Transport makrocząsteczek

Komórka eukariotyczna
cytoplazma + jądro komórkowe = protoplazma
W cytoplazmie odbywa się:
• cała przemiana materii, dzięki
której organizm uzyskuje energię
• biosynteza białka
i innych związków
Transport makroczą
ąsteczek
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 makroczą
ąsteczek
sortowanie białek
sekwencja sygnałowa:
• niezbędna
• wystarczająca
do kierowania białka do odpowiedniego przedziału
Transport makroczą
ąsteczek
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
ść i kształłt:
ok. 1- 100 µm (3 – 20 µm)
zaleŜy od typu komórki, wieku i stanu funkcjonalnego
kuliste, elipsoidalne, pofragmentowane
(kondensacja i fragmentacja chromatyny)
Skłładniki:
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
lamina
20-40nm
asymetria strukturalna i
czynnoś
ściowa błłon
10-100nm
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
białka
nukleoporyny
(100)
Liczba zaleŜy od typu komórki, fazy cyklu
3 tys –50 mln /jądro ; średnio 10-20 porów/mm²
Kompleks poru jądrowego
kanały peryferyczne
kanał centralny
pierścień
cytoplazmatyczny
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
Nadrodzina RAS
NLS- sygnałł lokalizacji
ją
ądrowej
Ras, Rho, Rab, Sar, Arf, Ran
NSL
Ran
Ran
Ran
Ran
małych białek G
Transport przez pory ją
ądrowe
receptor importu ją
ądrowego
cargo z
sekwencją
ą
sygnalizacji
ją
ądrowej
receptor eksportu jądrowego
dysocjacja Ran-GDP
cargo
przeniesione
do
cytoplazmy
cargo z
sekwencją
eksportu z
jądra
cargo
przeniesione
do ją
ądra
wią
ązanie Ran-GTP
film
Ultrastruktura jądra interfazowego
Domeny ją
ądra interfazowego
• otoczka jądrowa
• macierz jądrowa
• chromatyna
jąderko (a)
Macierz ją
ądrowa
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)
rdzeń nukleosomu
wysoce konserwatywny
H2B
H2A
H4
H3
DNA
Film
oktamer histonowy
146-nukleotydowy odcinek 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,
Ŝą od:
ść kształłt zaleŜą
typu komórki
zaangaŜ
Ŝowania w syntezę
ę białłek
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
synteza prekursorowego rRNA
formowanie podjednostek
jąderko
tworzących rybosomy