A estrutura do envoltório nuclear. Núcleo celular: funções e estrutura

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lição de estudo e fixação primária novo conhecimento.

Plano de aula:

EU. organizando o tempo

II. Atualização de conhecimentos básicos

III. Explorando um novo tópico

4. Consolidação do material estudado

V. lição de casa

durante as aulas

I. Momento organizacional. (Discurso introdutório do professor).

II. Atualização de conhecimentos básicos.

Que. tema da nossa aula A estrutura e as funções do núcleo”.

Metas e objetivos da aula:

1. Resumir e estudar o material sobre a estrutura e funções do núcleo como o componente mais importante da célula eucariótica.

2. Características das células eucarióticas. Prove que o núcleo é o centro de controle da atividade vital da célula. A estrutura dos poros nucleares. conteúdo do núcleo celular.

3.Ative a atividade cognitiva usando a tecnologia de "palavras-chave": carioplasma, cromatina, cromossomos, nucléolo (nucléolo). Desenvolva habilidades de teste.

4. Analisar e estabelecer conexões e relações entre os organelos celulares, fazer comparações, desenvolver a capacidade de raciocínio analítico.

5. Continuar a desenvolver o interesse cognitivo dos alunos do ensino secundário pelo estudo da estrutura da célula, enquanto unidade de estrutura e função dos organismos.

6. Contribuir para o desenvolvimento de competências valor-semânticas, culturais gerais, educativas, cognitivas, informativas. Competências de auto-aperfeiçoamento pessoal.

III. Explicação do novo material.

Palavra introdutória.

Quais organelas são mostradas no slide número 4? (mitocôndrias, cloroplastos).

Por que eles são considerados estruturas celulares semi-autônomas? (Contêm seu próprio DNA, ribossomos, podem sintetizar suas próprias proteínas).

Onde mais o DNA é encontrado? (No núcleo).

Que. os processos da vida celular dependerão do núcleo. Vamos tentar provar isso.

Assista a um fragmento do filme "Núcleo celular". (Slide número 5).

O núcleo foi descoberto em uma célula pelo botânico inglês R. Brown em 1831.

Faça uma conclusão. O núcleo é o componente mais importante de uma célula eucariótica.

O núcleo geralmente está localizado no centro da célula e apenas nas células vegetais com um vacúolo central - no protoplasma parietal. Pode ser de várias formas:

• esférico;
• ovóide;
• lenticular;
• segmentado (raro);
• alongado;
• em forma de fuso, bem como uma forma diferente.

O diâmetro do núcleo varia de 0,5 mícrons (em fungos) a 500 mícrons (em alguns ovos), na maioria dos casos é inferior a 5 mícrons.

A maioria das células tem um núcleo, mas existem células e organismos que contêm 2 ou mais núcleos.

Vamos lembrar. (Células do fígado, células do tecido muscular estriado). Diapositivo número 6.

De organismos: cogumelo - mucor - várias centenas, infusórios - sapato tem dois núcleos. Diapositivo número 7.

Células sem núcleo: tubos crivados do floema de plantas superiores e eritrócitos maduros de mamíferos. (Slide número 8).

Assista a um fragmento do filme “A estrutura do núcleo” (slide nº 9, 58 seg.)

1. Formule as funções do kernel.
2. Descrever a estrutura da membrana nuclear e suas funções.
3. A relação entre o núcleo e o citoplasma.
4. Conteúdo do kernel.

O núcleo da célula é distinguível apenas na interfase (núcleo interfásico) - o período entre suas divisões.

Funções:(slide número 10)

1. Armazena a informação genética contida no DNA e a transfere para as células-filhas durante a divisão celular.

2. Controla a atividade vital da célula. Regula os processos metabólicos que ocorrem na célula.

Consideramos a Fig. “A estrutura do núcleo” (slide 11)

Desenhamos um diagrama: os alunos desenham sozinhos, verifique o slide 12.

Considere o envelope nuclear (slide 13)

O envoltório nuclear consiste em uma membrana externa e uma interna. A casca é perfurada poros nucleares. Concluímos que o núcleo é uma estrutura de duas membranas da célula.

Trabalhando com a fig. 93. p. 211. (Livro didático de I.N. Ponomarev, O.A. Kornilov, L.V. Simonov, (slide 14), analisamos a estrutura e as funções da membrana nuclear.

Separa o núcleo do citoplasma da célula;

A casca externa passa para o EPS e carrega ribossomos, pode formar saliências.

A placa nuclear (lâmina) está subjacente à membrana interna, participa da fixação da cromatina - terminal e outras partes dos cromossomos podem ser anexadas a ela.

O espaço perinuclear é o espaço entre as membranas.

Os poros realizam o transporte seletivo de substâncias do núcleo para o citoplasma e do citoplasma para o núcleo. O número de poros não é constante e depende do tamanho dos núcleos e de sua atividade funcional.

Transporte de substâncias pelos poros (slide 15).

Transporte passivo: moléculas de açúcar, íons de sal.

Transporte ativo e seletivo: proteínas, subunidades ribossomais, RNA.

Conhecendo o complexo de poros, página 212. Fig. 94 (slides 16,17).

Nós concluimos: a função da membrana nuclear é a regulação do transporte de substâncias do núcleo para o citoplasma e do citoplasma para o núcleo.

Conteúdo principal (slide 18,19,20) .

O suco nuclear (nucleoplasma ou carioplasma, cariolinfa) é uma massa sem estrutura que envolve a cromatina (cromossomos) e os nucléolos. Semelhante ao citosol (hialoplasma) do citoplasma. Contém várias proteínas de RNA e enzimas, ao contrário do hialoplasma contém uma alta concentração de íons Na, + K +, Cl -; menor teor de SO 4 2- .

Funções do nucleoplasma:

• preenche o espaço entre as estruturas nucleares;
• participa do transporte de substâncias do núcleo para o citoplasma e do citoplasma para o núcleo;
• regula a síntese de DNA durante a replicação, a síntese de mRNA durante a transcrição

A cromatina tem a forma de grumos, grânulos e filamentos (slide 20.21).

A composição química da cromatina: 1) DNA (30–45%), 2) proteínas histonas (30–50%), 3) proteínas não histônicas (4–33%), portanto, a cromatina é um complexo de desoxirribonucleoproteína (DNP) .

A cromatina é uma forma de existência do material genético nas células interfásicas. Em uma célula em divisão, os filamentos de DNA se enrolam (condensação da cromatina), formando cromossomos.

Os cromossomos do núcleo compõem seu conjunto cromossômico - cariótipo.

Funções da cromatina:

• Contém material genético - DNA, composto por genes que carregam informações hereditárias;
• Realiza a síntese de DNA (durante a duplicação dos cromossomos no período S do ciclo celular), mRNA (transcrição durante a biossíntese de proteínas);
• Regula a síntese de proteínas e controla a atividade vital da célula;
• As proteínas histonas fornecem a condensação da cromatina.

Núcleo. O núcleo contém um ou mais nucléolos. Eles têm uma estrutura arredondada (slide 22, 23)

Contém: proteína - 70-80% (determina alta densidade), RNA - 5-14%, DNA - 2-12%.

O nucléolo é uma estrutura dependente do núcleo. É formado na região do cromossomo que carrega os genes rRNA. Essas seções de cromossomos são chamadas de organizadores nucleolares. A formação do nucléolo de uma célula humana envolve alças de dez cromossomos individuais contendo genes de rRNA (organizadores nucleolares). Nos nucléolos, é sintetizado o rRNA, que, junto com a proteína recebida do citoplasma, forma as subunidades ribossomais.

Constrição secundária - organizador nucleolar, contém genes rRNA, está presente em um ou dois cromossomos no genoma.

A montagem dos ribossomos no citoplasma é concluída. Durante a divisão celular, o nucléolo se desintegra e se reconstitui na telófase.

Funções do nucléolo:

Síntese de rRNA e montagem de subunidades de ribossomos (a montagem de ribossomos de subunidades no citoplasma é concluída depois que eles saem do núcleo);

Para resumir:

O núcleo da célula é o centro de controle da atividade vital da célula.

1. Núcleo -> cromatina (DNP) -> cromossomos -> molécula de DNA -> seção de DNA - o gene armazena e transmite informações hereditárias.
2. O núcleo está em interação constante e próxima com o citoplasma; moléculas de mRNA são sintetizadas nele, que transferem informações do DNA para o local da síntese de proteínas no citoplasma nos ribossomos. No entanto, o próprio núcleo também é influenciado pelo citoplasma, uma vez que as enzimas nele sintetizadas entram no núcleo e são necessárias para o seu funcionamento normal.
3. O núcleo controla a síntese de todas as proteínas da célula e através delas - todos os processos fisiológicos da célula.

Ainda no final do século passado, ficou provado que fragmentos desprovidos de núcleo, cortados de uma ameba ou ciliado, morrem depois de um tempo mais ou menos curto.

Para descobrir o papel do núcleo, pode-se retirá-lo da célula e observar as consequências de tal operação. Se usar uma microagulha para remover o núcleo de um animal unicelular - uma ameba, a célula continua a viver e se mover, mas não pode crescer e morre depois de alguns dias. Portanto, o núcleo é necessário para processos metabólicos (principalmente para a síntese ácidos nucleicos e proteínas) que garantem o crescimento e a reprodução das células.

Pode-se objetar que não é a perda do núcleo que leva à morte, mas a própria operação. Para descobrir isso, é necessário fazer um experimento com um controle, ou seja, submeter dois grupos de amebas à mesma operação, com a diferença de que em um caso o núcleo é realmente removido e, no outro, um a microagulha é inserida na ameba e movimentada na célula assim como é feito ao retirar o núcleo, e retira, deixando o núcleo na célula; isso é chamado de operação “imaginária”. Após tal procedimento, as amebas se recuperam, crescem e se dividem; isso mostra que a morte das amebas do primeiro grupo foi causada não pela operação em si, mas pela remoção do núcleo.

Acetabularia é um organismo unicelular, uma célula uninuclear gigante com uma estrutura complexa (slide 26).

É constituído por um rizóide com um núcleo, uma haste e um guarda-chuva (boné).

Amputação do caule (rizóide), que contém o núcleo unicelular da planta. Forma-se um novo rizóide, que, no entanto, não possui núcleo. A célula pode sobreviver em condições favoráveis ​​por vários meses, mas não é mais capaz de se reproduzir.

Uma planta enucleada (nucleada) é capaz de restaurar as partes perdidas: guarda-chuva, rizóide: tudo menos o núcleo. Essas plantas morrem depois de alguns meses. Pelo contrário, partes desta planta unicelular com núcleo são capazes de se recuperar repetidamente de danos.

Faça o teste (comente a resposta, slides 27-37 ).

1. Quais células humanas perdem seu núcleo no processo de desenvolvimento, mas continuam desempenhando suas funções por muito tempo?

a) células nervosas

b) células da camada interna da pele

c) eritrócitos +

d) fibras musculares estriadas

(Células eritrocitárias. Os jovens têm núcleo, os maduros o perdem, continuam a funcionar por 120 dias).

2. As principais informações genéticas do corpo são armazenadas em:

3. A função do nucléolo é formar:

(No nucléolo é sintetizado o rRNA que, junto com a proteína vinda do citoplasma, forma os ribossomos).

4. As proteínas que compõem os cromossomos são chamadas:

(As proteínas histonas fornecem a condensação da cromatina).

5. Poros na casca do núcleo:

(Os poros são formados por estruturas protéicas, através das quais o núcleo e o citoplasma se conectam passiva e seletivamente).

6. O que é certo?

a) no processo de divisão celular, os nucléolos no núcleo desaparecem +

b) os cromossomos são formados por DNA

c) nas células vegetais, o núcleo empurra o vacúolo para a parede

d) as proteínas histonas eliminam distúrbios no DNA

(O nucléolo é uma estrutura não independente do núcleo. É formado em uma seção do cromossomo que carrega genes de rRNA. Essas seções de cromossomos são chamadas de organizadores nucleolares. Antes de se dividir, o nucléolo desaparece e depois se forma novamente).

7. Função principal do kernel: (2 respostas)

a) gestão do metabolismo intracelular +

b) isolamento do DNA do citoplasma

c) armazenamento de informação genética +

d) unificação dos cromossomos antes da espiralização

(O núcleo contém DNA, que armazena e transmite a informação genética, através do mRNA, ocorre a síntese de proteínas nos ribossomos, ocorre a troca de substâncias entre o núcleo e o citoplasma)

Escolha três respostas.

8. Especifique as estruturas das células eucarióticas nas quais as moléculas de DNA estão localizadas.

(Organelas semi-autônomas da célula são mitocôndrias e cloroplastos. O núcleo que controla todos os processos vitais na célula).

9. Os nucléolos são formados por:

(proteína - 70-80% (determina alta densidade), RNA - 5-14%, DNA - 2-12%).

10. O que é certo?

a) os nucléolos são "oficinas" para a produção de lisossomos

b) a membrana externa é coberta por muitos ribossomos +

c) replicação é o processo de autocópia do DNA +

d) RNA ribossômico é formado nos nucléolos +

Dê uma resposta a uma pergunta.

• Qual é a estrutura e a função do shell do kernel?

elementos de resposta.

1) 1. Restringe o conteúdo do núcleo do citoplasma

2) 2. Consiste em membranas externas e internas, semelhantes em estrutura à membrana plasmática. Na membrana externa - ribossomos, passa para o EPS.

3) 3. Possui numerosos poros por onde ocorre a troca de substâncias entre o núcleo e o citoplasma.

Trabalho de casa. Parágrafo 46. Questões 2.4 p. 215.

Literatura principal.

1. EM. Ponomareva, O.A. Kornilova, L. V. Simonova, Moscow Publishing Center "Ventana - Graf" 2013
2. V.V. Zakharov, S. G. Mamontov, I.I. Sonin Biologia geral. Grau 10. Ed. "Drofa", Moscou 2007
3. A.A. Kamensky, E. A. Kriksunov, V.V. Pasechnik Biologia geral 10-11 Ed. "Drofa" 2010
4. Krasnodembsky E.G., 2008. "Biologia geral: um manual para alunos do ensino médio e candidatos a universidades"
5. Recursos da Internet. Coleção única recursos educacionais. Da Wikipédia, a enciclopédia livre.

O papel do núcleo: O núcleo realiza dois grupos de funções gerais: um relacionado ao armazenamento real da informação genética, o outro - com sua implementação, com o fornecimento de síntese de proteínas.

O primeiro grupo inclui processos associados à manutenção da informação hereditária na forma de uma estrutura de DNA inalterada. Esses processos estão associados à presença das chamadas enzimas de reparo, que eliminam danos espontâneos à molécula de DNA (uma quebra em uma das cadeias de DNA, parte dos danos causados ​​​​pela radiação), o que mantém a estrutura das moléculas de DNA praticamente inalterada em vários de gerações de células ou organismos. Além disso, a reprodução ou reduplicação das moléculas de DNA ocorre no núcleo, o que possibilita que duas células obtenham exatamente as mesmas quantidades de informação genética, tanto qualitativa quanto quantitativamente. Nos núcleos, ocorrem os processos de mudança e recombinação do material genético, observados durante a meiose (crossing over). Finalmente, os núcleos estão diretamente envolvidos na distribuição de moléculas de DNA durante a divisão celular.

Outro grupo de processos celulares proporcionados pela atividade do núcleo é a criação do próprio aparato de síntese de proteínas. Isso não é apenas síntese, transcrição em moléculas de DNA de vários RNAs mensageiros e RNA ribossômico. No núcleo de eucariotos, a formação de subunidades de ribossomos também ocorre pela complexação do RNA ribossômico sintetizado no nucléolo com proteínas ribossômicas que são sintetizadas no citoplasma e transferidas para o núcleo.

Assim, o núcleo não é apenas um recipiente de material genético, mas também um local onde esse material funciona e se reproduz. Portanto, a perda de lil, uma violação de qualquer uma das funções listadas acima, é prejudicial para a célula como um todo. Assim, uma violação dos processos de reparo levará a uma alteração na estrutura primária do DNA e automaticamente a uma alteração na estrutura das proteínas, o que certamente afetará sua atividade específica, que pode simplesmente desaparecer ou mudar de forma que não fornecem funções celulares, como resultado das quais a célula morre. Violações da replicação do DNA levarão a uma parada na reprodução celular ou ao aparecimento de células com um conjunto inferior de informação genética, o que também é prejudicial para as células. O mesmo resultado levará a uma violação da distribuição do material genético (moléculas de DNA) durante a divisão celular. A perda como resultado de dano ao núcleo ou no caso de violações de quaisquer processos regulatórios para a síntese de qualquer forma de RNA levará automaticamente a uma interrupção na síntese de proteínas na célula ou a suas violações grosseiras.

A importância do núcleo como repositório de material genético e sua o papel principal na determinação de características fenotípicas foram estabelecidas há muito tempo. O biólogo alemão Hammerling foi um dos primeiros a demonstrar o papel essencial do núcleo. Ele escolheu a invulgarmente grande alga unicelular (ou não celular) Acetabularia como objeto de seus experimentos.

Hammerling mostrou que um núcleo é necessário para o desenvolvimento normal da tampa. Em experimentos posteriores, nos quais a parte inferior contendo o núcleo de uma espécie foi ligada ao caule desprovido do núcleo de outra espécie, tais quimeras sempre desenvolveram um gorro típico da espécie à qual pertence o núcleo.

Ao avaliar esse modelo de controle nuclear, entretanto, deve-se levar em conta o primitivismo do organismo utilizado como objeto. O método do transplante foi posteriormente aplicado em experimentos realizados em 1952 por dois pesquisadores americanos, Briggs e King, com células da rã Rana pipenis. Esses autores retiraram núcleos de óvulos não fertilizados e os substituíram por núcleos de células da blástula tardia que já apresentavam sinais de diferenciação. Em muitos casos, sapos adultos normais se desenvolveram a partir de ovos receptores.

Falando do núcleo celular, queremos dizer os núcleos reais das células eucarióticas. Seus núcleos são construídos de maneira complexa e diferem bastante das formações nucleares, nucleoides, organismos procarióticos. Neste último, os nucleoides (estruturas semelhantes a núcleos) incluem uma única molécula circular de DNA, praticamente desprovida de proteínas. Às vezes, essa molécula de DNA de células bacterianas é chamada de cromossomo bacteriano ou genóforo (portador de gene). O cromossomo bacteriano não é separado por membranas do citoplasma principal, mas é montado em uma zona nuclear compacta - um nucleóide que pode ser visto ao microscópio de luz após colorações especiais.

O próprio termo núcleo foi usado pela primeira vez por Brown em 1833 para se referir a estruturas esféricas permanentes em células vegetais. Mais tarde, a mesma estrutura foi descrita em todas as células de organismos superiores.

O núcleo da célula é geralmente um por célula (há exemplos de células multinucleadas), consiste em um envelope nuclear que o separa do citoplasma, cromatina, nucléolo, carioplasma (ou suco nuclear) (Fig.). Esses quatro componentes principais são encontrados em quase todas as células que não se dividem de organismos eucarióticos unicelulares e multicelulares.

Os núcleos são geralmente esféricos ou ovóides; o diâmetro do primeiro é de aproximadamente 10 μm e o comprimento do segundo é de 20 μm.

O núcleo é necessário para a vida da célula, pois regula toda a sua atividade. Isso se deve ao fato de que o núcleo carrega as informações genéticas (hereditárias) contidas no DNA.

envelope nuclear

Esta estrutura é característica de todas as células eucarióticas. O envelope nuclear consiste em membranas externas e internas separadas por um espaço perinuclear de 20 a 60 nm de largura. O envoltório nuclear contém poros nucleares.

As membranas da membrana nuclear não diferem morfologicamente de outras membranas intracelulares: têm cerca de 7 nm de espessura e consistem em duas camadas osmiófilas.

EM visão geral a membrana nuclear pode ser representada como um saco oco de duas camadas que separa o conteúdo do núcleo do citoplasma. De todos os componentes da membrana intracelular, apenas o núcleo, as mitocôndrias e os plastídios possuem esse tipo de arranjo de membrana. No entanto, a membrana nuclear tem uma característica que a distingue de outras estruturas de membrana da célula. É a presença de poros especiais na membrana nuclear, que se formam devido a inúmeras zonas de fusão de duas membranas nucleares e são, por assim dizer, perfurações arredondadas de toda a membrana nuclear.

A estrutura do envoltório nuclear

A membrana externa do envoltório nuclear, que está em contato direto com o citoplasma da célula, possui uma série de características estruturais que permitem atribuí-la ao próprio sistema de membranas do retículo endoplasmático. Assim, um grande número de ribossomos geralmente está localizado na membrana nuclear externa. Na maioria das células animais e vegetais, a membrana externa da membrana nuclear não representa uma superfície perfeitamente plana - pode formar saliências ou protuberâncias de vários tamanhos em direção ao citoplasma.

A membrana interna está em contato com o material cromossômico do núcleo (veja abaixo).

A estrutura mais característica e visível no envoltório nuclear é o poro nuclear. Os poros da casca são formados pela fusão de duas membranas nucleares na forma de orifícios arredondados ou perfurações com diâmetro de 80-90 nm. O orifício arredondado no envoltório nuclear é preenchido com estruturas globulares e fibrilares intricadamente organizadas. A combinação de perfurações de membrana e essas estruturas é chamada de complexo de poros do núcleo. Desta forma, enfatiza-se que o poro nuclear não é apenas um orifício na membrana nuclear através do qual as substâncias do núcleo e do citoplasma podem se comunicar diretamente.

O complexo complexo de poros tem simetria octogonal. Ao longo da borda do orifício arredondado na membrana nuclear existem três fileiras de grânulos, 8 pedaços cada: uma fileira fica na lateral do núcleo, a outra na lateral do citoplasma, a terceira está localizada na parte central do os poros. O tamanho do grânulo é de cerca de 25 nm. Os processos fibrilares se estendem a partir desses grânulos. Essas fibrilas que se estendem dos grânulos periféricos podem convergir no centro e criar, por assim dizer, uma partição, um diafragma, através do poro. No centro do orifício, muitas vezes pode-se ver o chamado grânulo central.

O número de poros nucleares depende da atividade metabólica das células: quanto mais processos sintéticos nas células, mais poros por unidade de superfície do núcleo celular.

Número de poros nucleares em vários objetos

química do envelope nuclear

Na composição das membranas nucleares, pequenas quantidades de DNA (0-8%), RNA (3-9%) são encontradas, mas os principais componentes químicos são lipídios (13-35%) e proteínas (50-75%) , que é para todas as membranas celulares.

A composição dos lipídios é semelhante à das membranas dos microssomos ou membranas do retículo endoplasmático. As membranas nucleares são caracterizadas por um teor relativamente baixo de colesterol e um alto teor de fosfolipídios enriquecidos em ácidos graxos saturados.

A composição proteica das frações da membrana é muito complexa. Entre as proteínas, foram encontradas várias enzimas comuns com ER (por exemplo, glicose-6-fosfatase, ATPase dependente de Mg, glutamato desidrogenase, etc.), a RNA polimerase não foi encontrada. Aqui, foram reveladas as atividades de muitas enzimas oxidativas (citocromo oxidase, NADH-citocromo-c-redutase) e vários citocromos.

Dentre as frações proteicas das membranas nucleares, encontram-se as proteínas básicas do tipo histona, o que se explica pela ligação das regiões da cromatina com o envelope nuclear.

Envoltório nuclear e troca núcleo-citoplasmática

A membrana nuclear é um sistema que delimita os dois principais compartimentos celulares: o citoplasma e o núcleo. As membranas nucleares são completamente permeáveis ​​a íons, a substâncias de pequeno peso molecular, como açúcares, aminoácidos, nucleotídeos. Acredita-se que proteínas com peso molecular de até 70 mil e tamanho não superior a 4,5 nm possam se difundir livremente pela casca.

O processo inverso também é conhecido - a transferência de substâncias do núcleo para o citoplasma. Isso diz respeito principalmente ao transporte de RNA sintetizado exclusivamente no núcleo.

Outra forma de transportar substâncias do núcleo para o citoplasma está associada à formação de excrescências da membrana nuclear, que podem ser separadas do núcleo na forma de vacúolos, seu conteúdo é então derramado ou lançado no citoplasma.

Assim, das inúmeras propriedades e cargas funcionais da membrana nuclear, deve-se destacar seu papel como barreira que separa o conteúdo do núcleo do citoplasma, limitando Acesso livre no núcleo de grandes agregados de biopolímeros, uma barreira que regula ativamente o transporte de macromoléculas entre o núcleo e o citoplasma.

Uma das principais funções do envoltório nuclear também deve ser considerada sua participação na criação da ordem intranuclear, na fixação do material cromossômico no espaço tridimensional do núcleo.

matriz nuclear

Este complexo não representa uma fração pura, ele inclui componentes do envelope nuclear, o nucléolo e o carioplasma. Tanto o RNA heterogêneo quanto parte do DNA mostraram-se associados à matriz nuclear. Essas observações deram motivos para acreditar que a matriz nuclear desempenha um papel importante não apenas na manutenção da estrutura geral do núcleo interfásico, mas também pode estar envolvida na regulação da síntese de ácidos nucléicos.

Palestra nº.

Número de horas: 2

CelularESSENCIAL

1. Características gerais do núcleo interfásico. funções do kernel

2.

3.

4.

1. Características gerais do núcleo interfásico

O núcleo é o componente mais importante da célula, que está presente em quase todas as células de organismos multicelulares. A maioria das células tem um único núcleo, mas existem células binucleadas e multinucleadas (por exemplo, fibras musculares estriadas). Binuclear e multinuclear são devidos às características funcionais ou ao estado patológico das células. A forma e o tamanho do núcleo são muito variáveis ​​e dependem do tipo de organismo, tipo, idade e estado funcional da célula. Em média, o volume do núcleo é de aproximadamente 10% do volume total da célula. Na maioria das vezes, o núcleo tem uma forma redonda ou oval variando em tamanho de 3 a 10 mícrons de diâmetro. Tamanho mínimo o núcleo é de 1 mícron (em alguns protozoários), o máximo é de 1 mm (ovos de alguns peixes e anfíbios). Em alguns casos, há uma dependência da forma do núcleo com a forma da célula. O núcleo geralmente ocupa uma posição central, mas em células diferenciadas pode ser deslocado para a parte periférica da célula. O núcleo contém quase todo o DNA de uma célula eucariótica.

As principais funções do kernel são:

1) Armazenamento e transferência de informação genética;

2) Regulação da síntese proteica, metabolismo e energia na célula.

Assim, o núcleo não é apenas um receptáculo de material genético, mas também um local onde esse material funciona e se reproduz. Portanto, a violação de qualquer uma dessas funções levará à morte celular. Tudo isso aponta para valor principal estruturas nucleares nos processos de síntese de ácidos nucléicos e proteínas.

Um dos primeiros cientistas a demonstrar o papel do núcleo na vida da célula foi o biólogo alemão Hammerling. Como objeto experimental, Hammerling usou grandes algas unicelulares. Acetobulariamediterranea e A.crenulata. Essas espécies intimamente relacionadas são bem diferenciadas umas das outras pelo formato da "tampa". Na base do caule está o núcleo. Em alguns experimentos, a tampa foi separada da parte inferior do caule. Como resultado, constatou-se que o miolo é necessário para o desenvolvimento normal da tampa. Em outros experimentos, um talo com núcleo de uma espécie de alga foi conectado a um talo sem núcleo de outra espécie. As quimeras resultantes sempre desenvolveram um gorro típico da espécie a que pertencia o núcleo.

Plano geral A estrutura do núcleo interfásico é a mesma em todas as células. O núcleo é formado por membrana nuclear, cromatina, nucléolos, matriz protéica nuclear e carioplasma (nucleoplasma). Esses componentes são encontrados em quase todas as células que não se dividem de organismos eucarióticos unicelulares e multicelulares.

2. Envoltório nuclear, estrutura e significado funcional

Envoltório nuclear (cariolema, carioteca) consiste em membranas nucleares externa e interna com uma espessura de 7 nm. Entre eles está espaço perinuclear largura de 20 a 40 nm. Os principais componentes químicos da membrana nuclear são lipídios (13-35%) e proteínas (50-75%). Pequenas quantidades de DNA (0-8%) e RNA (3-9%) também são encontradas na composição das membranas nucleares. As membranas nucleares são caracterizadas por um teor relativamente baixo de colesterol e um alto teor de fosfolipídios. A membrana nuclear está diretamente ligada ao retículo endoplasmático e ao conteúdo do núcleo. Estruturas semelhantes a redes são adjacentes a ele em ambos os lados. A estrutura em forma de rede que reveste a membrana nuclear interna parece uma casca fina e é chamada lâmina nuclear. A lâmina nuclear sustenta a membrana e está em contato com os cromossomos e o RNA nuclear. A estrutura semelhante a uma rede que envolve a membrana nuclear externa é muito menos compacta. A membrana nuclear externa está repleta de ribossomos envolvidos na síntese de proteínas. O envelope nuclear contém numerosos poros com um diâmetro de cerca de 30-100 nm. O número de poros nucleares depende do tipo de célula, do estágio do ciclo celular e da situação hormonal específica. Portanto, quanto mais intensos os processos sintéticos na célula, mais poros existem no envoltório nuclear. Os poros nucleares são estruturas bastante lábeis, ou seja, dependendo de influências externas, são capazes de alterar seu raio e condutividade. A abertura do poro é preenchida com estruturas globulares e fibrilares complexamente organizadas. A combinação de perfurações de membrana e essas estruturas é chamada de complexo de poro nuclear. O complexo complexo de poros tem simetria octogonal. Três fileiras de grânulos, 8 peças em cada, estão localizadas ao longo da borda do orifício arredondado na membrana nuclear: uma fileira é uma ferramenta para construir modelos conceituais do lado do núcleo, a outra é uma ferramenta para construir modelos conceituais de do lado do citoplasma, o terceiro está localizado na parte central dos poros. O tamanho do grânulo é de cerca de 25 nm. Os processos fibrilares se estendem dos grânulos. Essas fibrilas que se estendem dos grânulos periféricos podem convergir no centro e criar, por assim dizer, uma partição, um diafragma, através do poro. No centro do orifício, muitas vezes pode-se ver o chamado grânulo central.

Transporte citoplasmático nuclear

O processo de translocação do substrato através do poro nuclear (para o caso de importação) consiste em várias etapas. No primeiro estágio, o complexo transportado se ancora na fibrila voltada para o citoplasma. Então a fibrila se dobra e move o complexo para a entrada do canal do poro nuclear. Ocorre a translocação e liberação do complexo para o carioplasma. O processo inverso também é conhecido - a transferência de substâncias do núcleo para o citoplasma. Isso diz respeito principalmente ao transporte de RNA sintetizado exclusivamente no núcleo. Existe também outra maneira de transferir substâncias do núcleo para o citoplasma. Está associado à formação de excrescências da membrana nuclear, que podem ser separadas do núcleo na forma de vacúolos e, a seguir, seu conteúdo é derramado ou ejetado no citoplasma.

Assim, a troca de substâncias entre o núcleo e o citoplasma é realizada de duas formas principais: pelos poros e por laço.

Funções do envelope nuclear:

1. Barreira.Essa função é separar o conteúdo do núcleo do citoplasma. Como resultado, os processos de síntese de RNA/DNA a partir da síntese de proteínas acabam sendo separados espacialmente.

2. Transporte.O envelope nuclear regula ativamente o transporte de macromoléculas entre o núcleo e o citoplasma.

3. Organizando.Uma das principais funções do envelope nuclear é sua participação na criação da ordem intranuclear.

3. A estrutura e as funções da cromatina e dos cromossomos

O material hereditário pode estar no núcleo da célula em dois estados estruturais e funcionais:

1. Cromatina.Este é um estado metabolicamente ativo descondensado projetado para fornecer processos de transcrição e reduplicação na interfase.

2. Cromossomos.Este é o estado mais condensado, compacto e metabolicamente inativo, projetado para distribuir e transportar material genético para as células-filhas.

Cromatina.No núcleo das células, são reveladas zonas de substância densa, bem coradas com corantes básicos. Essas estruturas são chamadas de "cromatina" (do grego "cromo"– cor, pintura). A cromatina dos núcleos interfásicos são os cromossomos que estão em um estado descondensado. O grau de descondensação dos cromossomos pode ser diferente. As zonas de descondensação completa são chamadas eucromatina. Com descondensação incompleta, áreas de cromatina condensada, chamadas heterocromatina. O grau de descondensação da cromatina na interfase reflete a carga funcional dessa estrutura. Quanto mais "difusa" a cromatina é distribuída no núcleo interfásico, mais intensos são os processos sintéticos nele. DiminuirA síntese de RNA nas células geralmente é acompanhada por um aumento nas zonas de cromatina condensada.A condensação máxima da cromatina condensada é alcançada durante a divisão celular mitótica. Durante este período, os cromossomos não realizam nenhuma função sintética.

Quimicamente, a cromatina consiste em DNA (30-45%), histonas (30-50%), proteínas não histonas (4-33%) e uma pequena quantidade de RNA.O DNA dos cromossomos eucarióticos é uma molécula linear que consiste em replicons dispostos em tandem (um após o outro). tamanho diferente. O tamanho médio do replicon é de cerca de 30 µm. Replicons são seções de DNA que são sintetizadas como unidades independentes. Os replicons têm pontos iniciais e finais para a síntese de DNA. O RNA é todos os tipos celulares conhecidos de RNA no processo de síntese ou maturação. As histonas são sintetizadas em polissomos no citoplasma, e essa síntese começa um pouco antes da replicação do DNA. As histonas sintetizadas migram do citoplasma para o núcleo, onde se ligam a regiões do DNA.

Estruturalmente, a cromatina é um complexo filamentoso de moléculas de desoxirribonucleoproteína (DNP), que consiste em DNA associado a histonas. O filamento de cromatina é uma dupla hélice de DNA envolvendo o núcleo da histona. É formado por unidades repetidas chamadas nucleossomos. O número de nucleossomos é enorme.

cromossomos(do grego chromo e soma) são as organelas do núcleo celular, que são portadoras de genes e determinam as propriedades hereditárias de células e organismos.

Os cromossomos são estruturas em forma de bastão de comprimento variável com uma espessura razoavelmente constante. Eles têm uma zona de constrição primária, que divide o cromossomo em dois braços.Os cromossomos com números iguais são chamados metacêntrico, com braços de comprimento desigual - submetacêntrico. Os cromossomos com um segundo braço muito curto, quase imperceptível, são chamados acrocêntrico.

Na região da constrição primária, encontra-se o centrômero, que é uma estrutura lamelar em forma de disco. Feixes de microtúbulos do fuso mitótico estão ligados ao centrômero e seguem em direção aos centríolos. Esses feixes de microtúbulos estão envolvidos no movimento dos cromossomos para os pólos da célula durante a mitose. Alguns cromossomos têm uma constrição secundária. Este último geralmente está localizado próximo à extremidade distal do cromossomo e separa uma pequena área, o satélite. As constrições secundárias são chamadas de organizadores nucleolares. O DNA responsável pela síntese do rRNA está localizado aqui. Os braços dos cromossomos terminam nos telômeros, os segmentos finais. As extremidades teloméricas dos cromossomos não são capazes de se conectar com outros cromossomos ou seus fragmentos. Em contraste, as pontas quebradas dos cromossomos podem se unir às mesmas pontas quebradas de outros cromossomos.

O tamanho dos cromossomos em diferentes organismos varia amplamente. Assim, o comprimento dos cromossomos pode variar de 0,2 a 50 mícrons. Os menores cromossomos são encontrados em alguns protozoários, fungos. Os mais longos estão em alguns insetos ortópteros, em anfíbios e em lírios. O comprimento dos cromossomos humanos está na faixa de 1,5 a 10 mícrons.

O número de cromossomos em diferentes objetos também varia significativamente, mas é típico para cada espécie de animal ou planta. Em alguns radiolários, o número de cromossomos chega a 1.000-1.600. O recordista entre as plantas em termos de número de cromossomos (cerca de 500) é a samambaia, 308 cromossomos na amoreira. O menor número de cromossomos (2 por conjunto diploide) é observado no plasmódio da malária, lombriga do cavalo. Os seres humanos têm 46 cromossomosem chimpanzé, barata e pimenta– 48, mosca da fruta Drosophila - 8, mosca doméstica - 12, carpa - 104, abeto e pinheiro - 24, pombo - 80.

Cariótipo (do grego. Karion - kernel, noz, operadores - amostra, forma) - um conjunto de características do conjunto de cromossomos (número, tamanho, forma dos cromossomos) característico de uma determinada espécie.

Indivíduos de sexos diferentes (especialmente em animais) da mesma espécie podem diferir no número de cromossomos (a diferença geralmente ocorre em um cromossomo). Mesmo em espécies intimamente relacionadas, os conjuntos de cromossomos diferem entre si no número de cromossomos ou no tamanho de pelo menos um ou mais cromossomos.Portanto, a estrutura do cariótipo pode ser uma característica taxonômica.

Na segunda metade do século 20, a prática da análise cromossômica começou a ser introduzida métodos de coloração diferencial de cromossomos. Acredita-se que a capacidade de coloração de seções individuais dos cromossomos esteja associada às suas diferenças químicas.

4. Núcleo. Carioplasma. Matriz de proteína nuclear

O nucléolo (nucléolo) é um componente essencial do núcleo celular de organismos eucarióticos. No entanto, existem algumas exceções. Assim, os nucléolos estão ausentes em células altamente especializadas, em particular, em algumas células sanguíneas. O nucléolo é um corpo redondo denso com um tamanho de 1-5 mícrons. Ao contrário das organelas citoplasmáticas, o nucléolo não possui uma membrana que envolveria seu conteúdo. O tamanho do nucléolo reflete o grau de sua atividade funcional, que varia amplamente em diferentes células. O nucléolo é um derivado do cromossomo. O nucléolo é composto por proteínas, RNA e DNA. A concentração de RNA nos nucléolos é sempre maior do que a concentração de RNA em outros componentes da célula. Assim, a concentração de RNA no nucléolo pode ser 2 a 8 vezes maior que no núcleo e 1 a 3 vezes maior que no citoplasma. Devido ao alto teor de RNA, os nucléolos coram bem com corantes básicos. O DNA no nucléolo forma grandes loops chamados organizadores nucleolares. A formação e o número de nucléolos nas células dependem deles. O nucléolo é heterogêneo em sua estrutura. Tem dois componentes principais: granular e fibrilar. O diâmetro dos grânulos é de cerca de 15-20 nm, a espessura das fibrilas– 6-8 nm. O componente fibrilar pode ser concentrado na parte central do nucléolo e o componente granular - ao longo da periferia. Freqüentemente, o componente granular forma estruturas filamentosas - nucleolonemas com espessura de cerca de 0,2 μm. O componente fibrilar dos nucléolos são os filamentos de ribonucleoproteínas dos precursores dos ribossomos, e os grânulos são as subunidades ribossomais em amadurecimento. A função do nucléolo é formar o RNA ribossômico (rRNA) e os ribossomos, nos quais as cadeias polipeptídicas são sintetizadas no citoplasma. O mecanismo de formação do ribossomo é o seguinte: um precursor de rRNA é formado no DNA do organizador nucleolar, que é revestido com uma proteína na zona do nucléolo. As subunidades ribossomais são montadas no nucléolo. Em nucléolos funcionando ativamente, 1.500-3.000 ribossomos são sintetizados por minuto. Os ribossomos do nucléolo através de poros no envelope nuclear entram nas membranas do retículo endoplasmático. O número e a formação dos nucléolos estão associados à atividade dos organizadores nucleolares. Alterações no número de nucléolos podem ocorrer devido à fusão dos nucléolos ou devido a mudanças no equilíbrio cromossômico da célula. Os núcleos geralmente contêm vários nucléolos. Os núcleos de algumas células (oócitos de tritão) contêm um grande número de nucléolos. Este fenômeno foi nomeado amplificação. Encontra-se na organização dos sistemas de gerenciamento de qualidade, que ocorre replicação excessiva da zona organizadora nucleolar, numerosas cópias se afastam dos cromossomos e tornam-se nucléolos funcionais adicionais. Tal processo é necessário para o acúmulo de um grande número de ribossomos por ovo. Isso garante o desenvolvimento do embrião nos estágios iniciais, mesmo na ausência da síntese de novos ribossomos. Os nucléolos supranumerários desaparecem após a maturação da célula-ovo.

O destino do nucléolo durante a divisão celular. À medida que a síntese de rRNA decai na prófase, o nucléolo se solta e os ribossomos prontos emergem no carioplasma e depois no citoplasma. Durante a condensação cromossômica, o componente fibrilar do nucléolo e parte dos grânulos estão intimamente associados à sua superfície, formando a base da matriz dos cromossomos mitóticos. Esse material fibrilar-granular é transferido pelos cromossomos para as células-filhas. No início da telófase, à medida que os cromossomos se descondensam, os componentes da matriz são liberados. Sua parte fibrilar começa a se reunir em numerosos pequenos associados - pré-nucléolos, que podem se combinar. À medida que a síntese de RNA é retomada, os pré-nucléolos se transformam em nucléolos com funcionamento normal.

carioplasma(do grego.< карион > – noz, caroço de noz) ou suco nuclear, na forma de uma massa semilíquida sem estrutura, envolve a cromatina e os nucléolos. A seiva nuclear contém proteínas e vários RNAs.

Matriz proteica nuclear (esqueleto nuclear) - sistema intranuclear de quadro, que serve para manter a estrutura geral do núcleo interfásico da união de todos os componentes nucleares. É um material insolúvel que permanece no núcleo após extrações bioquímicas. Não possui uma estrutura morfológica clara e consiste em 98% de proteínas.

O núcleo é encontrado em todas as células eucarióticas. Pode haver um núcleo ou vários núcleos em uma célula (dependendo de sua atividade e função).

O núcleo da célula consiste em uma membrana, suco nuclear, nucléolo e cromatina. O envelope nuclear consiste em duas membranas separadas por um espaço perinuclear (perinuclear), entre as quais existe um líquido. As principais funções da membrana nuclear são a separação do material genético (cromossomos) do citoplasma, bem como a regulação das relações bilaterais entre o núcleo e o citoplasma.

O envelope nuclear é permeado por poros que têm um diâmetro de cerca de 90 nm. A área de poros (complexo de poros) possui uma estrutura complexa (isso indica a complexidade do mecanismo de regulação da relação entre o núcleo e o citoplasma). O número de poros depende da atividade funcional da célula: quanto maior, mais poros (existem mais poros em células imaturas).

A base do suco nuclear (matriz, nucleoplasma) são as proteínas. O suco forma o ambiente interno do núcleo, desempenha um papel importante no trabalho do material genético das células. Proteínas: filamentosas ou fibrilares (função de suporte), RNA heteronuclear (produtos da transcrição primária da informação genética) e mRNA (resultado do processamento).

O nucléolo é a estrutura onde ocorre a formação e maturação do RNA ribossômico (rRNA). os genes de rRNA ocupam certas áreas vários cromossomos (em humanos, são 13–15 e 21–22 pares), onde são formados os organizadores nucleolares, na região em que os próprios nucléolos são formados. Nos cromossomos metafásicos, essas áreas são chamadas de constrições secundárias e parecem constrições. A microscopia eletrônica revelou componentes filamentosos e granulares dos nucléolos. Filamentoso (fibrilar) é um complexo de proteínas e moléculas gigantes precursoras de rRNA, que subsequentemente dão origem a moléculas menores de rRNA maduro. Durante a maturação, as fibrilas são transformadas em grânulos de ribonucleoproteínas (componente granular).

A cromatina recebeu esse nome por sua capacidade de corar bem com corantes básicos; na forma de aglomerados, está espalhado no nucleoplasma do núcleo e é uma forma de interfase da existência de cromossomos.

A cromatina consiste principalmente de fitas de DNA (40% da massa do cromossomo) e proteínas (cerca de 60%), que juntas formam o complexo nucleoproteico. Existem histonas (cinco classes) e proteínas não-histonas.

As histonas (40%) têm funções regulatórias (fortemente ligadas ao DNA e impedem a leitura de informações dele) e estruturais (organização da estrutura espacial da molécula de DNA). Proteínas não histonas (mais de 100 frações, 20% da massa cromossômica): enzimas de síntese e processamento do RNA, reparo da replicação do DNA, funções estruturais e regulatórias. Além disso, RNA, gorduras, polissacarídeos e moléculas de metal foram encontrados na composição dos cromossomos.

Dependendo do estado da cromatina, as regiões eucromáticas e heterocromáticas dos cromossomos são diferenciadas. A eucromatina é menos densa e a informação genética pode ser lida a partir dela. A heterocromatina é mais compacta e as informações não podem ser lidas dentro dela. Existem heterocromatina constitutiva (estrutural) e facultativa.

5. Estrutura e funções de estruturas celulares semi-autônomas: mitocôndrias e plastídios

As mitocôndrias (do grego mitos - "fio", condrion - "grão, grão") são organelas de membrana permanentes de formato redondo ou em forma de bastão (muitas vezes ramificado). Espessura - 0,5 mícrons, comprimento - 5-7 mícrons. O número de mitocôndrias na maioria das células animais é de 150-1500; em óvulos femininos - até várias centenas de milhares, em espermatozóides - uma mitocôndria helicoidal torcida ao redor da parte axial do flagelo.

As principais funções das mitocôndrias:

1) desempenham o papel de estações de energia das células. Neles ocorrem os processos de fosforilação oxidativa (oxidação enzimática de várias substâncias com posterior acúmulo de energia na forma de moléculas de adenosina trifosfato - ATP);

2) armazenar material hereditário na forma de DNA mitocondrial. As mitocôndrias requerem as proteínas codificadas nos genes de DNA nuclear para funcionar, uma vez que seu próprio DNA mitocondrial pode fornecer à mitocôndria apenas algumas proteínas.

Funções colaterais - participação na síntese de hormônios esteróides, alguns aminoácidos (por exemplo, glutamina). A estrutura das mitocôndrias

As mitocôndrias possuem duas membranas: externa (lisa) e interna (formando protuberâncias - em forma de folha (crista) e tubular (túbulos)). As membranas diferem em composição química, conjunto de enzimas e funções.

Nas mitocôndrias, o conteúdo interno é uma matriz - uma substância coloidal na qual grãos com diâmetro de 20 a 30 nm foram encontrados usando um microscópio eletrônico (eles acumulam íons de cálcio e magnésio, reservas de nutrientes, por exemplo, glicogênio).

A matriz abriga o aparato de biossíntese de proteínas organelas: 2 a 6 cópias de DNA circular desprovidas de proteínas histonas (como em procariontes), ribossomos, um conjunto de t-RNA, enzimas de reduplicação, transcrição, tradução de informações hereditárias. Este aparelho no seu conjunto é muito semelhante ao dos procariotas (no que diz respeito ao número, estrutura e tamanho dos ribossomas, organização do seu próprio aparelho hereditário, etc.), o que confirma o conceito simbiótico da origem da célula eucariótica.

Tanto a matriz quanto a superfície da membrana interna estão ativamente envolvidas na implementação da função energética das mitocôndrias, nas quais estão localizadas a cadeia transportadora de elétrons (citocromos) e a ATP sintase, que catalisa a fosforilação do ADP acoplada à oxidação, que converte em ATP.

As mitocôndrias se multiplicam por ligação, portanto, durante a divisão celular, elas são distribuídas mais ou menos uniformemente entre as células-filhas. Assim, a sucessão é realizada entre as mitocôndrias das células de gerações sucessivas.

Assim, as mitocôndrias são caracterizadas por relativa autonomia dentro da célula (ao contrário de outras organelas). Eles surgem durante a divisão das mitocôndrias maternas, possuem DNA próprio, que difere do sistema nuclear de síntese de proteínas e armazenamento de energia.

plastídios

Estas são estruturas semi-autônomas (elas podem existir de forma relativamente autônoma do DNA nuclear da célula) que estão presentes nas células vegetais. Eles são formados a partir de proplastídeos, que estão presentes no embrião da planta. Delimitado por duas membranas.

Existem três grupos de plastídios:

1) leucoplastos. São redondos, não coloridos e contêm nutrientes (amido);

2) cromoplastos. Eles contêm moléculas de substâncias corantes e estão presentes nas células de órgãos vegetais coloridos (frutos de cerejas, damascos, tomates);

3) cloroplastos. Estes são os plastídeos das partes verdes da planta (folhas, caules). Em estrutura, eles são muito semelhantes às mitocôndrias das células animais. A membrana externa é lisa, a interna possui protuberâncias - lamelossomos, que terminam em espessamentos - tilacóides contendo clorofila. O estroma (parte líquida do cloroplasto) contém uma molécula circular de DNA, ribossomos, nutrientes de reserva (grãos de amido, gotas de gordura).

O núcleo é circundado por uma membrana composta por duas membranas

A membrana nuclear externa é uma continuação das membranas do RE, e o espaço perinuclear (lúmen) passa para o lúmen do RE

Numerosos NPCs estão presentes no envelope nuclear, que são os únicos canais para a troca de moléculas e macromoléculas entre o núcleo e o citoplasma

Essencial envolto por um invólucro que consiste em duas membranas nucleares externas e internas dispostas concentricamente. Cada membrana contém um conjunto específico de proteínas e uma dupla camada contínua de fosfolipídios. Com exceção de alguns eucariotos unicelulares, a membrana nuclear interna é sustentada por uma rede de filamentos ancorados em uma estrutura reticulada. Essa rede de filamentos é chamada de lâmina nuclear.

ar livre membrana nuclear passa para as membranas do RE e, como a maioria de suas membranas, é coberto por ribossomos envolvidos na síntese de proteínas. A figura abaixo mostra a conexão da membrana externa com o EPR.

Espaço entre o exterior e o interior membranas nuclearesé o espaço perinuclear (PP). Assim como a membrana externa está conectada à membrana, o envelope nuclear PP entra em contato com o espaço interno do RE. A espessura de cada uma das duas membranas é de 7-8 nm (nm) e a largura do envelope nuclear PP é de 20-40 nm.

No estudo das preparações do envelope nuclear no meio eletrônico microscópio, a característica mais notável da estrutura são os NPCs (complexos de poros nucleares), que servem como canais para o transporte da maioria das moléculas entre o núcleo e o citoplasma. A casca dos núcleos da maioria das células contém cerca de 10-20 NPCs por mícron quadrado de superfície. Assim, células de levedura contêm 150-250 NPCs e células somáticas de mamíferos 2000-4000.

No entanto, alguns células têm uma densidade de poros muito maior, provavelmente porque são caracterizados por uma alta intensidade de processos de transcrição e tradução, o que implica o transporte de um grande número de macromoléculas para dentro e para fora do núcleo. Por exemplo, a superfície do núcleo de ovócitos de anfíbios é quase totalmente coberta por NPCs.

Como poderia haver dupla membrana nuclear? Em uma célula eucariótica, as mitocôndrias e os cloroplastos também possuem uma membrana dupla. Segundo a hipótese da endossimbiose, essas organelas foram formadas durante a evolução, quando algumas células capturaram outras no processo de endocitose. Em seguida, as células absorvidas foram envolvidas por duas membranas: a sua própria e a membrana da célula hospedeira. Descobriu-se que algumas das células absorvidas exibem atividade metabólica, por exemplo, ao contrário das células hospedeiras, elas são capazes de realizar a fotossíntese.

A evidência mais convincente para origem endossimbiótica das mitocôndrias e cloroplastos reside no fato de que os ribossomos de ambas as organelas lembram mais os ribossomos dos procariotos modernos e, em menor grau, essas mesmas microestruturas do citoplasma de uma célula eucariótica. Muito menos clara é a origem do núcleo. No entanto, a existência de uma membrana nuclear dupla, como a das mitocôndrias e cloroplastos, sugere que a célula procariótica capturada evoluiu para um núcleo contendo todo o DNA celular.

O envoltório nuclear está conectado a retículo endoplasmático(EPR). A superfície da membrana nuclear do oócito de Xenopus laevis é coberta por complexos de poros nucleares.
O núcleo pode ter se formado como resultado de endossimbiose, um processo
em que uma célula procariótica captura outra célula; então a célula capturada torna-se um núcleo primitivo.