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
Transport makrocząsteczek sortowanie białek sekwencja sygnałowa: niezbędna wystarczająca do kierowania białka do odpowiedniego przedziału Transport makrocząsteczek sortowanie białek - sekwencje sygnałowe
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. 1-100 µm (3 20 µm) zaleŝy od typu komórki, wieku i stanu funkcjonalnego kuliste, elipsoidalne, pofragmentowane (kondensacja i fragmentacja chromatyny)
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)
Otoczka jądrowa kompleks porowy bł zew bł wew 20-40nm asymetria strukturalna i czynnościowa błon 10-100nm lamina chromatyna Kompleksy porowe przyłączone są do błon osłonki przez glikoproteiny (gp62, gp190, gp210) Otoczka jądrowa pory jądrowe kompleksy porowe 10 nm 120-150nm kształt oktagonalny Liczba zaleŝy od typu komórki, fazy cyklu 3 tys 50 mln /jądro ; średnio 10-20 porów/mm² białka nukleoporyny (100)
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
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
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%
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
nukleosomy (DNA łącznikowy) 20-95 polinukleotydów H1- swoistość tkankowa Włókno chromatynowe 30 nm solenoid solenoid upakowanie DNA ok. 40x lewoskrętne zwinięcie nici nukleosomowej nić 30nm
chromatyna w formie skondensowanej pofałdowanie włókna chromatynowego w pętle (domeny) 300 nm i kondensacja - włókna 700nm upakowanie DNA - ok. 1700 ; do ok. 10tys. razy chromosom metafazowy upakowanie DNA: 10 000 50 000x
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.
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