comprèn uns 200 parells de bases. 1 Segon nivell: el solenoide (fibra de 30 nm). La cadena de nucleosomes s'enrotlla helicoïdalment sobre si mateixa formant una fibra de 30 nm de diàmetre, amb una densitat aproximada de 6 a 8 nucleosomes per volta. Diagrama de la fibra de solenoide de 30 nm 2 Tercer nivell: bucles de solenoide.

La fibra de 30 nm es plega formant grans llaços que s'ancoren a una bastida de proteïnes no històniques mitjançant les regions d'unió a la bastida (SAR, de l'anglès scaffold attachment regions). Per permetre la transcripció gènica, determinades franges de lectura oberta (ORF) es descompacten de manera momentània i localitzada perquè l'ARN polimerasa pugui accedir a la seqüència. Esquema dels dominis en bucle units a les proteïnes de bastida SAR 3 Nucli cel·lular i ribosomes: estructura i funció 9 COMPROVA-HO 11 Quina funció tenen les regions SAR en el plegament de la cromatina?

Organització dels cromosomes i edat biològica L'espècie humana posseeix a les seves cèl·lules somàtiques 23 parells de cromosomes (22 parells d'autosomes i 1 parell de cromosomes sexuals), que engloben aproximadament 35.000 gens. En la seva morfologia es distingeixen: Esquema de l'anatomia del cromosoma amb centròmer i telòmers Orígens de replicació: punts de partida on s'inicia la duplicació de la doble hèlix d'ADN, sempre en sentit . Centròmer: constricció primària on s'ancoren els microtúbuls del fus acromàtic per coordinar la segregació de les cromàtides durant la divisió. Telòmers: estructures protectores situades als extrems cromosòmics per salvaguardar la integritat del material gènic.

S'escurcen a cada cicle de duplicació, actuant com a marcador de l'edat Quart nivell: espirals de bucles. Els bucles units a la bastida es condensen enrotllant-se en espirals successives. Diagrama de les espirals de bucles de la cromatina 4 Cinquè nivell: el cromosoma metafàsic. Grau màxim de condensació visible durant la divisió cel·lular. 5 5 3 Nucli cel·lular i ribosomes: estructura i funció 10 biològica cel·lular (amb un límit biològic humà estimat de 120 anys). A major edat, menor longitud telomèrica.

Orientació de Rabl: disposició espacial característica que mantenen els cromosomes a l'interior del nucli en acabar la mitosi, on els centròmers queden agrupats cap a un pol i els telòmers orientats cap al contrari. Esquema de la disposició i polaritat dels cromosomes en orientació de Rabl El nuclèol com a centre de biogènesi ribosòmica El nuclèol és un corpuscle esfèric no membranós que s'organitza al voltant de regions cromosòmiques portadores de repeticions en tàndem dels gens per a l'ARN ribosòmic (ARNr). Dins de la seva ultraestructura s'observen tres regions: Regió nucleolar Activitat funcional principal Centre fibril·lar Emmagatzematge dels bucles d'ADN que contenen els gens d'ARNr.

Regió fibril·lar Transcripció activa d'ARNr i acoblament inicial amb proteïnes ribosòmiques. Regió granular Processament i maduració final de les subunitats ribosòmiques abans de la seva exportació. ERROR FREQÜENT No confongueu la cromatina descondensada amb la pèrdua d'organització: quan un gen s'ha de transcriure, el bucle s'obre (ORF) a la bastida de forma transitòria i controlada per a l'accés de la polimerasa, sense que es desmunti tota l'estructura cromosòmica. COMPROVA-HO 12 En quina regió del nuclèol es produeix l'assemblatge final de les subunitats ribosòmiques abans de ser enviades al citosol?

Nucli cel·lular i ribosomes: estructura i funció 11 IDEES CLAU El nucleosoma està format per un octàmer d'histones (146 pb d'ADN) i la histona H1 sobre l'ADN lligador (80 pb). La condensació progressa des del collar de perles (11 nm) i el solenoide (30 nm) fins als dominis en bucle units a les regions SAR. L'escurçament dels telòmers a cada divisió cel·lular actua com a rellotge de l'edat biològica cel·lular. El nuclèol no posseeix membrana i s'organitza en centre fibril·lar, regió fibril·lar i regió granular per a la síntesi de ribosomes. COMPROVA EL QUE HAS APRÈS 13. Quines histones conformen l'octàmer central sobre el qual s'enrotlla l'ADN al nucleosoma? 14.

En què consisteix l'orientació de Rabl després de la divisió mitòtica? Test Encercla la resposta correcta. Les solucions són al final. 15. Quants parells de bases envolten l'octàmer d'histones a la medul·la del nucleosoma? 16. Quin diàmetre assoleix la fibra cromatínica en el model del solenoide? 17. A quina estructura s'ancoren els bucles de cromatina mitjançant les regions SAR? 18. Quin sector cromosòmic s'escurça a cada cicle de duplicació cel·lular?

30 pb a) 200 pb b) 80 pb c) 146 pb d) 30 nm a) 80 nm b) 2 µm c) 11 nm d) Histona lligadora H1 a) Membrana nuclear externa b) Bastida de proteïnes no històniques c) Cisteïnes del centròmer d) Els telòmers a) L'origen de replicació b) El centròmer c) La regió SAR d) Nucli cel·lular i ribosomes: estructura i funció 12 3 Els ribosomes i el procés de síntesi proteica EN ACABAR SABRÀS Distingir les característiques i composició dels ribosomes procariotes i eucariotes Descriure el cicle de pas dels ARNt a través dels llocs A, P i E durant la traducció Relacionar la funció del nuclèol amb la producció i muntatge de les subunitats ribosòmiques PENSA-HI ABANS DE LLEGIR 19 Per què les subunitats del ribosoma viatgen per separat des del nucli fins al citoplasma?

Naturalesa, biogènesi i tipologia dels ribosomes Els ribosomes són partícules ribonucleoproteiques no membranoses formades per ARN ribosòmic (ARNr) i proteïnes ribosòmiques. La seva funció central consisteix a associar-se a l'ARNm per catalitzar la formació dels enllaços peptídics durant la síntesi de cadenes polipeptídiques. La síntesi de les dues subunitats té lloc a l'interior del nuclèol. Un cop generades, surten de forma independent pel poru nuclear cap al citosol, on s'acoblen únicament en presència d'un filament d'ARNm. Els ribosomes es troben lliures al citoplasma, adherits a la cara externa de la membrana nuclear o ancorats a la membrana del reticle endoplasmàtic rugós (RER).

A més, les mitocòndries i els cloroplasts disposen de ribosomes interns propis, similars als dels procariotes. Paràmetre Ribosomes procariotes Ribosomes eucariotes Mida i coeficient de sedimentació Menors, densitat de 70S Majors, densitat de 80S Subunitats 50S + 30S 60S + 40S Localització habitual Lliures al citosol (i en mitocòndries/cloroplasts) Lliures al citosol o associats al RER i embolcall nuclear Quan múltiples ribosomes tradueixen simultàniament la mateixa cadena d'ARNm, es forma una estructura anomenada polisoma o polirribosoma, la qual cosa permet sintetitzar nombroses còpies idèntiques d'un polipèptid de forma simultània.

Funcions de les subunitats i llocs de fixació durant la traducció El funcionament coordinat del ribosoma requereix tasques especialitzades per a cada subunitat: Subunitat menor: actua de suport i guia on s'aparellen els anticodons dels ARNt amb els codons de l'ARNm (triplets de 3 nucleòtids). Subunitat major: conté l'activitat catalítica per a la unió d'aminoàcids successius mitjançant enllaços peptídics. Nucli cel·lular i ribosomes: estructura i funció 13 A l'interior del ribosoma funcionant es distingeixen tres llocs clau: Diagrama del procés de traducció ribosòmica a través dels llocs A, P i E La traducció finalitza quan arriba un codó de parada (com el codó UAG).

En aquest moment, les subunitats ribosòmiques es dissocien i la proteïna acabada s'allibera al medi cel·lular. COMPROVA-HO 20 Quina és la funció del lloc E durant el cicle d'elongació del ribosoma? L'ARN ribosòmic (ARNr) L'ARNr és la classe d'àcid ribonucleic més abundant de la cèl·lula eucariota. Constitueix l'esquelet central i funcional de les dues subunitats ribosòmiques. La seva transcripció requereix de l'acció de l'ARN polimerasa I als dominis nucleolars, i hi ha 5 gens que codifiquen per a aquest ARN. Cada molècula d'ARNr transcrita s'ha de traduir estructuralment en la formació d'un ribosoma funcional.

PER RECORDAR-HO Recordeu l'ordre alfabètic dels llocs del ribosoma en el sentit del trànsit dels ARNt: A (arribada de l'aminoàcid), P (creixement del polipèptid) i E (expulsió de l'ARNt buit). ERROR FREQÜENT No sumeu directament els valors Svedberg (S) de les subunitats: els ribosomes bacterians 70S estan formats per subunitats 50S + 30S, i els eucariotes 80S per subunitats 60S + 40S. La 'S' reflecteix el coeficient de sedimentació i no una massa directa. COMPROVA-HO 21 Quin enzim s'encarrega de transcriure els gens d'ARN ribosòmic al nuclèol de les cèl·lules eucariotes?

Lloc A (aminoacil): permet l'entrada i l'acoblament de l'ARNt que transporta l'aminoàcid corresponent al codó que s'està llegint. 1 Lloc P (peptidil): posició on es reté la cadena polipeptídica en creixement i es catalitza l'enllaç peptídic amb el nou aminoàcid del lloc A. 2 Lloc E (exit o expulsió): lloc des d'on s'expulsa l'ARNt buit un cop descarregat del seu aminoàcid. 3 Nucli cel·lular i ribosomes: estructura i funció 14 CICLE Cicle de translocació i elongació al ribosoma 1. Entrada al lloc A: L'ARNt carregat amb un aminoàcid reconeix el codó 2. Enllaç peptídic al lloc P: La subunitat major uneix els aminoàcids de la cadena 3. Translocació: El ribosoma avança un triplet sobre l'ARNm 4.

Sortida pel lloc E: L'ARNt buit s'expulsa per reiniciar el cicle IDEES CLAU Els ribosomes eucariotes són 80S (subunitats 60S i 40S), mentre que els procariotes i els dels orgànuls són 70S (50S i 30S). Les dues subunitats se sintetitzen al nuclèol i viatgen per separat al citoplasma, unint-se només en iniciar la traducció. El ribosoma té tres llocs actius: A (entrada d'aminoacil-ARNt), P (elongació peptídica) i E (expulsió de l'ARNt buit). El codó de parada UAG provoca la dissociació de les dues subunitats ribosòmiques i el final de la síntesi. COMPROVA EL QUE HAS APRÈS 22. Com s'anomena l'agrupació de diversos ribosomes que llegeixen el mateix filament d'ARNm al mateix temps? 23.

A quina subunitat ribosòmica es produeix l'aparellament de bases entre el codó de l'ARNm i l'anticodó de l'ARNt? 1 Entrada al lloc A 2 Enllaç peptídic al lloc P 3 Translocació 4 Sortida pel lloc E Nucli cel·lular i ribosomes: estructura i funció 15 Test Encercla la resposta correcta. Les solucions són al final. 24. Quin coeficient de sedimentació presenten els ribosomes presents a l'interior dels mitocondris? 25. A quin lloc intern del ribosoma s'enllaça la cadena peptídica naixent? 26. On s'acoblen definitivament les dues subunitats ribosòmiques per iniciar la traducció? 27. Quin codó assenyala l'aturada de la traducció i la dissociació del ribosoma?

4 Resum per repassar Nucli cel·lular i transport nucleocitoplasmàtic Concepte Definició i funció clau Embolcall nuclear Doble membrana amb porus; la membrana externa és contínua amb el RER i la interna s'ancora a la làmina nuclear. Làmina nuclear Malla de filaments que manté la membrana interna; es desmunta per fosforilació a la mitosi i es refà per desfosforilació. Complex del poru nuclear (CPN) Estructura octamèrica de nucleoporines amb proteïnes radials dilates/contraents i canal amb transportines. Importació (senyal NSL) Unió a importines alfa i beta, dilatació de les proteïnes radials del CPN i alliberament dependent de GTP (Ran).

Exportació (senyal NES) Sortida de molècules guiades per NES o per la cua poli-A de l'ARNm associada a partícules RNP amb despesa energètica. 80S a) 70S b) 60S c) 40S d) Lloc SAR a) Lloc P b) Lloc A c) Lloc E d) A la làmina nuclear interna a) Al citosol sobre l'ARNm b) A l'interior de la cisterna perinuclear c) A la regió fibril·lar del nuclèol d) NES a) AUG b) SAR c) UAG d) Nucli cel·lular i ribosomes: estructura i funció 16 Cromatina, cromosomes i nuclèol Concepte Definició i funció clau Nucleosoma Unitat bàsica de compactació: 146 pb d'ADN sobre l'octàmer d'histones (H2A, H2B, H3, H4) més 80 pb d'ADN lligador amb H1.

Solenoide i bucles SAR Fibra de 30 nm enrotllada en bucles fixats a la bastida de proteïnes no històniques mitjançant regions SAR. Telòmer i edat biològica Extrems protectors del cromosoma que s'escurcen a cada duplicació cel·lular; marquen el límit biològic cel·lular. Nuclèol Corpuscle no membranós amb 3 zones (centre fibril·lar, regió fibril·lar i regió granular) per transcriure ARNr i acoblar ribosomes. Ribosomes i síntesi de proteïnes Concepte Definició i funció clau Ribosoma 80S vs. 70S Eucariota (80S = 60S + 40S); procariota, mitocondrial i de cloroplast (70S = 50S + 30S).

Llocs A, P i E Lloc A (entrada de l'aminoacil-ARNt), lloc P (formació de l'enllaç peptídic) i lloc E (expulsió de l'ARNt buit). Codó UAG Triplet de parada que provoca la dissociació de les subunitats ribosòmiques i el final de la traducció. Polisoma Cadena de diversos ribosomes que tradueixen simultàniament la mateixa molècula d'ARNm. Nucli cel·lular i ribosomes: estructura i funció 17 Solucions de les preguntes de repàs 1. Utilitza receptors d'importació que reconeixen seqüències senyal específiques a les proteïnes i consumeix GTP a través de la proteïna Ran per travessar el poru nuclear. 2. La fosforilació de les làmines nuclears trenca la malla que sosté la membrana interna.

La seva desfosforilació posterior permet que l'embolcall es torni a formar. 3. Funciona com a senyal d'exportació nuclear (NES), permetent la unió de partícules RNP que condueixen la molècula cap al citoplasma. 4. Poden desplaçar-se directament per la llum de les cisternes del RER i l'espai perinuclear cap a l'interior nuclear sense haver de creuar el citosol ni passar pels porus. 5. Interaccionen amb la subunitat beta de la importina i es dilaten mecànicament per permetre el pas del complex macromolecular. 6. c) Fosforilació de la làmina nuclear. La fosforilació de les làmines nuclears trenca la malla de suport i dissol l'embolcall. 7. b) Senyal NSL.

El senyal NSL és la seqüència d'aminoàcids específica per a la importació nuclear. 8. d) Hidròlisi de GTP. El sistema depèn del cicle de GTP unit a la proteïna Ran. 9. a) Partícula RNP. La partícula RNP s'uneix a la cua de poli-A de l'ARNm per guiar-ne l'exportació. 10. S'aconsegueix mitjançant una compactació jeràrquica associant l'ADN amb histones en nucleosomes, fibres de 30 nm, bucles ancorats a bastides proteiques i espirals. 11. Són regions d'ADN que fixen la fibra de solenoide a la bastida proteica no histònica per formar els dominis en bucle. 12. A la regió granular, on s'enllesteix la maduració de les subunitats ribosòmiques després de la transcripció a la zona fibril·lar. 13.

Dues còpies de cadascuna de les histones següents: H2A, H2B, H3 i H4 (la histona H1 se situa externament a l'ADN lligador). 14. És la posició conservada dels cromosomes al nucli telofàsic on els centròmers queden agrupats en un sector de l'embolcall i els telòmers cap a l'oposat. 15. d) 146 pb. L'ADN medul·lar consta de 146 pb al voltant de l'octàmer, mentre que el lligador en té 80 pb. 16. a) 30 nm. L'enrotllament de nucleosomes forma la fibra condensada de 30 nm de diàmetre. 17. c) Bastida de proteïnes no històniques. Les regions SAR connecten els bucles de solenoide a l'armadura proteica no histònica. 18. a) Els telòmers.

Els telòmers perden longitud progressivament a mesura que augmenten les divisions cel·lulars. 19. Per evitar que s'iniciï la traducció prematura a l'interior del nucli abans que els àcids ribonucleics missatgers estiguin completament madurs i exportats. 20. És el punt de sortida o expulsió des d'on l'ARNt desacetilat (descarregat del seu aminoàcid) s'allibera del complex ribosòmic. 21. L'enzim encarregat és l'ARN polimerasa I. 22. S'anomena polisoma o polirribosoma, i permet produir múltiples còpies simultànies de la mateixa proteïna. Nucli cel·lular i ribosomes: estructura i funció 18 23. A la subunitat menor, que serveix de plataforma per a la descodificació dels triplets nucleotídics. 24.

b) 70S. Els ribosomes mitocondrials tenen origen endosimbiòtic i són similars als procariotes (70S). 25. b) Lloc P. El lloc P (peptidil) sosté la cadena polipeptídica abans de transferir-la al nou aminoàcid. 26. b) Al citosol sobre l'ARNm. Les subunitats surten lliures i s'acoblen només al citoplasma davant la presència d'un ARNm. 27. d) UAG. El codó de parada UAG fa que les subunitats se separin i acabi la síntesi. Nucli cel·lular i ribosomes: estructura i funció 19

Més apunts de Biologia Cel·lular i Genètica

Exàmens, temes i apunts de Biologia Cel·lular i Genètica