Tartalom. A citoszkeleton meghatározása. Citoszkeleton. Mozgás a biológiában A CITOSZKELETÁLIS RENDSZER 12/9/2016

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Tartalom. A citoszkeleton meghatározása. Citoszkeleton. Mozgás a biológiában A CITOSZKELETÁLIS RENDSZER 12/9/2016"

Ábel Szőke
5 évvel ezelőtt
Látták:

Tartalom A CITOSZKELETÁLIS RENDSZER Nyitrai Miklós, 2016 november 29. 1. Mi a citoszkeleton? 2. Polimerizáció, polimerizációs egyensúly 3.

Mikrotubulusok 3. Mikrofilamentumok Eukariota sejtek dinamikus vázrendszere.

1 Tartalom A CITOSZKELETÁLIS RENDSZER Nyitrai Miklós, 2016 november Mi a citoszkeleton? 2. Polimerizáció, polimerizációs egyensúly 3. Filamentumok osztályozása 4. Motorfehérjék A citoszkeleton meghatározása Citoszkeleton Három fő filamentum-osztály: 1. Intermedier filamentumok 2. Mikrotubulusok 3. Mikrofilamentumok Eukariota sejtek dinamikus vázrendszere. Mozgás a biológiában Szubcelluláris, celluláris szinten ATP-t (energiát) igényel Citoszkeletális mozgások Filamentumok kialakulása és lebomlása (mikrofilamentumok és mikrotubulusok) Motor fehérjék számára biztosítanak pályát Milyen sejtfolyamatokban van szerepe a citoszkeletonnak? 1

Sejtvándorlás - mozi Sejtvándorlás citoszkeletális elemek Vándorló melanocita

A filopodiumok növekedése citoszkeletális elemek A sejtmozgás lépései aktin-dús

polimerizált aktin mozgása álláb további növekedése fokáliskontaktusok Egy

2 Sejtvándorlás - mozi Sejtvándorlás citoszkeletális elemek Vándorló melanocita (Victor Small, Salzburg). A filopodiumok növekedése citoszkeletális elemek A sejtmozgás lépései aktin-dús kéreg álláb szubsztrát aktin polimerizáció és álláb kitüremkedés retrakció nem polimerizált aktin mozgása álláb további növekedése fokáliskontaktusok Egy izgalmas példa: motilitás aktin polimerizációval Intracelluláris patogének mozgása A citoszkeletálisfilamentum rendszerek és jellemzõik 2

A mikrofilamentum rendszer Egy magyar kutató szerepe: Straub F.

felépítõ egységek: aktin monomerek Alegység: globuláris (G-) aktin MW: 43 kda, 375

nukleotid 2 3 1 A polimerizáció (az alegységek összeállásának folyamata) A

3 A mikrofilamentum rendszer Egy magyar kutató szerepe: Straub F. Brúnó (õ írta le elõször és a névadó is õ volt) Az aktin monomer A filamentumokat felépítõ egységek: aktin monomerek Alegység: globuláris (G-) aktin MW: 43 kda, 375 aminosav, 1 molekula kötött adenozin nukleotid (ATP vagy ADP) Szubdomének (4) 4 nukleotid A polimerizáció (az alegységek összeállásának folyamata) A filamentumok kialakulása: polimerizáció A polimerizáció fázisai: 1. Nukleáció 2. Növekedés fázis 3. Egyensúlyi fázis 3

Az aktin polimerizációja Az aktin filamentumok

Depolimerizáció 37 nm Nukleáció Dimer Trimer Elongáció

7 nm vastag, hosszain vitrotöbb 10 µm, in vivo1-2 µm

polimerlánc(perzisztenciahossz: ~10 µm) Szerkezeti

miozin): + és -, vagy "barbed", és "pointed end" (

polimerizáció lassú) ATP-sapka A polimerizációs

rendszer A mikrotubulusok építõköve: tubulin Alegység:

4 Az aktin polimerizációja Az aktin filamentumok jellemzõi Aktin monomer Aktin filamentum Depolimerizáció 37 nm Nukleáció Dimer Trimer Elongáció T. D. Pollard: Cell, 112, , nm vastag, hosszain vitrotöbb 10 µm, in vivo1-2 µm Jobbmenetes dupla helix Szemiflexibilis polimerlánc(perzisztenciahossz: ~10 µm) Szerkezeti polarizáció(lsd. miozin): + és -, vagy "barbed", és "pointed end" ( barbed =+ vég: polimerizáció gyors, pointed =- vég: polimerizáció lassú) ATP-sapka A polimerizációs egyensúly Aktin funkciók, példa - + A mikrotubuláris rendszer A mikrotubulusok építõköve: tubulin Alegység: tubulin MW: 50 kd, α- és β-tubulin -> heterodimereket képeznek 1 molekula kötött guanozin nukleotid (GTP vagy GDP); kicserélhetõ(β), ill. nem kicserélhetõ(α) α β 4

A mikrotubulusok ~25nm vastag, üreges 13

helix balmenetes hosszúmenetg helix Merev

intermedier filamentumok polimerizációja A

-> colied-coil dimer 2 dimer -> tetramer

8 protofilamentum -> filamentum filamentum

5 A mikrotubulusok ~25nm vastag, üreges 13 protofilamentum jobbmenetes rövidmenetg helix balmenetes hosszúmenetg helix Merev polimerlánc(perzisztenciahossz: néhány mm!) Szerkezetipolarizáció: +vég: polimerizáció gyors; -vég: polimerizáció lassú GTP-sapka Mikrotubulus funkciók; példa Az intermedier filamentumok Az intermedier filamentumok polimerizációja A sejtben teljesen polimerizált állapotban (nem dinamikus az egyensúly) Az intermedier filamentum alegysége: coiled-coil dimer Centrális rudak (α-hélix) hidrofób-hidrofób kölcsönhatása -> colied-coil dimer 2 dimer -> tetramer (antiparallel elrendezôdés, szerkezeti apolaritás) protofilamentum Tetramerek longitudinális sorozata -> protofilamentum 8 protofilamentum -> filamentum filamentum Az alegységek maguk is filamentumok! Vimentin dimer szalagdiagramja Vimentin dimer drótháló diagramja 5

Szövetspecifikus IF típusok A polimerek mechanikai tulajdonságai Nukleáris laminok A, B, C laminok Az erő iránya szerint: (65-75kDa) Hajlítómerevség: Longitudinális merevség: Torziós merevség: F =

6 Szövetspecifikus IF típusok A polimerek mechanikai tulajdonságai Nukleáris laminok A, B, C laminok Az erő iránya szerint: (65-75kDa) Hajlítómerevség: Longitudinális merevség: Torziós merevség: F = erő F F Vimentin típus Vimentin (54kDa) Desmin (53kDa) Peripherin (66kDa) Rugalmassági mechanizmusok: -Belső (intrinsic) rugalmasság (rugalmassági modulus) -Termikus (entropikus) rugalmasság (perzisztencia hossz) Keratinok I típusú (savanyú) (40-70kDa) Neuronális IF II típusú (neutrális/bázikus) (40-70kDa) neurofilamentum fehérjék (60-130kDa) L c = kontúrhossz A = perzisztenciahossz F Z = vég-vég távolság Összefoglalás 6

Hasonló dokumentumok

A CITOSZKELETÁLIS RENDSZER (Nyitrai Miklós, )

A CITOSZKELETÁLIS RENDSZER (Nyitrai Miklós, 2010.11.30.) 1. Mi a citoszkeleton? 2. Polimerizá, polimerizás egyensúly 3. ilamentumok osztályozása 4. Motorfehérjék Citoszkeleton Eukariota sejtek dinamikus