Komórka eukariotyczna

Transkrypt

1 Komórka eukariotyczna cytoplazma + jądro komórkowe = protoplazma W cytoplazmie odbywa się: cała przemiana materii, dzięki której organizm uzyskuje energię biosynteza białka biosynteza innych związków Rola jądra komórkowego: przechowywanie informacji zawartej w DNA jej powielanie w procesie podziału komórki kontrolowanie całości metabolizmu komórki

2 Jądro komórkowe Liczba: 1- kilkaset monokariocyty, bikariocyty, polikariotycy w komórkach ssaków -10% objętości komórki brak erytrocyty ssaków; komórki warstwy rogowej naskórka Wielkość i kształt: ok µm (5 25 µm) zaleŝy od typu komórki, wieku i stanu funkcjonalnego kuliste, elipsoidalne, pofragmentowane (kondensacja i fragmentacja chromatyny) PołoŜenie: w środku komórki lub przy błonie

3 Stany jądra komórkowego jądro interfazowe występuje w komórkach znajdujących się między dwoma następującymi po sobie podziałami jądro mitotyczne występuje w komórkach dzielących się ( jądro metaboliczne występuje w komórkach wyrośniętych, kieruje procesami przemiany materii)

4 Ultrastruktura jądra interfazowego Domeny jądra interfazowego otoczka jądrowa macierz jądrowa chromatyna skondensowana (heterochromatyna) rozproszona (euchromatyna) jąderko (a)

5 Budowa jądra komórkowego nukleoplazma (blaszka)

6 Otoczka jądrowa pory jądrowe kompleksy porowe 10 nm nm kształt oktagonalny białka nukleoporyny (100)

7 Otoczka jądrowa kompleks porowy bł zew bł wew 20-40nm nm lamina chromatyna

8 Kompleks poru jądrowego kanały peryferyczne pierścień cytoplazmatyczny kanał centralny kompleks kanału centralnego (8) pierścień jądrowy pierścień końcowy

9 Transport przez pory jądrowe związki małocząsteczkowe, jony makrocząsteczki, które nie wchodzą w interakcje z białkami porów zaleŝy od wielkości cząsteczek do 50 kda makrocząsteczki, które wchodzą bezpośrednio w interakcje ze składnikami kompleksu porowego makrocząsteczki, które wchodzą w interakcje ze składnikami kompleksu porowego za pośrednictwem innych białek transport z udziałem specyficznych białek (karioferyny) i energii

10 Transport przez pory jądrowe - import NLS sekwencja sygnałowa NLS sygnał lokalizacji jądrowej białka adaptorowe (importyny α) (importyny β) nukleoporyny ATP lub GTP

11 Transport przez pory jądrowe NLS- sygnał lokalizacji jądrowej Nadrodzina RAS Ras, Rho, Rab, Sar, Arf, Ran NSL Ran Ran Ran Ran małych białek G

12 Transport przez pory jądrowe cargo z sekwencją sygnalizacji jądrowej receptor importu jądrowego dysocjacja Ran-GDP receptor eksportu jądrowego cargo przeniesione do cytoplazmy cargo z sekwencją eksportu z jądra cargo przeniesio ne do jądra wiązanie Ran-GTP film

13 Nukleoplazma Składniki: 10% DNA ok. 9-20% suchej masy RNA (róŝne klasy) ok. 1-8% suchej masy białka: 70-75% histony białka zasadowe (konserwatywne) 5 klas: H1, H2A, H2B, H3, H4 (masa cząsteczkowa; stosunek Arg :Liz) białka niehistonowe

14 Chromatyna kompleks DNA, histonów i białek niehistonowychróŝny poziom kondensacji Macierz jądrowa laminy białka nielaminowe (matryny) (200, róŝnorodne) białka komórkowo-specyficzne macierzy DNA, RNA macierzy lipidy: 2-4% substancje nieorganiczne

15 Budowa chromatyny nić nukleosomowa 30 nm włókno 2 nm 2 nici DNA 10 nm -nukleosomy Mikrografia elektronowa -chromatyna (łagodna izolacja -trawienie nukleazami)

16 rdzeń nukleosomu wysoce konserwatywny oktamer histonowy 146-nukleotydowy odcinek DNA H2B H4 H3 H2A DNA

17 nukleosomy (DNA łącznikowy) polinukleotydów H1- swoistość tkankowa

18 Włókno chromatynowe 30 nm solenoid lewoskrętne zwinięcie nici nukleosomowej nić 30nm modele zygzaka

19 Jądro komórkowe

20 Jądro komórkowe

21 chromatyna w róŝnej formie skondensowania: euchromatyna heterochromatyna (10%; 1 chromosom X, telomery, wokół centromeru) jąderko (jąderka) Liczba, wielkość, kształt zaleŝą od: typu komórki zaangaŝowania w syntezę białek plemniki, erytrocyty ptaków; oocyty płazów; 25% objętości jądra;

22 Jąderko w formowaniu jąderka uczestniczą pętle chromatyny zawierające fragmenty rdna (geny rrna) z róŝnych chromosomów interfazowych (10) otoczka jądrowa jąderko synteza prekursorowego rrna formowanie podjednostek tworzących rybosomy

23 chromatyna w róŝnej formie skondensowania pofałdowanie włókna chromatynowego w pętle (domeny) 300 nm i kondensacja - włókna 700nm euchromatyna Dynamika upakowania DNA

24 Jądro komórkowe Dynamika upakowania DNA wykorzystanie kompleksów remodelujących chromatynę odtwarzanie standartowych nukleosomów inaktywacja kompleksów w mitozie ATP dysocjacja białek wiąŝących DNA dodanie białek wiąŝących DNA dostęp do DNA - ekspresja genów, replikacja DNA, naprawa DNA

25 Dynamika upakowania DNA odwracalna modyfikacja ogonów histonowych (enzymy) zmiana zdolności wiązania innych białek - stabilność włókien chromatyny (nie nukleosomów) metylacja acetylacja fosforylacja (głównie lizyny, seryny) wyciszenie genu/ heterochromatyna zmiana zdolności wiązania innych białek ekspresja genu ekspresja genu kod histonowy