Sejtváz Sejtek mozgása



Hasonló dokumentumok
Sejtváz, aktin mikrofilamentumok, motor fehérjék

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

A citoszkeletális rendszer

A citoszkeleton Eukarióta sejtváz

A CITOSZKELETÁLIS RENDSZER FUTÓ KINGA

A citoszkeletális rendszer

Biofizika I

A centriólum és a sejtek mozgási organellumai

11/15/10! A CITOSZKELETÁLIS RENDSZER! Polimerizáció! Polimerizációs egyensúly! Erő iránya szerint:! 1. valódi egyensúly (aktin)" Polimer mechanika!

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

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

MEDICINÁLIS ALAPISMERETEK BIOKÉMIA AZ IZOMMŰKÖDÉS 1. kulcsszó cím: A SZERVEZETBEN ELŐFORDULÓ IZOM- SZÖVETEK TÍPUSAI 1. képernyő cím: Sima izomszövet

A citoszkeleton. A citoszkeleton, a motorfehérjék, az izom és működésének szabályozása. A citoszkeleton. A citoszkeleton.

Citoszkeleton Sejtmozgás

Citoszkeleton. Sejtek rugalmassága. Polimer mechanika: Hooke-rugalmasság. A citoszkeleton filamentumai. Fogászati anyagtan fizikai alapjai 12.

A citoszkeleton. A citoszkeleton, a motorfehérjék, az izom és működésének szabályozása. A citoszkeleton. A citoszkeleton. Az aktin.

Tubulin, mikrotubuláris rendszer és mikrotubulus asszociált fehérjék

A citoszkeletális rendszer, motorfehérjék.

A sejtváz. Mikrotubulusok (25 nm átmérő) Mikrofilamentumok (7 nm átmérő) Intermedier filamentumok (8-12 nm átmérő)

A CITOSZKELETÁLIS RENDSZER (Nyitrai Miklós, )

A citoszkeletális rendszer, a harántcsíkolt izom biofizikája.

A citoszkeletális rendszer, motorfehérjék.

A biológiai mozgás molekuláris mechanizmusai

Tubulin, mikrotubuláris rendszer és mikrotubulus asszociált fehérjék

Sejtciklus. Sejtciklus. Centriólum ciklus (centroszóma ciklus) A sejtosztódás mechanizmusa. Mikrotubulusok és motor fehérjék szerepe a mitózisban

Kollár Veronika

A membránok és a citoszkeleton kapcsolata. A sejtosztódás és a sejtciklus. Előadó:Gönczi Mónika Debreceni Egyetem, ÁOK, Élettani Intézet

2. AKTIN-KÖTŐ FEHÉRJÉK

BIOMECHANIKA 3 Erőhatások eredete és következményei biológiai rendszerekben

ANATÓMIA FITNESS AKADÉMIA

A motorfehérjék definíciója. A biológiai motorok 12/9/2016. Motorfehérjék. Molekuláris gépek. A biológiai mozgás

Izomműködés. Az izommozgás. az állati élet legszembetűnőbb külső jele a mozgás amőboid, ostoros ill. csillós és izomösszehúzódással

BIOMECHANIKA 2 Erőhatások eredete és következményei biológiai rendszerekben

A biológiai mozgások. A biológiai mozgás molekuláris mechanizmusai. Motorfehérjék. Motorfehérjék közös tulajdonságai

Jellemzői: általában akaratunktól függően működik, gyors, nagy erőkifejtésre képes, fáradékony.

Biomolekulák nanomechanikája A biomolekuláris rugalmasság alapjai

Motorfehérjék november 30.; Nyitrai

SEJTBIOLÓGIA biomérnök hallgatók számára

2011. október 11. Szabad János

Elektronmikroszkópos képek gyűjteménye az ÁOK-s hallgatók részére

SEJT,SZÖVET,SZERV BIOLÓGIAI ÖSSZEFOGLALÓ KURZUS 6. HÉT. Kun Lídia Semmelweis Egyetem, Genetika, Sejt és Immunbiológiai Intézet

Darvas Zsuzsa László Valéria. Sejtbiológia. Negyedik, átdolgozott kiadás

Történeti áttekintés. Eukarióta. Prokarióta. A citoszkeletális rendszer. Motorfehérjék. A biológiai mozgás molekuláris mechanizmusai.

Dinamikus fehérjerendszerek a sejtben

Emberi szövetek. A hámszövet

Egy idegsejt működése. a. Nyugalmi potenciál b. Transzport proteinek c. Akciós potenciál

a. Nyugalmi potenciál b. Transzport proteinek c. Akciós potenciál. Nyugalmi potenciál. 3 tényező határozza meg:

Dinamikus fehérjerendszerek a sejtben. Kellermayer Miklós

A biológiai mozgások. Motorfehérjék. Motorfehérjék közös tulajdonságai 4/22/2015. A biológiai mozgás molekuláris mechanizmusai. Szerkezeti homológia

A harántcsíkolt izom struktúrája általános felépítés

1. Az élő szervezetek felépítése és az életfolyamatok 17

Kollokviumi vizsgakérdések biokémiából humánkineziológia levelező (BSc) 2015

sejt működés jovo.notebook March 13, 2018

MULTICELLULÁRIS SZERVEZŐDÉS: SEJT-SEJT (SEJT-MÁTRIX) KÖLCSÖNHATÁSOK 1. Bevezetés (2.)Extracelluláris mátrix (ECM) (Kollagén, hialuron sav,

Sejtadhézió. Sejtkapcsoló struktúrák

Élettan-anatómia. 1. félév

A nukleinsavak polimer vegyületek. Mint polimerek, monomerekből épülnek fel, melyeket nukleotidoknak nevezünk.

Biofizika I

Szignalizáció - jelátvitel

Hemoglobin - myoglobin. Konzultációs e-tananyag Szikla Károly

3. Szövettan (hystologia)

Izomszövet eredetű aktin izoformák termodinamikai és spektroszkópiai vizsgálata

A sejtes szervezıdés elemei (sejtalkotók / sejtorganellumok)

Biofizika I

Az egysejtű eukarióták teste egyetlen sejtből áll, és az az összes működést elvégzi, amely az élet fenntartásához, valamint megújításához, a

1. SEJT-, ÉS SZÖVETTAN. I. A sejt

A T sejt receptor (TCR) heterodimer

Az emberi sejtek általános jellemzése

AZ EMBERI TEST FELÉPÍTÉSE

Kevéssé fejlett, sejthártya betüremkedésekből. Citoplazmában, cirkuláris DNS, hisztonok nincsenek

A glükóz reszintézise.

9. előadás: Sejtosztódás és sejtciklus

Eukariota állati sejt

Az izommőködéssel járó élettani jelenségek

A Földön előforduló sejtek (pro- és eukarioták) közös és eltérő tulajdonságai. A sejtes szerveződés evolúciója.

TRANSZPORTFOLYAMATOK A SEJTEKBEN

MOTORENZIMEK MŰKÖDÉSÉNEK SOKFÉLESÉGE

Biokémiai és Molekuláris Biológiai Intézet. Sejtbiológiai alapok. Sarang Zsolt

A tananyag felépítése: A BIOLÓGIA ALAPJAI. I. Prokarióták és eukarióták. Az eukarióta sejt. Pécs Miklós: A biológia alapjai

Élettan. Élettan: alapvető működési folyamatok elemzése, alapvetően kísérletes tudomány

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

A harántcsíkolt izomrostok típusai:

(1) A T sejtek aktiválása (2) Az ön reaktív T sejtek toleranciája. α lánc. β lánc. V α. V β. C β. C α.

Szénhidrátok monoszacharidok formájában szívódnak fel a vékonybélből.

NÖVÉNYGENETIKA. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A

Az izomszövet biokémiája. Izombetegségek. Szerkesztette: Fekete Veronika

A sejtváz. Mikrotubulusok (25 nm átmérő) Mikrofilamentumok (7 nm átmérő) Intermedier filamentumok (8-12 nm átmérő)

Az izomműködés élettana

Receptorok és szignalizációs mechanizmusok

AZ ÉLET KÉMIÁJA... ÉLŐ ANYAG SZERVEZETI ALAPEGYSÉGE

Tropomiozin és nehéz meromiozin hatása a formin által nukleált aktin filamentumok flexibilitására

Natív antigének felismerése. B sejt receptorok, immunglobulinok

IONCSATORNÁK. Osztályozás töltéshordozók szerint: pozitív töltésű ion: Na+, K+, Ca2+ negatív töltésű ion: Cl-, HCO3-

1. Sok izomrost (muscle fiber), melyet kívülről egy hártya, a szarkolemma 3

Tudjunk Egymásról Bugyi Beáta 22/11/2012

A kemotaxis biológiai és klinikai

DNS, RNS, Fehérjék. makromolekulák biofizikája. Biológiai makromolekulák. A makromolekulák TÖMEG szerinti mennyisége a sejtben NAGY

A SEJTOSZTÓDÁS Halasy Katalin

Speciális működésű sejtek

elasztikus rostok: hajlékonyság sejtközötti állomány mukopoliszacharidjai

Átírás:

Sejtváz Sejtek mozgása

Sejtváz: Az eukarióta sejtekben vékony fonálszerű struktúra 3 fő alrendszer alkotja: Mikrofilamentumok: 7-9 nm átmérőjű aktinfonalakból áll; Intermedier filamentumok: 10 nm átmérőjűek; Mikrotubulusok: 24 nm átmérőjű tubulincsövekből áll; Fehérjeegységekből épülnek fel, melyeket nem kovalens kötések tartanak össze.

Sejtváz feladata: Sejt mechanikai ellenálló-képességének biztosítása Sejt alakját stabilizálja Sejt helyváltoztató mozgásához kell, Sejt alakváltozásának alapját képezi. Biztosítja a sejtorganellumok transzportját; Biztosítja a sejtosztódással alakváltozásokat; kapcsolatos mozgásokat és

Motor fehérjék: Enzimek egy speciális csoportja, ATP-t (v. GTP-t) használnak energiaforrásként Elcsúsznak a mikrofilamentumokon vagy a mikrotubulusokon. Intermedier filamentumokhoz nem kapcsolódnak Pl. miozin, kinezin, dynein

Sejtkapcsoló struktúrákhoz való kötődés: Mikrofilamentumok (aktin váz): tight junction, zona occludens zona addherens fokális adhéziók sejtmag: kék mikrotubulus: zöld aktin: piros

Intermedier filamentumhoz: macula addherens, dezmoszóma hemidezmoszóma

Struktúra

Mikrotubulusok: Migrációban szerep, főleg a sejtorganellumok átrendezését segíti Csőszerű struktúra, sejt alakjának stabilizálása Felépítése: Mikrotubulus alegysége: tubulin α, β globuláris fehérjéből képzett heterodimer. Dimerekből hosszú láncok alakulnak ki Láncok egymáshoz párhuzamosan kapcsolódva létrehozzák a mikrotubulust. Párhuzamosan rendeződve vázszerű struktúrákat hoz létre: Labilisak, le- és felépülésüket Ca2+, Mg2+ és GTP szabályozzák stabilizálás: kémiai módosítások és speciális fehérjék (MAP),

Kétféle mikrotubulus populáció: Nem stabil, rövid életű MT: pl.mitotikus osztódási orsó; Stabil, hosszú életű MT: pl. spermiumok flagelluma, csillók, neuronok axonja, MTOC (mikrotubulus organizátor centrum) centriolumostor létrehozása. MTOC: mikrotubulus képződési helye; centroszóma: centriólumokból (két egymásra merőleges henger), és az azt körülvevő amorf pericentriorális anyagból áll. Benne γ-tubulin, mely αβ-dimereket megkötve nukleációs régióként szolgál a polimerizáció során.

Mitotikus osztódásgátlók: Colchicin, taxol, vinblasztin: Működésük: specifikusan kötődnek a mikrotubulusokhoz (αβ-tubulin egységekhez) és meggátolják a mikrotubulus polimerizációt Colhicin:kökörcsin alkaloidja (köszvény) Taxol: tiszafa alkaloidja (daganatos betegségek) Vinblasztin: rózsás meténg alkaloidja (vérképzőszervi és nyirokszervi daganatok),

Xenophus oocyte mitotikus osztódás közben. Lilával a mikrotubulusokból álló mitotikus osztódási orsó

Mikrotubulus motorfehérjék: Kinezin, dynein Mikrotubulushoz ATP hidrolízis által hajtott fehérjék kapcsolódhatnak és rajtuk elmozdulva organellum-transzportot végezhetnek. A kinezin és dynein fehérjecsalád tagjai szelektíven képesek különböző vezikulákat, organellumokat megkötni és transzportálni (a felismerés mechanizmusa pontosan még nem tisztázott). Neuronok: a vezikulák axonális transzportja a mikrotubuluson történik. Dynein: vég felé irányító mikrotubulus motorprotein (retrográd transzport), önmagában nem képes transzportfunkcióra, mikrotubulus kötő fehérjékkel komplexben. csak

Intermedier filamentumok Fonálszerű, nem elágazó struktúrák Vastagsága 10 nm Ritkán bontódnak le. Motorfehérjékkel nem társulnak. Az evolúció során jelentősen változtak. Változatos csoport Alaktartás.

Bőr: A mechanikai hatásoknak leginkább kitett bőrhám sejtjei nagy mennyiségben tartalmaznak keratinfehérjét Sejtmag: Laminfehérjékből felépülő intermedier filamentumok vékony rostos réteget alkotva biztosítja a maghártya rugalmas mechanikai ellenállóképességét.

Idegsejt: Neurofilamentumfehérjéből álló filamentumok biztosítják a sejt nyúlványos alakjának a megőrzését. Astrocita: Neuronhoz hasonlóan intermedier filamentum rendszer biztosítja az alakját. Vimentin főleg fejlődő astrocytákban, de néhány már differenciált tipusban is, és GFAP a differenciált astrocytákban

Mikrofilamentumok Globuláris fehérjéből, aktinmolekulából épülnek fel. Hosszú láncot alkotnak. Két lánc egymás körül csavarodva alkot egy mikrofilamentumot. Citoplazmában vannak. Eukarióta sejtekben legnagyobb mennyiségben előforduló fehérje (kb. 0.5 mm citoplazma koncentráció). Emberben 6 különböző aktin izoformát kódoló gén található. Egyik legkonzerváltabb fehérje. Az α-aktin izomszövetekben található, a β-és γ-aktin más szövetekben ubikviter fehérjék.

Aktinszálakból álló mikrofilamentum rendszer

Felépülés: A sejtekben globuláris aktin monomerek (G-aktin) szintetizálódnak és ezek ATP-t vagy ADP-t kötnek (Mg2+-komplexben). G-aktin monomerek F-aktin filamentumokká polimerizálódnak ATP hidrolízise közben. Először néhány monomer képez komplexet (nukleáció) majd ehhez a maghoz kapcsolódik a többi egység (elongáció). A monomerek két sorban helyezkednek el, egymásba csavarodva kettős hélix-szerű szerkezetet alkotnak.

A polimerizáció reverzibilis, G-aktin koncentrációjától függően egyensúlyra vezet. Kritikus koncentráció: aktin monomerek és filamentek egyensúlya Ez más a + és a végen (CC -=0.8 M, C C +=0.1 M) F-aktin polarizált, egyik vége gyorsabban növekszik (+vég), mint a másik (-vég). Taposómalom ( Treadmilling ) mechanizmus: közepes aktin koncentrációnál az aktin egységek átfolynak a filamentumon, a +véghez kötődve és a végről ledisszociálva. G-aktin monomerek ATP-t kötve kapcsolódnak a filamentum +végéhez, majd az ATP hidrolizál és ez kedvez a végen történő ADPaktin komplex leválásának.

Aktin polimerizáció szabályozása: Thymosinβ4: G-aktint köt, ami így már nem tud polimerizálódni. Profilin: elősegíti az ATP-t kötött aktin monomerek kötődését a +véghez (az aktin monomer ATP-kötő helyével szemben kötődik); Gelszolin: kész mikrofilamentumokat hasít el és a +véghez kapcsolódva gátolja a polimerizációjukat. Gátlószerek: Citochalasin D a filamentumok polimerizációját, Phalloidin a depolimerizációját gátolja.

Feladatai: Mechanikai támasztékot adnak a sejtmembránnak, Meghatározza a sejt alakját Citoplazma állagát befolyásolja: hálózata viszkózussá teszi, míg a filamentumok depolimerizációja a citoplazma folyékonyabbá válását idézi elő. Formakonzerváló szerep pl. mikrobolyhok. Lamellipodium, filopodium, pszeudopodium, mikrovillus mind aktin-alapú képződmények.

Kötegek, hálózatok kialakulása: F-aktin a citoplazmában kötegeket és hálózatot is létrehozhat keresztkötő fehérjékkel kapcsolódhatnak össze az aktinrostok. Fimbrin α-aktinin: Aktinkötegekben párhuzamosan futó aktinfilamentumokat köt össze pl. a mikrovillusokban. Filamin spektrin: Flexibilis keresztkötő fehérjék. Az egymást keresztező mikrofilamentunok szövevényét stabilizálják. sejthártya alatti ún. kortikális hálózat

Mozgás: Aktinhoz miozin kötődik Miozin: aktin motorfehérjéje aktin-aktivált ATP-áz 13 izoformát azonosítottak emlős sejtekben Közös tulajdonságok: 1 vagy két nehézlánc, néhány könnyű lánc; Nehéz lánc: fej, nyak, farok rész (domain) Fej (globuláris): Aktin és ATP-kötő hely; Nyakhoz (α-helikális) aszociálódnak a könnyű láncok, melyek regulálják a fej működését. Farok (α-helikális) határozza meg az adott izoforma aktivitását az egyes sejtekben.

I. és II. izoforma fordul elő a legnagyobb mennyiségben a szervezetben. II. izoforma domináns az izomszövetben, két azonos nehéz láncból és négy könnyű láncból épül fel. I. és V. izoformák membránokhoz asszociálódnak. A miozin fehérjék ATP hidrolízise közben elmozdulnak az aktin filamentum +vége irányába.

Elmozdulás mechanizmusa: A miozin fej aktinfilamenthez kötődik, ATP kötés hatására ez a kapcsolat meglazul, A miozin ATP-áza hidrolizálja az ATP-t és az ezáltal okozott konformációváltozás a miozinfejet az aktinrost +vége felé mozdítja, új aktin-miozin kapcsolat jön létre. Az aktinfilament és a miozin elcsúszik egymáson, ADP leválásával helyreáll az eredeti állapot

A fenti csúszó filamentum mechanizmusára állították fel, de modellt az izomkontrakció érvényes más mikrofilamentum mozgásokra is. Miozin és aktin egymáshoz viszonyított elmozdulása kétféleképpen: A mikrofilamentum rögzített, a miozin mozgékony, vándorol az aktinmikrofilamentum mentén, intracelluláris szállításban szerep. Miozinból virágcsokorszerű kötegek, két köteg összekapcsolódásával izomsejt vastag filamentumai. Aktinfilamentum-rendszert a vastag filamentumhoz képest elcsúsztatják: köteg megrövidül.

Az izomkontrakció [Ca2+]i-tól függő, szigorúan szabályozott folyamat a vázizomban 2 járulékos fehérje regulálja az összehúzódást: -tropomiozin (TM) -troponin (TN), 3 alegységből áll: T, I, C:Ca2+-kötő alegység

Ca2+ hiányában ( off mód) a troponin-tropomiozin komplex megakadályozza a miozin elcsúszását az aktinfilamenten, Ca2+ kötésre a troponin-c a tropomiozin elmozdulását indukálja: miozinkötő helyek az aktinfilamentumon szabaddá válnak ( on mód). Simaizomban a Ca2+-mal aktivált Ca2+-kalmodulin komplex egy kinázt (MLCK) aktivál, ami a könnyű láncok foszforilálásával indítja el az izomkontrakciót.

Aktin és miozin szerepe nem-izom sejtekben: sejtorganellumok transzportja során: az I. izoforma farki régiójával a vezikula membránjához, feji régiójával pedig az aktinfilamenthez kötődik. A filament +vége irányában mozogva húzza maga után a vezikulumot (ATP-t felhasználva). Sejtadhézió: epithel sejtek apikális belső felszínén aktin-miozin gyűrű, ez a sejtadhéziós molekulákhoz kapcsolódik és így része a sejtek közötti adherens kapcsolatoknak.

Sejtosztódás: aktin-miozin II alkotta kontraktilis gyűrű alakul ki; pl. Miozin II génkiütött sejtekben a DNS replikálódik, de nem tud osztódni a sejt, ún. sokmagvas sejtek jönnek

A sejt mozgásszervei 1.)Amőboid mozgás Citoplazmatikus állábak segítségével Aktin filament rendszer segítségével történik. Mozgás az aktin filamentrendszer, membránfolyamatok és az adhéziós molekulák koordinált működésén alapszik.

Amőboid mozgás fázisai: Álláb kialakulása a citoplazma kitüremkedésével Adhézió: álláb rögzítése Sejttest vontatása Deadhézió Energia forrás: valószínüleg aktin-miozin komplex termeli ATP bontásával

2.) csillók, ostorok: határozott belső szerkezettel rendelkező, mozgást segítő-végző plazmanyúlványok egysejtűekben pl: csillósok, zöld szemes ostoros többsejtűekben: pl: orr nyálkahártyája, légcső bélelése, hímivarsejtek mozgása Fő alkotóik a tubulin molekulákból felépülő mikrotubulusok.

b.) szerkezete: csillók: rövid, nagyszámú, ostor: a test hosszát meghaladó, egy vagy néhány tövüknél: alapi test: sejthártya alatt helyezkedik el 9 3 mikrotubulusból áll belsejükben : a mikrotubulus tripletekből csak kettő folytatódik 9 2 + 2 mikrotubulus van. Központi tubulusok pedig az alapi testből hiányoznak. csillók és ostorok sejthártyával borítottak

Mozgás:

Tubulinhoz kapcsolódó dynein karok segítségével.

Működésük: A működést az alapi testek irányítják, a kerületen lévő csövek elcsúsznak a középen lévő csövek mellett (izommozgáshoz hasonló) A csillók mozgása összehangolt, az ostoroké csapkodó v. körkörös