Transport makrocząsteczek

Transkrypt

1 Komórka eukariotyczna cytoplazma + jądro komórkowe = protoplazma W cytoplazmie odbywa się: cała przemiana materii, dzięki której organizm uzyskuje energię biosynteza białka i innych związków Transport makrocząsteczek sortowanie białek - sekwencje sygnałowe lata 70-te XX w. - Günter Blobel - hipoteza sygnałowa; 1999r - nagroda Nobla Sekwencja sygnałowa: A - około 7-20 aminokwasów hydrofobowych B - motywy struktury drugo-, trzecio-, czwartorzędowej usuwanie sekwencji sygnałowych - peptydazy sygnałowe

2 Transport makrocząsteczek sortowanie białek sekwencja sygnałowa: niezbędna wystarczająca do kierowania białka do odpowiedniego przedziału Transport makrocząsteczek sortowanie białek - sekwencje sygnałowe

3 Komórka eukariotyczna cytoplazma + jądro komórkowe = protoplazma W cytoplazmie odbywa się: cała przemiana materii, dzięki której organizm uzyskuje energię biosynteza białka i innych związków Rolą jądra komórkowego jest przechowywanie informacji zawartej w DNA jej powielanie w procesie podziału komórki kontrolowanie całości metabolizmu komórki Jądro komórkowe Liczba: 1- kilkaset monokariocyty, bikariocyty, polikariotycy w komórkach ssaków -10% wielkości komórki brak erytrocyty ssaków; komórki warstwy rogowej naskórka Wielkość i kształt: ok µm (3 20 µm) zaleŝy od typu komórki, wieku i stanu funkcjonalnego kuliste, elipsoidalne, pofragmentowane (kondensacja i fragmentacja chromatyny)

4 Składniki: DNA (wysoka stabilność) ok. 9-10% suchej masy, 6 pg (człowiek) RNA (róŝne klasy) ok. 1% suchej masy białka: histony białka zasadowe (konserwatywne) 5 klas : H1, H2A, H2B, H3, H4 ( masa cząsteczkowa; stosunek Arg :Liz) białka niehistonowe lipidy substancje nieorganiczne Budowa jądra komórkowego nukleoplazma (blaszka)

5 Otoczka jądrowa kompleks porowy bł zew bł wew 20-40nm asymetria strukturalna i czynnościowa błon nm lamina chromatyna Kompleksy porowe przyłączone są do błon osłonki przez glikoproteiny (gp62, gp190, gp210) Otoczka jądrowa pory jądrowe kompleksy porowe 10 nm nm kształt oktagonalny Liczba zaleŝy od typu komórki, fazy cyklu 3 tys 50 mln /jądro ; średnio porów/mm² białka nukleoporyny (100)

6 Kompleks poru jądrowego kanały peryferyczne pierścień cytoplazmatyczny kanał centralny kompleks kanału centralnego (8) pierścień jądrowy pierścień końcowy do 50 kda Transport przez pory jądrowe - import NLS sekwencja sygnałowa NLS sygnał lokalizacji jądrowej białka adaptorowe (importyny α) (importyny β) nukleoporyny ATP lub GTP

7 Transport przez pory jądrowe NLS- sygnał lokalizacji jądrowej Nadrodzina RAS Ras, Rho, Rab, Sar, Arf, Ran Ran NSL Ran Ran Ran małych białek G Transport przez pory jądrowe cargo z sekwencją sygnalizacji jądrowej receptor importu jądrowego dysocjacja Ran-GDP receptor eksportu jądrowego cargo przeniesione do cytoplazmy cargo przeniesione do jądra cargo z sekwencją eksportu z jądra wiązanie Ran-GTP film

8 Ultrastruktura jądra interfazowego Domeny jądra interfazowego otoczka jądrowa macierz jądrowa chromatyna jąderko (a) Macierz jądrowa laminy białka nielaminowe (matryny) (200, róŝnorodne) białka komórkowo-specyficzne macierzy DNA, RNA macierzy Chromatyna kompleks DNA, histonów i białek niehistonowychróŝny poziom kondensacji chromatyna skondensowana (heterochromatyna) rozproszona (euchromatyna) 10%

9 Budowa chromatyny nić nukleosomowa DNA ok. 2m; jądro 5-8 µm 30 nm włókno 2 nm 2 nici DNA 10 nm -nukleosomy upakowanie DNA ok. 7x Mikrografia elektronowa -chromatyna (łagodna izolacja -trawienie nukleazami) Film rdzeń nukleosomu wysoce konserwatywny oktamer histonowy 146-nukleotydowy odcinek DNA H2B H4 H3 H2A DNA

10 nukleosomy (DNA łącznikowy) polinukleotydów H1- swoistość tkankowa Włókno chromatynowe 30 nm solenoid solenoid upakowanie DNA ok. 40x lewoskrętne zwinięcie nici nukleosomowej nić 30nm

11 chromatyna w formie skondensowanej pofałdowanie włókna chromatynowego w pętle (domeny) 300 nm i kondensacja - włókna 700nm upakowanie DNA - ok ; do ok. 10tys. razy chromosom metafazowy upakowanie DNA: x

12 Dynamika upakowania DNA chromatyna w róŝnej formie skondensowania dostęp do DNA - ekspresja genów, replikacja DNA, naprawa DNA Jąderko (jąderka) Liczba, wielkość ść, kształt zaleŝą od: typu komórki zaangaŝowania w syntezę białek plemniki, erytrocyty ptaków; oocyty płazów; 25% objętości jądra; liczba nie przekracza liczby organizatorów jąderka (NOR) na chromosomach jąderkowych; Organizator jąderka (NOR- nucleolus organizer region) jest to fragment genomu zawierający powtarzające się sekwencje kodujące cząsteczki 18S i 28S rrna, podzielone intronami.

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