Przedziały wewnątrzkomórkowe siateczka śródplazmatyczna (ER) Pochodzenie ER inwaginacja błony - (kanały trnslokacyjne) i rozrost cysterny spłaszczone woreczki tubule Siateczka śródplazmatyczna retikulum endoplazmatyczne (ER) Mikrografia fluorescencyjna ssaczych fibroblastów wybarwionych immunofluorescencyjnie na białka rezydujące ER 2 µm dynamiczna, luźna struktura rozmieszczona w cytoplazmie Film
Siateczka śródplazmatyczna regiony funkcjonalne synteza i fałdowanie białek; degradacja białek synteza steroidów metabolizm trucizn metabolizm hemu magazyn Ca +2 segregacja białek i eksport tworzenie osłonki jądrowej (kompleksy porowe) Siateczka śródplazmatyczna szorstka (RER) rybosomy cysterny błony gładka (SER)
RER - dobrze rozwinięta komórki sekrecyjne pęcherzykowe trzustki ( enzymy trawienne) plazmocyty (γ-globuliny) fibroblasty (kolagen) RER - SER - brak erytrocyty ssaków plemniki dobrze rozwinięta komórki gruczołów dokrewnych kory nadnerczy (hormony sterydowe) hepatocyty (przerost SER po lekach)) mięśni (magazynowanie Ca 2+ ) SR SER - brak erytrocyty duŝa płynność Błony ER fosfolipidy o łańcuchach nienasyconych duŝo PC i PE mało cholesterolu i sfingomieliny podobny skład lipidowy obu monowarstw białka integralne (enzymatyczne; transportujące) modyfikację potranslacyjną białek syntezę lipidów transport do wnętrza cystern ER
Funkcje ER synteza białek: - błon (komórki, jądra, organelli szlaku wydzielniczego ) - rezydujących w świetle organelli szlaku wydzielniczego - na eksport modyfikacje potranslacyjne białek synteza lipidów transport białek i błon regulacja warunków jonowych w cytoplazmie (Ca +2, H + ) Translacja i transport białek transport posttranslacyjny i kotranslacyjny 10-20 x10 3 białek w komórce człowieka
Kotranslacyjne przemieszczanie białek Sekwencja Sygnałowa 15-35 aminokwasów (7-20 hydrofobowych) ER 1/3 białek komórki Kotranslacyjne przemieszczanie białka do światła ER SRP połączenie SS i SRP spowolnienie translacji 6 białek RNA-300 nukl. sekwencja sygnałowa (N-końcu) nukleoproteina przeniesienie kompleksu do błony translokon 60Α SS - sekwencja sygnałowa do ER; SRP - cząstka rozpoznająca sygnał
białka do światła ER przeniesienie kompleksu do błony i związanie SRP ze swoistym receptorem odłączenie SRP od SS uruchomienie translacji wnikanie białka do ER 2 podjednostki GTP-aza Sec 61 α, β, χ związanie rybosomu z błoną przez białka błonowe (ryboforyna I i II) białek rozpuszczalnych przez błonę ER
białek monotopowych do błony ER białek politopowych do błony ER Sekwencja Sygnałowa 16-26 aminokwasów hydrofobowych wewnątrz łańcucha Film
Kotranslacyjne przemieszczanie białek do błony ER 1) Białko monotopowe błony komórkowej z domeną N- końcową po stronie cytoplazmatycznej Kotranslacyjne przemieszczanie białek do błony ER 2) Białko politopowe o 5 fragmentach transbłonowych z domeną C-końcową po stronie cytoplazmatycznej N-końcowa sekwencja start- transfer wewnątrz- łańcuchowa sekwencja stop - transfer wewnątrz- łańcuchowa sekwencja start - transfer wewnątrz- łańcuchowa sekwencja stop transfer wewnątrz- łańcuchowa sekwencja start - transfer wewnątrz- łańcuchowa sekwencja stop - transfer
ER -potranslacyjne modyfikacje białek glikozylacja tworzenie wiązań dwusiarczkowych fałdowanie tworzenie kompleksów (oligomerów) Siateczka śródplazmatyczna glikozylacja białek synteza oligosacharydów - cytoplazmie oligosacharyd (2 + 5) -dołączenie do fosforanu dolicholu (alkohol poliprenoidowy, długi, liniowy lipid z około 20 reszt izoprenowych) - przeniesienie do ER - dobudowanie cukrów - przeniesienie na białko Wszystkie oligosacharydy dołączone wiązaniem N- glikozylowym posiadają rdzeń cukrowy: 2 GlcNAc + 3 Man) w błonie ER (14 cukrów)
glikozylacja białek glikozylacja na asparaginie obecnej w sekwencji Asn-X- Thr lub Asn-X- Ser ( wiazanie N-glikozydowe) oligosacharyd prekursorowy (drzewko z 14 cukrów ) dołączany do większości białek w błonach RER (wiązaniem N-glikozydowym) dojrzewanie oligosacharydów - enzymy glikozylujące ER - tworzenie wiązań dwusiarczkowych utlenienie par reszt cysteinowych - (enzym w świetle ER) kowalencyjne wiązania dwusiarczkowe stabilizacja struktury białka
ER - kontrola jakości białek białko opiekuńcze (hsp) ATP-aza; powinowactwo do odcinków hydrofobowych kontrola jakości białek Mukowiscidoza (zwłóknienie torbielowate) zwyrodnienie płuc
biosynteza lipidów (fosfoglicerydów) Fosfataza cholinowa Transferaza acylowa Transferaza cholinowa kwas fosfatydowy diacyloglicerol fosfatydylocholina Siateczka śródplazmatyczna biosynteza lipidów
Siateczka śródplazmatyczna biosynteza lipidów specyficzność flipaz Siateczka śródplazmatyczna Biosynteza i transport lipidów specyficzne białka transportujące LTPs - lipid-transfer protein kieszeń wiąŝąca hydrofobowa (konserwatywne) wymiana lipidów
Sortowanie i transport białek i błon Aparat Golgiego lokalizacja ilość: 1- setki Mikrografia fluorescencyjna fibroblastu (wybarwione immunofluorescencyjnie białka rezydujące w AG)
rozmieszczeni e Filmprzedziały Aparat Golgiego Mikrografia elektronowa AG w zwierzęcych komórkach wydzielniczych Aparat Golgiego 3-20 cystern stos Golgiego
funkcjonalna kompartmentalizacja biochemiczna kompartmentalizacja
Aparat Golgiego funkcje modyfikacje reszt cukrowych glikoprotein i glikolipidów wiązanie N-glikozydowe: -Asn- 14 cukrowy oligosacharyd (2 GlcNAc, 9 Man, 3 Glc) cis trans glikozylacje pewnych białek wiązania O-glikozydowe: reszty cukrowe - OH-Ser, Thr sulfonowanie (siarkowanie) proteoglikanów, glikolipidów i glikoprotein (sufotransferaza) dojrzewanie prekursorowych form białek (sieć trans) kontrolowana proteoliza (odcinki prepeptydowe) (proalbumina) proteoliza i łączenie łańcuchów wiązaniami dwusiarczkowymi (preproinsulina) synteza polisacharydów (komórki roślin) (glikozoaminoglikany, hemiceluluza, pektyny) synteza sfingomieliny i glikosfingolipidów
przemieszczanie i sortowanie lipidów i białek powstawanie tratw lipidowych segregacja białek transport pęcherzykowy zwrotny do ER Białka rezydujące ER--- sekwencja KDEL [ Lys-Asp-Glu-Leu- COOH] Białka błonowe ER --- sekwencja KKXX [lys-lys-x-x-cooh]
transport pęcherzykowy białek sekrecyjnych i do błony komórkowej szlak podstawowy Filmy 15.9 i 15.10 hormony, śluz, enzymy trawienne formowanie pęcherzyka sekrecyjnego Immature vesicle clathrin - segregacja i agregacja białek wydzielniczych - niedojrzałe pęcherzyki sekrecyjne - dojrzałe pęcherzyki sekrecyjne Mikrografia elektronowa komórek β trzustki (niedojrzałe wakuole wydzielnicze zawierają proinsulinę)
segregacja białek transport hydrolaz do lizosomów (napełnianie lizosomów) Lizosom pierwotny Lizosom wtórny