Komórka eukariotyczna http://pl.wikipedia.org/w/index.php?title=plik:hela_cells_stained_with_hoechst_33258.jpg 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
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. 1-100 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
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)
Ultrastruktura jądra interfazowego Domeny jądra interfazowego otoczka jądrowa macierz jądrowa chromatyna skondensowana (heterochromatyna) rozproszona (euchromatyna) jąderko (a)
Budowa jądra komórkowego nukleoplazma (blaszka)
Otoczka jądrowa pory jądrowe kompleksy porowe 10 nm 120-150nm kształt oktagonalny białka nukleoporyny (100)
Otoczka jądrowa kompleks porowy bł zew bł wew 20-40nm 10-100nm lamina chromatyna
Kompleks poru jądrowego kanały peryferyczne pierścień cytoplazmatyczny kanał centralny kompleks kanału centralnego (8) pierścień jądrowy pierścień końcowy
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
Transport przez pory jądrowe - import NLS sekwencja sygnałowa NLS sygnał lokalizacji jądrowej białka adaptorowe (importyny α) (importyny β) nukleoporyny ATP lub GTP
Transport przez pory jądrowe NLS- sygnał lokalizacji jądrowej Nadrodzina RAS Ras, Rho, Rab, Sar, Arf, Ran NSL Ran 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 z sekwencją eksportu z jądra cargo przeniesio ne do jądra wiązanie Ran-GTP film
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
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
Budowa chromatyny nić nukleosomowa 30 nm włókno 2 nm 2 nici DNA 10 nm -nukleosomy Mikrografia elektronowa -chromatyna (łagodna izolacja -trawienie nukleazami)
rdzeń nukleosomu wysoce konserwatywny oktamer histonowy 146-nukleotydowy odcinek DNA H2B H4 H3 H2A DNA
nukleosomy (DNA łącznikowy) 20-95 polinukleotydów H1- swoistość tkankowa
Włókno chromatynowe 30 nm solenoid lewoskrętne zwinięcie nici nukleosomowej nić 30nm modele zygzaka
Jądro komórkowe
Jądro komórkowe
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;
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
chromatyna w róŝnej formie skondensowania pofałdowanie włókna chromatynowego w pętle (domeny) 300 nm i kondensacja - włókna 700nm euchromatyna Dynamika upakowania DNA
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
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