Genetyka oglna. Wykad 3

Biologia komrki. Wykad 4Cykl komrkowy i jego regulacja.

Modyfikacja, oraz sortowanie biaek, formy przechowywania oraz dystrybucja biaek w komrce.Cykl komrkowyCykl komrkowy jest seri zdarze, ktre zachodz w dzielcej si komrce eukariotycznej, prowadzc do jej podziau.

Oglnie zdarzenia te mona podzieli na: interfaz w trakcie ktrej komrka wzrasta gromadzc skadniki odywcze niezbdne do podziau materiau genetycznego (DNA) oraz mitoz - podczas ktrej komrka dzieli si na 2 komrki potomne.

Etapy cyklu komrkowego

Diagram nie odzwierciedla stosunkw czasu trwania poszczeglnych faz.

Poprawny przebieg cyklu komrkowego w komrce jest zapewniany przez zoony ukad kontroli Biaka biorce udzia w regulacji cyklu komrkowego to cykliny i kinazy zalene od cyklinWe waciwym czasie ukad ten uaktywnia enzymy i inne biaka uczestniczce w kolejnych etapach cyklu, a po ich zakoczeniu skadniki te unieczynnia. W cyklu wikszoci komrek eukariotycznych wyrnia si 4 stadia - fazy.Faza G1 - trwa od kilku do kilkunastu godzin, pomidzy kocem cytokinezy a rozpoczciem syntezy DNAFaza S (synthesis) - u ssakw trwa 7 godzin. W cigu tej fazy odbywa si replikacja DNA oraz synteza histonw.Faza G2 - trwa od koca syntezy biaek a do pocztku mitozy. W tej fazie nastpuje synteza tubuliny - skadnika wrzeciona podziaowego.Nastpnie rozpoczyna si mitoza ktra trwa ok 1 godziny. Cykl komrkowy moe by zakoczony podziaem redukcyjnym - mejozKontrola cyklu komrkowegoCykliny - grupa biaek biorcych udzia w regulacji cyklu procesw zwizanych z podziaem komrki

Przy przechodzeniu komrki przez fazy G1, G2 i S gwatownie wzrasta poziom cyklin typu d, a, e i w kocu b. Te cykliny cz si ze swoimi kinazami cyklinozalenymi (cdk) i aktywuj je. Istniej take inhibitory kinaz cyklinozalenych (cdki).Regulacja cyklu komrkowego obejmuje kluczowe dla komrki elementy, w tym wykrywanie uszkodze i napraw materiau genetycznego oraz rne systemy nadzoru zapobiegajce niekontrolowanym podziaom komrkowym.

Procesy molekularne, ktre steruj cyklem komrkowym s uporzdkowane i ukierunkowane, co oznacza, e kady proces nastpuje w sposb sekwencyjny i niemoliwe jest "odwrceniecyklu.

Rola cyklin i kinaz zalenych od cyklin Aktywno cyklin i kinaz zalenych od cyklin (CDKs), determinuje postp cyklu komrkowego.

Cykliny i CDKs formuj razem aktywny heterodimer, przy czym cykliny tworz jednostk regulatorow, a CDKs peni funkcj katalityczn w obrbie heterodimeru.

Cykliny nie maj adnej aktywnoci katalitycznej, za CDKs s z kolei nieaktywne przy braku obecnoci cyklin.

Kinazy zalene od cyklin (CDKs) po zwizaniu si z cyklinami ulegaja aktywacji i przeprowadzaj reakcje fosforylacji biaek docelowych, ktre przez to zostaj zaktywowane lub inaktywowane. Powoduje to skoordynowane wejcie komrki w nastpn faz cyklu.

Szybko replikacji w fazie SBakterie: 50.000 nk/min, tj. 833 nk/sDrode: 3600 nk/min, tj. 60 nk/sPazy 500 nk/min, tj. 8nk/sSsaki: 2200 nk/min, tj. 37 nk/s

Stosunek szybkoci replikacji prokariontw do eukariontw 23:1 do 24:1Siateczka rdplazmatyczna i aparat Golgiego

1 jdro komrkowe2 por jdrowy3 szorstka siateczka rdplazmatyczna (Rough endoplasmic reticulum rER)4 Gadka siateczka rdplazmatyczna(sER)5 rybosom 6 biaka, ktre s transportowane przez pcherzyki transportowe (7)8 aparat Golgiego9 biegun cis aparatu Golgiego10 biegun trans aparat Golgiego11 cysterna aparatu GolgiegoMorfologia rybosomw

1. Dua podjednostka; 2. Maa podjednostka

Struktura duej podjednostki 50S rybosomu. Kolorem niebieskim

Struktura duej jednostki rybosomalnej; na niebiesko zaznaczone s biaka, tym rRNA, a czerwonym kluczowa dla translacji adenina 2486 (w rRNA) w centrum aktywnym

Reticulum endoplazmatyczne to wewntrzkomrkowy system kanaw odizolowanych bonami (membranami) biologicznymi. Tworzy nieregularn sie cystern, kanalikw i pcherzykw. Reticulum endoplazmatyczne (granularne) ER-g charakteryzujce si obecnoci licznych rybosomw, osadzonych na jego zewntrznej powierzchni, rozbudowywana w komrkach szybko rosncych oraz w komrkach w ktrych zachodzi biosynteza biaek (np. neurony, komrki nabonka gruczoowego trzustki).Retikulum gadkie (agranularne) ER-a nie zwizane z rybosomami, std jego nazwa gadkie. Rozwinite w komrkach syntezujcych niebiakowe produkty organiczne (np. komrki jelita, komrki tkanki tuszczowej).

Jego specjalizacj jest detoksykacja (niszczenie substancji toksycznych). Funkcje siateczki rdplazmatycznej:

1. synteza biaek (szorstkie) i tuszczw (gadkie),2. uczestnictwo w przemianach wglowodanw3. unieczynnianie toksyn i lekw (szczeglnie w komrkach wtroby),4. transport wewntrzkomrkowy (cytoplazma jest w nim rzadsza),5. dzieli cytoplazm komrki na przedziay (kompartmenty), co pozwala na przeprowadzenie w rnych przedziaach reakcji, ktre przeszkadzayby sobie wzajemnie

Aparat GolgiegoSie trans stanowi stacj rozdzielcz i sortujcaPcherzyki transportujce

W strukturach Golgiego odbywa si:sortowanie i dojrzewanie biaek i lipidwmodyfikacje reszt cukrowych glikoprotein i glipolipidw;synteza polisacharydw oraz mukopolisacharydw (glikozoaminoglikanw, pektyny); Podstawow jednostk strukturaln aparatu Golgiego jest diktiosom. Kady diktiosom skada si ze stosu podunych cystern oraz odpczkowujcych pcherzykw. W obrbie diktiosomu wyrnia si dwa bieguny:biegun cis (formowania)biegun trans (dojrzewania)Od bieguna cis do bieguna trans wzrasta procentowa zawarto lipidw (cholesterolu). Sie trans stanowi stacj rozdzielcz i sortujc, w ktrej produkty z wntrza diktiosomu zostaj rozdzielone zalenie od przeznaczenia i zapakowane do odpowiedniego typu pcherzykw transportujcych: biaka i lipidy do bony komrkowej, enzymy lizosomalne do lizosomw i inne substancje do egzosomw np. hormony peptydowe (GH) wydzielane na drodze egzocytozy, czyli poza komrk

Funkcje bon 1. Chroni komrki przed dziaaniem czynnikw fizycznych i chemicznych, a take przed wnikaniem obcych organizmw, w szczeglnoci chorobotwrczych.

2. Reguluj transport wybranych substancji z i do komrki.3. Reaguj na bodce chemiczne, termiczne i mechaniczne.4. Peni funkcje enzymatyczne, katalizujc rne reakcje metaboliczne.5. Utrzymuj rwnowag midzy cinieniem osmotycznym wewntrz i na zewntrz komrki.6. S amfipatyczne zbudowane z apolarnego ogona wglowodorowego oraz polarnej gowy, dziki czemu lipidy budujce bony ukadaj si w ksztat pcherzykw, bd w dwuwarstw.

Budowa bon fosfolipidowych

Schemat organizacji biaek bonowych

1. Biako transmembranowe2. Biako monowarstwy zewntrznej3. Biako monowarstwy wewntrznej4. Biako wewntrzne bonyNiebieskie biaka peryferyjneBiaka bonowe wystpuj m.in. w roli:1. Receptorw - speniaj rol w kontaktowaniu si komrki ze wiatem zewntrznym, endocytozie i innych procesach;2. Biaek enzymatycznych oraz 3. Biaek uczestniczcych w transporcie (kanaw, przenonikw, pomp)