2016-03-10

1

KOMÓRKA

Wielkość komórek

Jednostki: 1 μm = 10-3 mm, 1 nm = 10-3 μm

najmniejsze komórki(komórki przytarczyc,niektóre komórki nerwowe) 4-5 μm

przeciętne komórki 20 μm

największe komórki(oocyty, niektóre komórkinerwowe) 100-150 μm

włókna mięśniowe do 30 cmwypustki komórek nerwowych do 1 m

•

Zróżnicowanie komórek

kształt

komórki bezjądrzaste:erytrocyty, płytki krwi,komórki budujące soczewkę oka

komórki wielojądrzaste i zespólnie:

• włókna mięśniowe szkieletowe

• syncytiotrofoblast w łożysku

• osteoklasty

Elementy składowe komórki:Mikroskop świetlny:

• jądro• cytoplazma• błona komórkowa

Mikroskop elektronowy:

Organelle:• rybosomy• siateczka śródplazmatyczna• aparat Golgiego• mitochondria• lizosomy• peroksysomy• centriole

Inne struktury:• cytoszkielet• pęcherzyki (transportowe,

wydzielnicze)• materiały zapasowe

(glikogen, lipidy)

Błona biologiczna - uniwersalny budulec większości organellikomórkowych

Błona biologiczna zbudowana jest z lipidów (głównie fosfolipidów) i białek.

Cząsteczka fosfolipidu część hydrofilna

część hydrofobowa

W środowisku wodnym cząsteczkifosfolipidów tworzą dwuwarstwęo uporządkowanym układzie.Decyduje ona o integralności błony

2016-03-10

2

białka

Białka swobodnie „pływają” w dwuwarstwie lipidowej

Lipidy błon biologicznych:

• fosfolipidy (aminowe i cholinowe)• cholesterol• glikolipidy

Białka błon biologicznych: klasyfikacja

strukturalna:• powierzchniowe• transbłonowe (integralne)

czynnościowa:• strukturalne• enzymatyczne• receptorowe• transportowe

Jedno białko może pełnić kilka funkcji

Białka transbłonowe

Białka powierzchniowe

Błona biologiczna jest barierą dla substancji chemicznych i kontroluje ich transport pomiędzy środowiskiem a komórką i pomiędzy przedziałamiwewnątrzkomórkowymi.

Transport substancji niskocząsteczkowych (transbłonowy)- poprzez zawarte w błonie transbłonowe białka transportowe

1. Kanały

Transport bierny (dyfuzja): zgodnie z gradientem stężeń, bez nakładu energii

Substancje transportowane: jonyPrzykłady: kanały sodowe, potasowe, wapniowe, chlorkowe

zamknięty otwarty

Mechanizm otwierania kanałów

• kanały otwierane zmianą potencjału elektrycznego błony• kanały otwierane ligandem (przyłączeniem cząsteczki sygnałowej)• kanały otwierane mechanicznie

2. Przenośniki

3. Pompy

Transport ułatwiony:zgodnie z gradientem stężeń,bez nakładu energii

Substancje transportowane:aminokwasy, cukry proste,nukleotydy, itp.

Transport aktywny:wbrew gradientowi stężeń,konieczna energia

Substancje transportowane:wszystkie substancjeniskocząsteczkowe

Przykłady: pompa wapniowa,pompa protonowa

zmiana konformacji

zmiana konformacji

Przenośniki i pompy mogą transportować jedną substancję (uniport)albo równocześnie dwie substancje (kotransport)

Przykłady:• Na+-K+ ATPaza (pompa sodowo-potasowa)• H+-K+ ATPaza (wymiennik protonowo-potasowy)• symporter Na+-glukoza

uniport symport antyport

2016-03-10

3

Transport substancji wysokocząsteczkowych i dużych struktur: transport pęcherzykowy

Równocześnie transportowana jest substancja/struktura oraz fragment błony

Błona komórkowa

oddziela komórkę od środowiska zewnętrznego

błonakomórkowa

• najgrubsza• trójwarstwowy obraz w mikroskopie elektronowym• warstwa cukrowców na powierzchni (glikokaliks)• specyficzne glikoproteidy odpowiedzialne za kontakt z innymi

komórkami i z substancją międzykomórkową (cząsteczki adhezyjne)• liczne białka transportowe i receptory• nierównomierne rozmieszczenie ładunków elektrycznych

po obu stronach błony (potencjał spoczynkowy)

glikokaliks

Glikokaliks

Warstwa cukrowcowa na zewnętrznej powierzchni błony komórkowej zbudowana z łańcuchów cukrowcowych połączonych z cząsteczkami białek (glikoproteidów) i lipidów (glikolipidów)

Funkcje:• ochrona komórki przed czynnikami mechanicznymi i chemicznymi• udział w regulacji pobierania substancji przez komórkę (endocytozy)• udział w kontaktowym „rozpoznawaniu się” komórek• pośredniczenie w tworzeniu połączeń komórek ze sobą i z otoczeniem

Glikoproteidy odpowiedzialne za wiązanie siękomórek z otoczeniem (innymi komórkamii substancją międzykomórkową)• kadheryny - wiązanie komórka-komórka• selektyny - wiązanie komórka-komórka• białka z nadrodziny immunoglobulin - wiązanie komórka-komórka• integryny - wiązanie komórka-substancja międzykomórkowa

kadheryny

integryna elementy substancjimiędzykomórkowej

Cząsteczki adhezyjne

Receptoryi sygnalizacjamiędzykomórkowa

Sygnalizacjamiędzykomórkowajest konieczna dla:• normalnego

funkcjonowania komórki

• podziałów• różnicowania• przeżycia

Substancje sygnałowe:• hormony• neuroprzekaźniki• czynniki wzrostowe• cytokiny

FUNKCJONOWANIE

PODZIAŁ

RÓŻNICOWANIE

ŚMIERĆ

Komórka reaguje na sygnałjeżeli posiada specyficzne receptory

dla cząsteczek sygnałowych

receptorbłona komórkowa

cząsteczka sygnałowa

Cząsteczkę rozpoznawaną i wiązaną przez receptor nazywamy ogólnie ligandem

2016-03-10

4

Reakcja komórki zależy od jej możliwościi od rodzaju receptorów (różne receptory wywołują różne reakcje

komórki na tę samą substancję sygnałową)

sygnalizacja endokrynna (dokrewna) sygnalizacja parakrynna

sygnalizacja autokrynna przekaźnictwo nerwowe sygnalizacja kontaktowa

Lokalizacja receptorów zależy od tego, czy cząsteczki sygnałowemogą dostać się do wnętrza komórki

• receptory błonowe (powierzchniowe)• receptory wewnątrzkomórkowe(np. jądrowe, mitochondrialne)

Funkcje:• magazynuje informację genetyczną

(DNA)• powiela informację genetyczną

(replikacja DNA) przed podziałem komórki

• wytwarza rybosomy (jąderko)• steruje syntezą białek w komórce,

kierując w ten sposób wszystkimiprocesami życiowymi

DNA RNA białkotranskrypcja translacja

Główne składniki:• chromatyna• jąderko• otoczka jądrowa

Jądro komórkowe

Chemiczne składniki chromatyny:• DNA• białka

- histony (H1, H2A, H2B, H3, H4)- białka niehistonowe (enzymatyczne,regulatorowe, strukturalne)

Typy chromatyny:• euchromatyna (jasna, luźna,

aktywna transkrypcyjnie)• heterochromatyna (ciemna, zwarta,nieaktywna transkrypcyjnie)- konstytutywna (stała dla wszystkich

komórek, DNA niekodujący)- fakultatywna (zależna od typu

komórki, wynik „wyłączania” genóww trakcie różnicowania)

Budowa chromatyny

Podjednostka: nukleosom• rdzeń - oktamer histonów(2 X H2A, H2B, H3, H4)

• nawinięty fragment DNA(146 par zasad)

Odcinek DNA łączącynukleosomy: 80 par zasad+ histon H1

2016-03-10

5

nukleosom

Budowa chromatyny c.d. DNA

nukleofilamenteuchromatyna

włókno chromatynowe

---------------------------------------------------------

tworzenie bocznych pętli

heterochromatynasuperspirala

---------------------------------------------------------

podział chromosom

Jąderkoprodukuje podjednostki rybosomów

Etapy produkcji podjednostek rybosomów:• transkrypcja rDNA pre-rRNA• cięcie pre-rRNA na mniejsze fragmenty rRNA• przyłączanie białek importowanych z cytoplazmy podjednostki rybosomów

3

2

1

Obszary jąderka:1 - jasne centra włókienkowe - nieaktywny rDNA2 - gęste obszary włókienkowe - pre-rRNA3 - obszary ziarniste - podjednostki rybosomów

Otoczka jądrowakontroluje wymianę substancji pomiędzy jądrem

a cytoplazmą przez znajdujące się w niej pory

Zbudowana z dwóch błon:• błona wewnętrzna z blaszką jądrową (laminy A,B,C)• błona zewnętrzna - kontynuacja błon siateczki

śródplazmatycznejPomiędzy błonami przestrzeń okołojądrowa (do 100 nm)Otoczka jądrowa uważana jest za szczególny obszarsiateczki śródplazmatycznej

Białka kompleksu:• receptory• białka transportowe

Transport jądrowo-cytoplazmatyczny:• z jądra do cytoplazmy:

mRNA, tRNA, podjednostkirybosomów

• z cytoplazmy do jądra: wszystkie białka jądrowe

Jak działa kompleks poru:• małe cząsteczki przechodzą swobodnie• duże cząsteczki są rozpoznawane przez receptory• a następnie przenoszone przez białka transportowe

Kompleks poru jądrowego

białkatransportowe jądro

cytoplazma

Rybosomy - syntetyzują białka

49 białek 33 białkaPolirybosomy (polisomy):rybosomy połączone nicią mRNA(w trakcie translacji)

Podjednostki rybosomów łączą sięw cytoplazmie dopiero po przyłączeniumRNA

- rybosomy związane z błonami siateczki szorstkiej produkują:białka błon biologicznych, białka wydzielnicze, białka lizosomowe

- rybosomy wolne (cytoplazmatyczne) produkują:białka jądrowe, mitochondriów, peroksysomów, cytoszkieletu, cytoplazmy

Docelowa lokalizacja białka zależy od tzw. odcinka sygnałowego: krótkiegofragmentu łańcucha polipeptydowego zlokalizowanego zazwyczaj na jednymz końców cząsteczki białkowej

2016-03-10

6

rybosom

odcineksygnałowy

Białka mają odmienne odcinki sygnałoweumożliwiające wbudowanie ich do:• siateczki śródplazmatycznej• jądra• mitochondriów• peroksysomów• cytoszkieletu

Odcinki sygnałowe są rozpoznawane przez odpowiednie receptoryznajdujące się w docelowych organellach. Po związaniu odcinka sygnałowegoz receptorem, białko zostaje wbudowane do organelli:

• do jądra - przechodzi przez por w otoczce jądrowej• do siateczki, mitochondriów i peroksysomów -

przechodzi przez specjalne „kanały białkowe”,translokony, obecne w ich błonach

Białko może mieć także odcinek „stop” - zazwyczajwewnątrz cząsteczki - powoduje on zatrzymanie białkaw błonie (w ten sposób wbudowywane są białka błon).

Do siateczki białka wbudowywane są podczas translacji,do innych organelli po zakończeniu translacji

Biosynteza białka (na przykładzie białka wbudowywanegodo siateczki śródplazmatycznej)

1. Przyłączenie mRNA do małej podjednostki rybosomu.2. Przyłączenie dużej podjednostki do małej - tworzy się kompletny rybosom.3. Rozpoczęcie translacji - jako pierwszy powstaje odcinek sygnałowy4. Przyłączenie „cząsteczki rozpoznającej sygnał” - SRP - do odcinka sygnałowego5. Przyłączenie kompleksu SRP-odcinek sygnałowy do receptora SRP w błonie

siateczki śródplazmatycznej

SRP

receptori translokon

6. Skierowanie odcinka sygnałowego do translokonu w błonie siateczki - białkozaczyna przechodzić przez błonę.

7. Przyłączenie dużej podjednostki rybosomu do błony siateczki przy udzialebiałek mocujących (ryboforyn) obecnych w błonie.

8. Dalsze przechodzenie białka przez błonę, odcięcie odcinka sygnałowego.9. Jeżeli białko nie ma odcinka „stop”, przechodzi w całości przez błonę

i wewnątrz siateczki ulega sfałdowaniu (przyjmuje strukturę trzeciorzędową).10. Jeżeli białko ma odcinek „stop”, zostaje wbudowane w błonę siateczki

i tam się fałduje.11. Po ukończeniu translacji rybosom rozpada się na oddzielne podjednostki.

Siateczka śródplazmatyczna

szorstka gładka• spłaszczone cysterny • kanaliki• rybosomy • brak rybosomów• receptory dla SRP, translokony, ryboforyny • funkcje:• funkcje: - produkcja lipidów

- synteza białek - neutralizacja leków i trucizn- wstępna glikozylacja białek - gromadzenie jonów Ca2+

(kalciosomy)

Aparat Golgiego

Diktiosom - podjednostka aparatu Golgiego

Bieguny diktiosomu

CIS

- wypukły- błona (5 nm) podobna

do błon siateczki

TRANS

- wklęsły- błona (7,5 nm) podobna

do błony komórkowej- wewnętrzna powierzchnia

błony bogata w cukry

Przez diktiosom „przepływają” (transport pęcherzykowy) fragmenty błonyi białka z siateczki śródplazmatycznej. W trakcie przepływu od bieguna cisdo trans błona i transportowane białka ulegają modyfikacji chemicznej. Błona stopniowo zmienia charakter na podobny do błony komórkowej.

2016-03-10

7

• małe pęcherzyki oddzielają się od siateczki i łączą z błoną diktiosomupo stronie cis

• podczas przechodzenia przez kolejne cysterny diktiosomu, do białek błonyi białek transportowanych wewnątrz pęcherzyków zostają przyłączane grupycukrowcowe (glikozylacja), niekiedy również fosforanowe i siarczanowe

• w ostatniej cysternie po stronie trans białka są sortowane i „pakowane” do różnych pęcherzyków, które oddzielają się od tej cysterny

Proces oddzielania pęcherzyków wymaga współdziałaniatzw. białek okrywających (COP I, COP II, klatryna)

Jak działa diktiosom

Z diktiosomu „wypączkowują” trzy rodzaje pęcherzyków:

• małe pęcherzyki z materiałem do wydzielenia na drodze egzocytozykonstytutywnej

• duże pęcherzyki z materiałem do wydzielenia na drodze egzocytozyregulowanej

• pęcherzyki hydrolazowe zawierające enzymy trawienne -prekursory lizosomów

Funkcje aparatu Golgiego:• przebudowa błon i odnowa błony komórkowej• glikozylacja przepływających białek, ich sortowanie i kierowanie

do różnych pęcherzyków• tworzenie pęcherzyków i ziarn wydzielniczych - udział w procesie wydzielania• tworzenie pęcherzyków hydrolazowych

Egzocytoza

• transport pęcherzyków zawierających substancje do wydzielenia• fuzja pęcherzyków z błoną komórkową - wydzielenie substancji

sygnał

Dwa rodzaje egzocytozy:

• konstytutywna(ciągła, wolna, małe pęcherzyki)

• regulowana(na sygnał, np.nerwowy lubhormonalny),szybka, duże ziarnawydzielnicze

Endocytoza:

• fagocytoza

• pinocytoza• endocytoza receptorowa

2016-03-10

8

Fagocytoza Pinocytoza

• pobierane duże cząstki stałe • pobierany płyn• błona komórkowa „wspina • błona komórkowa wpukla sięsię” otaczając cząstkę

• udział cytoszkieletu • bez udziału cytoszkieletu• potrzebna energia • bez udziału energii• powstają duże pęcherzyki • powstają małe pęcherzyki(fagosomy) (pinosomy)

Endocytoza receptorowa:etapy procesu

1. Przyłączenie ligandów do receptorów na powierzchni błony komórkowej2. Podbłonowa agregacja klatryny, skupienie receptorów i utworzenie

dołeczka okrytego3. Endocytoza - utworzenie pęcherzyka okrytego4. Oddzielenie klatryny od pęcherzyka5. Połączenie pęcherzyka z wczesnym endosomem

wczesny endosom

późny endosom

Endocytoza receptorowa:etapy procesu c.d.

6. We wczesnym endosomie: niskie pH (pompa protonowa), oddzielenieligandów od receptorów, powrót receptorów transportem pęcherzykowymdo błony komórkowej (recyrkulacja receptorów).

7. Przemieszczenie endosomu w głąb komórki - staje się późnym endosomem8. W późnym endosomie: przyłączenie pęcherzyków hydrolazowych

zawierających enzymy trawienne - późny endosom przekształca sięw lizosom

9. Trawienie ligandów

wczesny endosom

późny endosom

Lizosomypęcherzyki, w których zachodzi trawienie wewnątrzkomórkowe;zawierają enzymy trawienne (hydrolazy) i trawione substancje

Lizosomy powstają przez połączenie (fuzję) pęcherzyków hydrolazowychzawierających enzymy trawienne z pęcherzykami zawierającymi substancje,które mają zostać strawione

lizosom

Powstawanie pęcherzykówhydrolazowych

1. Synteza enzymów trawiennych(hydrolaz) w siateczce szorstkiej

2. Transport pęcherzykowyenzymów do diktiosomu a. G.

3. W diktiosomie do enzymówprzyłączane są grupymannozo-6-fosforanu (znacznik)

4. Znacznik rozpoznawany jesti wiązany przez receptoryw błonie ostatniej cysternydiktiosomu po stronie trans

5. Od tej cysterny odrywa siępęcherzyk okryty zawierającyhydrolazy związane z receptorami.

Hydrolazy (esterazy, glikozydazy, peptydazy) mogą trawić wszystkie rodzajesubstancji wysokocząsteczkowych.Hydrolazy w pęcherzykach hydrolazowych są nieaktywne, gdyż związanesą z receptorami.

2016-03-10

9

Pęcherzyki hydrolazowe mogą się łączyć:(1) z pęcherzykami powstałymi w wyniku endocytozy:• z fagosomami• z pinosomami• z późnymi endosomami

- powstają heterolizosomy

fagocytoza

pinocytoza,endocytoza receptorowa LIZOSOM

(2) z pęcherzykami powstałymi w komórce, zawierającymi jej własne struktury(autofagosomami) - powstają autolizosomy

LIZOSOM

Wewnątrz lizosomów panuje niskie pH, w wyniku czego hydrolazyoddzielają się od receptorów, stają się aktywne i trawią zawartew lizosomach substancje.

Produkty trawienia (substancje niskocząsteczkowe) przechodzą przezbłonę lizosomu do cytoplazmy, gdzie mogą służyć do syntezy nowychsubstancji użytecznych dla komórki, lub do produkcji energii.

Receptory dla mannozo-6-fosforanu powracają transportem pęcherzykowym do diktiosomu.

Proteasomy

Białka mogą być również trawione poza lizosomami, przez znajdujące sięw cytoplazmie kompleksy enzymatyczne - proteasomy

Rozpoznawane i trawione przez proteasomy są tylko te białka, którezostały „oznakowane” przez przyłączenie do nich innego białka -ubikwityny

Błonakomórkowa

siateczkaśródplazmatyczna

aparat Golgiego

lizosomy

pęcherzyki wydzielnicze

endosomy

fagosomy,pinosomy,pęcherzykiokryte

pęcherzykihydrolazowe

Transport pęcherzykowy pomiędzy organellami i błoną komórkowąokreślamy jako przepływ błon w komórce

Mitochondria i peroksysomy nie uczestniczą w przepływie błon, zatem(1) namnażają się przez podział i nie mogą powstać de novo, (2) ich błony mają unikatowy charakter i (3) ich białka są syntetyzowane na wolnych rybosomach i posttranslacyjnie wbudowywane do organelli

MITOCHONDRIA

Przedziałymitochondrialne

•

•••

• błona zewnętrzna• błona wewnętrzna (tworzy grzebienie lamelarne lub tubularne)• przestrzeń międzybłonowa• macierz

2016-03-10

10

Błona zewnętrzna:

• białka/lipidy 1:1• poryny - nieselektywna przepuszczalność < 5 kDa• translokony dla importu białek (TOM)

Przestrzeń międzybłonowa:

• kinazy nukleotydów• miejsca kontaktowe (styk obu błon i translokonów)

Błona wewnętrzna:

• białka/lipidy 4:1• specyficzny lipid (kardiolipina)• liczne białka transportowe (w pełni kontrolowany transport)• translokony dla importu białek (TIM)• łańcuch przenośników elektronów• „grzybki mitochondrialne” - kompleks syntazy ATP

Macierz:

• aparat genetyczny (mtDNA, mtRNA, mt-rybosomy)• enzymy cyklu Krebsa• enzymy β-oksydacji kwasów tłuszczowych• ciałka gęste (złogi fosforanów wapnia)

Główna funkcja mitochondriów, produkcja ATP wymagawspółdziałania (1) enzymów cyklu Krebsa, (2) łańcucha przenośników elektronów i (3) syntazy ATP

1

2 3

Trzy składniki łańcucha oddechowego „pompują” protonyz macierzy do przestrzeni międzybłonowej. Powstały gradientprotonowy służy jako źródło energii dla syntezy ATP w „grzybkach”(a także dla aktywnego transportu przez błonę wewnętrzną oraz dlaimportu białek)

Mitchell, Nagroda Nobla 1978

przestrzeńmiędzybłonowa

błonawewnętrzna

macierz

dehydrogenazaNADH

cytochromy b – c1

oksydazacytochromowa

syntaza ATP

Grzybek mitochondrialny (F0-F1 ATPaza) składa się z „nóżki” (F0)zawierającej transporter protonowy i „główki” (F1) - syntazy ATP.Grzybek działa jak „turbina molekularna”

2000 obr/min Boyer & Walker, Nagroda Nobla 1997

F0

transporter protonowy

Inne funkcje mitochondriów:

• β-oksydacja kwasów tłuszczowych• ostatnie etapy syntezy hormonów sterydowych• udział w regulacji poziomu Ca2+ w komórce• produkcja ciepła• udział w procesie apoptozy

2016-03-10

11

Mitochondria zawierają własny aparat genetyczny:• pętlowy mt DNA• wszystkie rodzaje mtRNA• rybosomy• enzymy niezbędne do procesów replikacji,transkrypcji i translacji

... Jednak jest on zbyt ubogi, aby zapewnić organelli pełną autonomię

mtDNA koduje:• 12S i 16S rRNA do rybosomów mitochondrialnych• 22 cząsteczki tRNA• 13 białek błony wewnętrznej

pozostałe białka mitochondrialne są kodowane w DNA jądrowym,syntetyzowane w cytoplazmie na wolnych rybosomachi po translacji wbudowywane do mitochondriów

długość genomu: 16 569 par zasad

podjednostki dehydrogenazy NADH

podjednostki dehydrogenazy NADH

podjednostki oksydazycytochromowej

podjednostkisyntazy ATP

Mitochondria ewolucyjnie wywodzą się z prymitywnych bakterii, które posiadały zdolność do produkcji ATP (teoria endosymbiotyczna)

pierwotnabakteria pierwotna komórka

eukariotyczna

FAGOCYTOZA (?)

SYMBIOZA, TRANSFER GENÓW

mitochondrium jądro

Peroksysomy mają przeważnie formę pęcherzyków, alew niektórych komórkach mogą być różnokształtne

Enzymy peroksysomowe:

• oksydazy peroksysomowe• katalaza• enzymy ß-oksydacji kwasów tłuszczowych• enzymy biosyntezy lipidów• aminotransferazy

Główne funkcje peroksysomów:

• utlenianie różnych substratów, w tym detoksyfikacja• rozkład nadtlenku wodoru• ß-oksydacja długołańcuchowych kw. tłuszczowych• synteza cholesterolu, kwasów żółciowych

i eterolipidów (plazmalogenów)• degradacja puryn

Typ włókien Średnica Białko Funkcja

mikrotubule 25 nm tubulina ruch,podporowa

mikrofilamenty 6 nm aktyna ruch, podporowa

filamenty 10 nm różne podporowapośrednie białka

Cytoszkielet

2016-03-10

12

- +

Mikrotubule

rureczki zbudowane z tubuliny

Dynamiczne (wydłużają sięi skracają)

koniec „+” - wydłużaniekoniec „-” stabilny, zazwyczajzakotwiczony w pobliżu centrioli

tubulina

protofilament

Mikrotubule nietrwałe (cytoplazmatyczne)Mikrotubule trwałe (po zakończeniu wzrostu nie rozpadają się):• neurotubule w wypustkach komórek nerwowych• mikrotubule budujące złożone struktury: rzęski, witki i centriole

W strukturach mikrotubule łączą sięw dublety lub triplety

Aksonema rzęsek i witek:9 obwodowych dubletówi 2 mikrotubule centralne

Centriola: 9 obwodowych tripletów, para centrioli = centrosom

Centriole i otaczający je materiałzawierający tubulinę Gindukują i regulują wzrost mikrotubulcytoplazmatycznych(centrum organizacji mikrotubul)

Mikrofilamenty (filamenty aktynowe)

zbudowane z aktyny

-- +

• nietrwałe• twałe (w połączeniach międzykomórkowych, w niektórych komórkach

nabłonkowych - sieć krańcowa, w kom. mięśniowych)

Za zjawiska ruchu komórkowego odpowiedzialne są tzw. mechanoenzymy (białka motoryczne), które wykorzystując energię z ATP „kroczą” po powierzchni mikrotubul i mikrofilamentów

E

E

mikrotubula

- +

Po powierzchni mikrotubul mogą„kroczyć” dwa mechanoenzymy:• dyneina - w kierunku końca „-”• kinezyna - w kierunku końca „+”

dyneina kinezyna

Do mechanoenzymów mogą się przyczepiać różne struktury, które są w ten sposób transportowane wzdłużmikrotubul, „jak po szynach”:

• pęcherzyki• organelle (ruch organelli)• chromosomy• duże białka

mikrotubula

2016-03-10

13

Po powierzchni filamentów aktynowych może kroczyć tylko jedenrodzaj mechanoenzymu: miozyna, wyłącznie w kierunku końca „+”.Filamenty aktynowe zakotwiczają się tym końcem w błonie komórkowej,a układ ten odpowiada za zjawiska ruchowe, w których uczestniczy błona:

tworzenie wpukleń i fałdówbłony, wysuwanie i wciąganiewypustek (fagocytoza,ruch pełzakowaty): miozyna I

skurcz komórki: (np. komórkimięśniowe): miozyna II(agreguje w filamentymiozynowe)

Filamenty pośrednie

• zbudowane z łańcuchów białkowychskręconych w formę liny (wytrzymałeelastyczne)

• nie współpracują z mechanoenzymami,pełnią wyłącznie funkcje podporowe(wewnątrz komórki i w połączeniachmiędzykomórkowych)

• są zbudowane z różnych białek,zależnie od miejsca występowania

Nazwa Białka budujące Występowanie

laminy jądrowe laminy A i B jądra wszystkich komórek

filamenty keratynowe cytokeratyny komórki nabłonkowe

filamenty wimentynowe wimentyna komórki tk. łącznej

filamenty desminowe desmina komórki mięśniowe

filamenty glejowe GFAP (kwaśne komórki neuroglejuwłókienkowebiałko glejowe)

neurofilamenty białka komórki nerwoweneurofilamentów

Materiały zapasowe i wtręty cytoplazmatyczne

glikogen

krople lipidowe

wtręty krystalicznei parakrystaliczne

ziarna barwnika

Śmierć komórki:• martwica (nekroza)• apoptoza (zaprogramowana śmierć)

Martwica:- przerwanie błony komórkowej- zahamowanie procesów życiowych- rozpad komórki- odczyn zapalny

Apoptoza:- aktywacja kolejnych genów (program)- produkcja i aktywacja szczególnych białek

Czynniki wywołujące apoptozę:• uszkodzenie DNA• określone cząsteczki sygnałowedziałające na tzw. „receptory śmierci”

• brak składników odżywczych lubczynników wzrostowych

nekroza apoptoza

fragmentacja DNA

„pączkowanie” błony

tworzenie ciałek apoptotycznych

Faza indukcji:• aktywacja receptorów śmierci lub produkcjaspecyficznych białek indukujących apoptozę

• uwalnianie cytochromu c z mitochondriów

Faza egzekucji:• aktywacja kaspaz (enzymów proteolitycznych)• trawienie białek wewnątrzkomórkowych• zaburzenie procesów metabolicznych• śmierć komórki

Morfologiczne cechy apoptozy:• fragmentacja DNA• rozpad jądra na kilka fragmentów • zagęszczenie cytoplazmy• rozpad komórki na małe fragmenty (ciałkaapoptotyczne) otoczone błoną