A CITOSZKELETÁLIS RENDSZER Bugyi Beáta PTE ÁOK, Biofizikai Intézet. 9. A sejtmozgás mechanizmusai

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "A CITOSZKELETÁLIS RENDSZER Bugyi Beáta PTE ÁOK, Biofizikai Intézet. 9. A sejtmozgás mechanizmusai"

Attila Németh
5 évvel ezelőtt
Látták:

1 A CITOSZKELETÁLIS RENDSZER Bugyi Beáta PTE ÁOK, Biofizikai Intézet 9. A sejtmozgás mechanizmusai

3 Sejtmozgás, motilitás 1. Sejten belüli, intracelluláris mozgás izom összehúzódás organellumok mozgatása intracelluláris pathogének mozgása Listeria monocytogenes Eschericia coli Rickettsia rickettsii Shigella Salmonella kromoszómák mozgása 2. Tovahaladó, helyváltoztató mozgás ciliáris/flagelláris mozgás spermatocita, egysejtűek, csillós hám speciális organellum: cilium (csilló), flagellum (ostor) állábképződéssel járó mozgás citoszkeletális filamentum rendszerek 3. Alakváltozás CITOSZKELETON

4 1. Intracelluláris mozgás Listeria monocytogenes Kromoszóma kongresszió tengeri csillag petesejtben Forrás: Lénárt Péter és mtsai Nature

5 2. Tovahaladó mozgás - ciliáris/flagelláris Csilló (cilium) Ostor (flagellum) Cilium tüdő hámszövet Flagellum spermatocita a sejt helyváltoztatása folyadékban / folyadék mozgatása a sejt felszíne körül eukarióta sejetek fonalszerű (mm - mm) epitéliális sejtfüggeléke axonémális szerkezet (0.25 mm): 9+2 mikrotubulus felépítő fehérjék: mikrotubulusok, nexin, dinein, tektin

6 2. Tovahaladó mozgás - ciliáris/flagelláris Tektin (13) (9) AXONÉMA

7 2. Tovahaladó mozgás - ciliáris/flagelláris ostor - flagellum csilló - cilium szerkezet axonéma axonéma számuk / sejt 1-2 több ezer funkció hullámszerű mozgás erőteljes ütések (csapkodó mozgás) erőkifejtés - relaxáció energiaforrás ATP ATP

8 2. Tovahaladó mozgás - állábképződés Fibroblaszt v = 0.5 mm / min Forrás: Klemens Rottner Institut für Genetik Universität Bonn Keratocita v = 10 mm / min

A sejtmozgás főbb lépései 0. Stimulus - polarizáció kemoatraktáns, szubsztrát, szomszédos sejt 1. Protrúzió kitüremkedés lamellipodium képződés 2.

9 A sejtmozgás főbb lépései 0. Stimulus - polarizáció kemoatraktáns, szubsztrát, szomszédos sejt 1. Protrúzió kitüremkedés lamellipodium képződés 2. Adhézió - letapadás új sejt szubsztrátum kapcsolatok kialakulása 3. Kontrakció összehúzódás kontraktilis aktin kötegek képzése (miozin II) a sejt hátsó részének retrakciója a sejt transzlokációja 4. Régi adhéziók megszűnése

10 HEP2G adenokarcinoma sejtek, stimulus: inzulin gradiens

11 A sejtmozgás citoszkeletális komponensei Lamellipodium Filopodium Lamella Fokális kontaktus Forrás: LeClainche és mtsai Physiological Reviews

A sejtmozgás egyszerű sémája mozgás iránya PROTRÚZIÓ (elől) elágazó aktin filamentumok polarizált növekedése erőkifejtés: aktin polimerizáció taposómalom egyensúly - treadmilling ADHÉZIÓ protrúziós

12 A sejtmozgás egyszerű sémája mozgás iránya PROTRÚZIÓ (elől) elágazó aktin filamentumok polarizált növekedése erőkifejtés: aktin polimerizáció taposómalom egyensúly - treadmilling ADHÉZIÓ protrúziós és kontraktilis erők mechanikai csatolás a citoszkeleton és a szubsztrátum között csatolás sejtmozgás hatékonysága RETRAKCIÓ (hátul) ellentétes irányítottságú (antiparallel) egyenes aktin filamentumok erőkifejtés: akto - miozin

13 Protrúziós aktin hálózatok lamellipodium és lamella Lamellipodium (Lp) Lamella (Lm) eltérő szerkezeti és dinamikai tulajdonságokkal rendelkező aktin filamentum hálózatok a sejtmembrán közelében kialakulásának mechanizmusa vastagság / hossz: mm / nm lapos, keskeny sejtkitüremkedés WAVE - Arp2/3 komplex branching vastagságv/ hossz: 1 mm/10-20 mm? távolság a membrántól mm > 0.5 mm dinamika szerkezet gyors turnover taposómalom egyensúly, treadmilling elágazó - dendritic - filamentumok lassú turnover elágazás mentes, egyenes filamentumok szabályozó fehérjék sapka fehérje, ADF/cofilin, cortactin,... tropomiozin, miozin,

14 Lamellipodium és lamella kialakulásának lehetséges mechanizmusai Forrás: Bugyi Beáta és Marie-France Carlier Annual Reviews in Biophysics

15 Fokális kontaktusok a citoszkeletont a szubsztrátummal összekötő sejtkapcsolatok aranyhal fibroblaszt GFP-aktin, vinculin

Fokális kontaktusok - típusok és komponensek méretük, alakjuk, intracelluláris lokalizációjuk és molekuláris összetételük alapján osztályozhatjuk: FOKÁLIS KOMPLEX apró, pontszerű struktúra (1 mm 2 )

16 Fokális kontaktusok - típusok és komponensek méretük, alakjuk, intracelluláris lokalizációjuk és molekuláris összetételük alapján osztályozhatjuk: FOKÁLIS KOMPLEX apró, pontszerű struktúra (1 mm 2 ) sejtmembrán közeli dinamikus integrin, talin, paxillin FOKÁLIS ADHÉZIÓ 2 5 mm kiterjedésű struktúrák sejtmembrántól távolabb stabilabb, kevésbé dinamikus stressz szálakhoz asszociált integrin, talin, paxillin, vinculin, a-aktinin, zyxin, aktopaxin FIBRILLÁRIS ADHÉZIÓ megynúlt struktúra sejtmembrántól legtávolabb fibronektin szálakhoz asszociált integrin, tenzin Forrás: LeClainche és mtsai Physiological Reviews

17 Fokális kontaktusok - molekuláris kapcsoló mechanikai csatolás az aktin citoszkeleton és a szubsztrátum között kikapcsolt bekapcsolt nincs kapcsolat a szubsztrátum és az aktin citoszkeleton között molekuláris szintű kapcsolat a szubsztrátum és az aktin citoszkelton között az aktin filamentumok polimerizációja által kifejtett erő a filamentumoknak a sejtmembrántól való távolodását eredményezi (RETROGRADE FLOW) NINCS PROTRÚZIÓ az aktin filamentumok polimerizációja által kifejtett erő a sejtmembrán kitüremkedését eredményezi PROTRÚZIÓ akto-miozin komplexek által kifejtett erő a sejt hátsó részének visszahúzódását és a sejt tovahúzódását eredményezi TRANSZLOKÁCIÓ

18 AZ Aktin-alapú mozgás vizsgálata in vitro Biomimetikus modell rendszerek (következő szeminárium) N-WASP Arp2/3 komplex formin

Hasonló dokumentumok

Sejtmozgás és adhézió Molekuláris biológia kurzus 8. hét. Kun Lídia Genetikai, Sejt és Immunbiológiai Intézet

Sejtmozgás és adhézió Molekuláris biológia kurzus 8. hét Kun Lídia Genetikai, Sejt és Immunbiológiai Intézet Sejtmozgás -amőboid - csillós - kontrakció Sejt adhézió -sejt-ecm -sejt-sejt MOZGÁS A sejtmozgás