CYTOSZKIELET CYTOSZKIELET

Transkrypt

1 CYTOSZKIELET Sieć włókienek białkowych; struktura wysoce dynamiczna Filamenty aktynowe Filamenty pośrednie Mikrotubule Fibroblast CYTOSZKIELET 1

2 CYTOSZKIELET 7nm 10nm 25nm Filamenty pośrednie ich średnica 9-12 nm zbudowane z białek specyficznych tkankowo stanowią ochronę mechaniczną komórki odpowiedzialne za sprężystość cytoplazmy 2

3 Budowa filamentu pośredniego animacja 3

4 Filamenty pośrednie Klasyfikacja FP w oparciu o sekwencje domeny trzonowej (a- helisy) I i II homo- i heteropolimery 12 izoform w ludzkim naskórku III IV V zwykle 1 klasa cytoplazmatycznych FP w danym typie komórek komórki nowotworowe ekspresja FP jak w komórkach wyjściowych 4

5 FILAMENTY POŚREDNIE Mikrografia fluorescencyjna komórek epitelialnych w hodowli wybarwione wiązki filamentów keratynowych Mikrografia elektronowa cienkich skrawków komórek nerki chomika w hodowli filamenty wimentynowe (strzałki) Filamenty pośrednie keratynowe w komórkach epitelialnych desmosomy i hemidesmosomy 5

6 desmosomy półdesmosomy Filamenty pośrednie wzmacniają komórkę zwierzęcą 6

7 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) Odmienność filamentów jądrowych zbudowane z lamin tworzą sieć (nie liny) ulegają demontażowi i ponownemu formowaniu Mikrografia elektronowa sieci filamentów jądrowych oocytu Xenopus 7

8 Fosforylacja lamin konieczna do rozpadu filamentów blaszki jądrowej Filamenty aktynowe komórki CHO (Chinese hamster ovary cells ) Hoechst jądra, BOPIPY TR-X phallacidin filamenty aktynowe 8

9 Cytoszkielet aktynowy G-aktyna 370 aminokwasów kda izoformy: a-, b-, g -aktyna konserwatywna Filamenty aktynowe (F-aktyna) agregacja Cytoszkielet aktynowy Oddziaływania hydrofobowe Słabe wiązania niekowalencyjne 13 9

10 Cytoszkielet aktynowy hydroliza ATP Cytoszkielet aktynowy Polimeryzacja aktyny 10

11 Cytoszkielet aktynowy 50% ~ 50% µM G-aktyny Białka wiążące aktynę (ABP -actin binding protein) białka wiążące monomery (profilina, tymozyna) białka czapeczkujące białka tnące białka wiążące się wzdłuż FA białka wiążące filamenty ze sobą białka wiążące filamenty z błonami 11

12 Białka wiążące F-aktynę białka tnące, białka czapeczkujące - białka wiążące się wzdłuż FA stabilizują filamenty destabilizują filamenty kofilina tropomiozyna 12

13 Białka wiążące aktynę białka wiążące filamenty ze sobą równolegle krzyżowo równolegle krzyżowo 13

14 - białka wiążące FA krzyżowo Komórki melanoma: (A)- niski poziom filaminy (B) - poziom filaminy zwiększony - białka wiążące FA do błony komórkowej Rodzina białek EMR (ezrin, radixin, monesin) Miejsca kontaktów zogniskowanych - focal contacts 14

15 Miejsca kontaktów zogniskowanych - focal contacts Fibroblasty w hodowli: A) focal contacts- zdjęcie z mikroskopu odbiciowego B) filamenty aktynowe wybarwione znakowaną falloidyną Organizacja filamentów aktynowych w komórce 15

16 Organizacja filamentów aktynowych rola białek Rho Nadrodzina RAS Rho Rab Arf/Sar Ran Ras Rodzina Rho rho rac cdc42 Filamenty aktynowe zmieniają kształt błony w komórkach zwierzęcych A) mikrokosmki B) włókna naprężenowe C) filopodia D) pierścień kurczliwy 16

17 Filamenty aktynowe Filamenty aktynowe w fibroblastach REF-52 - mikrografia elektronowa. a) sieć aktynowa w lamelipodium na końcu wiodącym komórki b) włókna naprężeniowe (stress fibers) wzdłuż naprężeń cytoplazmy Filamenty aktynowe zmieniają kształt błony w komórkach zwierzęcych Organizacja filamentów aktynowych w komórce Mikrokosmki: stabilna struktura aktynowa 17

18 Aparat kurczliwy mięśni sarkolema 2,5 mm włókna mięśniowe: kilka- kilkaset mm - grubość kilka- kilkadziesiąt cm - długość Cytoszkielet aktynowy - funkcje warunkuje kształt komórki ruch komórki ruchy wewnątrzkomórkowe cytokineza mikrokompartmentacja 18

19 Cytoszkielet aktynowy generacja ruchu przez polimeryzację aktyny przez aktynozależne białka motoryczne Generacja ruchu przez polimeryzację aktyny motorem ruchu sama aktyna kierunkowa polimeryzacja / depolimeryzacja aktyny źródłem energii hydroliza ATP w związanych monomerach aktynowych 19

20 Generacja ruchu przez polimeryzację aktyny Zapoczątkowanie polimeryzacji aktyny w komórce: fragmentacja istniejących filamentów odsłonięcie końców + filamentów nukleacja de novo kompleks Arp2/3 Miozyny -aktynozależne białka motoryczne + - około 40 rodzin rośliny kręgowce 20

21 Miozyny -aktynozależne białka motoryczne 2 łańcuchy ciężkie superhelisa 4 łańcuchy lekkie koniec koniec szyjka (ramię dźwigni) Miozyna II dimer Miozyny -aktynozależne białka motoryczne właściwości hydrolityczne miozyny aktywowane przez aktynę hamowane przez jony Mg +2 Bipolarny filament cząsteczek 21

22 Niektóre funkcje miozyn film film Kroczenie miozyny po FA Cykl zmian umożliwiający wędrówkę miozyny po filamencie aktynowym cykl skurczowy około 15ms 1 filament gruby-300 głów miozyny film 22

23 Pełzanie komórki 23