Komórka eukariotyczna organizacja

Transkrypt

1 Komórka eukariotyczna organizacja Centrum informacyjne jądro Układ wykonawczy cytoplazma cytoplazma podstawowa (cytozol) organelle cytoplazma + jądro komórkowe = protoplazma Komórka eukariotyczna organizacja cytozol organelle złoŝony koloid wodny cząsteczek i makrocząsteczek (przedział komórkowy) zamknięte przedziały (otoczone błonami) Procesy zachodzące w cytoplazmie podstawowej - procesy związane z metabolizmem pośrednim biosynteza białek (translacja) początkowy etap oddychania (glikoliza, oksydacyjny szlak pentozofosforanowy) degradacja białek

2 Cytoplazma podstawowa (macierz cytoplazmatyczna) ok. 55% objętości komórki złoŝony koloid wodny białek (20%) organicznych i nieorganicznych rozpuszczalnych związków chemicznych, biorących udział w przemianie materii komórki (zol/ŝel) rybosomy proteasomy cytoszkielet CYTOSZKIELET Sieć włókienek białkowych; struktura wysoce dynamiczna Filamenty aktynowe Filamenty pośrednie Mikrotubule Fibroblast Fibroblast

3 CYTOSZKIELET CYTOSZKIELET 7nm 10nm 25nm

4 Filamenty pośrednie ich średnica 9-12 nm zbudowane z białek specyficznych tkankowo stanowią ochronę mechaniczną komórki odpowiedzialne za spręŝystość cytoplazmy Budowa filamentu pośredniego animacja

5 Filamenty pośrednie Filamenty pośrednie

6 Filamenty pośrednie keratynowe Mikrografia fluorescencyjna komórek epitelialnych w hodowli wybarwione wiązki filamentów keratynowych desmosomy i hemidesmosomy

7 Filamenty pośrednie wzmacniają komórkę zwierzęcą Filamenty pośrednie wzmacniają komórkę Zdjęcie z mikroskopu świetlnego skóry prawidłowej i od pacjenta z chorobą genetyczną -zwykłe pęcherzowe oddzielanie się naskórka (epidermolysis bullosa simplex) - mutacja w obrębie genu keratyny odpowiedzialna za nieprawidłowe formowanie filamentów keratynowych (monomery jednej z keratyn pozbawione globularnych domen na C i N-końcach)

8 Cytoszkielet aktynowy G-aktyna 370 aminokwasów kda izoformy: α, β, γ aktyna konserwatywna Cytoszkielet aktynowy Filamenty aktynowe (F-aktyna) agregacja Oddziaływania hydrofobowe Słabe wiązania niekowalencyjne 13

9 Cytoszkielet aktynowy hydroliza ATP Cytoszkielet aktynowy 50% ~ 50% µM G-aktyny

10 Białka wiąŝące aktynę (ABP -actin binding protein) białka wiąŝące monomery (profilina, tymozyna) białka czapeczkujące białka tnące białka wiąŝące się wzdłuŝ FA Białka wiąŝące aktynę białka wiąŝące filamenty ze sobą równolegle krzyŝowo

11 równolegle krzyŝowo Filamenty aktynowe Filamenty aktynowe w fibroblastach REF-52 -mikrografia elektronowa. a) sieć aktynowa w lamelipodium na końcu wiodącym komórki b) włókna napręŝeniowe (stress fibers) wzdłuŝ napręŝeń cytoplazmy

12 białka wiąŝące filamenty z błonami Rodzina białek EMR (ezrin, radixin, monesin) Miejsca kontaktów zogniskowanych - focal contacts Miozyny -aktynozaleŝne białka motoryczne rodzin rośliny kręgowce

13 Miozyny -aktynozaleŝne białka motoryczne 2 łańcuchy cięŝkie superhelisa 4 łańcuchy lekkie koniec koniec szyjka (ramię dźwigni) Miozyna II dimer Miozyny -aktynozaleŝne białka motoryczne właściwości hydrolityczne miozyny aktywowane przez aktynę hamowane przez jony Mg +2 Bipolarny filament cząsteczek

14 Cytoszkielet aktynowy - funkcje warunkuje kształt komórki ruch komórki ruchy wewnątrzkomórkowe cytokineza mikrokompartmentacja Organizacja filamentów aktynowych w komórce warunkuje kształt komórki Komórki melanoma: (A)- niski poziom filaminy (B) - poziom filaminy zwiększony

15 Organizacja filamentów aktynowych w komórce warunkuje kształt komórki rola białek Rho Filamenty aktynowe zmieniają kształt błony w komórkach zwierzęcych A) mikrokosmki B) włókna napręŝenowe C) filopodia D) pierścień kurczliwy

16 Organizacja filamentów aktynowych w komórce Filamenty aktynowe zmieniają kształt błony w komórkach zwierzęcych Organizacja filamentów aktynowych w komórce Mikrokosmki: stabilna struktura aktynowa

17 Cytoszkielet aktynowy generacja ruchu przez polimeryzację aktyny przez aktynozaleŝne białka motoryczne Aparat kurczliwy mięśni sarkolema 2,5 µm włókna mięśniowe: kilka- kilkaset µm - grubość kilka- kilkadziesiąt cm - długość

18 Miofibryle mięśni szkieletowych Filamenty grube miozynowe średnica 17nm; dlugość 1,5µm Filamenty cienkie aktynowe średnica 8nm; dlugość 1µm Skurcz mięśnia - film prąŝek I (izotropowy) prąŝek A (anizotropowy) prąŝek I (izotropowy) Omówieniem skurczu mięśnia skończyłam wykład 5

19 CYTOSZKIELET Mikrotubule podjednostki strukturalne 13 (11-16) 55kDa i 53kDa strukturalna polarność 450 aminokwasów

20 Mikrotubule wydłuŝanie / /skracanie Mikrotubule powstawanie mikrotubul w komórce MT wyrastające z ośrodków nukleacji (centrosomu) Mikrografia elektronowa: A) pierścienie gama-tubulinowe B) wyrastające pojedyncze Mt

21 Mikrotubule powstawanie mikrotubul w komórce Mikrotubule dynamiczna niestabilność

22 Mikrotubule dynamiczna niestabilność Film Mikrotubule białka towarzyszące MAP (microtubule associated proteins)

23 Mikrotubule białka towarzyszące stabilizujące mikrotubule - stabilizacja ( tau) - wiązanie z innymi elementami (MAP2 -FA) Mikrografia elektronowa przekroju poprzecznego wiązki Mt: C) nadekspresja MAP2 D) nadekspresja tau Mikrotubule białka motoryczne - kinezyny i dyneiny B) kinezyna C) dyneina cytoplazmatyczna D) dyneina rzęskowa

24 białka motoryczne nadrodzina kinezyn 200 białek min 14 rodzin Kinezyny KRPs (kinesin related proteins) kroczą do końca + Mt (wyjątek Ncd) domena motoryczna miejsce wiązania ATP miejsce wiązania do Mt białka motoryczne - kinezyny

25 Mikrotubule białka motoryczne - kinezyny Kinezyny: kierunkowość ruchu procesywność (krok 8nm, 1 ATP) Film Cząsteczka GFP-kinezyny krocząca po mikrotubuli (0,3mm/s) Mikrotubule białka motorycznedyneiny: N- C- -cytoplazmatyczne -rzęskowe cząsteczki dyneiny cytopl. 2µm/s

26 Rola mikrotubul organizują wnętrze komórki nadają polaryzację komórce Film fibroblast +nokodazol

27 rozmieszczenie organelli ER Golgi Mt Mt przemieszczanie mitochondriów Filmy transport wewnątrzkomórkowy Mikrotubule zaangaŝowane w transporcie: pęcherzyków z ER do aparatu Golgiego (dyneiny) pęcherzyków z TGN do błony komórkowej (kinezyny) pęcherzyków z aparatu Golgiego do ER (kinezyny)

28 Rzęski i wici rzęski, wici centriole, ciałka podstawowe Rzęski, wici - budowa szprycha neksyna 9+2 wewnętrzna otoczka

29 ramiona dyneiny neksyna ramiona dyneiny mają aktywność ATP-azy mogą przesuwać się wzdłuŝ sąsiednich MT Ruch wici

30 Bicie rzęski 0,25µm; 5-10µm niesymetryczne; uderzenia batem