Biologia komórki zwierzęcej #1.doc

(117 KB) Pobierz
Biologia komórki zwierzęcej  dr B

Wykład # 1

Biologia komórki zwierzęcej à dr B. Simiczyjew

 

 

1. Program:

§         jądro komórkowe

§         jąderko

§         cytoszkielet

§         mitochondria

§         siateczka endoplazmatyczna, diktiosomy, lizosomy

§         połączenia międzykomórkowe

 

2. Podręczniki:

§         „Podstawy cytofizjologii” – praca zbiorowa pod redakcją Kawiaka

§         „Podstawy biologii komórki” – Alberts, Bray, Johnson

§         „Strukturalne podstawy biologii komórki” – Kilarski

§         „Cytobiochemia” – Klyszejko-Stefanowicz

 

3. Egzamin

Obejmuje zakres wykładów oraz ćwiczeń.

 

 

§         Obserwacje cytologiczne były możliwe już w 1665 roku (wtedy obserwacje dotyczyły skrawków korka). Mikroskop Hooke’a pozwala na powiększenia 100-150 X.

§         Istotnym etapem w rozwoju biologii komórki była teoria komórkowa Shwanna z 1839 roku, według której wszystkie organizmy zbudowane są z komórek.

§         Skonstruowanie w 1938 roku mikroskopu elektronowego dało podstawy do analizy ultrastruktury komórki; pozwoliło opisać cytoszkielet, system błon wewnętrznych, rybosomy…

 

 

I Jądro komórkowe

 

§         Po raz pierwszy zostało zaobserwowane (w skórce storczyków) w 1831 roku przez Roberta Browna.

§         Jest ono zlokalizowane w komórce w różny sposób; zawsze w silnym kontakcie z reticulum endoplazmatycznym.

§         Jądro nie jest strukturą zamkniętą; na jego powierzchni występują kompleksy porowe, umożliwiające kontakt z cytoplazmą.

§         Wielkość jądra waha się w granicach 5-25 μm, przy czym jądra są najmniejsze tuż po podziale, a największe tuż przed podziałem komórkowym.

§         Kształt jądra uzależniony jest od kształtu komórki, jej wieku, aktywności metabolicznej oraz lokalizacji komórki.

§         Liczba jąder również jest zróżnicowana; przeważnie występuje jedno; w komórkach wątroby dwa, a w komórkach mięśni poprzecznie prążkowanych lub szpikowych występuje wiele jąder.

§         Dojrzałe erytrocyty ssaków nie posiadają jądra komórkowego.

§         Lokalizacja jądra nie jest stała, jest charakterystyczna dla różnych typów komórek; komórki zarodkowe cechują się lokalizacją centralną.

 

1.      Struktury jądra komórkowego (domeny / kompartmenty)

§         otoczka jądrowa oddzielająca wnętrze jądra od cytoplazmy; zbudowana z dwóch błon, występują w niej pory jądrowe.

§         chromatyna

§         jąderko

§         macierz jądrowa

§         lamina jądrowa (pod otoczką)

§         rybonukleoproteiny pozająderkowe

 

a) Otoczka jądrowa

§         Zapewnia selektywną wymianę jądrowo-cytoplazmatyczną.

§         Powstanie otoczki pozwoliło na czasowe i przestrzenne rozdzielenie procesów biochemicznych (transkrypcja, translacja) od procesów zachodzących w cytoplazmie.

§         Otoczka zbudowana jest z dwóch błon, które kontaktują się ze sobą poprzez komponenty porowe; pomiędzy błonami znajduje się przestrzeń okołojądrowa (perinuklearna) o grubości 10-50 nm; przestrzeń perinuklearna może być charakterystyczna dla danej tkanki.

§         Z otoczką związana jest blaszka (lamina) jądrowa.

§         Pod otoczką zgromadzona jest chromatyna.

§         Błona zewnętrzna otoczki pozostaje w ścisłym połączeniu z reticulum endoplazmatycznym szorstkim i gładkim; często pokryta jest rybosomami; jest giętka i labilna.

§         Błona wewnętrzna jest gładka, regularna i stabilna (dzięki laminie jądrowej).

§         Otoczka jądrowa jest asymetryczna; występują różnice w składzie enzymatycznym pomiędzy błonami; w błonie zewnętrznej mogą występować rybosomy, w błonie wewnętrznej występują specyficzne białka integralne, wiążące błonę z laminą.

§         Otoczka jądrowa składa się w 60-70% z białek i w 23-26% z lipidów (głównie fosfolipidów).

 

b) Jądrowe kompleksy porowe

§         Są to wielocząsteczkowe struktury białkowe zespalające błonę wewnętrzną i zewnętrzną.

§         Stanowią miejsca wymiany cząsteczek pomiędzy cytoplazmą a nukleoplazmą (transport selektywny).

§         Kompleks porowy ma strukturę cylindryczną o oktagonalnym kształcie; zbudowany jest z trzech pierścieni:

o       kompleks szprych (8 szprych otaczających kanał centralny)

o       pierścień cytoplazmatyczny (w płaszczyźnie błony jądrowej zewnętrznej – od strony cytoplazmy)

o       pierścień jądrowy (od strony nukleoplazmy)

§         Kompleks porowy jest niesymetryczny; od strony jądra występuje klatka jądrowa, a od strony cytoplazmy – wolne filamenty:

o       z pierścienia cytoplazmatycznego à 8 filamentów

o       z pierścienia jądrowego à 8 filamentów łączących się pierścieniem terminalnym (koszyk)

§         Filamenty są związane z transportem białek do jądra.

§         Jądrowe kompleksy porowe zbudowane są z białek – nukleoporyn (grupy około 100 białek, dzielonych na dwie grupy):

o       zawierające N-acetyloglikozaminę, np. P62 (istotne dla formowania się i funkcjonowania jądrowych kompleksów porowych), NUP153 (w koszyku), CAN/NUP214 (filamenty cytoplazmatyczne).

o       glikoproteiny nie zawierające N-acetyloglutozaminy, np. NUP180, NUP107

§         Jądrowe kompleksy porowe transportują:

o       jony, nukleotydy, białka o niewielkiej masie (8 kanałów; dyfuzja bierna)

o       RNP, polimerazy DNA i RNA, laminy (kanał centralny, transport aktywny)

§         Liczba i zagęszczenie kompleksów porowych jest różna, ale nie jest stała dla komórki; mogą one się tworzyć i rozpadać. W komórkach dzielących się mitotycznie, pod koniec profazy dochodzi do zaniku otoczki jądrowej.

§         w hepatocytach myszy ilość JKP wynosi 3000-7000

§         w oocytach Xenopus (żaba szponiasta) ilość JKP może osiągnąć 40 milionów

 

 

 

A – filamenty cytoplazmatyczne

B – pierścień cytoplazmatyczny poru

C – pierścień wewnętrzny

D – pierścień terminalny

E – kosz białkowy kompleksu porowego

F – transporter

 

c) Lamina jądrowa

§         Jest to siateczka włókien białkowych o grubości 30-100 nm.

§         Budują ją polipeptydy o masie cząsteczkowej 60-75 tyś.

§         Jest miejscem przyczepu domen chromatynowych.

§         U ptaków i ssaków wyróżniono trzy typy laminy (A, B, C).

§         Lamina jądrowa jest związana z wewnętrzną błoną otoczki jądrowej (lamina B); występuje ścisły kontakt laminy B z białkami integralnymi błony wewnętrznej otoczki jądrowej.

§         Lamina bierze udział w organizacji strukturalnej chromatyny (jest miejscem umocowania pętli chromatynowych).

§         Bierze udział w reorganizacji otoczki jądrowej w cyklu komórkowym:

o       fosforylacja lamin jądrowych à dochodzi do rozpadu otoczki jądrowej (czyli depolimeryzacja lamin powoduje rozmontowanie otoczki)

o       defosforylacja lamin à polaryzacja lamin powoduje odbudowę otoczki jądrowej.

 

 

 

2

 

Zgłoś jeśli naruszono regulamin